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6.3.1  Interfaz SCSI:  Aspectos físicos

§1  Sinopsis

Con objeto de que el lector pueda tener una visión lo más cercana posible al hardware que se encontrará cuando tenga que habérselas con un dispositivo SCSI, comentamos a continuación algunas de las características físicas más sobresalientes de estos dispositivos.

§2  Cables

Una característica especial de esta interfaz, que la distingue de otras.  Por ejemplo, ATA/IDE, es que los dispositivos pueden estar dentro del equipo (en la misma caja que la placa-base) o fuera, como dispositivos externos (esta característica ha sido copiada por la interfaz Serial-ATA).

En uno y otro caso se suelen utilizar cables de tipo distinto.  Los dispositivos internos se conectan a un bus de cable plano.  Este cable suele terminar en un conector en la parte posterior del equipo en el que se puede conectar una prolongación externa.  El conductor correspondiente al pin 1 del conector suelen estar pintado de rojo.

Los cables externos son redondos y apantallados, formados por 25 o 34 pares trenzados y organizados en capas. Situando al interior los que transmiten señales de mayor velocidad (REQ y ACK); las líneas de control en una capa intermedia, y las de datos en la capa exterior.  Lás páginas adjuntas muestran las disposiciones de pares y asignación de pines en cables externos de 68 y 50 conductores respectivamente  ( SE/HDV-68  SE/HDV-50).

Nota:  La pantalla debe ser conectada a la carcasa del conector, pero no a las líneas de tierra de las señales SCSI.

§3  Extensores

Las distintas tecnología y tipos de cables empleados (medios físicos de transporte), hacen que en ocasiones, sea necesario conectar dispositivos de distinto tipo.  También puede presentarse la necesidad de ampliar la distancia de ciertos dispositivos externos sobre la máxima permitida.

Para resolver el problema se utilizan dispositivos especiales denominados extensores ("expanders"); regeneradores (de señal), y convertidores, que pueden realizar distintas funciones.  El esquema de utilización se muestra en las figuras adjuntas [1].  Disponen de su propia fuente de alimentación para los circuitos convertidores & amplificadores de señal.

§4  Terminadores de BUS

Como muchos otros buses (por ejemplo Ethernet de cable coaxial), los buses SCSI requieren de ciertos adaptadores de impedancia en sus extremos, que mitiguen o anulen la capacidad de reflexión de las señales que se origina en los dispositivos de transmisión (especialmente en los de alta frecuencia).

En el bus SCSI, los terminadores pueden ser de varios tipos:

  • Terminador pasivo (resistencias).  Es la forma más simple y económica.  Consiste en dos resistencias por línea: una de 220 Ohms entre TERMPWR y la señal, y otro de 330 Ohms entre la línea de señal y tierra.  Es la solución más económica, pero con el inconveniente de que las fluctuaciones en la tensión de TERMPWR (Term Power), producen elevaciones de tensión en las señales, lo que puede producir errores. La norma SCSI-2 recomienda terminadores activos siempre que sea posible para los sistemas SE.  Por su parte la tecnología HVD utiliza exclusivamente es te tipo de terminador.
  • Terminador activo.  Para evitar los inconvenientes de las fluctuaciones en la tensión TERMPWR del sistema pasivo, se utilizan reguladores de tensión que las minimizan.  En este caso se utiliza una sola resistencia de 110 Ohms desde el regulador a la línea de señal, lo que es más parecido a la impedancia del cable SCSI.  El resultado son menores reflexiones, mayor estabilidad de la señal y menor tasa de errores.
  • FTP ("Force Perfect Termination").  En realidad este sistema no está reconocido en las especificaciones SCSI, aunque es la solución adoptada por diversos fabricantes.  Existen diversos diseños todos ellos basados en diodos derivadores que intentan compensar las diferencias de impedancia entre el cable SCSI y el dispositivo.
  • Terminador LVD.  Una tipo de terminador activo diseñado específicamente para los buses LVD.  Está recogido en las especificaciones SPI-2 y SPI-3 ( 6.3).
  • Terminador LVD/MSE.  Es una variedad multimomdo del anterior.  Dependiendo de la tensión existente en la señal DIFFSENSE del cable, estos serminadores se configuran como LVD o SE.  La mayoría de los nuevos diseños incluyen este tipo de terminador.

El tipo de terminador depende del tipo de bus SCSI utilizado.  Por lo general los terminadores pasivos son adecuados para distancias cortas y buses lentos y lentos (8 bits y 5 MHz).  Para distancias largas, que suelen presentarse en dispositivos externos y velocidades altas se recomiendan los activos.

Nota:  Los buses SCSI son muy sensibles a la calidad de los cables y a su correcta terminación, por lo que debe prestarse especial atención a estos elementos (incluyendo los conectores), en especial en equipos de altas prestaciones.  Recuerde que la primera causa de problemas en sistemas SCSI se deriva de una inadecuada terminación del bus.

Los terminadores son obligatorios en ambos extremos (físicos) del bus.  Por lo general, tanto el adaptador host, como el resto de dispositivos SCSI disponen de un terminador integrado (auto-terminación), que puede ser activado y desactivado.  En el caso de que el dispositivo sea uno de los extremos del bus, el auto-terminador debe ser activado (es lo que suele ocurrir cuando el dispositivo es el propio controlador host).  Si por el contrario, no es el elemento terminal, debe desactivarse.  En caso que el último dispositivo no disponga de esta característica de auto-terminación, debe emplearse un módulo terminador externo en el extremo correspondiente del bus.

§5  Conectores SCSI

Para la conexión de los dispositivos al bus SCSI, se utilizan diversos tipos de conectores, algunos de los cuales se muestran en las figuras, donde puede apreciarse la gran variedad utilizada.  En la mayoría de los casos se muestran ambos conectores, macho (M) y hembra (F).  Esta última, montada generalmente en el lado del dispositivo, mientras que el macho suele estar en el lado del cable.

Ejemplo Tipo Pines Uso Cometario

IDC50-M 50 Narrow: SCSI-1 y 2, Ultra SCSI

Interno

8 bit

IDC50-F

HD68-M 68 Ultra2 LVD y

Ultra Wide SCSI3

Interno/Externo.

aproximadamente 1 7/8" de ancho (47 mm)

HD68-F

CN50-M 50 SCSI-1 y

SCSI-2

Externo.

Denominado también Centronics C50.  Utilizado por la mayoría de los adaptadores lentos (5 MB/s) y por algunos rápidos (10 MB/s).

CN50-F

HD50-M 50 SCSI-2 y

SCSI-3

Externo.

Aproximadamente  1 3/8" (35 mm) de ancho.  Adaptadores de 50 pines de alta densidad utilizados por muchos dispositivos FAST SCSI de 8 bits.

HD50-F

DB25-M 25 SCSI-1

Externo.

 

Utilizado por antiguos Macs, dispositivos Zip, escaners y antiguas estaciones de trabajo SUN.

DB25-F

HDI30-M 30  

Externo

Apple PowerBooks

DB50-M 50 SCSI-1 Utilizados en las antiguas estaciones Sparc de Sun y Data General

DB50-F

DB37-M 37 SCSI-1  

DB37-F

VHDCI-M 68 Ultra SCSI 2 y 3

"Very High-Density Connector Interface".

Popular en las tarjetas RAID.  El macho es de 0.8 mm

VHDCI-F

HPCN50 50   Utilizado en cámaras digitales en Japon

HDCN60 60   Utilizado en los antiguos sistemas rs6000 de IBM
§6  Jumpers de configuración SCSI

Los controladores de los discos SCSI son más sofisticados que los IDE/ATA, y en consecuencia, suelen disponer de más ajustes ("jumpers") de control.  Además, en lo que se refiere al tipo y número de jumpers utilizados, tienden a variar mucho entre los distintos fabricantes y modelos .

Los más importantes y frecuentes son los que se citan a continuación. Aunque debemos advertir que algunas unidades SCSI tienen características especiales que se controlan mediante jumpers adicionales, y que algunas otras los han sustituido por comandos software que son enviados mediante el adaptador host.  Es frecuente que los jumpers de estas unidades estén agrupados en lo que se denomina el bloque de opciones ("option block").

  • Identificación de unidad  (SCSI Device ID):  Se refiere a los jumpers que configuran el número de unidad dentro de la cadena SCSI (recuerde que cada unidad debe disponer de un número de identificación único 6.3).   Las unidades SCSI de conector estrecho pueden tener un conjunto de 3 jumpers, con lo que puede asignárseles un número de 0 a 7, mientras que las anchas tienen 4, con lo que la selección puede variar entre 0 y 15 (algunas unidades no utilizan jumpers para configurar la identificación del dispositivo).
  • Activador del terminador  (Termination Activate):  Algunas unidades incluyen un terminador de bus que puede ser activado si la unidad es la última de la cadena SCSI ( 6.3).  Este jumper activa o desactiva dicho terminador interno.  No todas las unidades disponen de esta opción de auto-terminación.
  • Desactivar autor-arranque  (Disable Auto Start): Esta opción avisa a la unidad para no arrancar en el mismo instante en que se conecta la energía, sino esperar a una orden de arranque desde el bus SCSI.  Es una medida que se utiliza para evitar un excesivo consumo de energía en el arranque.  Algunos fabricantes han invertido el sentido de este jumper.  Por defecto sus unidades no arrancan automáticamente, sino que permanecen a la espera de la señal del bus; en este caso la instalación del jumper habilita el arranque automático.
  • Retardar auto-arranque  (Delay Auto Start):  En este caso el jumper indica al dispositivo que arranque de forma automática pero no de forma inmediata, sino después de cierto número de segundos después que se ha establecido el suministro de energía.  Su utilidad es también disminuir el consumo total en el arranque cuando se instalan sistemas con muchas unidades (discos duros) SCSI.
  • Rotación escalonada  (Stagger Spin):  Es una versión mejorada de la anterior (arranque retardado).  Cuando se instala esta opción en un sistema con muchos dispositivos SCSI, cada unidad retarda su arranque un tiempo que se calcula multiplicando su número de identificación por una constante.  Esto garantiza que en ningún caso habrá dos unidades que arranquen simultáneamente.
  • Ancho/Estrecho (Narrow/Wide):  Algunas unidades disponen de un jumper que controla su modo de funcionamiento ancho o estrecho.
  • Forzar SE  (Force SE):   Esta opción permite que las nuevas unidades Ultra2, Wide Ultra2, Ultra160, Ultra160+ o cualquier otro dispositivo que utilice tecnología de bus LVD ("Low voltage differential") sea forzado a utilizar la tecnología Terminación Simple SE ("Single Ended") [2].
  • Desactivar paridad  (Disable parity):  Esta opción desactiva el control de paridad en el bus SCSI.  Se utiliza para garantizar la compatibilidad de las nuevas unidades con los controladores antiguos que no implementaban este control.

La figura muestra el esquema del "Bloque de opciones" de una unidad de disco duro SCSI Quantum Atlas 10K.

A continuación se incluyen algunas especificaciones de montaje relativas a otra unidad SCSI.  En este caso es un disco Seagate ST12400N.


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[1]  Imágenes propiedad de PARALAN     www.paralan.com

[2]  Naturalmente esto exige que la unidad sea multimodo, LVD/MSE ( 6.3).