SCSI-Spezifikationen

23.04.2003 von Hermann Strass
SCSI unterliegt strengen Spezifikationen. Kabellängen, Pinbelegungen, Timings und vieles mehr sind in umfangreichen Abhandlungen festgehalten. Wir zeigen wichtige Auszüge.

Unter der Aufsicht von ANSI legt das T10-Gremium die Details für alle SCSI-Standards fest. Das T10 sorgt dafür, dass die verabschiedeten Richtlinien in Übereinstimmung mit den Industriegruppen erfolgen.

Was sich hinter SCSI verbirgt und wie dieses Bussystem funktioniert, lesen Sie in unserem Grundlagenartikel. In einem extra Beitrag überprüfen wir SCSI im Praxiseinsatz und zeigen, worauf Sie achten müssen.

Geräteklassen

Seit SCSI-2 sind für alle Geräteklassen gemeinsame Befehlssätze definiert. Es wird jeweils ein logisches Gerätemodell zu Grunde gelegt. Damit wird SCSI noch unabhängiger vom raschen technischen Fortschritt. In SCSI-1 gab es nur die ersten sieben Geräteklassen mit etwas einfacherer Funktionalität. Seit SCSI-3 existieren weitere Geräteklassen. Die nachfolgende Gesamtliste zeigt den aktuellen Stand.

SCSI-Geräteklassen

Klasse

Bezeichnung

00h

Direct-Access Devices

01h

Sequential-Access Devices

02h

Printer Devices

03h

Processor Devices

04h

Write-Once Devices

05h

CD-ROM Devices

06h

Scanner Devices (obsolete)

07h

Optical Memory Devices

08h

Medium-Changer Devices

09h

Communication Devices (obsolete)

0Ah

Graphic Arts Pre-Press Devices

0Bh

Graphic Arts Pre-Press Devices

0Ch

Storage Array Controller Debices

0Dh

Enclosure Service Devices

0Eh

Simplified Direct-Access Devices

0Fh

Optical Card Reader/Writer Devices

10h

Reserved (for Bridging Expanders)

11h

Object-Based Storage Devices

12h

Automation/Drive Interfaces

13h-1Dh

Reserved

1Eh

Well-known Logical Unit

1Fh

Unknown or no Device Type

Kabellängen

Die Tabelle zeigt die maximal möglichen Kabellängen aller SCSI-Standards. Unterschieden wird jeweils zwischen einem unsymmetrischen, symmetrischen und LVD-Bus. Bei Neuinstallationen sollen nur noch LVD-Varianten eingesetzt werden. Die Bezeichnung wurde auf Fast-x vereinheitlicht. In der rechten Spalte finden Sie die maximale Geräteanzahl am Bus.

SCSI Kabellängen

Name/Definition

Buslänge unsym.

Buslänge sym.

Buslänge LVD

Geräte

SCSI, SCSI-1/2/3, Fast-5

6 m

25 m

12 m

8

Fast SCSI, Fast-10

3 m

25 m

12 m

8

Fast Wide SCSI, Fast-10 Wide

3 m

25 m

12 m

16

Ultra SCSI, Fast-20

1,5 m

25 m

12 m

8

Ultra SCSI, Fast-20

3 m

25 m

12 m

4

Wide Ultra SCSI, Fast-20 Wide

--

25 m

12 m

16

Wide Ultra SCSI, Fast-20 Wide

1,5 m

--

--

8

Wide Ultra SCSI, Fast-20 Wide

3 m

--

--

4

Ultra2 SCSI, Fast 40

n

n

12 m

8

Wide Ultra2 SCSI, Fast-40 Wide

n

n

12 m

16

Ultra3 SCSI, Fast 80

n

n

12 m

8

Wide Ultra3 SCSI, Fast-80 Wide

n

n

12 m

16

Fast-160

n

n

12 m

16

Fast-320

n

n

12 m

16

Legende zur Tabelle

n

Werte sind nicht definiert

--

Werte sind nicht relevant

Die Bezeichnung Fast-n gibt die Anzahl der maximal möglichen Megatransfers an. Bei einem Bus mit 16 Bit (2 Byte) Breite ergibt sich also die doppelte Anzahl der MByte/s als Übertragungsrate.

Steckerbelegung 50-polig Centronics

Die Pinbelegung in der Tabelle gilt für 50-polige A-Kabel, Typ 1, 3 und 6. Besser bekannt sind die Stecker unter der Bezeichnung Sub-D und Centronics. Die Datenbreite beträgt 8 Bit (Narrow SCSI).

Belegung 50-polig-Centronics

Signalname

Kontakt Nr.

Kontakt Nr.

Signalname

Masse

1

26

-DB(0)

Masse

2

27

-DB(1)

Masse

3

28

-DB(2)

Masse

4

29

-DB(3)

Masse

5

30

-DB(4)

Masse

6

31

-DB(5)

Masse

7

32

-DB(6)

Masse

8

33

-DB(7)

Masse

9

34

-DB(P)

Masse

10

35

Masse

Masse

11

36

Masse

reserviert

12

37

reserviert

offen

13

38

TERMPWR

reserviert

14

39

reserviert

Masse

15

40

Masse

Masse

16

41

-ATN

Masse

17

42

Masse

Masse

18

43

-BSY

Masse

19

44

-ACK

Masse

20

45

-RST

Masse

21

46

-MSG

Masse

22

47

-SEL

Masse

23

48

-C/D

Masse

24

49

-REQ

Masse

25

50

-I/O

Steckerbelegung 50-polig Narrow

Die Pinbelegung in der Tabelle gilt für 50-polige A-Kabel vom Typ 5. Die für interne Geräte verwendeten Flachbandkabel mit Pfostenstecker besitzen eine Datenbreite von 8 Bit (Narrow SCSI).

Belegung 50-polig Narrow

Signalname

Kontakt Nr.

Kontakt Nr.

Signalname

Masse

1

2

-DB(0)

Masse

3

4

-DB(1)

Masse

5

6

-DB(2)

Masse

7

8

-DB(3)

Masse

9

10

-DB(4)

Masse

11

12

-DB(5)

Masse

13

14

-DB(6)

Masse

15

16

-DB(7)

Masse

17

18

-DB(P)

Masse

19

20

Masse

Masse

21

22

Masse

reserviert

23

24

reserviert

offen

25

26

TERMPWR

reserviert

27

28

reserviert

Masse

29

30

Masse

Masse

31

32

-ATN

Masse

33

34

Masse

Masse

35

36

-BSY

Masse

37

38

-ACK

Masse

39

40

-RST

Masse

41

42

-MSG

Masse

43

44

-SEL

Masse

45

46

-C/D

Masse

47

48

-REQ

Masse

49

50

-I/O

Steckerbelegung 50-polig LVD-Kabel I

Die Pinbelegung in der Tabelle gilt für 50-polige Kabel mit LVD-Belegung. Die Set x-Bezeichnung gilt für Steckverbinder mit linearer (Set 2) beziehungsweise Links-Rechts-Numerierung (Set 1). Die entsprechende Leitung im Flachbandkabel ist ebenfalls angeführt.

Aus historischen Gründen ist die Nummerierung der Anschlussstifte bei unterschiedlichen Steckertypen nicht identisch. Manche zählen an der Längsseite aufsteigend bis zum anderen Ende und zählen dann wieder beginnend (gegenüber 1) weiter auf der anderen Seite. Das entspricht Set 2.

Belegung 50-polig LVD

Signalname

Kontakt Nr.

Leitung

Leitung

Kontakt Nr.

Signalname

Lineare Nummerierung

+DB(0)

1

1

2

26

-DB(0)

+DB(1)

2

3

4

27

-DB(1)

+DB(2)

3

5

6

28

-DB(2)

+DB(3)

4

7

8

29

-DB(3)

+DB(4)

5

9

10

30

-DB(4)

+DB(5)

6

11

12

31

-DB(5)

+DB(6)

7

13

14

32

-DB(6)

+DB(7)

8

15

16

33

-DB(7)

+P_CRCA

9

17

18

34

-P_CRCA

Masse

10

19

20

35

Masse

DIFFSENS

11

21

22

36

Masse

reserviert

12

23

24

37

reserviert

TERMPWR

13

25

26

38

TERMPWR

reserviert

14

27

28

39

reserviert

Masse

15

29

30

40

Masse

+ATN

16

31

32

41

-ATN

Masse

17

33

34

42

Masse

+BSY

18

35

36

43

-BSY

+ACK

19

37

38

44

-ACK

+RST

20

39

40

45

-RST

+MSG

21

41

42

46

-MSG

+SEL

22

43

44

47

-SEL

+C/D

23

45

46

48

-C/D

+REQ

24

47

48

49

-REQ

+I/O

25

49

50

50

-I/O

Steckerbelegung 50-polig LVD-Kabel II

Andere Steckverbinder haben eine Nummerierung (links-rechts), die der im Flachbandkabel entspricht (Set 1). Geometrisch sind beide gleich. Im Kabel nebeneinander liegende Paare von Signaladern werden zu gegenüber liegenden Signaladern - die Paare bleiben also erhalten. Unterschiedlich ist nur die im Steckverbinder-Körper eingeprägte Nummerierung nach der jeweiligen zugrunde liegenden Norm.

Belegung 50-polig LVD

Signalname

Kontakt-Nr.

Leitung

Leitung

Kontakt-Nr.

Signalname

Links-Rechts-Nummerierung

+DB(0)

1

1

2

2

-DB(0)

+DB(1)

3

3

4

4

-DB(1)

+DB(2)

5

5

6

6

-DB(2)

+DB(3)

7

7

8

8

-DB(3)

+DB(4)

9

9

10

10

-DB(4)

+DB(5)

11

11

12

12

-DB(5)

+DB(6)

13

13

14

14

-DB(6)

+DB(7)

15

15

16

16

-DB(7)

+P_CRCA

17

17

18

18

-P_CRCA

Masse

19

19

20

20

Masse

DIFFSENS

21

21

22

22

Masse

reserviert

23

23

24

24

reserviert

TERMPWR

25

25

26

26

TERMPWR

reserviert

27

27

28

28

reserviert

Masse

29

29

30

30

Masse

+ATN

31

31

32

32

-ATN

Masse

33

33

34

34

Masse

+BSY

35

35

36

36

-BSY

+ACK

37

37

38

38

-ACK

+RST

39

39

40

40

-RST

+MSG

41

41

42

42

-MSG

+SEL

43

43

44

44

-SEL

+C/D

45

45

46

46

-C/D

+REQ

47

47

48

48

-REQ

+I/O

49

49

50

50

-I/O

Steckerbelegung 68-polig Wide

Die Pinbelegung in der Tabelle gilt für 68-polige B-Kabel vom Typ 2 und 4. Die Kabel besitzen eine Datenbreite von 16 Bit und sind für Wide-SCSI-Anschlüsse gedacht.

Belegung 68-polig Wide

Signalname

Kontakt Nr.

Kontakt Nr.

Signalname

Masse

1

35

Masse

Masse

2

36

-DB(8)

Masse

3

37

-DB(9)

Masse

4

38

-DB(10)

Masse

5

39

-DB(11)

Masse

6

40

-DB(12)

Masse

7

41

-DB(13)

Masse

8

42

-DB(14)

Masse

9

43

-DB(15)

Masse

10

44

-DB(P1)

Masse

11

45

-ACKB

Masse

12

46

Masse

Masse

13

47

-REQB

Masse

14

48

-DB(16)

Masse

15

49

-DB(17)

Masse

16

50

-DB(18)

TERMPWRB

17

51

TERMPWRB

TERMPWRB

18

52

TERMPWRB

Masse

19

53

-DB(19)

Masse

20

54

-DB(20)

Masse

21

55

-DB(21)

Masse

22

56

-DB(22)

Masse

23

57

-DB(23)

Masse

24

58

-DB(P2)

Masse

25

59

-DB(24)

Masse

26

60

-DB(25)

Masse

27

61

-DB(26)

Masse

28

62

-DB(27)

Masse

29

63

-DB(28)

Masse

30

64

-DB(29)

Masse

31

65

-DB(30)

Masse

32

66

-DB(31)

Masse

33

67

-DB(P3)

Masse

34

68

Masse

Steckerbelegung 68-polig LVD-Kabel

Die Pinbelegung in der Tabelle gilt für 68-polige Kabel mit LVD-Belegung. Die Leitung bezeichnet die entsprechende Ader im Flachbandkabel.

Belegung 68-polig LVD

Signalname

Kontakt Nr.

Leitung

Leitung

Kontakt Nr.

Signalname

+DB(12)

1

1

2

35

-DB(12)

+DB(13)

2

3

4

36

-DB(13)

+DB(14)

3

5

6

37

-DB(14)

+DB(15)

4

7

8

38

-DB(15)

+DB(P1)

5

9

10

39

-DB(P1)

+DB(0)

6

11

12

40

-DB(0)

+DB(1)

7

13

14

41

-DB(1)

+DB(2)

8

15

16

42

-DB(2)

+DB(3)

9

17

18

43

-DB(3)

+DB(4)

10

19

20

44

-DB(4)

+DB(5)

11

21

22

45

-DB(5)

+DB(6)

12

23

24

46

-DB(6)

+DB(7)

13

25

26

47

-DB(7)

+P_CRCA

14

27

28

48

-P_CRCA

Masse

15

29

30

49

Masse

DIFFSENS

16

31

32

50

Masse

TERMPWR

17

33

34

51

TERMPWR

TERMPWR

18

35

36

52

TERMPWR

reserviert

19

37

38

53

reserviert

Masse

20

39

40

54

Masse

+ATN

21

41

42

55

-ATN

Masse

22

43

44

56

Masse

+BSY

23

45

46

57

-BSY

+ACK

24

47

48

58

-ACK

+RST

25

49

50

59

-RST

+MSG

26

51

52

60

-MSG

+SEL

27

53

54

61

-SEL

+C/D

28

55

56

62

-C/D

+REQ

29

57

58

63

-REQ

+I/O

30

59

60

64

-I/O

+DB(8)

31

61

62

65

-DB(8)

+DB(9)

32

63

64

66

-DB(9)

+DB(10)

33

65

66

67

-DB(10)

+DB(11)

34

67

68

68

-DB(11)

Steckerbelegung Serial Attached SCSI intern

Die Pinbelegung in der Tabelle gilt für interne SAS-Stecker. Die Anschlüsse SecondarySignal sind nur belegt, wenn ein zweiter Port genutzt wird.

Belegung SAS intern

Segment

Pin

Signalname

PrimarySignal

S1

Masse

PrimarySignal

S2

AR+

PrimarySignal

S3

AR-

PrimarySignal

S4

Masse

PrimarySignal

S5

AT-

PrimarySignal

S6

AT+

PrimarySignal

S7

Masse

SecondarySignal

S8

Masse

SecondarySigna

S9

BR+

SecondarySignal

S10

BR-

SecondarySignal

S11

Masse

SecondarySignal

S12

BT-

SecondarySignal

S13

BT+

SecondarySignal

S14

Masse

Power

P1

V33

Power

P2

V33

Power

P3

V33,precharge

Power

P4

Masse

Power

P5

Masse

Power

P6

Masse

Power

P7

V5,precharge

Power

P8

V5

Power

P9

V5

Power

P10

Masse

Power

P11

READYLED

Power

P12

Masse

Power

P13

V12,precharge

Power

P14

V12

Power

P15

V12

Steckerbelegung Serial Attached SCSI extern

Diese Steckerbelegung für externe Serial-Attached-SCSI-Verbindungen gilt für bis zu vier Ports.

Belegung SAS extern

Signalname

Port 1

Port 2

Port 3

Port 4

N/C = not connected

Rx 0+

S1

S1

S1

S1

Rx 0-

S2

S2

S2

S2

Rx 1+

N/C

S3

S3

S3

Rx 1-

N/C

S4

S4

S4

Rx 2+

N/C

N/C

S5

S5

Rx 2-

N/C

N/C

S6

S6

Rx 3+

N/C

N/C

N/C

S7

Rx 3-

N/C

N/C

N/C

S8

Tx 3-

N/C

N/C

N/C

S9

Tx 3+

N/C

N/C

N/C

S10

Tx 2-

N/C

N/C

S11

S11

Tx 2+

N/C

N/C

S12

S12

Tx 1-

N/C

S13

S13

S13

Tx 1+

N/C

S14

S14

S14

Tx 0-

S15

S15

S15

S15

Tx 0+

S16

S16

S16

S16

Technische Daten der aktiven Terminierung

Die elektrischen Eigenschaften einer unsymmetrischen (aktiven) Terminierung sind in den SCSI-Normen genau festgelegt. Dazu gehören Spannungspegel, Ströme, Zeiten und Sequenzen von Signalen. Die technische Anordnung oder die zur Verwendung bestimmten Bauteile sind dagegen nicht vorgeschrieben.

Unsymmetrischer Leitungsabschluss

VTerm

+4,25 bis +5,25 V

ITerm/Gerät

900 mA - 1 A, (8 Bit-Bus)

ITerm gesamt

5 A

Impedanz

100 - 132 Ohm, 90 Ohm aktiv für Fast-20

Signalpegel

+2,5 V min., Ruhezustand

Signalstrom

22,4 mA max. bei +0,5 V; 24 mA max. bei größer +0,2 V für Fast-20; 0 mA bei größer +3,24 V für Fast-20

Entkoppelung

2,2 µF min.

Schaltung

Vout +2,85 V

R1 = 121 Ohm

R2 = 154 Ohm

R3-R20 = 110 Ohm

C1 = 10 µF Alum. od. 4,7 µF Tantal, 10 V

C2 = 150 µF Alum. od. 22 µF Tantal, 10 V

C3 = 0,1 µF Keramik, 25 V

SCSI-Priorität und ID

Die eindeutige Identifizierung aller am Bus angeschlossenen Geräte erfolgt bei SCSI über die ID. Es gibt keine feste Zuordnung. Jede Adresse darf aber nur einmal am Bus vorkommen. Jedes Datenbit stellt während der Arbitration und Selection Phase je eine Adresse dar. Somit gibt es Systeme mit 8, 16 oder 32 Adressen. Es ist üblich in dem überwiegend vorkommenden 8 Bit SCSI-Bus die Initiatoren (Host Adapter), beginnend mit Datenbit (Adresse) 7 abwärts und die Targets (Peripherigeräte), beginnend mit Datenbit (Adresse) 0 aufwärts zu nummerieren.

SCSI-Priorität und ID

Priorität

ID/Adresse

Bit-Position

1

7

7

2

6

6

3

5

5

4

4

4

5

3

3

6

2

2

7

1

1

8

0

0

9

15

15

10

14

14

11

13

13

12

12

12

13

11

11

14

10

10

15

9

9

16

8

8

Signallaufzeiten

Im SCSI-Konzept gibt es keinen Bustakt. Die Signalzeiten werden als Minimal- oder Maximalzeit definiert. Es werden praktisch nur Werte für die Signaldauer (minimal oder maximal) angegeben.

SCSI-Signallaufzeiten

Ereignis

Zeit

Einh.

Wert

Arbitration Delay

2400

ns

min.

Bus Clear Delay

800

ns

max.

Bus Free Delay

800

ns

min.

Bus Set Delay

1600

ns

max.

Bus Settle Delay

400

ns

min.

Cable Skew

4

ns

max.

Data Release Delay

400

ns

max.

DIFFSENS Voltage Filter Time

100

ms

min.

Power-on to Selection Time

10

s

max.

QAS Arbitration Delay

1000

ns

min.

QAS Assertion Delay

200

ns

max.

QAS non-DATA Phase REQ(ACK) period

50

ns

min.

QAS Release Delay

200

ns

max.

Reset Delay

200

ns

min.

Reset Hold Time

25

mikros

min.

Reset to Selection Time

250

ms

max.

Selection Abort Time

200

mikros

min.

Selection Time-out Delay

250

ms

min.

System Deskew Delay

45

ns

min.

Normen von SCSI-3

Die Tabelle zeigt Ausschnitte aus der aktuellen Liste der Norm- und Entwurfsdokumente für SCSI-3. Verwaltet werden die Dokumente vom ANSI-Komitee T10.

SCSI-3-Spezifikationen

Abkürzung

Spezifikation

Dokument

CAM-3

Common Access Method -3

0990D

F20

SCSI-3 Fast-20 Parallel Interface

1071D

FCP-3

Fiber Channel Protocol -3

1560D

MMC-4

Multimedia Command Set -4

1545D

SAM-3

SCSI Architecture Model -3

1561D

SAS

Serial Attached SCSI

1562D

SBC-2

SCSI Block Commands -2

1417D

SBP-3

Serial Bus Protocol -3

1467D

SCC-2

SCSI Controller Commands -2

1225D

SES-2

SCSI Enclosure Services -2

1559D

SMC-2

SCSI Medium Changer Commands -2

1383D

SPC-3

SCSI Primary Commands -3

1416D

SPI-5

SCSI-Parallel Interface -5

1525D

SRP

SCSI RDMA Protocol

1415D

SSC-2

SCSI Stream Commands -2

1434D