Friedhelm Schmidt SCSI-Bus und IDE-Schnittstelle Moderne Peripherie-Schnittstellen: Hardware, Protokollbeschreibung und praktische Anwendung 4., aktualisierte Auflage An imprint of Pearson Education München Boston San Francisco Harlow, England Don Mills, Ontario Sydney Mexico City Madrid Amsterdam
Inhaltsverzeichnis 5 Inhaltsverzeichnis Vorwort (zur ersten Auflage) 11 Vorwort zur vierten Auflage: 12 1 Einleitung 15 1.1 Computer und ihre Peripheriegeräte 15 1.1.1 Massenspeicher 15 1.1.2 Peripherie-Schnittstellen 17 1.2 Klassische Peripherie-Schnittstellen 19 1.2.1 Die serielle Schnittstelle RS232 19 1.2.2 Die Centronics-Druckerschnittstelle 22 1.2.3 Festplatten und ihre Schnittstellen 25 1.2.4 ST506 - der Urahn der IDE-Schnittstelle 32 1.3 Computerbusse 36 1.3.1 Die Merkmale von Bussen 37 1.3.2 Spezialisierte Busse 39 2 Die IDE-Schnittstelle 41 2.1 Grundlagen 41 2.1.1 Entstehungsgeschichte 41 2.1.2 Konzept 43 2.1.3 Dokumentation 45 2.2 Die physikalische IDE-Schnittstelle 48 2.2.1 Die elektrische Schnittstelle 48 2.2.2 Zeitverhalten 58 2.2.3 Serial-ATA 64 2.3 IDE-Protokoll 68 2.3.1 Das Registermodell des IDE-Kontrollers 68 2.3.2 Kommandoabwicklung 75 2.3.3 Einschalten oder Hardware-Reset 78 2.4 Das Modell der IDE-Festplatte 80 2.4.1 Aufteilung des Datenträgers 80 2.4.2 Defektmanagement 83 2.4.3 Der Sektorpuffer 84 2.4.4 Betriebszustände 86
6 Inhaltsverzeichnis 2.5 IDE-Kommandos 87 2.5.1 Featuresätze 87 2.5.2 Pflichtkommandos 89 2.5.3 Einige optionale Kommandos 103 2.6 Der PACKET-Featuresatz (ATAPI-Schnittstelle) 105 2.6.1 ATAPI-Architektur 106 2.6.2 ATAPI-Transportmechanismus 108 2.6.3 ATAPI-Transportprotokoll 110 2.6.4 Kommandos des PACKET-Featuresatzes 112 2.6.5 CD-Kommandopakete 115 3 Der SCSI-Bus 119 3.1 Schnellstart eine kleine SCSI-Praxis 119 3.1.1 Konzept 119 3.1.2 Eine einfache SCSI-Konfiguration 124 3.1.3 Wide- und Narrow-SCSI gemischt 129 3.1.4 Externe SCSI-Geräte anschließen 131 3.1.5 Fragen und Antworten 135 3.2 Die SCSI-Architektur 137 3.2.1 Die Entstehungsgeschichte von SCSI 137 3.2.2 Das SCSI-Architekturmodell 142 3.2.3 Das SCSI-Kommandomodell 151 3.2.4 Ausnahmen und Fehlerbehandlung 158 3.2.5 Taskverwaltung 161 3.2.6 Tasksetverwaltung 162 3.2.7 Dokumentation 164 3.3 SCSI-Kernkommandos 168 3.3.1 Ein Arbeitsmodell des SCSI-Targets 168 3.3.2 Kommando-Aufbau 171 3.3.3 Kommandos für alle SCSI-Geräte 175 3.3.4 Mode-Parameterseiten für alle Geräteklassen 196 3.4 Prozessor-Geräte 199 3.4.1 Das Modell des SCSI-Prozessor-Geräts 199 3.4.2 Kommandos für Prozessor-Geräte 202 3.5 Blockorientierte Geräte 203 3.5.1 Das SCSI-Modell des Plattenlaufwerks 203 3.5.2 Kommandos für Plattenlaufwerke 213 3.5.3 Mode-Parameterseiten für Plattenlaufwerke 224
Inhaltsverzeichnis 7 3.6 Optische Speicher und WORM-Platten 232 3.6.1 Das SCSI-Modell der optischen Speicher und WORM-Platten 232 3.6.2 Kommandos für optische Speicher und WORM-Platten 235 3.6.3 Mode-Parameter für optische Speicher und WORM-Platten 239 3.7 Multimedia-Geräte (MMC-2) 240 3.7.1 Das Modell des SCSI-CD-ROM-Laufwerks 240 3.7.2 Das Modell des DVD-Laufwerks 243 3.7.3 Das Modell des C/DVD-Wechslers 245 3.7.4 Features und Profile 245 3.7.5 Pflichtkommandos für alle MMC-2-Geräte 247 3.7.6 Kommandos für C/DVDs 252 3.7.7 Audio-Kommandos für CD-ROMs 254 3.7.8 Kommandos für CD-Recorder 256 3.7.9 Mode-Parameter für C/DVDs 257 3.8 Flussorientierte Geräte 260 3.8.1 Das Modell des SCSI-Bandgeräts 260 3.8.2 Implizit adressierende Kommandos für Bandgeräte 264 3.8.3 Explizit adressierende Kommandos für Bandgeräte 275 3.8.4 Mode-Parameter für Bandgeräte 276 3.9 Medienwechsler (SMC) 282 3.9.1 Das Modell des SCSI-Medienwechslers 282 3.9.2 Kommandos für Medienwechsler 286 3.9.3 Mode-Parameterseiten für Medienwechsler 291 3.10 Grafikgeräte 293 3.10.1 Das Modell des SCSI-Scanners 293 3.10.2 Kommandos für SCSI-Scanner 295 3.10.3 Mode-Parameter für Scanner 297 3.11 Storage-Array-Kontroller (SCC) 298 3.11.1 Das Modell des SCSI-Storage-Arrays 298 3.11.2 Kommandos für Storage-Array-Kontroller 302 3.11.3 Mode-Parameterseiten für Storage-Array-Kontroller 305 3.12 Die parallele SCSI-Schnittstelle (SPI) 307 3.12.1 Überblick 308 3.12.2 SCSI-Signale 310 3.12.3 Kabel und Steckverbinder 314 3.12.4 Single-ended SCSI 318 3.12.5 Low-Voltage-Differential (LVD) 327 3.12.6 High-Voltage-Differential (HVD) 330 3.12.7 SCSI und Wide-SCSI mischen 332 3.12.8 SCSI-Expander 335 3.12.9 SCSI-Busphasen 339
8 Inhaltsverzeichnis 3.12.10 Wide-SCSI 352 3.12.11 Synchroner Transfer und Fast-SCSI 352 3.12.12 Fast-20 und Fast-40, also Ultra- und Ultra-2-SCSI 356 3.12.13 Die Neuerungen von SPI-3 und Ultra160-SCSI 356 3.12.14 SPI-4: Ausblick auf Ultra320-SCSI 360 3.12.15 Der Phasenablauf im Service-Modell 361 3.13 SCSI-Protokoll 363 3.13.1 Das Message-System 363 3.13.2 Tasks 364 3.13.3 SCSI-Zeiger 369 3.13.4 Disconnect-Reconnect: Die Busfreigabe 370 3.13.5 Die Transfer-Optionen 372 3.13.6 Tasksets 376 3.13.7 Abbruch von Tasks 378 3.13.8 Fehlerbehandlung im Message-System 379 3.14 SCSI-Chips 380 3.14.1 Der Klassiker: NCR 5385 381 3.14.2 PCI-Bus nach Fast-20: LSI Logic SYM53C860 382 3.14.3 Ultra-2-SCSI für Targetanwendungen: Qlogic FAS466 384 3.14.4 SCSI-Expander: LSI Logic SYM53C140 385 3.14.5 SCSI-Terminator: Dallas DS21T09 385 3.15 Die seriellen SCSI-Schnittstellen 386 3.15.1 Die grundsätzlichen Probleme der parallelen SCSI-Schnittstelle 388 3.15.2 Fibre-Channel 389 3.15.3 Von Fibre-Channel zu SCSI-3: Das Fibre-Channel-Protocol (FCP) 398 3.15.4 Fire-Wire (IEEE-P1394) 399 3.15.5 Von 1394 zu SCSI-3: Das Serial Bus Protocol (SBP) 403 3.16 Die Software-Schnittstelle ASPI 405 3.16.1 Das Konzept von ASPI 405 3.16.2 SCSI-Request-Blocks 406 3.16.3 ASPI-Initialisierung und Ausführung 410 3.17 Das Programm SCSI-Konsole 413 3.18 Messen und Testen 421 3.18.1 Einfache Hilfsmittel 421 3.18.2 SCSI-Analysatoren 422 3.18.3 SCSI-Emulatoren 425
Inhaltsverzeichnis 9 Anhang A SCSI-Kommandos (nach Opcode) 427 Anhang B SCSI-Kommandos (alphabetisch) 433 Anhang C SCSI-Sense-Keys und -Codes 439 Anhang D Quelltext SCANSCSI.PAS 451 Anhang E Adressen von Herstellern und Organisationen 457 Anhang F Lexikon der Fachbegriffe 463 Anhang G SCSI-Wörterbuch 471 Anhang H Index 477