Obligement - L'Amiga au maximum

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En pratique : explication et utilisation des terminaisons SCSI
(Article écrit par Pascal Janin et extrait d'Amiga News - novembre 1996)


Une petite parenthèse "matérielle" pour vous parler de la bête noire à laquelle tout utilisateur/trice d'Amiga (ou Sun, Mac... voire PC !) doit se frotter, quand le moment vient d'ajouter ou rajouter tel ou tel périphérique : le bus SCSI, et ses fameux réseaux de terminaison.

Le bus SCSI en deux mots

De son vrai nom Small Computer System Interface, ses bases ont été posées par IBM dans les années 1960, puis il a été officiellement introduit en 1986 (ANSI X3.131) et n'a cessé d'évoluer avec les unités s'y connectant : jeu de commandes plus étendu, vitesse de transmission accrue, transferts synchrones, etc. Versatile, il s'adapte en théorie à n'importe quel type de périphérique, autorisant les cohabitations les plus folles sur le même câble : disque dur, dérouleur de bande, lecteur de CD, ordinateur(s)...

Chacun des périphériques connecté au bus SCSI se voit affecter un numéro d'unité unique ID# de 0 à 7, 7 étant celui ayant la plus haute priorité en cas d'accès simultané de plusieurs périphériques. Chaque unité SCSI peut en principe devenir à son tour maître du bus SCSI, mais en général, seul le contrôleur SCSI (dans l'ordinateur qui gère le tout) joue les "gardiens de troupeau", et s'attribue donc le numéro d'ID# 7 avec la priorité maximum. De plus, rien ne vous empêche d'avoir plus d'un contrôleur SCSI dans l'Amiga : chacun d'eux pourra gérer ses propres ID# de 0 à 6 sur son propre bus SCSI, augmentant ainsi le nombre maximum d'unités.

En théorie, à chaque ID# peuvent se connecter de 1 à 8 unités, possédant également chacune un numéro d'unité logique LUN# (Logical Unit Number) unique. Cela commence à faire un sacré paquet de connexions possibles ! Mais en pratique, peu ou pas d'unités gèrent des LUN# multiples. Une des exceptions connues est le multilecteur de CD Nakamichi, qui attache un LUN# différent à chacun des CD qu'il contient. S'il ne faisait pas cela et utilisait un ID# différent par CD, le bus SCSI serait "plein" (tous les ID# 0..6 utilisés) et il serait impossible d'y connecter ne serait-ce qu'une seule unité supplémentaire !

D'origine, le standard SCSI inclut par exemple des commandes pour interroger les unités qui y sont connectées. De fait, tout programme de partitionnement de disque dur va, au préalable, aller interroger le disque en question, s'enquérir de ses paramètres, et les communiquer au système et à l'utilisateur. Il est bien loin le temps des premiers disques durs avec un bus ST506, qui demandaient à l'utilisateur d'entrer à la main leurs paramètres, étant dans l'impossibilité de les communiquer eux-mêmes au système ! (Cf. les cartes Commodore A2090 et A2090A).

Connexions aux unités SCSI

Du point de vue matériel, le bus SCSI interne "classique" se compose d'un connecteur 50 points mâle (type BERG ou HE-10) sur chacune des unités, reliées entre elles par un câble nappe (de bonne qualité, blindé si externe) et autant de connecteurs femelles qu'il y a d'unités sur le bus. Le standard SCSI s'est bonifié à travers les âges (SCSI-1, SCSI-2...) mais ce type de connectique interne a néanmoins été conservé.

Les connecteurs vers les périphériques externes sont en général des SubD 25 (style port parallèle et série des PC, dont Apple a été le précurseur sur les Mac), ou bien des grosses SubD 50 (modèle char d'assaut pour la taille, stations de travail Sun anciennes) ou les toutes dernières Micro-SubD 50 (Sun récentes). Les signaux reliés aux broches impaires (1..49, sauf la 25, voir plus loin) sont tous reliés à la masse, tandis que les signaux pairs (2..50, sauf la 26) véhiculent les signaux de commande et le bus de données 8 bits. Ce type de connexion (1 signal + masse, appelé single-ended) diffère du type SCSI différentiel (differential) qui véhicule chaque signal deux fois avec une polarité différente (1 signal "+" et un "-").

Un tel bus SCSI différentiel, par rapport au bus simple, autorise des vitesses de transfert nettement plus élevées grâce à sa plus grande immunité au bruit électrique, permet d'utiliser jusqu'à 25 m de câble ainsi que de relier des périphériques internes et externes entre eux.

Le bus SCSI simple, lui, est en principe limité à 6 m de câble maximum (mais d'expérience 2 m maxi sont plutôt à conseiller) et réservé à des connections en interne. Apple, qui a utilisé le SCSI dès ses débuts, a fait sa forte tête en préférant entre autres le bus simple pour ses liaisons SCSI externes, ce qui n'était pas préconisé au départ (pour des raisons d'immunité moindre aux bruits tout au long des connecteurs internes/externes + longueurs de câble). L'histoire a fait qu'on a privilégié cette "entorse à la règle" car plus simple à mettre en oeuvre... et pas si peu fiable que ça après tout.

Par contre, on ne peut pas mélanger de périphériques utilisant les deux types sur le même bus, mais le différentiel est réservé à des unités très haut de gamme, tandis que les périphériques SCSI "courants" sont tous du type signal + masse classique (tels tous les boîtiers Apple, Cf. ci-dessus).

Terminaisons de bus

Tout bus sans exception, SCSI ou autre, transférant des données à haute vitesse, requiert une certaine charge (impédance de ligne) précise, pour éviter les rebonds HF (haute fréquence) intempestifs des signaux. Je vous ferai grâce du cours sur les filtres HF, qui m'ont filé des migraines à l'école... Par exemple sur l'Amiga, les lecteurs de disquette, les bus Zorro II/III, même les sorties vidéo RGB et composite n'y coupent pas, pas plus que le bus SCSI lui-même.

Pour ce faire, les première et dernière unités, donc à chaque bout du câble, doivent comporter des réseaux de terminaison qui "chargent" chaque signal du bus conformément aux spécifications techniques. Pour un lecteur de disquette par exemple, une simple résistance de 150 ohms au +5 V par signal suffit. Pour le SCSI, il faut une combinaison précise de 220 ohms + 330 ohms reliées au +5 V et à la masse, pour obtenir la charge caractéristique voulue.

Celle-ci se retrouve le plus souvent sous la forme d'un réseau de résistances : une ou plusieurs petites barrettes (jaunes, rouges, noires...) comportant toutes les résistances nécessaires, qui s'enfichent à la demande sur l'unité SCSI qui en a besoin : la première et la dernière donc. Chaque barrette comporte une broche 1, repérée par un point sur elle-même et une marque (ou une pastille carrée) là où elle doit être implantée sur le circuit imprimé.

Les seules différences entre unités SCSI résident dans le nombre de broches et de réseaux nécessaires : certaines en utilisent trois (Trumpcard, disques durs anciens...), d'autres deux (A2090A, GVP...), d'autres encore ont les charges intégrées au circuit électronique (on parle de charge active commutée par transistors, sur disques récents), d'autres enfin (surtout les boîtiers externes) utilisent un "bouchon SCSI" qui est en fait un connecteur moulé dans lequel se trouvent noyées toutes les résistances ad hoc. Ce dernier modèle est de loin le plus pratique car il peut s'enlever et se remettre sans démontage compliqué.

Pour activer ou désactiver les terminaisons selon la position de l'unité dans la chaîne SCSI, on peut enficher ou enlever les réseaux (et tous à la fois !), ou bien le cavalier correspondant dans le cas de charges actives, ou enfin le bouchon externe.

Terminaisons, en avoir ou pas

La règle d'or est "une terminaison à chaque bout de la chaîne", à respecter impérativement. Mais peut-être le constructeur de votre carte SCSI Amiga en a-t-il décidé autrement, et là est la source de tous les maux.

Souvent, pour son côté pratique car définitif, la solution retenue est soit de souder d'office les réseaux sur le contrôleur (tel que RN2 et RN3 sur GVP A2000 HCD8+, RN5 et RN7 sur A2090 par exemple), soit de ne rien souder du tout (emplacements vides RN2 et RN3 sur GVP A500 HD+). D'autres contrôleurs mieux pensés ont leurs réseaux montés sur support, donc extractibles à volonté (tels que sur GVP Combo et Trumpcard Pro).

Quel que soit le cas, la règle d'or s'impose, donc les terminaisons doivent être installées sur le contrôleur et/ou sur la première et/ou la dernière unité de la chaîne, que celles-ci soient installées en interne et/ou en externe.

Si la chaîne SCSI comporte des unités internes et externes, seules les dernières unités interne et externe doivent comporter des terminaisons, et celles-ci doivent être enlevées du contrôleur SCSI qui de fait se retrouve en milieu de chaîne. D'où hic si elles y sont soudées d'origine ! Mieux vaut alors les dessouder proprement, puis souder des supports à la place pour pouvoir les replacer par la suite à loisir.

Par dérogation, les contrôleurs SCSI (tels les GVP HCD8+) comportant un seul disque dur interne monté à même la carte, ne sont reliés ensemble que par une courte longueur de câble (5 cm maxi) et dans ce seul cas, une seule terminaison (sur le contrôleur ou le disque) est admise. L'expérience prouve qu'avec deux terminaisons si proches l'une de l'autre, le bus des GVP se bloque la plupart du temps, alors que cela ne devrait pas être le cas ! (merci GVP)

Compliqué ? Allez, un petit dessin éclairant utilement un long discours.

Terminaison SCSI

Alimentation des terminaisons

Une astuce supplémentaire du bus SCSI est de pouvoir alimenter les terminaisons à distance, par le signal TERMPWR en broche 26 (la broche 25 en regard est en l'air). En effet, charger les 18 signaux de commande SCSI introduit une consommation sur le +5 V non négligeable (300 mA et plus) que l'alimentation d'une unité externe peut ne pas pouvoir fournir si elle est de faible puissance. J'en ai fait l'expérience sur un boîtier "maison" : le disque seul démarrait bien puis une fois les terminaisons en place, plus rien. La faute en revenait à l'alimentation, calculée trop "juste".

Chaque unité a donc la possibilité (ce n'est pas obligatoire, Cf. ci-après) d'alimenter les terminaisons soit à partir de sa propre alimentation, soit grâce au +5 V généreusement mis à disposition en broche 26, transmis à travers une diode de protection et un fusible de 1A pour se protéger contre tout court-circuit dans le câble (il ne faut pas oublier que ce +5 V est "entouré" de masses !).

Le tout est de savoir qui au juste va fournir ce +5 V... Logiquement, ce devrait être le rôle du contrôleur SCSI, puisque c'est lui qui arbitre les échanges entre lui-même et les autres unités "esclaves". Sur les cartes GVP par exemple, la place est prévue sur le circuit imprimé pour implanter la diode et le fusible, mais ils n'y ont pas été soudés ! Ce genre d'économie de bouts de chandelles semble hélas être légion, par conséquent la broche 26 doit recevoir le +5 V d'ailleurs, s'il alimente les terminaisons des unités sur le bus.

Sinon, certains périphériques SCSI ont tout prévu, et incorporent d'origine la diode et le fusible pour pouvoir alimenter la broche 26 par leur propre +5 V. Ce mode est soit figé (cas de mon lecteur CD Sony CDU-8003A, dans l'unité Apple CD300 externe) soit commutable par cavalier, et alimente donc à la fois les terminaisons propres à l'unité mais aussi celles sur l'unité à l'autre bout de la chaîne.

En ce qui concerne l'implantation de ces composants sur les cartes GVP qui en sont dépourvues, j'en parlerai plus longuement la prochaine fois.

Quel intérêt d'alimenter toutes les terminaisons à partir d'une seule source ? Mettons que, comme moi, vous ayez un disque dur interne et un externe, dans son propre boîtier avec sa propre alimentation. Chacun des deux disques a donc ses réseaux de terminaisons installés, et ceux sur la carte contrôleur enlevés, comme expliqué ci-dessus, mais :
  • Si les terminaisons sont alimentées par chaque disque séparément, et que je décide de ne pas allumer le disque externe, ses terminaisons sont physiquement connectées au bus SCSI (installées en permanence) mais non alimentées en +5 V : le bus SCSI est mal chargé à chaque bout et se bloque.
  • Si les terminaisons sont toutes alimentées par le contrôleur SCSI dans l'Amiga via la broche 26, peu importe si le disque externe est allumé ou pas, ses terminaisons seront toujours sous tension : aucun problème.
En cas de pépin(s)

Si le contrôleur SCSI fait des siennes, reste bloqué au démarrage, ne trouve pas une unité SCSI, si des "r/w errors" à la pelle viennent troubler l'Amiga, etc. la majorité de ces problèmes trouve sa source dans des résistances de terminaison absentes, mal placées, mal alimentées (par la broche 26) ou des câbles trop longs ou de piètre qualité (non blindés en externe).

Pour les GVPistes, en attendant la suite au prochain numéro, il est conseillé d'essayer d'abord sans aucune terminaison, puis de les rajouter unité par unité (y compris le contrôleur lui-même) jusqu'à ce que la situation (le bus) se "débloque". Essayer toutes les combinaisons ! Hélas, c'est comme si le circuit contrôleur SCSI (AMD 33C93A-16) nous faisait des caprices à façon, selon les périphériques qui lui sont connectés...

Oh, je garde sous silence les problèmes inexplicablement fréquents d'incompatibilité entre unités SCSI, tels les disques durs Quantum autant réputés pour leur vitesse de transfert que pour leur "susceptibilité" envers leurs voisins sur le bus SCSI (j'ai testé !), tels les systèmes amovibles (SyQuest, Iomega, DAT, CD...) dont le changement de cartouche non reconnu par le gestionnaire s'accompagne des pires méfaits, etc. Nous en avons tous plein nos tiroirs.

Bon, je ne vais pas vous gâcher la vie avec de telles mesquineries. Disons que lorsque les unités et les gestionnaires Amiga sont bien programmés (you call this dreamland), tout marche toujours bien... en principe.

Références personnelles et "The SCSI bus", Magazine Byte février/mars 1990.


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