SCSIバスフェーズとは？効率的なデータ転送を支える基本の動作

SCSIバスフェーズは、コンピュータと周辺機器がデータをやり取りする際に、SCSIバス上で順次実行される操作段階のことです。

例えば、バスが自由な状態から始まり、複数機器間での競合を解決するアービトレーション、機器を選択して通信を開始するセレクション、その後のリセレクションや情報のやり取りのための各フェーズがあり、これにより効率的にデータ転送が実現されます。

SCSIバスフェーズの全体像

SCSIの基本的な役割とバスフェーズの意義

SCSIはコンピュータと周辺機器の接続に広く使われるインターフェースであり、複数のデバイスが同じバス上で連携できる仕組みを提供しています。

各デバイスが正確なタイミングで動作するため、バスフェーズはお互いの動作を調整する大切な役割を担っています。

データ転送における各フェーズの重要性

各フェーズが順に進むことで、通信の初期化、命令の伝達、データのやり取り、そしてその結果の確認が確実に実施されます。

各段階での確認作業がエラーの予防につながり、安定したデータ転送の実現に貢献しています。

バスフェーズの具体的な種類

バスフリーフェーズ

バスが未使用の状態と次フェーズへの準備

バスフリーフェーズは、誰もバスを使用していない状態のことを指します。

この状態により、前回の通信の影響がなく、安定した初期化状態が保たれるため、次のフェーズに向けた準備が整います。

アービトレーションフェーズ

複数機器のバス使用権競合の解決

複数のデバイスが同時にバスの使用を要求した際、どのデバイスが通信を開始するかを決定するためのプロセスです。

各デバイスの信号の強度や発信タイミングをもとに、優先順位が自動的に決定されます。

アービトレーションプロセスの概要

アービトレーションの流れは以下のような手順で進みます。

• 各デバイスが通信要求信号を送る
• 同時に要求があった場合、信号のタイミングや強度で優先順位を決定する
• 優先権を獲得したデバイスが次の通信フェーズへ進む

このプロセスにより、バスの混乱が防がれ、効率的な通信が保たれます。

セレクションフェーズ

イニシエータとターゲットの選択プロセス

セレクションフェーズでは、通信を開始するために、主導役となるイニシエータと、データ送受信の役割を担うターゲットが選ばれます。

各デバイスが自分の役割を認識し、互いに信号を交わしながら、通信の準備を進めます。

通信開始の流れ

通信開始の手順は具体的に以下の流れで進みます。

• イニシエータがターゲットへ選択信号を送信する
• ターゲットは受信した選択信号に基づき応答する
• 両者の準備状態が整えられ、円滑な通信が開始される

この順序のおかげで、誤った接続や通信の衝突を防ぐ工夫がなされています。

リセレクションフェーズ

再接続申請と通信再開の条件

リセレクションフェーズは、一度中断された通信を再開するためのプロセスです。

ターゲット側が再接続の信号を送ることで、通信状態の再確認が行われ、条件が揃えば再び通信が続行されます。

• ターゲットが再接続信号を発信
• イニシエータがその信号を受け取り、状態を確認
• 再接続の条件が整えば、通信が再スタートする

このプロセスにより、途中で中断された通信も速やかに回復できるようになっています。

情報転送フェーズ

コマンドフェーズ

情報転送フェーズの最初に、イニシエータがターゲットに対して具体的な命令を伝えます。

READやWRITEなどの命令を用いることで、ターゲット側に次の動作の指示が伝達されます。

READ/WRITEコマンドの送信手順

コマンド送信の流れは以下の通りです。

• 必要な命令を選定する
• コマンド情報をバス上に送信する
• ターゲットがその命令内容を受け取り、処理を開始する

この手順により、転送作業に必要な詳細な指示が確実に伝えられるようになっています。

データフェーズ

実際のデータ送受信処理

データフェーズは、物理的なデータの送受信が実行される段階です。

送信側が連続してデータを送出し、受信側がそれを確実に取り込みながら、正しい処理が進む工夫がなされています。

この段階が、全体のデータ転送の中で特に重要な役割を果たします。

ステータスフェーズ

実行結果およびエラー情報の伝達

ステータスフェーズにおいては、実行結果やエラー情報をイニシエータに伝えるための信号がやり取りされます。

この情報を基に、通信が正常に終了したかどうかが判断され、問題があった場合は迅速な対応が可能になります。

メッセージフェーズ

制御メッセージの交換内容

メッセージフェーズでは、通信制御や全体の調整に関わる補助的な情報が交換されます。

例えば、今後の通信の進行に必要な確認や指示がここで交わされ、細かい調整が行われます。

このやり取りが、全体のプロセスを滑らかに保つ仕組みとして働きます。

フェーズ間の連携とプロセス

各フェーズの接続方法と同期の仕組み

各フェーズは、タイミングの合った信号や応答によって連携がとられています。

各段階で状態の確認が行われ、次の処理へスムーズに移行できるようになっています。

特にセレクションやリセレクションの段階では、各デバイス間での詳細な同期が実現しており、正確な通信が支えられています。

データ転送全体の流れと連携のポイント

データ転送全体では、以下のポイントで各フェーズが連携しています。

• バスフリーフェーズにより安定した初期状態が維持される
• アービトレーションで優先順位が決定され、混乱を防止する
• セレクションとリセレクションで確実な通信開始と再接続が図られる
• 情報転送フェーズでは、命令からデータ送受信、結果の確認までの連続したプロセスが実現される

これらの連携のおかげで、全体としてエラーの少ない安定したデータ転送が可能になります。

まとめ

各バスフェーズはSCSIによる通信の円滑な実現に欠かせない仕組みの一部です。

正確なタイミングでの信号交換やチェックが、データ転送の信頼性と安定性を支えています。

各プロセスが協調することで、コンピュータと周辺機器間の効率的な通信環境が実現されています。