IEEE 1394 (FireWire, i-Link) являє собою послідовну високошвидкісну шину для обміну інформацією між ПК та іншими пристроями.
Кожен великий виробник має власний стандарт:
- Apple - FireWire
- Sony - i.LINK
- Yamaha - mLAN
- TI - Lynx
- Creative - SB1394
Історія
Інтерфейс IEEE 1394 був розроблений в кінці 80-х років (на початку 90-х компанія Apple створила свою платформу FireWare), він є стандартом інтерфейсу для високошвидкісних комунікацій і ізохронної передачі даних в режимі реального часу. Інтерфейс тисячі триста дев'яносто чотири дуже зіставимо з USB , Нерідко ці технології розглядаються разом, хоча USB має і велику частку ринку. Компанія Apple вперше включила FireWire до деяких свої моделі комп'ютерів тільки в 1999 році, а з 2000 року більшість комп'ютерів Apple оснащувалося FireWire-портами. IEEE 1394 змінив паралелльно SCSI в багатьох додатках, в силу більш низької вартості впровадження і простоти, а також більш гнучкою кабельної системи.
FireWire - це назва високошвидкісної серійної шини від компанії Apple. Apple ініціювали розробку даної шини в 1986 році, вона велася спеціальною робочою групою, яка в значній мірі фінансувалася компанією Apple, хоча у них були і інші партнери по підтримці цієї групи, зокрема, Texas Instruments, Sony, Digital Equipment Corporation, IBM і INMOS / SGS Thomson.
На 2007 рік, IEEE 1394 є композитом чотирьох документів: оригінального IEEE Std. 1394-1995, виправленого IEEE Std. 1394a (2000), IEEE Std. 1394b (2002) виправленого, і виправленого IEEE Std. 1394c (2006). 12 червня 2008 року, всі ці поправки, а також деякі технічні оновлення, були включені в замінює всі попередні стандарт IEEE Std. 1394.
Конкуренти з Sony теж не сиділи на місці і створили продукт під назвою "i.LINK". Він є аналогом FireWire, але має менший роз'єм і тільки чотири сигнальних провідника. Це в подальшому використовувалося в 1394a, порт часто маркується позначками типу "S100" або "S400" - для позначення швидкості Мбіт / с.
Багато в чому IEEE 1394 переважніше USB, хоча той, в свою чергу, більш поширений, оскільки технологія IEEE 1394 має більшу швидкістю і різними можливостями розподілу елеткроенергіі.
Тести показують, що стійкість швидкості передачі даних у FireWire вище, ніж у USB 2.0, але нижче, ніж у USB 3.0.
Однак, основний бар'єр в широкому поширенні FireWire по світовому ринку ІТ полягає в тому, що він більш високозатратен в порівнянні з USB-інтерфейсом, що є визначальним фактором в призначеному для користувача виборі. На ринку комп'ютерної периферії собівартість є основним бар'єром до успіху.
основа
Кабель IEEE 1394 - це дві кручені пари (А і B), що мають розпаювання типу A до B на одній стороні, і на іншій стороні - типу B до A. Не виключається і провідник харчування, хоча він і не є обов'язковим.
Пристрій може мати до 4 роз'ємів, одна топологія може включати в себе до 64 пристроїв, максимальна довжина шляху топології - 16. Топологія має деревоподібну структуру, відсутні замкнуті петлі.
При підключенні / відключенні пристрою відбувається скидання шини, після чого пристрою самостійно визначають головне, як правило, таким виявляється сусіднє. Коли головний пристрій знайдено, визначається і логічна спрямованість кожного відрізка кабелю - до головного, або ж від головного. Після цього пристроїв присвоюються номери, потім можливе виконання звернень до пристроїв.
У момент роздачі номерів по шині пускається трафік пакетів. Кожен пакет містить в собі число портів на пристрої та орієнтацію кожного порту. Прийом пакетів здійснює контролер 1394, а стек драйверів будує карту топології і швидкостей.
застосування
Досить поширеними стандартами є RFC 2734 - це IP поверх 1394, а також RFC 3146 - IPv6 поверх 1394. Ці стандарти підтримувалися операційними системами Windows XP і Windows Server 2003. Windows Vista вже не підтримувала цей стандарт, але існує реалізація мережевого стека в альтернативних драйвери, випущених компанією Unibrain. IEEE 1394 підтримується багатьма операційними системами сімейства UNIX.
Даний стандарт не провадить емуляцію Ethernet над 1394, він застосовує інший протокол ARP, але при цьому емуляція Ethernet над 1394 була включена у FreeBSD.
пристрої
Cтандарт SBP-2 передбачає використання SCSI поверх 1394, він в більшості своїй, застосовується з метою підключення зовнішніх жорстких дисків до ПК, його корпус містить чіп моста 1394- ATA . Швидкість передачі даних досягає показника 27 Мб / с, що несуттєво перевищує швидкість USB 2.0 (22 Мб / с) Однак ці показники не можуть зрівнятися з характеристиками USB 3.0.
У 1998 році компанії-розробники, в числі яких був і Microsoft, всерйоз розглядали ідею обов'язковості 1394 для будь-якого ПК, про використання 1394 всередині корпусу, а не лише як зовнішнього інтерфейсу. Випускалися навіть спеціальні контролери з роз'ємом, спрямованим всередину корпусу. Крім того, розглядалася ідея Device Bay, що має на увазі наявність відсіку для пристрою з вбудованим роз'ємом 1394 і можливістю «гарячої» заміни.
По суті, 1394 пропонувався як альтернативний варіант ATA (замість поточного SATA ). Але ці ідеї так і не отримали реалізації, оскільки ліцензійна політика Apple вимагала виплат за кожен чіп контролера.
IEEE 1394 активно використовується і сьогодні як засіб захоплення фільмів з MiniDV. Можливий захоплення як в файли, так і з камери на камеру. Формат при цьому практично зберігається. Це значно спрощує систему, знижуючи вимоги щодо наявності пам'яті. З тих пір, як 1394 почав застосовуватися в miniDV, це поклало кінець пропрієтарним платам відеозахоплення.
Особливості
Контролери 1394 облалдают одну унікальну властивість. Це можливість читати / писати довільні адреси пам'яті з боку шини, причому, не задіюючи при цьому процесор і ПО. Це пов'язано з широким набором асинхронних транзакцій і зі структурою адресації.
Читання / редагування пам'яті за допомогою 1394 без застосування процесора послужили причиною впровадження 1394 в двухмашинні відладчик ядра Windows (WinDbg). Це дозволило істотно збільшити швидкість процесів, в порівнянні з послідовним портом, однак, дана функція вимагає наявності операційної системи не нижче Windows XP, причому з обох сторін. Така ж можливість застосовується в відладчика і інших операційних систем (firescope, наприклад).
Схеми організації пристроїв IEEE 1394
Організовано з використанням 3-рівневої схеми: Transaction, Link і Physical. Ці рівні відповідають трьом нижнім рівням моделі OSI.
- Transaction Layer - маршрутизація потоків даних з підтримкою асинхронного протоколу запису-читання.
- Link Layer - формування пакетів даних, забезпечення їх доставки.
- Physical Layer - перетворення цифрової інформації в аналогову (і навпаки) з метою передачі, контроль рівня сигналу на шині, управління доступом.
- Bus Manager забезпечує зв'язок між шиною PCI і Transaction Layer, він призначає вид пристроїв, номера і типи логічних каналів на шині. Крім того, він виявляє помилки.
Інформація передається кадрами В125 мкс довжиною. Кадр містить тимчасові слоти для каналів. Доступно два режими роботи (синхронний і асинхронний). На кожен канал доводиться один або кілька тимчасових слотів. Передача даних здійснюється завдяки влаштуванню-передавача, що робить запит на відкриття синхронного каналу необхідної пропускної здатності. Якщо переданий кадр має необхідною кількістю тимчасових слотів для даного каналу, надходить ствердну відповідь і канал стає доступним.
версії FireWire
IEEE 1394
Даний стандарт був прийнятий в кінці 1995 року. Спочатку інтерфейс розглядався в цілях передачі відеопотоків, але згодом припав до вподоби також виробникам зовнішніх накопичувачів, тим самим забезпечивши високу пропускну здатність для сучасних HDD . В даний час більшість системних плат і ноутбуків підтримують даний інтерфейс.
Швидкість передачі даних - 98,304, 196,608 і 393,216 Мбіт / с. Їх округлюють до 100, 200 і 400 Мбіт / с, відповідно. Довжина кабелю досягає 4,5 м.
IEEE 1394a
У 2000 році був затверджений стандарт IEEE 1394а. Було проведено ряд удосконалень, що підвищило сумісність пристроїв. Було введено час очікування 1/3 секунди на скидання шини, поки не закінчиться перехідний процес установки надійного приєднання або від'єднання пристрою.
IEEE 1394b
Cтандарт IEEE 1394 був представлений в 2002 році. Своєю появою він ознаменував появу і нових швидкостей: S800 - 800 Мбіт / с і S1600 - 1600 Мбіт / с. Пристрої, відповідно, мають позначення FireWire 800 і FireWire 1600, в залежності від максимальної швидкості.
Також зазнали змін і використовуються кабелі з роз'ємами. Для досягнення максимальних швидкостей на максимальних відстанях передбачено використання оптики (пластмаса - довжина до 50 метрів, скло довжина до 100 метрів). Незважаючи на те, що роз'єми змінилися, стандарти зберегли свою сумісність, що дозволяє використовувати перехідники.
12 грудня 2007 року було представлена версія S3200, що володіє максимальною швидкістю 3,2 Гбіт / с. Даний режим позначається «beta mode» (схема кодування 8B10B). Максимальна довжина кабелю складає 100 метрів.
IEEE 1394.1
У 2004 році з'явився стандарт IEEE 1394.1. Він був прийнятий для побудови великомасштабних мереж, різко збільшуючи кількість пристроїв, що підключаються до 64 449.
IEEE 1394c
Стандарт 1394c з'явився в 2006 році. Він дозволяє застосовувати кабель Cat 5e від Ethernet. Також можливо його використання паралельно з Gigabit Ethernet, об'єднання двох логічних і один від одного незалежних мереж в один кабель. Максимальна довжина - 100 м. Максимальна швидкість S800 - 800 Мбіт / с.
роз'єми FireWare
Існують чотири види роз'ємів для FireWire:
- 4pin (IEEE 1394a без харчування) встановлюється на ноутбуках і відеокамерах. Вита пара для передачі сигналу і друга кручена пара - для прийому.
- 6pin (IEEE 1394a) має додатково два дроти для живлення.
- 9pin (IEEE 1394b) має додатково два контакти для екранів кручених пар. Один додатковий контакт для резерву.
- RJ-45 (IEEE 1394c).
переваги
- Можливість перебудови конфігурації шини без виключення комп'ютера;
- Варіації швидкості передачі даних - 100, 200 і 400 Мбіт / с в стандарті IEEE 1394 / 1394a, додатково 800 і 1600 Мбіт / с в стандарті IEEE 1394b і 3200 Мбіт / с в специфікації S3200;
- Рівноправність пристроїв, з різними конфігураціями (взаємозв'язок пристроїв без участі комп'ютера);
- Можливість обробки мультимедіа-сигналу в реальному часі;
- Підтримка ізохронного трафіку;
- Підтримка атомарних операцій;
- Немає необхідності використовувати спеціальне програмне забезпечення;
- Харчування є прямо на шині;
- Можливість підключення до 63 пристроїв.
Де застосовується шина IEEE 1394?
- При створенні комп'ютерної мережі;
- При підключенні аудіо / відео мультимедійних пристроїв;
- При підключенні принтерів і сканерів;
- При підключенні жорстких дисків, масивів RAID .
