IEEE 1394

Преимущества

FireWire популярен в промышленных системах машинного зрения и профессиональных аудиосистемах. Он предпочтительнее более распространенного USB из-за большей эффективной скорости и возможностей распределения питания, а также потому, что ему не нужен компьютерный хост. Возможно, что более важно, FireWire полностью использует все возможности SCSI (старая возможность подключения). По сравнению с USB 2.0, он обычно имеет более высокую скорость передачи данных. Эта особенность важна для аудио- и видеоредакторов. Также многие компьютеры, предназначенные для домашнего или профессионального использования аудио/видео, имеют встроенные порты FireWire, включая все портативные компьютеры Apple Inc. и Sony, а также большинство моделей Dell и Hewlett-Packard, выпускаемых в настоящее время. Для широкой публики он доступен на розничных материнских платах для ПК "сделай сам", наряду с USB. FireWire выпускается в версиях для беспроводной связи, оптического волокна и коаксиального кабеля. Однако авторские отчисления, требуемые от пользователей FireWire, и более дорогое оборудование, необходимое для его реализации, не позволили FireWire вытеснить USB на массовом рынке, где стоимость продукта имеет решающее значение.

История и развитие

FireWire - это название высокоскоростной последовательной шины IEEE 1394 компании Apple Inc. По замыслу Apple, FireWire должна была стать последовательной заменой параллельной шины SCSI (Small Computer System Interface), а также обеспечить возможность подключения цифрового аудио- и видеооборудования. Разработка компанией Apple оригинального стандарта IEEE 1394 была завершена в 1995 г. За ним последовало несколько модификаций: IEEE Std. 1394a-2000, IEEE Std. 1394b-2002 и поправка IEEE Std. 1394c-2006. Цель текущей работы - включить все четыре этих документа в новую редакцию стандарта 1394. Версия системы от Sony известна как i.LINK и использует только четыре сигнальных контакта, опуская два контакта, которые обеспечивают питание устройства, поскольку на продуктах Sony i.LINK имеется отдельный разъем питания.

Версии

FireWire 400 (IEEE 1394)

FireWire 400 может передавать данные между устройствами со скоростью 100, 200 или 400 Мбит/с. 6-контактный разъем обычно встречается на настольных компьютерах и может подавать питание на подключенное устройство. Как правило, устройство может получать от порта от 7 до 8 Вт; однако напряжение на разных устройствах значительно отличается.

Усовершенствования (IEEE 1394a)

Модификация IEEE 1394a была выпущена в 2000 году. Он стандартизировал уже широко используемый 4-контактный разъем. 4-контактная версия используется во многих потребительских устройствах, таких как видеокамеры, некоторые ноутбуки и другие небольшие устройства FireWire. Он полностью совместим по данным с 6-контактными интерфейсами.

FireWire 800 (IEEE 1394b)

9-контактный FireWire 800 был коммерчески представлен компанией Apple Inc. в 2003 году. Эта более новая спецификация (1394b) и соответствующие продукты обеспечивают скорость передачи данных 786,432 Мбит/с. Это обратная совместимость с более медленными скоростями и 6-контактными разъемами FireWire 400. Однако, хотя стандарты IEEE 1394a и IEEE 1394b совместимы, разъемы отличаются, что делает кабели, используемые предыдущими версиями, несовместимыми.

FireWire S3200

В декабре 2007 года Торговая ассоциация 1394 объявила о том, что вскоре появятся продукты, использующие режим S3200. Он будет использовать те же 9-контактные разъемы, что и существующий FireWire 800, и будет полностью совместим с существующими устройствами S400 и S800. Будущие продукты призваны составить конкуренцию USB 3.0.

Техническое описание

Скорости

Цифры, указанные после FireWire или S, дают приблизительную скорость в МБит/с, округленную до следующих 100. Первая версия может передавать 98.304.000 бит/с, или 12.288.000 байт/с. Последующие версии могут передавать данные со скоростью, кратной этой. Если использовать префикс СИ, то это ровно 98,304 кБит/с, если использовать двоичный префикс, то 96,000 кБит/с. Чтобы избежать путаницы, значение округляется до ближайших 100. Таким образом, S3200 передает не 3,200 МБит/с, не 3,200 МиБит/с, а 3,145,728 Мбит/с, или 3,000 МиБит/с. Это приблизительно 2,93 Гибит/с.

Адресация и управление шинами

В отличие от USB, здесь нет одного устройства, которое постоянно управляет шиной. Каждое устройство может управлять шиной. При подключении нового устройства между устройствами ведутся переговоры о том, какое из них будет осуществлять управление.

Адреса имеют длину 64 бита. Из них 10 используются для идентификации сегментов (как части сети), 6 - для узлов, а 48 - в свободном доступе. Стандарт, используемый для соединения нескольких сегментов, еще не ратифицирован. По этой причине во всех сетях Firewire в настоящее время используется только один сегмент.

Вопросы безопасности

Устройства на шине FireWire могут взаимодействовать посредством прямого доступа к памяти. При прямом доступе к памяти (DMA) устройство может использовать аппаратное обеспечение для сопоставления внутренней памяти с "физическим пространством памяти" FireWire. Протокол SBP-2 (Serial Bus Protocol 2), используемый дисковыми накопителями FireWire, использует эту возможность для минимизации прерываний и копирования буфера. В SBP-2 инициатор (управляющее устройство) посылает запрос, удаленно записывая команду в определенную область адресного пространства FireWire целевого устройства. Эта команда обычно включает адреса буферов в "физическом адресном пространстве" FireWire инициатора. Предполагается, что целевое устройство использует это пространство для перемещения данных ввода-вывода к инициатору и от него.

Многие реализации используют аппаратное обеспечение для сопоставления "пространства физической памяти" FireWire и физической памяти устройства. Среди них есть те, которые используются в ПК и компьютерах Mac, особенно те, которые используют OHCI. В этом случае операционная система не участвует в передаче данных. Это обеспечивает высокую скорость передачи данных с низкой задержкой и позволяет избежать ненужного копирования данных. Однако это может представлять риск для безопасности, если к шине подключены устройства, которым не доверяют. Поэтому в системах, где безопасность вызывает озабоченность, либо используется более новое оборудование, которое использует виртуальную память для отображения пространства физической памяти Firewire, либо отключается отображение, выполняемое OHCI. Они также могут отключить всю подсистему Firewire или не предоставлять Firewire вообще.

Эта функция также может быть полезна, например, для отладки машины, на которой произошел сбой операционной системы. Некоторые системы могут использовать ее для предоставления удаленной консоли. Во FreeBSD драйвер dcons обеспечивает и то, и другое, используя gdb в качестве отладчика. В Linux существуют firescope и fireproxy.

Похожие страницы

• USB
• SCSI