IEEE 1394 - это стандарт на высокоскоростную

последовательную шину,

который был разработан на основе технологии

FireWire фирмами Apple и Texas Instruments.

Он также является частью

стандарта Serial SCSI

(смотрите также высокоскоростная шина SCSI).

Для чего понадобился новый стандарт?

В принципе, для того же,

для чего понадобилась USB.

Но это, по моему, не самое главное.

А главное - это необходимость передачи

высококачественного видео/аудио в

реальном времени,

да и вообще любых цифровых потоков

с высокой скоростью для истинного

"Multimedia PC". Самый традиционный способ

создания цифрового видео - снять на аналоговую камеру,

затем оцифровать с помощью

платы видеомонтажа - довольно прост и

относительно дешев, но при этом теряется качество.

А можно и снимать в цифре,

но тогда нужно эту самую цифру как-то

передавать в компьютер.

Раньше для этого использовался SCSI,

но, во-первых, это не самый удобный способ

(небольшая длина кабеля, терминаторы,

невозможность горячего подключения и тому подобное),

а, во-вторых, не очень дешевый.

Можно, конечно, использовать ту же USB,

но ее пропускной способности хватает

только на поток, соответствующий

самому низкокачественному видео,

а про параллельный порт и говорить нечего.

Вот как раз таки для передачи качественного

цифрового потока и была создана IEEE 1394.

Стандарт поддерживает пропускную

способность шины на

уровнях 100, 200, 400 800 и 1600 Mbits/s.

В зависимости от возможностей подключенных

устройств одна пара устройств может

обмениваться сигналами на одной скорости

(например, 100 Mbits/s),

в то время как другая на той же шине - на другой

(например, 400 Mbits/s).

Такие высокие показатели пропускной

способности последовательной шины практически

исключают необходимость использования

параллельных шин (той же SCSI).

Правда, мне кажется, что если FireWire

и заменит хотя бы отчасти когда-нибудь

SCSI для передачи данных внутри компьютера,

то это произойдет не скоро

(если вообще произойдет) - закрепившийся за долгие годы

на рынке стандарт, тем более очень

даже неплохой, не так-то легко будет сместить.

Перечислим основные достоинства технологии FireWire.

• Цифровой интерфейс - позволяет передавать
•  данные между цифровыми устройствами
•  (например, тем же камерами и компьютером) без потери качества
• Тонкий кабель заменяет груду
•  громоздких проводов
• Простота в использовании - отсутствие терминаторов,
  
•  идентификаторов устройств или предварительной установки, возможность переконфигурировать шину без выключения компьютера
• Гибкая топология, основанная на равноправии устройств
• Высокая скорость обмена (до 200 Mb/s), что дает возможность подключать к шине самое высокоскоростное оборудование
• Низкая нагрузка на процессор
• Возможность использовать самые разнообразные устройства, как внешние, так и внутренние, широкие возможности для интеграции РС с бытовой аудио- видеоэлектроникой
• Достаточно низкая цена

Правда, внутренние устройства IEEE

1394 - скорее экзотика (по крайней мере, сейчас),

чем реальность.

Объясняется это просто: существуют очень популярные

интерфейсы для подключения носителей (IDE, SCSI),

которые тоже не очень медленные и

не дорогие (ну, для SCSI, правда,

последнее не совсем, мягко говоря, верно)

и переходить на FireWire мало кто хочет.

Но такое вполне возможно, тем более если учесть и то,

что в последнее время последовательной

передаче данных уделяется очень большое

внимание (USB, Serial ATA),

что не удивительно - все гениальное,

как говориться, просто. И даже если это будет

не FireWire, то, наверное, что-нибудь

подобное (тот же SATA),

хотя и все равно не очень скоро.

Поэтому сейчас в основном доступны

только внешние устройства, и не исключено,

что IEEE 1394 так и останется чисто

внешним интерфейсом. Кстати, FireWire

применяется не только в РС, но и в бытовой

и профессиональной видеотехнике

(что опять таки лишний раз наводит на мысль,

что IEEE будет преимущественно внешним и

широко использоваться для сопряжения этой

видеотехники с компьютером),

в том числе и для передачи данных внутри самого

устройства (или между ними, например,

видеокамерой и цифровым телевизором).

Производителям такой электроники

легче - они вправе использовать что угодно,

лишь бы работало,

и не оглядываться на старые технологии...

Кабель IEEE 1394 состоит из шести проводов,

из них два идет на питание,

а две другие пары предназначены для

передачи сигнала. Каждая витая пара

и весь кабель в целом экранированы.

Провода питания рассчитаны на ток до 1.5 А

при напряжении от 8 до 40 V,

поддерживают работу всей шины,

даже когда некоторые устройства выключены.

Они также делают ненужными кабели питания

во многих устройствах.

Не так давно инженеры Sony разработали

еще более тонкий четырехпроводный кабель,

в котором отсутствуют провода питания.

Этот так называемый AV-разъем будет связывать

небольшие устройства, как листья с ветками 1394.

Коннекторы шины IEEE 1394 очень напминают разъемы шины USB.

Сеть 1394 может включать до 63 узлов,

каждый из которых имеет свой 6-разрядный физический

идентификационный номер.

К каждому узлу можно подключить до 16 устройств.

Если этого недостаточно,

несколько сетей могут быть соединены между

собой мостами (всего до 1023 шинных перемычек).

При этом каждая шина идентифицируется

отдельным 10-разрядным номером.

Таким образом, 16-разрядный адрес позволяет

иметь до 64449 узлов в системе, что дает 1031184 устройств.

Конструкция шины удивительно проста.

Устройства могут подключаться к любому

доступному порту (на каждом устройстве обычно 1 - 3 порта).

Шина допускает "горячее"

подключение - соединение или разъединение при

включенном питании. Нет также

необходимости в каких-либо адресных переключателях,

поскольку отсутствуют электронные адреса.

Каждый раз, когда узел добавляется

или изымается из сети, топология шины

автоматически переконфигурируется

в соответствии с шинным протоколом.

Однако есть несколько ограничений.

Между любыми двумя узлами может

существовать не больше 16 сетевых сегментов,

а в результате соединения устройств

не должны образовываться петли.

К тому же для поддержки качества

сигналов длина стандартного кабеля,

соединяющего два узла, не должна превышать 4.5 m.

Интерфейс позволяет осуществлять два

типа передачи данных: синхронный и

асинхронный. При асинхронном методе

получатель подтверждает получение данных,

а синхронная передача гарантирует доставку

данных в необходимом объеме,

что особенно важно для мультимедийных приложений.

Протокол IEEE 1394 реализует три

нижних уровня эталонной модели

Международной Организации по

стандартизации: физический,

канальный и сетевой. Кроме того,

существует менеджер шины,

которому доступны все три уровня.

На физическом уровне обеспечивается

электрическое и механическое

соединение с коннектором,

на других уровнях - соединение с прикладной программой.

На физическом уровне осуществляется

передача и получение данных,

выполняются арбитражные

функции - для того чтобы все устройства,

подключенные к шине FireWire,

имели равные права доступа.

На канальном уровне обеспечивается

надежная передача данных через

физический канал, осуществляется

обслуживание двух типов доставки

пакетов - синхронного и асинхронного.

На сетевом уровне поддерживается

асинхронный протокол записи,

чтения и блокировки команд,

обеспечивая передачу данных

от отправителя к получателю и

чтение полученных данных.

Блокировка объединяет функции команд

записи/чтения и производит маршрутизацию

данных между отправителем и

получателем в обоих направлениях.

Менеджер шины обеспечивает общее

управление ее конфигурацией,

выполняя следующие

действия: оптимизацию арбитражной синхронизации,

управление потреблением

электрической энергии устройствами,

подключенными к шине, назначение

ведущего устройства в цикле,

присвоение идентификатора синхронного

канала и уведомление об ошибках.

Чтобы передать данные,

устройство сначала запрашивает контроль

над физическим уровнем.

При асинхронной передаче в пакете,

кроме данных, содержатся адреса

отправителя и получателя.

Если получатель принимает пакет,

то подтверждение возвращается

отправителю.

Для улучшения производительности

отправитель может осуществлять

до 64 транзакций, не дожидаясь обработки.

Если возвращено отрицательное подтверждение,

то происходит повторная передача пакета.

В случае синхронной передачи отправитель

просит предоставить синхронный канал,

имеющий полосу частот,

соответствующую его потребностям.

Идентификатор синхронного канала

передается вместе с данными пакета.

Получатель проверяет идентификатор

канала и принимает только те данные,

которые имеют определенный идентификатор.

Количество каналов и полоса частот

для каждого зависят от приложения пользователя.

Может быть организовано до 64 синхронных каналов.

Шина конфигурируется таким образом,

чтобы передача кадра начиналась во

время интервала синхронизации.

В начале кадра располагается индикатор

начала и далее последовательно во

времени следуют синхронные каналы 1, 2

и т. д. На рисунке изображен кадр

с двумя синхронными каналами и одним асинхронным.

Оставшееся время в кадре используется

для асинхронной передачи.

В случае установления для каждого синхронного

канала окна в кадре шина гарантирует

необходимую для передачи полосу

частот и успешную доставку данных.

Стандарт 1394 определяет не только

протокол передачи данных,

но и общую структуру шины.

Древообразная структура всегда имеет

корневое устройство, от которого происходит

ветвление к логическим узлам,

находящимся в других физических устройствах.

Корневое устройство отвечает за определенные функции управления. Так, если это PC, он может содержать мост между шинами 1394 и PCI и выполнять некоторые дополнительные функции по управлению шиной. Корневое устройство определяется во время инициализации и, будучи однажды выбранным, остается таковым на все время подключения к шине.

Как можно заметить, возможностей IEEE 1394 вполне хватает не только для настоящего, но и для обозримого будущего. Это и высокая пропускная способность (причем нет видимых причин для того, чтобы ее нельзя было увеличить, если потребуется), и гибкость конфигурации, и простота использования, и, что тоже довольно важно, вполне приемлемая цена. Так что скоро, вероятно, компьютеры будут иметь в основном только два типа коммуникационых портов: USB для медленных устройств и IEEE 1394 для высокоскоростных. Звучит красиво; поживем - увидим, сбудутся ли наши предположения. Дополнительную информацию о FireWire можно получить на сайте.