Шина IEEE 1394 — FireWire

Введение

Подробности

Родительская категория: Шина IEEE 1394 — FireWire

Категория: Основная информация

Высокопроизводительная последовательная шина (High Performance Serial Bus) IEEE 1394 — FireWire создавалась как более дешевая и удобная альтернатива параллельным шинам (SCSI) для соединения равноранговых устройств. Шина позволяет связать до 63 устройств без применения дополнительной аппаратуры (хабов). Устройства бытовой электроники — цифровые камкордеры (записывающие видеокамеры), камеры для видеоконференций, фотокамеры, приемники кабельного и спутникового телевидения, цифровые видеоплееры (CD и DVD), акустические системы, цифровые музыкальные инструменты, а также периферийные устройства компьютеров (принтеры, сканеры, устройства хранения данных) и сами компьютеры могут объединяться в единую сеть. Шина не требует управления со стороны компьютера. Шина поддерживает динамическое реконфигурирование — возможность «горячего» подключения и отключения устройств. События подключения/отключения вызывают сброс и реинициализацию: определение структуры шины (дерева), назначение физических адресов всем узлам и, если требуется, выборы мастера циклов, диспетчера изохронных ресурсов и контроллера шины. Через доли секунды после сброса все ресурсы становятся доступными для последующего использования, и каждое устройство имеет полное представление обо всех подключенных устройствах и их возможностях. Благодаря наличию линий питания, интерфейсная часть устройства может оставаться подключенной к шине даже при отключении питания функциональной части устройства.

По инициативе VESA шина позиционируется как основа «домашней сети», объединяющей всю бытовую и компьютерную технику в единый комплекс. Эта сеть является одноранговой (peer-to-peer), чем существенно отличается от USB.

Основные свойства шины FireWire перечислены далее:

• Равноранговость. Шина позволяет любым своим абонентам обмениваться данными друг с другом. Для организации обменов не требуется хост-компьютер (и его ресурсы — память и процессор), который мог бы стать «бутылочным горлом» при интенсивных обменах.
• Универсальность. Шина обеспечивает передачу как асинхронного, так и изохронного трафика. Это позволяет объединять в единую сеть компьютеры, их периферийные устройства (принтеры, сканеры, устройства хранения) и цифровую аудио-видеотехнику.
• Надежность. Шина обеспечивает контроль достоверности передачи, обработку и исправление ошибок.
• Легкость установки и использования. Для начала работы достаточно соединить устройства, соблюдая несложные топологические правила.
• Большое число соединяемых устройств. Одна шина может объединять до 63 устройств (узлов). Возможно объединение в единую сеть нескольких шин (формально — до 1024) с помощью мостов или коммутаторов.
• Свободная топология. Устройства могут иметь один или несколько портов. Посредством унифицированных кабелей устройства соединяются произвольным образом, исключая лишь петлевые соединения. Ограничение — между любой парой конечных узлов должно быть не более 16 промежуточных узлов.
• Большая протяженность. Длина одного кабельного сегмента, соединяющего пару устройств, может достигать 4,5 м. Ограничение — суммарная длина кабеля в одной шине не должна превышать 72 м.
• Полная поддержка PnP с динамическим конфигурированием:  

1. автоматическое конфигурирование. В процессе инициализации устройства шины автоматически организуются в иерархическую структуру (дерево) и самоидентифицируются (определяют свои номера узлов и предоставляют информацию о себе);
2. поддержка «горячего» подключения-отключения. Любое событие подключения/отключения вызывает реинициализацию шины, после которой формируются новое дерево и новая нумерация узлов. Во время реинициализации «полезный» обмен данными прерывается, но время реконфигурирования невелико — менее 400 мс в старой шине и менее 200 мкс для 1394a.

• Сосуществование на одной шине устройств с различными скоростями обмена. Для шины определен ряд стандартных скоростей: S100, S200, S400; в IEEE 1394b (2002 год) определены новые скорости: S800, S1600 и S3200. При обменах выбирается скорость, доступная узлам, вовлеченным в передачу.
• Высокая скорость обмена и изохронные передачи. Даже на начальном уровне S100 (около 100 Мбит/с) по шине можно передавать одновременно два канала видео вещательного качества (30 кадров в секунду) и аудиосигнал с качеством CD (стерео).
• Питание от шины. Шина обеспечивает питание устройств постоянным током до 1,5 А с напряжением 8–40 В.
• Малое число цепей. В шине используются две экранированные витые пары для передачи сигналов и дополнительно пара проводов для питания от шины.
• Возможность гальванической развязки. Компоненты физического уровня, электрически связанные с коннекторами и кабелями, могут быть развязаны по постоянному току от остальных компонентов устройства. В новых вариантах среды передачи IEEE 1394b возможна полная гальваническая развязка узла от кабеля и применение оптоволоконной связи.
• Низкая цена компонентов и кабеля (по сравнению со SCSI).

• Вперёд >