Что такое шина firewire

Видео:Как я сделал интерфейс FireWire / IEEE1394 / i-Link на современном ноутбуке | импорт miniDV без USBСкачать

Интерфейс FireWire (IEEE 1394) — почему не конкурент usb?

Видео:Стандарт IEEE 1394-FireWireСкачать

Что такое FireWire?

FireWire представляет собой стандарт высокоскоростной шины последовательного типа. Он необходим для передачи цифрового контента между компьютерными устройствами и различной электроникой. Данный стандарт на сегодня является устаревшим, а использовали его такие крупные бренды как Sony, Apple, Creative, Yamaha и др.

Видео:IEEE1394 (FireWire) и USB разъемы - не перепутай!Скачать

История создания интерфейса

Комитет по микрокомпьютерным стандартам решился на очень важный шаг. Так, в 1986 году осуществилось объединение сразу нескольких вариаций последовательной шины. Это делалось в первую очередь в угоду универсализму, чтобы такие шины все-таки развивались в плане технологий по единому варианту.

При этом непосредственной разработкой FireWire с самого начала занялась именно корпорация Apple. Это произошло в 1992 году, а вот сам стандарт IEEE 1394 был официально принят в 1995 году. Что касается данной технологии, то она создавалась длительное время, но разработка окончилась гораздо раньше.

В самом конце 20 века технологические гиганты стали повсеместно придерживаться идеи внедрения в своих устройствах IEEE 1394. Причем речь шла не только о внешнем, но и внутреннем расположении интерфейса в корпусе компьютера. В свое время для этих целей планировалось выпускать специальные карты контроллеров, в которых присутствовал особый разъем с внутренним направлением. И уже тогда бурно развивалась концепция Device Bay с функцией «горячей» замены.

К сожалению (или к счастью), подобного рода планы в результате не осуществились. Крупные корпорации во главе с Microsoft хоть и пытались вытеснить с рынка интерфейс ATA, но у них практически ничего не получилось. Ключевую роль в таком развитии событий сыграла жесткая позиция Apple в отношении лицензирования и отчислений. «Яблочная» компания настаивала, чтобы покупатели оплачивали не партию или лицензию, а каждый отдельный чип IEEE 1394.

Поэтому с 2010 года стандарт FireWire практически перестал применяться в материнских платах. Его еще можно кое-где встретить, например, в премиальном сегменте IT. Но массовый рынок интерфейс так и не захватил.

Видео:Firewire usb, usb firewire. Кабель и адаптер конвертер / Cable and Adapter Converter № 197Скачать

Особенности интерфейса FireWire

Если рассматривать кабель, то он состоит из двух витых пар, распаянных разным образом с двух сторон. В плане топологии предельная длина пути достигает 16, а количество устройств может составлять 64. Важной особенностью топологии является древовидная структура. Что касается разъемов, то их может быть максимум 4.

Шина каждый раз сбрасывается, если соединять и отключать устройства. Причем одновременно происходит выбор главенствующего устройства. Отсюда зависит и логическая направленность. После этого может происходить раздача конкретных номеров с последующим исполнением обращений. Одновременно шина передает пакетный трафик с определенным числом портов. Среди остальной передающейся информации нужно отметить предельную скорость нескольких портов и дистанции, а еще ориентацию всех портов. При этом IEEE 1394 «забирает» входящие пакеты данных. Затем вступает в дело стек драйверов, чтобы связать устройства между собой, а также определить единую скорость.

Данная шина осуществляет не только асинхронные, но и изохронные операции. Асинхронные — атомарные операции, чтение и запись 32-битных слов. Применяются номера 16 бит для каждого устройства, а также адреса 24 бит. Имеется поддержка 2-фазных исполнений с получением промежуточного и финального ответа. А вот изохронные операции представляются более четкими и строгими, так как привязаны к частоте 8 КГц, передаваясь в едином ритме. Тут применяются адреса вплоть до 31. И подтверждений здесь нет, поэтому поток данных односторонний.

Видео:IEEE 1394 🆚 USB Отличия. Что лучше?Скачать

Скоростные возможности FireWire

Такой интерфейс демонстрирует очень хорошие показатели скорости передачи информации. Речь идет о 400 Мбит/с и выше. Если измерять скорость в мегабайтах, то это от 50 и до 400 (в самых поздних версиях). Этого хватает, чтобы без проблем транслировать мультимедиа контент.

FireWire 400, 800, S800T, S3200

Сразу стоит заметить, что именно так могут обозначаться версии стандарта. Причем эти цифры говорят о максимальной пропускной способности шины. Самые простые и одновременно первые интерфейсы FireWire 400 (IEEE 1394, IEEE 1394a) обеспечивают скорость передачи данных до 400 мегабит в секунду. FireWire 800 (IEEE 1394b) дает возможность наслаждаться транслированием контента до 800 мегабит в секунду.

FireWire S800T (IEEE 1394c) — предельный скоростной показатель достигает 800 мегабит в секунду. И самый продвинутый на сегодня FireWire S3200 (beta mode 8B10B) обеспечивает фантастическую скорость до 3,2 Гбит/с.

Видео:firewire для ноутбукаСкачать

Почему FireWire ещё называют IEEE 1394, в чем разница?

По своей сути FireWire и есть IEEE 1394. При этом FireWire является стандартом относительно высокоскоростной шины IEEE 1394. Интересно, что интерфейс FireWire больше связывают все же с продукцией Apple, ведь эта корпорация и занималась основной разработкой стандарта. А в остальных случаях это IEEE 1394, потому что так изначально называлась последовательная шина высокой скорости.

Разъемы подключения, виды IEEE 1394

На данный момент известно о следующих разновидностях разъемов, которые относятся к FireWire:

• IEEE 1394a (четырехконтактный). Одна витая пара принимает сигнал, а вторая пара занимаемся его транспортировкой.
• IEEE 1394a (шестиконтактный). Для питания предусмотрены еще два провода.
• IEEE 1394b (девятиконтактный). Еще несколько контактов для работы с информацией, а также один специальный контакт в качестве резервного.
• IEEE 1394c (восьмиконтактный). Унифицированный разъем для телекоммуникаций с дополнительным фиксатором.

Читайте также: Шины для внедорожников зимние в минске

IEEE 1394 появился в 1995 году для передачи видеопотоков. В дальнейшем использовался и во внешних накопителях благодаря отличной пропускной способности (до 400 Мбит/с). Его доработанная версия IEEE 1394а оказалась утверждена в 2000 году. Совместимость была существенно улучшена, а также повысилась надежность и безопасность соединения.

Более существенные изменения коснулись стандарта IEEE 1394b, который стал актуальным с 2002 года. В результате была повышена максимальность скорость до 800 Мбит/с (в некоторых случаях и до 1600 Мбит/с). Здесь для существенных расстояний предусмотрено использование кабеля волоконно-оптического типа. Более того, в 2007 году появилась на свет спецификация S3200, скорость которой достигает невероятных 3,2 Гбит/с, а кабель может быть 100-метровой длины.

Что касается интерфейса IEEE 1394.1, то он оказался утвержден в 2004 году, чтобы строить гигантские сети с невероятным количеством устройств. А вот IEEE 1394c был принят в 2006 году в качестве основного стандарта для подключения Ethernet-сетей и витопарного кабеля.

Видео:Переходник USB 1394Скачать

Как и где используют FireWire?

Сфер использования FireWire достаточно много. В основном интерфейс применяется для реализации компьютерных и интернет сетей. Также шину широко используют производители RAID-массивов и жестких дисков. С помощью стандарта осуществляется подключение как видео, так и аудио техники. Офисное оборудование (сканеры, принтеры) тоже активно использует IEEE 1394.

Чаще всего стандарт применяется в качестве эффективного инструмента захвата видео и фильмов с MiniDV-видеокамеры. FireWire известен и благодаря подключению компьютерных устройств к корпусам с внешними накопителями. Контроллеры IEEE 1394 часто выполняют роль отладчиков при помощи повышенной пропускной способности.

Видео:Супер дешево и сердито - секретная M-Audio FireWire 410!Скачать

Звуковые карты и FireWire

Музыкальный бизнес активно использует звуковые карты с интерфейсом FireWire. И здесь причин несколько. Во-первых, благодаря стандарту звукорежиссеры и диджеи могут устанавливать сразу несколько и более звуковых карт на единой шине. Во-вторых, ширины канала хватает, чтобы свободно осуществлять мультиканальную запись, либо же соответствующее воспроизведение музыки. Особое внимание заслуживают звуковые карты от именитых брендов APOGEE, RME и др.

Видео:ShineStar IEEE 1394 Firewire Card - Changing VIA Driver To "Legacy" Driver - Easy - No BSOD CrashСкачать

Преимущества и недостатки FireWire

Стандарт имеет много плюсов, но и некоторые минусы.

• высокая скорость для качественной передачи мультимедиа;
• подключение большого количества устройств (до 63);
• горячее подключение без необходимости отключать компьютер;
• шина снабжается собственным источником питания;
• гибкость в плане топологии (эффект равноправия и прямое подключение техники без ПК);
• открытая архитектура без специализированного ПО.

• не самое большое число поддерживаемого оборудования;
• дорогое удовольствие для производителей устройств;
• опаздывание в исправлении ошибок в последующих версиях.

Видео:Разъемы Fire WireСкачать

Переходники и конвертеры FireWire

Сегодня можно отыскать самые разные переходники, которые позволяют подключать практически любое оборудование с использованием FireWire. Особой популярностью пользуются конвертеры с FireWire на USB. Но во многих случаях присутствуют некоторые проблемы, связанные с увеличенными задержками передачи сигнала. Могут возникать и разнообразные ошибки. Поэтому данные переходники подойдут для непритязательных пользователей и новичков, нежели для профессионалов.

Видео:Кабель IEEE 1394 Firewire от Apple ПАПА - ПАПА для звуковой карты и видео @ AliexpressСкачать

Конкуренты FireWire

Пожалуй, главным конкурентом FireWire является интерфейс USB. На протяжении длительного периода времени стандарт USB вел ожесточенную борьбу с детищем Apple. И если вначале FireWire выигрывал за счет быстроты передачи сигнала, то в дальнейшем ситуация изменилась.

С появлением USB 2.0, а потом и USB 3.0, интерфейс IEEE 1394 начал уходить на задний план.

Видео:Стандарт IEEE 1394 FireWireСкачать

Почему FireWire уже не актуален?

К сожалению, FireWire на данный момент является устаревшим. Его активное производство и внедрение завершилось в 2013 году. При этом на смену ему пришел аппаратный интерфейс нового поколения Thunderboll от все той же Apple. Примечательно, что данный стандарт разрабатывался совместно с Intel. И этот передовой интерфейс смог достаточно уверенно и быстро заменить FireWire практически во всех сферах. Thunderbolt обеспечивает скорость до 20 Гбит/с, комбинируя интерфейсы DisplayPort и PCI Express.

Так почему же «не взлетел» FireWire? Одной из основных причин считается жадность со стороны Apple. Американский гигант желал иметь прибыль буквально с каждого чипа в контроллере интерфейса. Это сразу же сделало стандарт непривлекательным как для производителей «железа», так и для конечных потребителей, которым приходилось существенно переплачивать. Также с появлением USB 2.0 и USB 3.0 многие «козыри» FireWire были уничтожены.

Прямо сейчас будет сложно найти в свободной продаже компьютер или другое оборудование с FireWire на борту. Однако многие профи из мира музыки и звука до сих пор высоко ценят данную шину, ведь с ее помощью легко проводить прямые трансляции, передавая изображение и звучание оригинального качества. Более того, многие видеокамеры можно подключить напрямую друг к другу только с помощью FireWire.

Видео:How to connect FireWire devices to new computers Mac or Windows PCСкачать

IEEE 1394 (Firewire) — новая последовательная шина

Введение

IEEE 1394 или Firewire — это последовательная высокоскоростная шина, предназначенная для обмена цифровой информацией между компьютером и другими электронными устройствами. Благодаря невысокой цене и большой скорости передачи данных эта шина становится новым стандартом шины ввода-вывода для персонального компьютера. Ее изменяемая архитектура и одноранговая топология делают Firewire идеальным вариантом для подключения жестких дисков и устройств обработки аудио- и видеоинформации. Эта шина также идеально подходит для работы мультимедийных приложений в реальном времени. В этом материале приведены некоторые общие сведения о стандарте IEEE 1394.

Читайте также: Как из шин сделать цветочники

Зачем нужен новый интерфейс

Прежде всего, посмотрите на заднюю стенку своего компьютера. Там можно найти множество всяких разъемов: последовательный порт для модема, принтерный порт для принтера, разъемы для клавиатуры, мыши и монитора, SCSI-интерфейс, предназначенный для подключения внешних носителей информации и сканеров, разъемы для подключения аудио и MIDI устройств, а также для устройств захвата и работы с видеоизображениями. Это изобилие сбивает с толка пользователей и создает беспорядок из соединительных кабелей. Причем, нередко производители ноутбуков используют и другие типы коннекторов.

Новый интерфейс призван избавить пользователей от этой мешанины и к тому же имеет полностью цифровой интерфейс. Таким образом, данные с компакт-дисков и цифровых магнитофонов смогут передаваться без искажений, потому что в настоящее время эти данные сначала конвертируются в аналоговый сигнал, а затем обратно оцифровываются устройством-получателем сигнала. Кабельное телевидение, радиовещание и видео CD передают данные также в цифровом формате.

Цифровые устройства генерируют большие объемы данных, необходимые для передачи качественной мультимедиа-информации. Например:

Высококачественное видео
Цифровые данные = (30 frames / second) (640 x 480 pels) (24-bit color / pel) = 221 Mbps

Видео среднего качества
Цифровые данные = (15 frames / second) (320 x 240 pels) (16-bit color / pel) = 18 Mbps

Высококачественное аудио
Цифровые данные = (44,100 audio samples / sec) (16-bit audio samples) (2 audio channels for stereo) = 1.4 Mbps

Аудио среднего качества
Цифровые данные = (11,050 audio samples / sec) (8-bit audio samples) (1 audio channel for monaural) = 0.1 Mbps

Обозначение Mbps — мегабит в секунду.

Для решения всех этих проблем и высокоскоростной передачи данных была разработана шина IEEE 1394 (Firewire).

IEEE 1394 — высокоскоростная последовательная шина

Стандарт поддерживает пропускную способность шины на уровнях 100, 200 и 400 Мбит/с. В зависимости от возможностей подключенных устройств одна пара устройств может обмениваться сигналами на скорости 100 Мбит/с, в то время как другая на той же шине — на скорости 400 Мбит/с. В начале следующего года будут реализованы две новые скорости — 800 и 1600 Мбит/с, которые в настоящее время предлагаются как расширение стандарта. Такие высокие показатели пропускной способности последовательной шины практически исключают необходимость использования параллельных шин, основной задачей которых станет передача потоков данных, например несжатых видеосигналов, внутри компьютера.

Таким образом, Firewire удовлетворяет всем вышеперечисленным требованиям, включая:

• Цифровой интерфейс — позволяет передавать данные между цифровыми устройствами без потерь информации
• Небольшой размер — тонкий кабель заменяет груду громоздких проводов
• Простота в использовании — отсутствие терминаторов, идентификаторов устройств или предварительной установки
• Горячее подключение — возможность переконфигурировать шину без выключения компьютера
• Небольшая стоимость для конечных пользователей
• Различная скорость передачи данных — 100, 200 и 400 Мбит/с
• Гибкая топология — равноправие устройств, допускающее различные конфигурации
• Высокая скорость — возможность обработки мультимедиа-сигнала в реальном времени
• Открытая архитектура — отсутствие необходимости использования специального программного обеспечения

Благодаря этому шина IEEE 1394 может использоваться с:

• Компьютерами
• Аудио и видео мультимедийными устройствами
• Принтерами и сканерами
• Жесткими дисками, массивами RAID
• Цифровыми видеокамерами и видеомагнитофонами

Простейшая система для видеоконференций, построенная на шине IEEE 1394, использующая два 15 fps аудио/видео канала загрузит всего третью часть 100Mbps интерфейса 1394. Но, в принципе, для этой задачи возможно и использование 400Mbps интерфейса.

Кабель IEEE 1394

Шесть контактов FireWire подсоединены к двум проводам, идущим к источнику питания, и двум витым парам сигнальных проводов. Каждая витая пара и весь кабель в целом экранированы.

Провода питания рассчитаны на ток до 1,5 А при напряжении от 8 до 40 В, 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. (Они намерены добавить свою разработку к стандарту.) Этот так называемый AV-разъем будет связывать небольшие устройства, как «листья» с «ветками» 1394.

Гнездо разъема имеет небольшие размеры. Ширина его составляет 1/10 ширины гнезда разъема SCSI, у него всего шесть контактов (у SCSI — 25 или 50 разъемов).

К тому же кабель 1394 тонкий — приблизительно в три раза тоньше, чем кабель SCSI. Секрет тут прост — ведь это последовательная шина. Все данные посылаются последовательно, а не параллельно по разным проводам, как это делает шина SCSI.

Топология

Стандарт 1394 определяет общую структуру шины, а также протокол передачи данных и разделения носителя. Древообразная структура шины всегда имеет «корневое» устройство, от которого происходит ветвление к логическим «узлам», находящимся в других физических устройствах.

Читайте также: Мишлен шины летние r22

Корневое устройство отвечает за определенные функции управления. Так, если это ПК, 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.

Сеть 1394 может включать до 63 узлов, каждый из которых имеет свой 6-разрядный физический идентификационный номер. Несколько сетей могут быть соединены между собой мостами. Максимальное количество соединенных шин в системе — 1023. При этом каждая шина идентифицируется отдельным 10-разрядным номером. Таким образом, 16-разрядный адрес позволяет иметь до 64449 узлов в системе. Поскольку разрядность адресов устройств 64 бита, а 16 из них используются для спецификации узлов и сетей, остается 48 бит для адресного пространства, максимальный размер которого 256 Терабайт (256х1024 4 байт) для каждого узла.

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 м.

Протокол

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 OSI: 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… 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.

Резюме

Таким образом, в скором будущем, на задней панели компьютера можно будет увидеть выходы всего двух последовательных шин: USB для низкоскоростных применений и Firewire — для высокоскоростных. Причем путь в жизнь у шины IEEE 1394 произойдет гораздо быстрее, чем у USB. В этом случае производители программных продуктов и аппаратуры действуют сообща. Уже сейчас доступны различные виды устройств с шиной Firewire, поддержка этой шины будет встроена в операционную систему Windows 98 и в ближайшем будущем ведущие производители чипсетов для PC встроят поддержку этой шины в свои продукты. Так что 1998 год станет годом Firewire.

Дополнительная информация

Дополнительную информацию о шине IEEE 1394 можно получить на сайтах:

🔍 Видео

Unboxing ShineStar IEEE 1394 Firewire PCIE (PCI Express) Card For Desktop Computer - Windows 10Скачать

Аудио интерфейс FOCUSRITE SAFFIRE PRO 24 io FirewireСкачать

Farewell R.I.P. Firewire, Hello USB!Скачать

2 Port Firewire 1394B and 1 Port 1394A PCI-e 1.1 x1 Card - SYBA SY PEX30016Скачать

Installing IEEE 1394 (FireWire) Legacy Driver on Windows 10Скачать

Посылка с Aliexpress #61: Кабели 1394 - USBСкачать

Firewire (IEEE 1394)Скачать