USB і 1394 (i.Link) FireWire - нові інтерфейси вводу-виводу

В даний час для настільних і портативних комп'ютерів розроблено два високошвидкісні пристрої з послідовною шиною: USB (Universal Serial Bus — універсальна послідовна шина) і IEEE-1394, звана також i.Link або FireWire. Ці високошвидкісні комунікаційні порти відрізняються від стандартних паралельних і послідовних портів, встановлених в більшості сучасних комп'ютерів, ширшими можливостями. Перевага нових портів полягає у тому, що їх можна використовувати як альтернативу SCSI для високошвидкісних з'єднань з периферійними пристроями, а також під'єднувати до них всі типи зовнішніх периферійних пристроїв (тобто в даному випадку зроблена спроба об'єднання пристроїв вводу-виводу).

Новим напрямом в розвитку високошвидкісних периферійних шин є викорисання послідовної архітектури. Для передачі інформації в паралельній архітектурі, де біти передаються одночасно, необхідні лінії, що мають 8, 16 і більше дротів. Можна припустити, що за один і той же час через паралельний канал передається більше даних, ніж через послідовний, проте насправді збільшити пропускну здатність послідовного з'єднання набагато легше, ніж паралельного.

Паралельне з'єднання володіє рядом недоліків, одним з яких є фазовий зсув сигналу, через що довжина паралельних каналів, наприклад SCSI, обмежена (не повинна перевищувати 3 м). Проблема у тому, що, хоча 8- і 16-розрядні дані одночасно пересилаються передавачем, через затримки одні біти прибувають в приймач раніше інших. Отже, чим довше кабель, тим більше час затримки між першим і останнім прибулими бітами на приймальному кінці.

Послідовна шина дозволяє одноразово передавати 1 біт даних. Відсутність затримок при передачі даних дозволяє значно збільшити тактову частоту. Наприклад, максимальна швидкість передачі даних паралельного порту ЕРР/ЕСР досягає 2 Мбайт/с, тоді як порти IEEE-1394 (у яких використовується високошвидкісна послідовна технологія) підтримують швидкість передачі даних, рівну 400 Мбіт/с (близько 50 Мбайт/с), тобто в 25 разів вище. Швидкість передачі даних інтерфейсу USB 2.0 досягає 480 Мбіт/с (близько 60 Мбайт/с)!

Ще одна перевага послідовного способу передачі даних— можливість використання тільки одно- або двохдротяного каналу, тому перешкоди, що виникають при передачі, дуже малі, чого не можна сказати про паралельне з'єднання.

Вартість паралельних кабелів досить висока, оскільки дроти, призначені для паралельної передачі, не тільки використовуються у великій кількості, але і спеціальним чином укладаються, щоб запобігти виникненню перешкод, а це вельми трудомісткий і дорогий процес. Кабелі для послідовної передачі даних, навпаки, дуже дешеві, оскільки складаються з декількох дротів і вимоги до їх екранування набагато нижчі, ніж у використовуваних для паралельних з'єднань.

Саме тому, а також враховуючи вимоги зовнішнього периферійного інтерфейсу Plug and Play і необхідність усунення фізичного нагромадження портів в портативних комп'ютерах, були розроблені ці дві високошвидкісні послідовні шини, використовувані вже сьогодні. Не дивлячись на те що шина IEEE 1394 була спочатку призначена для вузькоспеціалізованого використовування (наприклад, з відеокамерами стандарту DV), зараз вона застосовується і з іншими пристроями на зразок професійних сканерів і зовнішніх жорстких дисків.