Шина IEEE 1394 (FireWire)

Технология FireWire («огненный провод») была разработана фирмой Apple для подключения к компьютеру высокоскоростных периферийных устройств, таких как жесткие диски и цифровые видеокамеры на смену интерфейсу SCSI (см. разд. 1.3.2.3.5). В 1995 г. эта технология была утверждена как спецификация шины IEEE 1394-1995 Институтом инженеров по электротехнике и электронике в США – IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers). В 2000 г. было выпущено дополнение к спецификации IEEE 1394 – спецификация IEEE 1394a, в которой уточнены и усовершенствованы некоторые разделы.

Разработкой спецификаций IEEE 1394 и лицензированием продуктов, использующих эту спецификацию, занимается Торговая ассоциация 1394 – 1394 TA (1394 Trade Association).

Первоначально шинаIEEE 1394 поддерживала скорости обмена данными 100, 200 и 400 Мбит/с (этот стандарт называется также FireWire 400, а режимы c разными скоростями – S100, S200 и S400). Четыре провода шины (две витые пары) передают команды и данные, а два провода обеспечивают электропитание мощностью 45 ватт. Так же, как в шине PCI Express, в IEEE 1394 при передаче данных используется метод LDVS. Фирма Sony разработала для своих видеокамер 4-проводную шину IEEE 1394, названную шиной i.Link (эта шина не содержит проводов электропитания).

Для передачи сигналов без искажений длина стандартного кабеля, со­единяющего компьютер и периферийное устройство, не должна превышать 4,5 м.

В 2002 г. было разработано еще одно дополнение к спецификации IEEE 1394 – спецификация IEEE 1394b. В этой спецификации введены дополнительные скорости обмена данными – 800 Мбит/с, 1,6 Гбит/с и 3,2 Гбит/с, а в 2003 году фирма Apple выпустила новые версии FireWire – FireWire 800 с максимальной скоростью передачи 800 Мбит/с (S800) и FireWire 1600 с максимальной скоростью передачи 1600 Мбит/с (S1600). Для этой версии FireWire используется шина с девятью проводами (два провода используются для подачи электропитания, остальные – для передачи команд и данных).

В спецификации IEEE 1394c (2006 год) введена новая передающая среда – витая пара, используемая в кабелях локальной сети Ethernet с разъемами RJ-45, используемыми в этой сети. Максимальная длина кабеля – 100 м, а максимальная скорость соответствует S800 – 800 Мбит/с.

Спецификация IEEE 1394-2008, принятая в 2008 г., просто объединила спецификации IEEE 1394-1995, IEEE 1394a, IEEE 1394b и IEEE 1394c в одну с учетом ошибок и недостатков этих спецификаций. Однако в настоящее время отсутствуют реализации шины IEEE 1394 со скоростями 1,6 Гбит/с и 3,2 Гбит/с.

Начата разработка спецификации IEEE 1394d, в которой предполагается использование оптоволоконного кабеля

Шина IEEE 1394 обеспечивает одновременную работу несколь­ких устройств, передающих данные с разными скоростями, а также может работать в двух режимах:

· асинхронном (для передачи файлов с подтверждением приема);

изохронном (для передачи аудиоданных и видеоданных в режиме реального времени).

Для шины IEEE 1394, как и для шины USB, допустимо «горячее» подключение устройств. При подключении устройства ему автоматически присваивается адрес, и запрашиваются данные об устройстве с использованием технологии Plug&Play.

Для шиныIEEE 1394 без подачи электропитания используется 4-контактный разъем FireWire (рис. 1.3.6а), а с подачей электропитания (30 В) – 6-контактный разъем (рис. 1.3.6б). Для шины, соответствующей спецификации IEEE 1394b, используется 9-контактный разъем FireWire, называемый Beta-разъемом. Кроме этого, для соединения 9-проводного кабеля с 6-проводным кабелем используются Bilingual-разъемы («двуязычные» разъемы). Разъемы для соединения двух 6-проводных кабелей получили в спецификации 1394b название Legacy-разъемов («унаследованных» разъемов). Существуют также кабели, соединяющие устройство с Legacy-разъемом и устройство с разъемом i.Link. Для обмена данными по витой паре используется разъем RJ-45 (рис. 1.3.6г).

Рис. 1.3.6. Разъемы IEEE 1394 (штекер и гнездо): а) 4-контактный разъем;

б) 6-контактный разъем; в) 9-контактный разъем; г) разъем RJ-45

Управление обменом данных в компьютере выполняется в контроллере IEEE 1394, реализованном в отдельной микросхеме материнской платы. При необходимости подключения большего количества устройств, чем имеется гнезд IEEE 1394 на материнской плате можно подключить карту расширения USB к шине PCI или PCI Express (рис.?????а).

Альтернативой является подключение устройств к компьютеру по иерархической схеме, с использованием концентраторов IEEE 1394 (IEEE 1394 Hubs) (рис.?????б). К выходным портам концентраторов могут подключаться другие устройства и концентраторы (рис.?????в). Максимальное количество подключаемых устройств – 63.

В отличие от USB, соединяемые между собой с помощью шины IEEE 1394 устройства являются равноправными (без управляющего компьютера), т.е. любое из устройств может начать, продолжить и закончить обмен данными между устройствами. Это также позволяет подключать устройства друг к другу без компьютера (аналогично устройствам USB OTG) (рис.?????г).

Рис.?????. Средства подключения устройств по шине IEEE 1394: а) карта расширения IEEE 1394 (9-контактная) для PCI Express: 1 – гнезда для подключения

внешних устройств; 2 – гнездо для подключения внутреннего устройства;

3 – контроллер IEEE 1394; б) концентратор IEEE 1394 с 6-контактными разъемами;

в) пример подключения устройств по интерфейсу IEEE 1394 (внешнего жесткого диска и, через концентратор, цифровой фотокамеры и видеокамеры); г) подключение внешнего жесткого диска к видеокамере

Шина IEEE 1394 используется не только в компьютерах, но и в цифровых телевизорах, музыкальных центрах и других мультимедийных устройствах, а также позволяет создавать сети FireWire.