В PriceZone #18 от 5 июня мы коротко рассказывали об интерфейсе IEEE 1394 FireWire, истории его создания и основных сферах применения (Современные интерфейсы ПК- USB, FireWire, IrDA, Bluetooth). В этой статье постараемся немного подробнее остановится на технических особенностях этой высокоскоростной шины, уверенно набирающей свою популярность.

FireWire -- чрезвычайно универсальный, удобный в реализации и использовании скоростной интерфейс, обеспечивающий подключение самых разннобразных устройств. К традиционным цифровым фото- и видеокамерам, магнитофонам, конверторам в последнее время добавились дисковые накопители (в том числе RAID-массивы), приводы со сменными носителями (CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RAM, DAT, ZIP, Orb, магнитооптика), сканеры и принтеры. Не говоря уже о концентраторах, повторителях и кабелях.

Основные характеристики шины можно свести к следующим показателям:

• скорость передачи данных до 400 Mbits/s по стандарту IEEE-1394a и 800 Mbits/s по стандарту IEEE-1394b, согласованному в 1394 Trade Association в конце мая 2001 года.
• 16-ти разрядный адрес позволяет адресовать до 64K узлов на шине
• предельная теоретическая длина шины 224 метра
• "горячее" подключение/отключение без потери данных
• автоматическое конфигурирование, аналогичное Plug&Play
• произвольная топология шины - по аналогии с локальными сетями может использоваться как "звезда" так и общая шина (только в виде цепочки, в отличие от сети на коаксиальном кабеле)
• никакие терминаторы не требуются
• возможность обмена с гарантированной пропускной способностью, что крайне необходимо для передачи видеоизображений
• Максимальное расстояние между двумя устройствами в цепочке по IEEE-1394a - 4.5 м, по IEEE-1394b - 100 м.

Передача данных осуществляется по тонкому и гибкому кабелю (до 4,5 метров длиной) со скоростью до 400 Мбит/с (то есть 50 МБ/с). В январе было объявлено о завершении разработки спецификации IEEE-1394b, которая поднимает быстродействие шины до 800 Мбит/с (100 МБ/с). Контроллеры 1394b должны появиться к середине этого года. Важнейшей особенностью FireWire можно считать ее способность обеспечивать гарантированную полосу пропускания -- определяющее качество при работе с аудио- и видеоприложениями. Это означает, что всегда можно зарезервировать "коридор" --например, между компьютером и видеокамерой -- который останется в полном вашем распоряжении независимо от уровня нагрузки на шину со стороны остальных устройств.

Топология шины FireWire

Топология IEEE-1394 позволяет как древовидную, так и цепочечную архитектуру, а также комбинацию из того и другого. Поэтому легко строить любые варианты подключения различных устройств к шине. Стандарт предусматривает архитектурное разделение шины на 2 основных блока - кабельная часть и контроллер (контроллеры). Так как контроллеров может быть несколько, эту часть также называют объединительной (backplane - дословно задний план, кросс-плата и т.п.).

Адрес узла на "дереве" 16-ти разрядный, что позволяет адресовать до 64К узлов. К каждому узлу может быть подключено до 16-ти конечных устройств. На объединительной панели (backplane) может быть подключено до 63 узлов к одному мосту (bridge) шины. Так как под идентификатор номера шины (моста) отведено 10 разрядов, то общее количество узлов и составляет 64K.

Каждый узел обычно предусматривает подключение 3-х устройств, хотя собственно стандарт разрешает подключение до 27 устройств. Устройства могут быть подключены через стандартные кабели длиной до 4.5 метра.

Физические адреса (ID) устройствам назначаются при подаче питания на контроллер шины и устройства, подключенные к ней, после общего сброса шины, а также при "горячем" подключении устройства к шине. Адреса присваиваются в порядке последовательности обнаружения и/или подключения устройств. Никакая установка перемычек или переключателей на самих устройствах не требуется.

Стандарт на кабельную часть предусматривает три скорости передачи данных по шине - 98.304, 196.608 и 393.216 Mbits/s. Обычно эти значения в различных документах огругляют до 100, 200 и 400 Mbits/s, используя для краткости обозначения S100, S200 и S400.

Благодаря применению размножителей, репитеров и т.п. устройств топология IEEE-1394 может быть достаточно сложной, хотя в 90% случаев ее применения наверняка столь сложная топология не потребуется.

Кабели и разъемы FireWire

Стандартный кабель для IEEE-1394 состоит из 2 витых пар передачи сигналов шины, двух проводов питания и все это заключено в экранированную оболочку. Провода питания рассчитаны на ток до полутора ампер и напряжение от 8 до 40 вольт. На рисунке ниже показан один из вариантов кабеля IEEE-1394.

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. Этот так называемый AV-разъем будет связывать небольшие устройства, как "листья" с "ветками" 1394.

В отличие от USB, где применение различных типов разъемов регламентировано типом устройств, в FireWire все несколько по-другому. Здесь разъемы подразделяются по тому, нужно ли устройству питание от шины или нет. В том случае, когда нет необходимости в питании, используется 4-х контактный разъем (как правило, такой применяется в видеокамерах). Если же устройству может потребоваться питание от шины, то используется 6-и контактный разъем. Большинство компьютерных устройств рассчитано именно на него.

Вместо заключения

В последнее время цены на контроллеры FireWire существенно снизились, а на рынок, наконец, стали поступать периферийные устройства для этой шины. Таким образом, FireWire, наконец-то стала "поворачиваться лицом к народу", становясь все более популярной. Ну а насколько светлым будет будущее у этого интерфейса - покажет время.