IEEE-1394 (называемый также FireWire) представляет собой высокоскоростной цифровой последовательный интерфейс, предназначенный для передачи любых цифровых данных. На сегодняшний день его активно используют в самых разных устройствах, включая не только PC, но и множество мобильных гаджетов.

Где он используется?

Разработка IEEE-1394 осуществлялась для того, чтобы предоставить пользователям высокоскоростной доступ к различным устройствам хранения данных, включая жесткие диски, а также CD- и DVD-приводы. При этом в планах было сделать такой интерфейс, который будет действительно универсальным, после чего использовать его в различных устройствах ввода, включая сканеры, фото- или же видеокамеры, а также прочую аудиовизуальную аппаратуру. Но при этом его превосходные параметры, такие как гибкость и предельная простота использования, вместе с возможностью при надобности отдавать при передаче приоритет той информации, для которой синхронизация по времени представляет собой критический фактор, в конечном итоге были признаны оптимальными для обеспечения нормальной передачи цифрового видео, вследствие чего по сегодняшний день не существует им какой-либо альтернативы. Первым аппаратным решением, в котором использовался интерфейс IEEE-1394, стали всевозможные платы, предназначенные для работы с цифровым видео.

Что он дает?

Данный стандарт позволяет комбинировать программные и для того, чтобы передавать информацию в потоке 100, 200 или 400 Мбит/с, при этом последние реализации обеспечивают еще более высокую скорость передачи. Связь между несколькими устройствами с интерфейсом IEEE-1394 активируется и выключается непосредственно в процессе работы (что получило название «горячее подключение»). Другими словами, им не требуется отключение питания или же перезагрузка.

Sony и ее разработки

Впервые преимущества IEEE-1394 начала использовать в своих разработках компания Sony, обратившая внимание на масштабируемость, скорость передачи информации, возможность обработки данных в реальном времени, простоту подключения, и при этом достаточно небольшую стоимость. Вследствие этого активно началась разработка специализированных заточенных под этот стандарт.

После выпуска своих специалисты компании Sony начали разрабатывать разнообразные решения, предназначенные для персональных компьютеров, цифровых приемников спутникового ТВ, цифровых видеомагнитофонов, а также различных винчестеров и приводов CD или DVD. Все эти устройства существенно расширяют общие возможности подключения различной видео- или аудиоаппаратуры к компьютерам, вследствие чего появилась возможность создания полноценной домашней аудиовизуальной сети.

Как это можно использовать?

Уже сегодня можно свободно интегрировать разнообразное оборудование с компьютером, обеспечивая таким образом эффективное управление любыми устройствами непосредственно со своего ПК. Из данного оборудования могут формироваться целые системы, объединенные стандартным соединением нескольких устройств между собой при помощи кабеля. Затем, используя персональный компьютер, выступающий в данном случае в качестве контроллера, можно проводить запись с CD-проигрывателя на небольшие мини-диски, проводить запись цифровых радиопередач, а также вводить любые видеофайлы в ПК, для того чтобы потом их монтировать и редактировать. Конечно, при этом будет сохранена возможность непосредственного обмена между видео- и аудиоборудованием без необходимости использования компьютера или же, наоборот, взаимообмена информацией между несколькими компьютерами точно так же, как в локальных сетях на основе стандартных Ethernet-технологий.

NEC и ее чип

Корпорация NEC практически сразу после выпуска стандарта IEEE-1394 объявила о том, что начинает разрабатывать чип, который будет использоваться для поддержки аппаратной маршрутизации между несколькими сетями, основанными на данном стандарте, а также обеспечивающего их нормальное взаимодействие в широкополосных домашних сетях данного стандарта. Такой двухпортовый чип оснащался специализированным микропрограммным программным обеспечением, в автоматическом режиме конфигурирующим сеть, а также предоставляющим возможность установки соединения между различными сетевыми устройствами, включая также устройства мобильной связи. В связи с этим есть возможность расширения домашней сети за границы какого-то определенного дома на дальность до одного километра.

Ответ от Sony

В это время компания Sony продолжает развитие концепции домашней сети, основывающейся на FireWire IEEE-1394, при этом в ближайших планах компании присутствует также дальнейшее поддержание разработок, отличающихся практической направленностью, а также собирается заниматься производством более скоростных, емких, а также компактных комплектующих, имеющих незначительное потребление энергии. Такие устройства должны будут отличаться достаточно широким диапазоном применений, а также дальнейшей интеграции в системные чипсеты, и компания уже давно предоставляет своим клиентам самую разнообразную бытовую технику, подключающуюся к домашней сети. Такая архитектура получила название HAVi, создавая своеобразный цифровой дом, основанный на FireWire IEEE-1394.

Стандарт в компьютерах

Стандарт IEEE-1394, фото кабеля с которым вы сможете увидеть ниже, привлек к себе внимание не только со стороны производителей различного медиаоборудования, но также и разработчиков, занимающихся изготовлением устройств для персональных компьютеров. С течением времени он превратился в основной сетевой стандарт, который существенно приблизил цифровую эпоху.

После того как вышла операционная система Windows Millennium, разработчики изначально одобрили поддержку локальных сетей, основанных на контроллерах IEEE-1394, характеристики которого на тот момент были более чем соответствующими. Такая сеть отличается достаточно высокой которая была в четыре раза больше по сравнению с использующимся на тот момент по сравнению с а также является предельно удобной для малого офиса или дома. Единственным удобством в процессе построения данной сети является то, что здесь присутствует небольшая предельная длина каждого сегмента. Для того чтобы устранить данный недостаток IEEE-1394, обзор и характеристики устройства показали, что наиболее оптимальным будет использовать специализированные усилители сигнала, а также всевозможные размножители-концентраторы, работающие на несколько портов. Такие устройства получили название «репитеры».

USB 2.0 vs IEEE-1394

Практически сразу выпущенный интерфейс USB 2.0 начал конкурировать с IEEE-1394. Обзор устройств показал, что первого интерфейса показывала 480 Мбит/с на тот момент, что было гораздо больше по сравнению с первой версией USB.

Шина USB сразу стала достаточно популярной, благодаря тому что являлась достаточно дешевым вариантом, имеющим поддержку контроллера, который можно встроить прямо в чипсеты для различных материнских плат. При этом практически сразу было заявлено, что скоростной формат сможет реализоваться в виде контроллера, встроенного в чипсет. Несмотря на все это, компания Microsoft сказала о том, что более приоритетным для нее является именно IEEE-1394 (порт), при этом USB отличается асинхронной передачей, вследствие чего нормально конкурировать с форматом FireWire с точки зрения передачи цифрового видео он не может.

Другими словами, любые устройства, использующие данный интерфейс, могут прекрасно взаимодействовать с различными персональными компьютерами, имеющими такой интерфейс, а также между собой. Таким образом, пользователи получили возможность высокоскоростной передачи, обработки и сохранения информации, не вызывая никаких ухудшений качества.

Контроллеры

В продаже появилась масса контроллеров, выпущенных самыми разными производителями. Первоначально получили широкое распространение контроллеры, поддерживающие стандарт OHCI, так как это было необходимо для обеспечения нормальной поддержки операционной системы Windows 2000, являющейся основной на тот момент.

Цены на различные адаптеры, поддерживающие IEEE-1394 интерфейс, являлись достаточно низкими и были доступны практически каждому. В частности были устройства, стоимость которых ниже 35. $

Сложно ли его устанавливать?

Установка данного контроллера являлась предельно простой, ведь, как уже говорилось выше, в Microsoft изначально предусматривалась поддержка именно этого интерфейса, и поэтому в операционной системе присутствовали все нужные компоненты. Достаточно было просто вставить диск с записанным на него дистрибутивом системы, и потом, если будет нужно, заниматься установкой всех нужных компонентов.

В преимущественном большинстве случаев контроллер FireWire разделял прерывание с USB-контроллером, однако никаких конфликтов не возникало даже в том случае, если они работали одновременно.

Стоит отметить несколько плат, которые в некоторых компьютерах присутствуют даже по сегодняшний день.

Datavision DV Capture

Данная плата является стандартной для семейства плат IEEE-1394, область применения которой достаточно широка. В преимущественном большинстве случаев она представляет собой PCI-плату, имеющую два или даже три дополнительных внешних порта, а также один внутренний. В первоначальной поставке предусматривается безликое программное обеспечение, предназначенное для монтажа видеофайлов. Такие платы использовались многими производителями, но все они были одинаковыми. Цены их разные, и в комплекте может присутствовать или отсутствовать кабель, предназначенный для подключения различных FireWire-устройств.

DVeasy

Данная плата является практически такой же, как предыдущая, однако в данном случае отсутствуют внутренние порты IEEE-1394. Что это такое, понимали немногие, так как есть масса причин, обуславливающих необходимость присутствия хотя бы одного внутреннего порта, однако производители данных плат посчитали иначе, при этом стоимость платы установили точно такую же, как и в стандартных устройствах.

Отличием данной платы среди остальных является то, что в ней присутствует достаточно нетрадиционное программное обеспечение, предназначенное для монтажа видео, и интерфейс его является больше похожим на фактический стандарт в данной области. В частности,стоит отметить, что данное ПО предусматривало разнообразные полезные элементы, включая фоновый рендеринг, помогающий «скрасить» ожидание конечного результата.

Dazzle DV-Elitor

После того как скорость обработки данных ноутбуками практически сравнялось со скоростью работы персональных компьютеров, разнообразные портативные решения начали все чаще использоваться для того, чтобы обеспечивать ввод и дальнейшее редактирование видео прямо на ходу, а также для использования множества другой FireWire-периферии. Такие комплекты предоставляют возможность пользователям ноутбука подключать абсолютно любые устройства, использующие стандарт IEEE-1394, к карточке PCMCIA Type II. В стандартном комплекте данной карты присутствует специализированный четырехпроводной кабель. К сожалению, есть достаточно большое количество устройств с данным интерфейсом, для которых нужно использовать шестипроводной кабель, вследствие чего работать они с этой картой не смогут.

В комплекте поставки присутствует упрощенная версия программы Video Studio 4, которая предназначается для того, чтобы редактировать и вводить видеофайлы. Программа является достаточно простой в освоении, но благодаря специализированной технологии SmartRender значительно снижается общее время работы, что обеспечивается предельно детальным просчетом эффектов только в процессе финального экспорта уже готового файла.

Карта является достаточно доступной в плане стоимости большинству современных пользователей, а также оснащается интегрированным кабелем. Однако при этом стоит отметить, что отсутствие питания серьезно ограничивает функциональность данной карты по сравнению с аналогичными устройствами.

Таким образом, у пользователей есть возможность выбрать одну из нескольких карт, сравнить их характеристики и определиться с тем, какой именно вариант является наиболее подходящим под их условия. Но в общем и целом его использование является не таким актуальным при существующих интерфейсах USB 3.0 и других.

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 Fireware 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.

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

• 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

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.

Рис.7 Порт FireWire.

Ни один из существовавших ранее стандартов внешних портов не позволял в реальном времени передавать видеоряд. Поэтому таким устройствам, как миниатюрные цифровые телекамеры, приходилось использовать свои собственные оригинальные интерфейсные платы. Пользователю от этого удобнее не было. Еще в 1986 году фирма Apple разработала цифровой интерфейс 1394, названный FireWire. И только в 1995 году его следующая версия была стандартизована как IEEE 1394. Свое название "Fire on the Wire" шина получила за свою высокою скорость 100 Мбит/сек. В дальнейшем стандарт был расширен, и рабочая скорость увеличилась до 400 Мбит/сек (для сравнения: передача видео 640x480 x 30 кадров x 3 байт/пиксел образует поток в 210 Мбит/сек). Аналогично USB, FireWire способна запитывать подключаемое устройство (8-40 В -, до 1,5 А), и подключение устройств можно производить на ходу (hot-plug). Разъем имеет 6 контактов: 4 - 2 витых пары для двунаправленного обмена, 2 - питание. Для не требующих питания устройств можно применять более экономичные 4-жильные кабели. В качестве системных устройств шины IEEE 1394 могут служить повторители, концентраторы и мосты. Такое разнообразие, по сравнению с USB, делает шину FireWire несколько гибче. Ограничение на количество подключенных устройств на одной сигнальной линии (до 63) и максимальное количество промежуточных узлов на пути запроса от одного устройства до другого (до 16) накладывает дополнительные условия на топологию шины. Но благодаря мостам имеется возможность объединять отдельные независимые сегменты шины. Всего с помощью мостов можно объединить до 1000 (!) разных сегментов в общую сеть на основе FireWire.

Передача данных в IEEE 1394 может происходить как в асинхронном, так и в синхронном режиме с заданной гарантированной скоростью передачи данных (очень важно для передачи в реальном времени: звук, видео). Если устройство должно работать в синхронном режиме, оно резервирует для себя определенное место в кадре данных (длина кадра равна 125 мсек). Для этого рабочий квант времени передачи делится на зарезервированные участки и на остальное - для асинхронной передачи. Интерфейс FireWire уже несколько лет применяется в цифровых (профессиональных и бытовых) видео- теле- камерах, магнитофонах и фотоаппаратах, которые можно самостоятельно соединять между собой без участия компьютера, благодаря возможностям IEEE 1394, и осуществлять цифровой видеомонтаж в реальном времени. Существует и Гигабитный вариант IEEE 1394.2, в котором используется оптоволоконный соединительный кабель.

Таблица 6

Контакты порта FireWire

Последовательный инфракрасный порт IrDa (Infrared Data Association)

В силу своей конструкции, в которой используется источник света и фотодатчик, инфракрасный порт - последовательный. Для передачи информации соединительные кабели не используются, поэтому взаимодействие устройств происходит на небольшом расстоянии и при условии "прямой видимости". В июне 1994 года ассоциация IrDA опубликовала спецификацию последовательного ИК-порта. В домашнем компьютере на большинстве материнских плат имеется разъем для подключения ИК-порта (сам порт продается отдельно), скорость передачи в данном случае почти такая же, как и у RS-232C (от 2,4 до 115 Кбит/сек). Передача данных идет асинхронно в обоих направлениях, и для обнаружения ошибок используется циклический код CRC-8 в коротких пакетах и CRC-16 - в длинных.

В октябре 1995 IrDA предложила следующую версию ИК-порта, работающего со скоростью до 4 Мбит/сек в пределах 1-2 метров видимости. В данном случае обмен данными происходит синхронно, а для обнаружения ошибок уже используется CRC-32. Некоторые производители предлагают свои оригинальные разработки ИК-портов (для сканеров и принтеров), которые способны передавать данные на скорости от 2 до 16 Мбит/сек. Инфракрасный порт несколько специфичен для России, поэтому его можно встретить разве что в беспроводных клавиатурах, джойстиках и интерфейсах мобильный телефон<->ноутбук.

Устройство инфракрасного интерфейса подразделяется на два основных блока: преобразователь (модули приемника-детектора и диода с управляющей электроникой) и кодер-декодер. Блоки обмениваются данными по электрическому интерфейсу, в котором в том же виде транслируются через оптическое соединение, за исключением того, что здесь они пакуются в кадры простого формата – данные передаются 10bit символами, с 8bit данных, одним старт-битом в начале и одним стоп-битом в конце данных.

Сам порт IrDA основан на архитектуре коммуникационного СОМ-порта ПК, который использует универсальный асинхронный приемо-передатчик UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) и работает со скоростью передачи данных 2400–115200 bps.

Связь в IrDA полудуплексная, т.к. передаваемый ИК-луч неизбежно засвечивает соседний PIN-диодный усилитель приемника. Воздушный промежуток между устройствами позволяет принять ИК-энергию только от одного источника в данный момент.

Рис. 5. Схема интерфейсаIrDA

Два наиболее популярных стандартов последовательного соединения это FireWire и USB. Прочитайте эту статью, чтобы узнать, можно ли преобразовать одну форму в другую.

Как вы подключаете устройство к компьютеру? Через порты, конечно. Просто подключите устройство к порту, и подожди минутку, вилка не подходит к разъему! Это может произойти, если вы пытаетесь подключить устройство с интерфейсом FireWire, к USB-порту компьютера. Так в чем разница между ним и USB-портом? Можно ли преобразовать порт FireWire для USB!

Что такое FireWire соединение?

Официальная классификация наименования для FireWire - это интерфейс IEEE 1394. FireWire соединение имеет ту же цель что и USB-соединение: оно присоединяет одно устройства к другому, и позволяет передавать данные в реальном времени. В качестве стандарта 1394 был разработан в 1986 году компанией Apple, которая дал ему название бренда "FireWire". Другие компании, такие как Sony и Texas имеют собственный бренд интерфейса 1394, по имени i.Link и Lynx соответственно.

Что такое USB-подключение?

USB означает «Универсальная последовательная шина». Она является стандартом, используемым для подключения периферийных устройств к компьютеру. Понятие Plug-и-Play появилось благодаря USB спецификации. USB-порты обеспечивают питание подключенного к ним устройства, поэтому для питания прибора, в то время как он используется, внешний источник питания не требуется. Стандарт USB почти уничтожил необходимость последовательных и параллельных портов.

Можно ли конвертировать FireWire в USB?

Ответ во многом нет, по следующим причинам:

• Оба метода используют не только различное оборудование, но различное программное обеспечение. USB устройства работают на протоколе ACK / NAK, а порт FireWire использует протокол DMA передачи. Короче говоря, FireWire работает при постоянной (и быстрой) скорости, в то время как USB отправляет данные в пакетах. Порту FireWire требуется процессор на обеих сторонах передачи данных.
• USB медленнее по сравнению с FireWire. Единственный способ передачи данных может сработать, если вы используете USB 2 или 3, для относительного перехода к порту FireWire. Если, скажем, вы пытаетесь отправить данные из порта FireWire к USB-порту, разница в скоростях может привести к потере данных. В случае с видео, это приведет к потере кадров.
• Энергопотребление обоих портов будут отличаться. Поэтому, один порт будет работать на меньшей мощности, чем другие, вызывая сбой или неправильное использование.
• И конечно, вы просто не сможете подключить кабель FireWire к порту USB или наоборот.

Получение данных от устройств с интерфейсами FireWire по USB

Есть только два легальных способа сделать это. Первым является установка PCI карты с FireWire портом на вашем компьютере. Второй состоит в использовании устройства, которое просто принимает несколько входов от различных устройств и дает выход через кабель USB.

Установка платы PCI:

Плату PCI можно вставить в ноутбук или компьютер и установить. После этого ваш компьютер будет иметь порты FireWire, и высокоскоростное преимущество.

Некоторые модели:

• HDE 7 Port USB Squid Hub ($6)
• Sonnet Technologies USB/FireWire Expresscard 34 ($50)
• IOGEAR Universal Hub GUH420 ($30)
• StarTech 2 Port ExpressCard Laptop 1394a ($45)
• Belkin FireWire 6-Port Hub ($40)

В то время как каждый компьютер имеет USB порты, и они легко идентифицируются, ваш компьютер также может быть оснащен FireWire портом. Лучший способ определить порт FireWire на компьютере, это смотреть на логотип. В настольных компьютерах, все порты расположены на задней панели системного блока. На ноутбуках, порты расположены вдоль по обеим сторонам. Внимательнее посмотрите на порты и может вы найдете порт FireWire, среди прочих.

Использование Video Editing Hardware

Устройство в основном действует как посредник между двумя портами передачи данных, USB, что идет с компьютером, и портом FireWire, который поставляется с устройством фотокамеры. Как аналоговые, так и цифровые типы видео могут быть преобразованы к USB формату. Единственное, что может вас остановить - это цена. Считайте это последней альтернативой, в случае если Вы не имеете дополнительного слота для установки платы PCI.

Существует слишком много препятствий между двумя методами передачи данных. USB-устройства являются наиболее распространенными для большинства типов данных, кроме HD видео. Если вы хотите без потерь передавать данные с вашего камкордера HD на свой компьютер, просто убедитесь, что вы покупаете компьютер, на котором уже есть встроенный порт FireWire, или по крайней мере убедитесь, что есть свободный слот чтобы его установить.

Группой компаний при активном участии Apple была разработана технология последовательной высокоскоростной шины, предназначенной для обмена цифровой информацией между компьютером и другими электронными устройствами. В 1995 году эта технология была стандартизована IEEE (стандарт IEEE 1394 -1995). Компания Apple продвигает этот стандарт под торговой маркой FireWire , а компания Sony - под торговой маркой i-Link.

Интерфейс IEEE 1394 представляет собой дуплексную, последовательную, общую шину для периферийных устройств. Она предназначена для подключения компьютеров к таким бытовым электронным приборам, как записывающая и воспроизводящая видео- и аудиоаппаратура, а также используется в качестве интерфейса дисковых накопителей (таким образом, она соперничает с шиной SCSI ).

Первоначальный стандарт (1394a) поддерживает скорости передачи данных 100 Мбит/с, 200 Мбит/с и 400 Мбит/с. Последующие усовершенствования стандарта (1394b) обеспечивают поддержку скорости передачи данных 800 и 1600 Мбит/с ( FireWire -800, FireWire -1600).

Устройства, которые передают данные на разных скоростях, могут быть одновременно подключены к кабелю (поскольку пары обменивающихся данными устройств используют для этого одну и ту же скорость). Рекомендуемая максимальная длина кабеля между устройствами составляет 4,5 м. К кабелю общей длиной до 72 м может быть одновременно подключено до 63 устройств, называемых узлами (nodes). Для увеличения числа шин вплоть до максимального значения (1023) могут быть использованы мосты.

Каждое устройство обладает 64-разрядным адресом:

• 6 бит - идентификационный номер устройства на шине,
• 10 бит - идентификационный номер шины,
• 48 бит - используются для адресации памяти (каждое устройство может адресовать до 256 Тбайт памяти).

Шина предполагает наличие корневого узла, выполняющего некоторые функции управления. Корневой узел может быть выбран автоматически во время инициализации шины, либо его атрибут может быть принудительно присвоен конкретному узлу (скорее всего, ПК). Некорневые узлы являются или ветвями (если они поддерживают более чем одно активное соединение), или листьями (если они поддерживают только одно активное соединение).

Как правило, устройства имеют по 1-3 порта, причем одно устройство может быть включено в любое другое (с учетом ограничений на то, что между любыми двумя устройствами может быть не более 16 пролетов и они не могут быть соединены петлей). Допускается подключение в "горячем" режиме, поэтому устройства могут подключаться и отключаться в любой момент. При подключении устройств адреса назначаются автоматически, поэтому присваивать их вручную не придется.

IEEE 1394 поддерживает два режима передачи данных (каждый из которых использует пакеты переменной длины).

• Асинхронная передача используется для пересылки данных по конкретному адресу с подтверждением приема и обнаружением ошибок. Трафик, который не требует очень высоких скоростей передачи данных и не чувствителен ко времени доставки, вполне подходит для данного режима (например, для передачи некоторой управляющей информации).
• Изохронная передача предполагает пересылку данных через равные промежутки времени, причем подтверждения приема не используются. Этот режим предназначен для пересылки оцифрованной видео- и аудиоинформации.

Пакеты данных пересылаются порциям, которые имеют размер, кратный 32 битам, и называются квадлетами (guadlets). При этом пакеты начинаются, по меньшей мере, с двух квадлетов заголовка, после чего следует переменное число квадлетов полезной информации. Для заголовка и полезных данных контрольные суммы ( CRC ) указываются отдельно. Длина заголовков асинхронных пакетов составляет, как минимум , 4 квадлета. У изохронных пакетов может быть заголовок длиной 2 квадлета, поскольку единственным необходимым при этом адресом является номер канала.

IEEE 1394 выделяет следующие функции устройств:

• Хозяин цикла (cycle master) - выполняется корневым узлом, имеет наивысший приоритет доступа к шине, обеспечивает общую синхронизацию остальных устройств на шине, а также изохронных сеансов передачи данных.
• Диспетчер шины (bus manager) управляет питанием шины и выполняет некоторые функции оптимизации.
• Диспетчер изохронных ресурсов ( isochronous resource manager ) распределяет временные интервалы среди узлов, собирающихся стать передатчиками (talkers).

Все функции диспетчеризации могут выполняться одним и тем же либо различными устройствами. Хозяин цикла посылает синхронизирующее сообщение о начале цикла через каждые 125 мкс (как правило). Теоретически 80% цикла (100 мкс) резервируется для изохронного трафика, а остальная часть становится доступной для асинхронного трафика. Сначала узлы с изохронными данными для пересылки, а также те узлы, которым был назначен номер канала, пытаются получить доступ к шине на время передачи (сразу же после каждого сообщения о начале цикла ), и узел, который ближе всего находится к корневому узлу, первым получит разрешение на передачу данных. Каждый последующий узел с назначенным номером канала и изохронным трафиком для пересылки последовательно получает разрешение на передачу данных. Затем пытаются получить доступ к шине и узлы с асинхронным трафиком.

Для подключения к данному интерфейсу применяется 6-контактный соединитель. Используемый при этом кабель имеет круглую форму и содержит:

• экранированную витую пару А (ТРА), в которой используется симметричное, разностное напряжение (для обеспечения требуемой помехоустойчивости), а данные передаются в обоих направлениях с помощью схемы кодирования NRZ 2NRZ (Non-Return to Zero) - самосинхронизующаяся схема кодирования без возвращения к нулю. . Фактически напряжение составляет 172-265 мВ;
• экранированную витую пару В (ТРВ), пересылающую стробирующий сигнал, который изменяет состояние всякий раз, когда два последовательных разряда данных (на другой паре) одинаковы (т.н. кодирование данных со стробированием - data- strobe encoding), и гарантирует изменение состояния в паре для передачи данных либо стробирующих сигналов по фронту каждого разряда;
• провода, обеспечивающие питание небольших устройств. При этом по проводу VP подается напряжение 8-40 В, обеспечивающее нагрузку до 1,5 А, а провод VG заземлен. Впрочем, существуют варианты соединения, в котором провода питания отсутствуют;
• а также общий экран, который изолирован от экранов пар и прикреплен к корпусам соединителей.