Интерфейс IEEE-1394

азъемы шины FireWire

Основная проблема, с которой столкнулись в свое время разработчики компьютеров Macintosh, заключалось в том, что существующая на тот момент технология SCSI не удовлетворяла требованиям, предъявляемым компанией к своей продукции. Требовалось спроектировать интерфейс, достаточно производительный для работы с большими массивами данных. При этом он должен был допускать «горячее» подключение внешних устройств и иметь в своем составе шину питания. Но самое главное — габариты разъемов должны были быть такими, чтобы их можно было встраивать в цифровые камеры.

Задача по созданию нового интерфейса, названного позже FireWire, усложнялась еще и тем, что необходим был не просто скоростной канал связи, а гарантированная полоса пропускания, которая бы не изменялась в процессе работы. Решение этой проблемы было найдено в 1994 году. В 1997 году поддержка шины FireWire появилась в составе операционной системы Mac OS, а в 1999 году она была реализована уже полностью в составе компьютеров Mac G3 и G4.
Примерно тогда же на шину IEEE-1394 обратила свое внимание корпорация Sony, успешно осваивающая рынок домашней видеоаппаратуры. Эта корпорация зарегистрировала свой товарный знак для стандарта IEEE-1394, и весь мир узнал новое имя — iLink.
С этого момента судьба шины IEEE-1394 стала неразрывно связана с цифровым стандартом DV. С легкой руки Sony во всем мире сложилось мнение, что шина IEEE-1394 предназначена исключительно для того, чтобы дать возможность обывателю почувствовать себя Джорджем Лукасом и попробовать смонтировать свои «Звездные войны» с помощью DV-камеры и компьютера.

Спецификация IEEE-1394 представляет собой уникальное явление на фоне всех современных технических усовершенствований и открытий. Во-первых, был реализован высокоскоростной последовательный интерфейс. Стандарт USB появился немного позже, да и по скоростным характеристикам уступает FireWire. Во-вторых, схема подключения устройств в IEEE-1394 может быть абсолютно произвольной — от «классической» общей шины до мало использующейся «звезды». Однако в этой цепочке всегда должно присутствовать одно «корневое» устройство, выступающее в роли инициатора и организатора шины.

Как правило, в роли корневого устройства выступает контроллер IEEE-1394, который, кроме всего прочего, выполняет еще ряд специфических функций (например, будучи мостом с шиной PCI). Остальные устройства в сети IEEE-1394 могут подключаться в горячем режиме без выключения питания. Каждому новому участнику сети автоматически назначается 6-разрядный идентификатор, а сама шина переконфигурируется автоматически. Всего цепочка устройств IEEE-1394 может включать до 63 узлов, каждый из которых, в свою очередь, может представлять собою разветвитель еще на 63 устройства. А всего в системе могут одновременно присутствовать до 1023 шин.
В качестве соединителя используется тонкий кабель, специально разработанный для этой спецификации. Его оригинальность состоит в том, что две пары экранированных сигнальных проводов успешно соседствуют с двумя силовыми проводами, рассчитанными на ток в 1,5 А при напряжении от 8 до 40 В. Устройства, потребляющие небольшое количество энергии, таким образом могут вполне использовать именно это напряжение.
Особого упоминания заслуживают разъемы шины FireWire. Они представляют собой либо шестиконтактные коннекторы, в которых есть линии питания, либо четырехконтактные. Последние используются в аппаратуре компании Sony, поскольку весьма удобны для монтажа.

Характеристики

При этом скоростные характеристики остаются неизменными на всей протяженности линии. Достигается это за счет использования в протоколе передачи специального «менеджера шины»; ему доступны для управления три нижних уровня ISO-OSI — физический, канальный и сетевой, — на которых, собственно, и работает IEEE-1394. «Менеджер шины» осуществляет непосредственное управление не только самим процессом передачи, но и конфигурацией шины, в том числе синхронизацией передачи, управлением потребления питания и обработкой ошибочных ситуаций. Способов передачи данных два — синхронный и асинхронный. При асинхронной передаче данные передаются пакетами, где кроме данных содержатся адреса отправителя и получателя. Источник может, не дожидаясь подтверждения приема, послать до 64-х пакетов. Если время ожидания подтверждения истекло или пришло сообщение об ошибке, передача потока повторяется.
Гораздо интереснее выглядит передача в синхронном режиме. В этом случае отправитель требует от шины предоставить ему полосу частот, соответствующую скорости передачи. После предоставления каждый синхронный канал (всего их может быть 64) получает собственный идентификатор, который «встраивается» непосредственно в пакет. Приемник, получив предварительно идентификатор, анализирует полученное значение и принимает лишь те данные, которые предназначены непосредственно ему. Скорость передачи, допустимая в шине IEEE-1394, варьируется от 100 до 400 Мбит/с. (Существует модификация стандарта IEEE-1394b, допускающая скорости передачи 800 и 1600 Мбит/с.) При этом устройства, связывающиеся, например, на скорости 100 Мбит/с, могут функционировать одновременно с устройствами, работающими на скорости 400 Мбит/с.

Известно, что за все надо платить. Высокие скоростные характеристики шины IEEE-1394 — это лицевая сторона медали. Оборотная же состоит в том, что максимальное расстояние, допустимое между двумя узлами, не может превышать 4,5 м. Конечно, для «домашних» нужд это ограничение не важно —редко когда бытовые приборы бывают разнесены по квартире на большие расстояния. Однако справедливости ради стоит отметить, что, например, построение компьютерных сетей на основе IEEE-1394 сегодня тормозится лишь из-за ограничения по расстоянию.

Интерфейс IEEE-1394

Абсолютное большинство пользователей домашних компьютеров не являются системными администраторами, и вопросы построения быстродействующих сетей от них достаточно далеки. А вот создание домашней видеостудии — дело возможное и не требующие ни специальных знаний, ни больших вложений.
Если идти самым простым путем, то кроме компьютера и видеокамеры вам необходим только контроллер IEEE-1394. Желательно, чтобы он был совместим со стандартом OHCI, но может подойти и любой. Главное — наличие корректных драйверов для используемой вами операционной системы и возможность «захвата» не отдельных кадров, а всего потока. Еще неплохо иметь телевизор или иное устройство отображения видеосигнала. Использование в этом качестве компьютерного монитора неудобно, поскольку монтаж картинки и отображение готового ролика —разные процессы, каждый из которых для получения качественного результата требует полноэкранного режима.
Контроллер IEEE-1394 подключается на материнскую плату, как правило, в разъем PCI. Процедура инсталляции драйверов достаточно тривиальна. После чего вы можете подсоединить вашу камеру к гнезду на установленном контроллере. Если вы работаете в Windows, то операционная система сама найдет вашу камеру и поместит ее в апплет «Устройства ввода изображений» на панели управления.

Несмотря на то, что громадное ускорение развитию IEEE-1394 придали именно устройства захвата и монтажа видео, сам по себе этот интерфейс весьма привлекателен для разработчиков устройств, требующих надежной и высокоскоростной записи информации — внешних HDD, пишущих CD и т. п. Например, если вы, работая с видео, испытываете проблемы с наличием свободного места на жестких дисках, то вам просто необходимо воспользоваться радикальным способом решения этой проблемы и подключить «винчестер», совместимый со стандартом IEEE-1394 непосредственно на контроллер: специально для этого предназначенный разъем располагается прямо на плате. В результате вы получите не только устройство, которое будет использоваться лишь для видеомонтажа, но и дополнительный диск. Более того, линейка устройств, совместимых с FireWire, сегодня настолько широка, что у вас есть возможность подключать и другие внешние устройства хранения информации — записывающие CD, магнитооптику и т. п.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *