FireWire

Výhody

FireWire je obľúbený v priemyselných systémoch pre strojové videnie a profesionálnych audio systémoch. Uprednostňuje sa pred bežnejším USB kvôli vyššej efektívnej rýchlosti a možnostiam distribúcie energie a preto, že nepotrebuje hostiteľský počítač. Možno ešte dôležitejšie je, že FireWire plne využíva všetky možnosti SCSI (staršia možnosť pripojenia). V porovnaní s rozhraním USB 2.0 má zvyčajne vyššiu rýchlosť prenosu údajov. Táto vlastnosť je dôležitá pre editory zvuku a videa. Aj mnohé počítače určené na domáce alebo profesionálne použitie v oblasti zvuku/videa majú zabudované porty FireWire, vrátane všetkých prenosných počítačov Apple Inc. a Sony a väčšiny v súčasnosti vyrábaných modelov Dell a Hewlett-Packard. Pre širokú verejnosť je k dispozícii na maloobchodných základných doskách počítačov pre domácich majstrov spolu s USB. FireWire sa vyrába vo verziách s bezdrôtovým pripojením, optickým vláknom a koaxiálnym káblom. Poplatky za autorské práva požadované od používateľov FireWire a drahší hardvér potrebný na jeho implementáciu však zabránili tomu, aby FireWire vytlačil USB na masovom trhu, kde je rozhodujúca cena výrobku.

História a vývoj

FireWire je názov spoločnosti Apple Inc. pre vysokorýchlostnú sériovú zbernicu IEEE 1394. Spoločnosť Apple zamýšľala FireWire ako sériovú náhradu paralelnej zbernice SCSI (Small Computer System Interface), ktorá zároveň poskytuje pripojenie pre digitálne audio a video zariadenia. Vývoj pôvodnej zbernice IEEE 1394 bol spoločnosťou Apple ukončený v roku 1995, po ktorom nasledovalo niekoľko modifikácií: 1394a-2000, IEEE Std. 1394b-2002 a zmena IEEE Std. 1394c-2006. Cieľom súčasnej práce je začleniť všetky tieto štyri dokumenty do novej revízie normy 1394. Verzia systému od spoločnosti Sony je známa ako i.LINK a využíva iba štyri signálne kolíky, pričom dva kolíky, ktoré zabezpečujú napájanie zariadenia, sú vynechané, pretože výrobky i.LINK od spoločnosti Sony majú samostatný napájací konektor.

Verzie

FireWire 400 (IEEE 1394)

FireWire 400 môže prenášať dáta medzi zariadeniami rýchlosťou 100, 200 alebo 400 Mbit/s. Šesťkolíkový konektor sa bežne nachádza na stolových počítačoch a môže napájať pripojené zariadenie. Zvyčajne môže zariadenie z portu ťahať približne 7 až 8 wattov; napätie sa však u rôznych zariadení výrazne líši.

Vylepšenia (IEEE 1394a)

Modifikácia IEEE 1394a bola vydaná v roku 2000. Štandardizovala už bežne používaný 4-pinový konektor. Verzia so 4 kolíkmi sa používa v mnohých spotrebiteľských zariadeniach, ako sú videokamery, niektoré prenosné počítače a iné malé zariadenia FireWire. Je plne dátovo kompatibilná so 6-pinovým rozhraním.

FireWire 800 (IEEE 1394b)

9-pinový FireWire 800 komerčne predstavila spoločnosť Apple Inc. v roku 2003. Táto novšia špecifikácia (1394b) a príslušné produkty umožňujú prenosovú rýchlosť 786,432 Mbit/s. Ide o spätnú kompatibilitu s pomalšími rýchlosťami a 6-pinovými konektormi FireWire 400. Hoci sú však štandardy IEEE 1394a a IEEE 1394b kompatibilné, konektory sú odlišné, takže káble používané v predchádzajúcich verziách sú nekompatibilné.

FireWire S3200

V decembri 2007 obchodná asociácia 1394 oznámila, že produkty budú čoskoro dostupné v režime S3200. Bude používať rovnaké 9-pinové konektory ako existujúci FireWire 800 a bude plne kompatibilný s existujúcimi zariadeniami S400 a S800. Budúce produkty majú konkurovať USB 3.0.

Technický popis

Rýchlosti

Čísla uvedené za FireWire alebo S udávajú približnú rýchlosť v MBit/s, zaokrúhlenú na 100 nahor. Prvá verzia dokáže preniesť 98 304 000 bitov/s alebo 12 288 000 bajtov/s. Verzie, ktoré prišli neskôr, dokážu túto rýchlosť a jej násobky. Pri použití prefixu SI je to presne 98 304 kBit/s, pri použití binárneho prefixu je to 96 000 kBit/s. Aby nedošlo k zámene, zaokrúhľuje sa na najbližšiu stovku. Takto S3200 neprenáša 3,200 MBit/s, ani 3,200 MiBit/s, ale 3,145,728 Mbit/s alebo 3,000 MiBit/s. To je približne 2,93 Gibit/s.

Správa adries a zberníc

Na rozdiel od USB neexistuje jedno zariadenie, ktoré by neustále spravovalo zbernicu. Každé zariadenie je schopné spravovať zbernicu. Keď sa pripojí nové zariadenie, prebehne vyjednávanie medzi zariadeniami, ktoré z nich vykonáva správu.

Adresy majú dĺžku 64 bitov. Z nich 10 sa používa na identifikáciu segmentov (ako súčasť siete), 6 sa používa pre uzly a 48 je voľne dostupných. Štandard používaný na spojenie viacerých segmentov ešte nebol ratifikovaný. Z tohto dôvodu všetky siete Firewire v súčasnosti používajú iba jeden segment.

Bezpečnostné otázky

Zariadenia na zbernici FireWire môžu komunikovať prostredníctvom priameho prístupu do pamäte. Pomocou priameho prístupu do pamäte (DMA) môže zariadenie pomocou hardvéru mapovať internú pamäť na "fyzický pamäťový priestor" FireWire. Protokol SBP-2 (Serial Bus Protocol 2), ktorý používajú diskové jednotky FireWire, využíva túto schopnosť na minimalizáciu prerušenia a kopírovania vyrovnávacej pamäte. V SBP-2 iniciátor (riadiace zariadenie) odošle požiadavku vzdialeným zápisom príkazu do určenej oblasti adresného priestoru FireWire cieľa. Tento príkaz zvyčajne zahŕňa adresy vyrovnávacej pamäte v "fyzickom adresnom priestore" FireWire iniciátora. Cieľ má tento priestor používať na presun I/O údajov do iniciátora a z iniciátora.

Mnohé implementácie používajú hardvér na mapovanie medzi "fyzickým pamäťovým priestorom" FireWire a fyzickou pamäťou zariadenia. Patria medzi ne tie, ktoré používajú počítače PC a Mac, najmä tie, ktoré používajú OHCI. V tomto prípade sa operačný systém na prenose nepodieľa. To umožňuje vysokorýchlostné prenosy s nízkou latenciou a zabraňuje zbytočnému kopírovaniu údajov. Môže však predstavovať bezpečnostné riziko, ak sú na zbernicu pripojené zariadenia, ktoré nie sú dôveryhodné. V inštaláciách, kde je bezpečnosť dôležitá, sa preto buď použije novší hardvér, ktorý používa virtuálnu pamäť na mapovanie fyzického pamäťového priestoru Firewire, alebo sa zakáže mapovanie, ktoré vykonáva OHCI. Môžu tiež vypnúť celý podsystém Firewire alebo vôbec neposkytovať Firewire.

Táto funkcia môže byť užitočná napríklad aj na ladenie počítača, na ktorom došlo k pádu operačného systému. Niektoré systémy ju môžu používať na poskytovanie vzdialenej konzoly. Vo FreeBSD poskytuje ovládač dcons oboje, pričom ako ladiaci program používa gdb. Pod Linuxom existujú firescope a fireproxy.

Súvisiace stránky

• USB
• SCSI