Шина FireWire

 

Официальная история последовательного интерфейса IEEE1394 (известного так же под названиями FireWireв компьютерах Apple или i-Link в бытовой видеоаппаратуре) началась с утверждения 12 дека­бря 1995 года документа, описывающего спецификацию 1394а. Ведущую роль в разработке стандарта сыграла компания Apple. Значительную поддержку интерфейсу IEEE1394 оказала индустрия бытовой электроники, внедрившая его в любительские видеокамеры формата DV. Сегодня любая DV-камера в обязательном порядке оснащается интерфейсом i-Link. В 2000 г. вышла версия протокола 1394a-2000, а в 2004 г. утверждена спецификация 1394b.

Архитектура интерфейса IEEE1394 имеет несколько уровней. На физическом уровне реализованы аппаратные компоненты, отвечающие за электрический интерфейс и управление физическим каналом. На уровне каналов обрабатываются готовые пакеты данных. Именно этот уровень отвечает за пересылку данных. Физический и канальный уровни реализованы аппаратно. Они полностью отвечают за формирование сигнала из данных, формирование данных из сигнала, прием/передачу в нужное время и в нужное место.

Два любых устройства на шине IEEE1394 образуют между собой соединение типа «точка-точка». Кроме того, интерфейс позволяет объединять множество таких устройств и соединений в одну логическую сеть.

Работа интерфейса всякий раз начинается с процесса инициализации сети. Конфигурация, сформировавшаяся после инициализации, остается неизменной до следующего сброса шины.

Каждое устройство после включения проверяет, сколько подключенных портов оно имеет. Затем определяются родительские и дочерние устройства (какое к какому подключено). На основе этих данных строится иерархическое дерево шины и определяется корневое устройство для всего дерева.

По завершении инициализации сети в действие вступает нормальный арбитраж: устройства обмениваются данными, а корневое устройство следит за тем, чтобы абоненты сети не мешали друг другу.

Для адресации используется метод 64-битной прямой адресации, что позволяет организовать иерархическую структуру для 63 узлов на 1023 шинах. Здесь действует единственное ограничение: между двумя общающимися устройствами должно быть не более 16 сегментов структуры.

Согласно спецификации интерфейса 1394b используется новый метод арбитража под названием BOSS (Bus Owner/Supervisor/Selector). Принцип работы технологии BOSS предельно прост: устройство, которому требуется переслать данные, постоянно шлет запросы. В результате, когда некое устройство заканчивает передачу, то ждущее устройство оказывается первым, пославшим запрос, и получает права BOSS.

Получение таких прав означает, что пока устройство передает данные, оно контролирует шину. Как только передача закончена, устройство остается владельцем прав BOSS до тех пор, пока кто-то еще не пошлет запрос на передачу. Если такой запрос появился в сети, пославшее его устройство приобретает права BOSS.

Шина IEEE1394а имеет пропускную способность 400 Мбит/с. Спецификацией 1394b предусмотрено увеличение пропускной способности до 800 Мбит/с.

Электрический интерфейс IEEE1394 рассчитан на высокие скорости передачи данных и подключение мощных потребителей. В кабеле данные передаются по двум витым парам, каждая из которых отдельно экранирована. Для надежности дополнительно экранируется и весь кабель. Кроме двух сигнальных пар, в кабеле предусмотрены две питающие жилы, которые обеспечивают подключенные устройства током силой до 1,5 А с напряжением до 40 В.

Разъем 1394a имеет 6-контактов, два из которых отведены под линию питания. На разъеме все контакты выведены в середину, а снаружи защищены толстым контуром из твердой пластмассы. Разъем типа i-Link имеет четыре контакта, поскольку отсутствуют линии электропитания. Спецификацией 1394Ь предусмотрен 9-контактный разъем, лучше отвечающий современным требованиям к надежности соединений.