FireWire

Zalety

FireWire jest popularny w systemach przemysłowych do wizji maszynowej i profesjonalnych systemach audio. Jest on preferowany w stosunku do bardziej powszechnego USB ze względu na większą efektywną prędkość i możliwości dystrybucji mocy, a także dlatego, że nie wymaga hosta komputerowego. Co być może ważniejsze, FireWire w pełni wykorzystuje wszystkie możliwości SCSI (starsza możliwość łączenia). W porównaniu do USB 2.0, ma zazwyczaj wyższą prędkość transferu danych. Ta cecha jest ważna dla edytorów audio i wideo. Również wiele komputerów przeznaczonych do domowego lub profesjonalnego użytku audio/video posiada wbudowane porty FireWire, w tym wszystkie laptopy Apple Inc. i Sony oraz większość obecnie produkowanych modeli Dell i Hewlett-Packard. Jest on ogólnie dostępny na płytach głównych dla komputerów typu "zrób to sam", obok USB. FireWire jest produkowany w wersji bezprzewodowej, światłowodowej i z kablem koncentrycznym. Jednakże, opłaty za prawa autorskie wymagane od użytkowników FireWire i droższy sprzęt potrzebny do jego implementacji uniemożliwiły FireWire wyparcie USB na rynku masowym, gdzie koszt produktu ma kluczowe znaczenie.

Historia i rozwój

FireWire to nazwa firmy Apple Inc. dla szybkiej magistrali szeregowej IEEE 1394. W zamyśle Apple FireWire miał być szeregowym zamiennikiem równoległej magistrali SCSI (Small Computer System Interface), a jednocześnie zapewniać łączność dla cyfrowego sprzętu audio i wideo. Prace nad oryginalną magistralą IEEE 1394 zostały zakończone przez firmę Apple w 1995 r. Następnie wprowadzono do niej kilka modyfikacji: IEEE Std. 1394a-2000, IEEE Std. 1394b-2002 oraz poprawka IEEE Std. 1394c-2006. Celem obecnych prac jest uwzględnienie wszystkich tych czterech dokumentów w nowej rewizji standardu 1394. Wersja systemu firmy Sony znana jest jako i.LINK i wykorzystuje tylko cztery piny sygnałowe, pomijając dwa piny, które zapewniają zasilanie urządzenia, ponieważ w produktach i.LINK firmy Sony zastosowano osobne złącze zasilania.

Wersje

FireWire 400 (IEEE 1394)

FireWire 400 może przesyłać dane między urządzeniami z szybkością 100, 200 lub 400 Mbit/s. 6-pinowe złącze jest powszechnie spotykane w komputerach stacjonarnych i może zasilać podłączone urządzenie. Zazwyczaj urządzenie może wyciągnąć około 7 do 8 watów z portu, jednak napięcie różni się znacznie od różnych urządzeń.

Ulepszenia (IEEE 1394a)

Modyfikacja IEEE 1394a została wydana w 2000 roku. Standaryzowała ona 4-pinowe złącze, które było już powszechnie używane. Wersja 4-pinowa jest używana w wielu urządzeniach konsumenckich, takich jak kamery, niektóre laptopy i inne małe urządzenia FireWire. Jest ona w pełni kompatybilna z 6-pinowymi interfejsami.

FireWire 800 (IEEE 1394b)

9-pinowy FireWire 800 został wprowadzony do sprzedaży przez Apple Inc. w 2003 roku. Ta nowsza specyfikacja (1394b) i odpowiadające jej produkty umożliwiają szybkość transferu 786,432 Mbit/s. Jest to wsteczna kompatybilność z wolniejszymi prędkościami i 6-pinowymi złączami FireWire 400. Jednakże, podczas gdy standardy IEEE 1394a i IEEE 1394b są kompatybilne, złącza są różne, co sprawia, że kable używane przez poprzednie wersje są niekompatybilne.

FireWire S3200

W grudniu 2007 roku organizacja 1394 Trade Association ogłosiła, że wkrótce dostępne będą produkty pracujące w trybie S3200. Będzie on wykorzystywał te same 9-pinowe złącza, co istniejący FireWire 800 i będzie w pełni kompatybilny z istniejącymi urządzeniami S400 i S800. Przyszłe produkty mają konkurować z USB 3.0.

Opis techniczny

Prędkości

Liczby podane po FireWire, lub S podają przybliżoną prędkość w MBit/s, zaokrągloną do następnych 100. Pierwsza wersja może przesyłać 98.304.000 bitów/s, czyli 12.288.000 bajtów/s. Wersje, które pojawiły się później, mogą wykonać tę prędkość, a także jej wielokrotność. Używając prefiksu SI, jest to dokładnie 98.304 kBit/s, używając prefiksu binarnego, jest to 96.000 kBit/s. Aby uniknąć zamieszania, jest to zaokrąglone do najbliższego 100. W ten sposób, S3200 nie przesyła 3.200 MBit/s, ani 3.200 MiBit/s, ale 3.145,728 Mbit/s, lub 3.000 MiBit/s. Jest to w przybliżeniu 2,93 Gibit/s.

Adresowanie i zarządzanie magistralą

Inaczej niż w przypadku USB, nie ma jednego urządzenia, które zarządza magistralą przez cały czas. Każde urządzenie jest w stanie zarządzać magistralą. Gdy podłączane jest nowe urządzenie, będą prowadzone negocjacje pomiędzy urządzeniami, które z nich zarządza magistralą.

Adresy mają długość 64 bitów. Spośród nich 10 jest używanych do identyfikacji segmentów (jako części sieci), 6 jest używanych dla węzłów, a 48 jest swobodnie dostępnych. Standard używany do łączenia kilku segmentów nie został jeszcze ratyfikowany. Z tego powodu wszystkie sieci Firewire używają obecnie tylko jednego segmentu.

Kwestie bezpieczeństwa

Urządzenia na magistrali FireWire mogą komunikować się poprzez bezpośredni dostęp do pamięci. Dzięki bezpośredniemu dostępowi do pamięci (DMA) urządzenie może wykorzystywać sprzęt do mapowania pamięci wewnętrznej do "przestrzeni pamięci fizycznej" FireWire. Protokół SBP-2 (Serial Bus Protocol 2) używany przez napędy dyskowe FireWire wykorzystuje tę możliwość do minimalizacji przerwań i kopii bufora. W protokole SBP-2 inicjator (urządzenie sterujące) wysyła żądanie, zdalnie zapisując polecenie w określonym obszarze przestrzeni adresowej FireWire urządzenia docelowego. Polecenie to zazwyczaj zawiera adresy buforów w "fizycznej przestrzeni adresowej" FireWire inicjatora. Cel powinien używać tej przestrzeni do przenoszenia danych I/O do i z inicjatora.

Wiele implementacji wykorzystuje sprzęt do mapowania pomiędzy "przestrzenią pamięci fizycznej" FireWire a pamięcią fizyczną urządzenia. Wśród nich są te używane przez komputery PC i Mac, zwłaszcza te wykorzystujące OHCI. W tym przypadku, system operacyjny nie jest zaangażowany w transfer. Pozwala to na szybkie transfery z niskim opóźnieniem i unika się, że dane są kopiowane wokół niepotrzebnie. Może to jednak stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa, jeśli do magistrali podłączone są urządzenia, które nie są zaufane. Instalacje, w których bezpieczeństwo jest ważne, będą więc albo korzystać z nowszego sprzętu, który używa pamięci wirtualnej do mapowania fizycznej przestrzeni pamięci Firewire, albo wyłączą mapowanie, które wykonuje OHCI. Mogą także wyłączyć cały podsystem Firewire, lub w ogóle nie udostępniać Firewire.

Ta funkcja może być również przydatna, na przykład do usuwania błędów na maszynie, na której zawiesił się system operacyjny. Niektóre systemy mogą jej używać do udostępniania zdalnej konsoli. Na FreeBSD, sterownik dcons zapewnia obie te funkcje, używając gdb jako debuggera. Pod Linuksem istnieją firescope i fireproxy.

Powiązane strony

• USB
• SCSI