IEEE 1394 (FireWire, i.Link) — andmeside- ja ühendusstandard
Tutvu IEEE 1394 (FireWire, i.Link) ühendusstandardiga — kiire ja usaldusväärne andmeedastus arvutite, välisseadmete, autode ja digivideo jaoks.
IEEE 1394 on standardite kogumi nimetus. Standardid määravad kindlaks jadavõrgu, mida saab kasutada teabe edastamiseks. Muud standardite nimetused on Firewire, i.Link ja Lynx. Seda standardit kasutatakse sageli arvuti ühendamiseks välise seadmega, näiteks kõvaketta või digitaalse videokaameraga. Seda kasutatakse ka andmete edastamiseks autodes ja lennukites. See on sarnane kaasaegse USB-ga. Firewire asendas paljude rakenduste puhul varasema SCSI: Firewire'i seadme arusaamine on lihtsam kui SCSI mõistmine; ka Firewire'i kaablite käsitsemine on palju lihtsam kui SCSI kaablite käsitsemine.
Ülevaade ja ajalugu
IEEE 1394 on sarja-õhupõhine andmeedastusstandard, mis loodi selleks, et võimaldada kiiret ja madala latentsusega andmevahetust seadmete vahel. Esialgne standard (IEEE 1394-1995) avaldati 1995. aastal. Hilisemad täiendused, näiteks 1394a ja 1394b, parandasid jõudlust, pikkusvõimalusi ja ühilduvust. Apple kasutas turunduses nime FireWire, Sony kasutas nimetust i.LINK, mõned tootjad kasutasid nime Lynx.
Peamised omadused
- Isochronous andmeedastus: võimaldab püsiva läbilaske ja ajastatud andmevoo, mis on oluline heli- ja videorakenduste jaoks.
- Peer-to-peer: seadmed saavad omavahel suhelda ilma keskse hostita, mis erineb mõnest USB konfiguratsioonist, kus tavaliselt on host.
- Hot-plug: seadmeid saab ühendada ja lahti ühendada ilma süsteemi väljalülitamiseta.
- Ahelühendus ja võrgustik: võimaldab kaablitega aheldada seadmeid ning loomulikult on võimalik kasutada ka ühest punktist mitmesse suunda harustamist.
- Toiteedastus: mõnel pistikul on võimalus seadmeid toiteallikast toita (bus-powered seadmed), kuigi kõik pistikud seda ei paku.
Versioonid ja kiirused
IEEE 1394 standard sisaldab mitmeid põlvkondi, millest tuntumad on:
- 1394 (algne) — varasemad rakendused ja madalamad kiirused (tavaliselt S100, S200).
- 1394a — väiksed parandused ja parem riistvaraline ühilduvus.
- 1394b — tuntud ka kui FireWire 800, pakkus suuremat andmeedastuskiirust (800 Mbps) ning võimaldas kasutada paremaid ja pikemaid ühendusi, sealhulgas juhtmete ja optika kombinatsioone. 1394b lisas ka uue pistikuvariandi.
Standardi täiendused võimaldavad mitmeid standardkiirusi nagu umbes 100 Mbps, 200 Mbps, 400 Mbps, 800 Mbps ning hiljem ka kõrgemaid liikuvaid bändlaiusi (kõrgemaid Gbps taseme variante). Täpne tugi sõltub nii seadme kui ka kasutatud versiooni kombinatsioonist.
Pistikud ja kaablid
FireWire/IEEE 1394 seadmetes on kasutusel erinevaid pistikuid ja kaableid, millest levinumad on väiksemad 4‑pin ja suuremad 6‑pin ning 1394b puhul 9‑pin pistikud. Mõned üldised erinevused:
- 4‑pin — tavaliselt kasutati kaasaskantavates seadmetes (näiteks DV‑kaamerad); ei paku toiteedastust.
- 6‑pin — levinud lauaarvutite ja väliste draivide liides; võib pakkuda toiteedastust seadmetele.
- 9‑pin (1394b) — kiiremad ülekanded ja paremad pikkusevõimalused.
Kasutusalad
IEEE 1394 levis laialdaselt professionaalses ja tarbeklassi audiovisuaaltehnikas, näiteks:
- digitaalsed videokaamerad (DV) ja videotöötlus;
- professionaalsed heliliidesed ja salvestusseadmed;
- välised kõvakettad ja ketasjaotused;
- teatud tööstus- ja sõiduki‑võrgulahendused (näiteks spetsiifilised andmesideabikäitumised autodes ja lennunduses).
Võrdlus USB ja teiste tehnoloogiatega
Kuigi FireWire ja USB töötasid sarnasel eesmärgil — ühendades välisseadmeid arvutitega — on mõlemal omad eripärad:
- FireWire pakkus sageli madalamat latency't ja tõhustatud isochronous‑toetust meediaedastuseks ning lubas peer-to-peer suhtlust ilma hostita.
- USB oli tarbijaturul laiemalt levinuim ja odavam, hilisemad USB versioonid (nt USB 3.x) tõid aga väga suure ülekannekiiruse ning tänu sellele on paljud FireWire'i rakendused asendunud USB või Thunderbolt lahendustega.
Piirangud ja tänane olukord
Võrreldes tänapäevaste liidestega on IEEE 1394 mõnedel juhtudel piiratud ühilduvuse ja kättesaadavusega: arvutitootjad ja välisseadmete tootjad on üle läinud eelkõige USB 3.x, USB-C ja Thunderbolt liidestele. Siiski jääb IEEE 1394 oluline teatud professionaalsetes helivideo rakendustes ning olemas on adapterid ja vastavad kaablid vanade seadmete kasutamiseks kaasaegsete arvutitega.
Tehnilised märksõnad
- standardid: IEEE 1394, 1394a, 1394b
- kaubamärgid: FireWire (Apple), i.LINK (Sony)
- omadused: isochronous, peer-to-peer, hot-plug, bus-powered seadmed
- tüüpilised kasutusalad: DV‑videokaamerad, professionaalsed heliseadmed, välised kettad
Kui soovite, võin lisada tehnilisemaid detaile (näiteks protokolli kihid, aadressisüsteem või konkreetsete pistikute pin‑out'id) või selgitada, kuidas ühendada vanemat FireWire‑seadet kaasaegse arvutiga adapteri abil.
6-poolsed ja 4-poolsed Firewire-liitmikud
Eelised
FireWire on populaarne tööstussüsteemides masinnägemiseks ja professionaalsetes audiosüsteemides. Seda eelistatakse levinumale USB-le suurema efektiivse kiiruse ja võimsuse jaotamise võime tõttu ning sellepärast, et see ei vaja arvutit. Võib-olla veelgi olulisem on see, et FireWire kasutab täielikult ära kõik SCSI (vanem ühendamisvõimalus) võimalused. Võrreldes USB 2.0-ga on selle andmeedastuskiirus tavaliselt suurem. See omadus on oluline heli- ja videotöötlejatele. Ka paljudel koduseks või professionaalseks audio/video kasutamiseks mõeldud arvutitel on sisseehitatud FireWire'i pordid, sealhulgas kõigil Apple Inc. ja Sony sülearvutitel ning enamikul praegu toodetud Delli ja Hewlett-Packardi mudelitel. Üldsusele on see jaemüügi-emaplaatidel ja USB-ühendusega arvutite jaoks kättesaadav. FireWire'i toodetakse traadita, optilise kiu ja koaksiaalkaabli versioonina. FireWire'i kasutajatelt nõutavad autoriõiguse tasud ja selle rakendamiseks vajalik kallim riistvara on siiski takistanud FireWire'i tõrjumist USB-lt massiturul, kus toote hind on otsustava tähtsusega.
Ajalugu ja areng
FireWire on Apple Inc. nimi IEEE 1394 High Speed Serial Bus'ile. Apple kavatses FireWire'i kasutada paralleelse SCSI (Small Computer System Interface) bussina, pakkudes samal ajal ühendusvõimalusi ka digitaalsete audio- ja videoseadmete jaoks. Apple'i poolt algse IEEE 1394 väljatöötamine lõpetati 1995. aastal, millele järgnesid mitmed modifikatsioonid: IEEE Std. 1394a-2000, IEEE Std. 1394b-2002 ja IEEE Std. 1394c-2006. Praeguse töö eesmärk on integreerida kõik need neli dokumenti standardi 1394 uude läbivaatamisse. Sony süsteemi versioon on tuntud kui i.LINK ja kasutab ainult nelja signaali pinssi, jättes välja kaks pinssi, mis annavad seadmele voolu, sest Sony i.LINK-toodetel on eraldi toitepistik.
Versioonid
FireWire 400 (IEEE 1394)
FireWire 400 võimaldab edastada andmeid seadmete vahel 100, 200 või 400 Mbit/s andmeedastuskiirusega. 6-poolne pistik on tavaliselt lauaarvutitel ja see võib ühendatud seadet varustada toiteallikaga. Tavaliselt võib seade pordist tõmmata umbes 7-8 vatti; erinevate seadmete pinge varieerub siiski märkimisväärselt.
Täiendused (IEEE 1394a)
Muudatus IEEE 1394a avaldati 2000. aastal. See standardiseeris juba laialdaselt kasutusel oleva 4-poolse pistiku. 4-poolset versiooni kasutatakse paljudes tarbijaseadmetes, nagu videokaamerad, mõned sülearvutid ja muud väikesed FireWire-seadmed. See on täielikult ühilduv 6-poolsete liidestega.
FireWire 800 (IEEE 1394b)
9-poolne FireWire 800 võeti kaubanduslikult kasutusele 2003. aastal Apple Inc. poolt. See uuem spetsifikatsioon (1394b) ja vastavad tooted võimaldavad 786,432 Mbit/s andmeedastuskiirust. See on tagasiulatuvalt ühilduv FireWire 400 aeglasema kiiruse ja 6-poolsete pistikutega. Kuigi IEEE 1394a ja IEEE 1394b standardid on ühilduvad, on pistikud erinevad, mistõttu eelmiste versioonide puhul kasutatud kaablid ei ole ühilduvad.
FireWire S3200
Detsembris 2007 teatas 1394 Trade Association, et tooted on peagi saadaval S3200 režiimi kasutades. See hakkab kasutama samu 9-poolseid pistikuid nagu olemasolev FireWire 800 ja ühildub täielikult olemasolevate S400 ja S800 seadmetega. Tulevased tooted on mõeldud konkureerima USB 3.0-ga.
Tehniline kirjeldus
Kiirused
FireWire'i või S-i järel esitatud numbrid annavad ligikaudse kiiruse MBit/s, mis on ümardatud järgmise 100-ni. Esimene versioon suudab edastada 98 304 000 bitti/s ehk 12 288 000 baiti/s. Hilisemad versioonid suudavad seda kiirust ja selle kordajaid. Kasutades SI-prefiksit, on see täpselt 98,304 kBit/s, kasutades binaarset prefiksit, on see 96,000 kiBit/s. Segaduse vältimiseks on see ümardatud lähima 100-ni. Nii ei edasta S3200 mitte 3,200 MBit/s ega 3,200 MiBit/s, vaid 3,145,728 Mbit/s ehk 3,000 MiBit/s. See on ligikaudu 2,93 Gibit/s.
Aadresside ja busside haldamine
Erinevalt USB-st ei ole ühte seadet, mis kogu aeg bussi haldaks. Iga seade suudab ise bussi hallata. Uue seadme ühendamisel toimuvad läbirääkimised seadmete vahel, kes neist haldamisega tegeleb.
Aadresside pikkus on 64 bitti. Neist 10 kasutatakse segmentide identifitseerimiseks (võrgu osana), 6 kasutatakse sõlmede jaoks ja 48 on vabalt kasutatavad. Mitme segmendi ühendamiseks kasutatav standard ei ole veel ratifitseeritud. Seetõttu kasutavad kõik Firewire'i võrgud praegu ainult ühte segmenti.
Turvaküsimused
FireWire'i bussis olevad seadmed saavad suhelda otsese mälupöördega. Otsese mälule juurdepääsu (DMA) abil saab seade kasutada riistvara, et kaardistada sisemälu FireWire'i "füüsilisele mäluruumile". FireWire'i kettaseadmete kasutatav SBP-2 (Serial Bus Protocol 2) kasutab seda võimalust, et vähendada katkestusi ja puhvrikopeerimist. SBP-2 puhul saadab initsiaator (kontrolliv seade) päringu, kirjutades käsu eemalt sihtmärgi FireWire'i aadressiruumi kindlaksmääratud piirkonda. See käsk hõlmab tavaliselt puhveraadresse initsiaatori FireWire'i "füüsilises aadressiruumis". Sihtmärk peaks kasutama seda ruumi, et liigutada I/O-andmeid initsiaatorisse ja initsiaatorist.
Paljud rakendused kasutavad riistvara, et teha kaardistamist FireWire'i "füüsilise mäluruumi" ja seadme füüsilise mälu vahel. Nende hulgas on need, mida kasutavad PC-d ja Macid, eriti need, mis kasutavad OHCI-d. Sellisel juhul ei ole operatsioonisüsteem ülekandes osalenud. See võimaldab suure kiirusega ja väikese latentsusega ülekandeid ning väldib andmete asjatut kopeerimist. See võib aga olla turvarisk, kui bussiga on ühendatud seadmed, mida ei usaldata. Seadmetes, kus turvalisus on probleemiks, kasutatakse seetõttu kas uuemat riistvara, mis kasutab Firewire'i füüsilise mäluruumi kaardistamiseks virtuaalset mälu, või lülitatakse välja OHCI kaardistamine. Nad võivad ka kogu Firewire'i allsüsteemi keelata või üldse mitte pakkuda Firewire'i.
See funktsioon võib olla kasulik ka näiteks sellise masina tõrjumiseks, mille operatsioonisüsteem on kokku kukkunud. Mõnedes süsteemides saab seda kasutada kaugkonsooli pakkumiseks. FreeBSD-s pakub dcons draiver mõlemat, kasutades gdb-debuggerit. Linuxi all on olemas firescope ja fireproxy.
Seotud leheküljed
- USB
- SCSI
Küsimused ja vastused
K: Mis on IEEE 1394?
V: IEEE 1394 on nimi standardite kogumile, mis määrab kindlaks jadaraudtee, mida saab kasutada teabe edastamiseks.
K: Millised on mõned teised IEEE 1394 nimetused?
V: IEEE 1394 muud nimetused on Firewire, i.Link ja Lynx.
K: Mis on IEEE 1394 eesmärk?
V: Seda standardit kasutatakse sageli arvuti ühendamiseks välise seadme, näiteks kõvaketta või digitaalse videokaamera, külge. Seda kasutatakse ka andmete edastamiseks autodes ja lennukites.
K: Kuidas on IEEE 1394 võrreldav USB-ga?
V: See on sarnane kaasaegse USB-ga.
K: Mida asendas Firewire?
V: Firewire asendas paljude rakenduste puhul varasema SCSI.
K: Miks on lihtsam panna seade mõistma Firewire'i kui SCSI-d?
V: Firewire'i on lihtsam teha seadmele arusaadavaks kui SCSI, sest Firewire'i kaablite käsitsemine on samuti palju lihtsam kui SCSI kaablite käsitsemine.
K: Millised on Firewire'i kasutamise eelised SCSI asemel?
V: Firewire'i kasutamise eelised SCSI asemel on näiteks kaablite lihtsam käsitsemine ja seadme lihtsam mõistmine.
Otsige