На фона на изключителното разнообразие на всевъзможни интерфейси и шини, използващи се в персоналните компютри (PC и MAC), челното място, освен IDE, SCSI и USB, заема и интерфейсът IEEE 1394, познат още като FireWire, превърнал се в индустриален стандарт.

Първоначално разработен от фирмата Apple още през далечната 1995 г. за техните компютри, предназначени за мултимедийна обработка, приет добре от колосите на компютърната индустрия, този последователен високоскоростен интерфейс се радва на растяща популярност.

Всичко нови модели компютри от Apple, започвайки от Power Mac G3 имат интегриран FireWire контролер наред с USB. Цената на интерфейсните разширители FireWire карти за PC се сгромоляса от над $100 до под $30 и продължава да пада, което, наред с широкото предлагане на всевъзможни FireWire устройства (цифрови камери, твърди дискове, принтери, скенери, CD-RW) го прави предпочитан, а понякога, както е в случая с цифровите камери, и единствен разумен избор. На официалният сайт на IEEE 1394, разположен на адрес http://www.firewire.org, оформен в момента в Apple-стил и носещ логото на Apple, са достъпни някои технически и общи характеристики на стандарта, като там е често сравняван с USB. Комбинирайки данните от официалният сайт и други интернет-базирани материали, ще се опитам да ви дам обща информация за този перспективен стандарт.

Общи сведения

Както споменах по-горе, FireWire е последователен високоскоростен интерфейс (за разлика, например от SCSI, който е паралелен, т.е. данните по успоредния се предават последователно, а не едновременно, но по повече проводника, както е при SCSI), създаден специално за свързване на устройства, имащи нужда от бърза връзка за прехвърляне на големи обеми информация, като цифрови камери, например. За целта се използва специален кабел, с 6 жила, имащ следната конструкция:

Всяка двойка проводници по спецификация трябва да е екранирана, както и целият кабел, което обаче не се спазва от някои "жълти" производители.

Съществува и 4-жилен вариант на FireWire кабела, който благодарение на това, че от него са премахнати двата захранващи проводника е по-тънък, а устройствата, свързани спомощтана този тип кабел имат собствено захранване.

Според спецификациите, кабелът от 6 проводника (т.е. включващ захранващи проводници, трябва да осигурява ток до 1.5 А при захранващо напрежение между 8 и 30-40 V. Тъй като към IEEE 1394 кабелите се предявяват по-високи изисквания, цената им е няколко пъти по-висока от тази на USB.

Ето някои от положителните характеристики на IEEE 1394:

• "Горещо" включване-интерфейсът позволява устройствата да се включват и изключват при работещ компютър.
• Тънък и удобен интерфейсен кабел
• Дигитален интерфейс-данните между устройствата се обменят в цифров вид (няма загуби)
• Лесно конфигуриране
• Висока скорост на предаване на данни
• Осигурена възможност за разширение
• Ниска стойност на необходимото оборудване
• Възможност устройствата да се захранват по интерфейсният кабел

Текущата версия на стандарта позволява пренос на данни по FireWire интерфейса със скорост 100, 200 и 400 Mbit/sec, но се очаква в следващите спецификации максималните скорости да достигнат 800, 1600 Mbit/sec и дори по-високи.

Устройствата, включени към една шина, в зависимост от възможностите си, в един и същи момент могат да работят по двойки на различна скорост-например, двойка по-бавни устройства могат да обменят данни със скорост 100 Mbit/sec, а друга двойка високоскоростни устройства, свързани към същата шина-със скорост 400 Mbit/sec.

Топология на шината. Протоколи

IEEE 1394 шината има класическа "дървовидна" структура, при която към едно устройство в основата на дървото се включват "клони", които представляват логически възли, отделни устройства, от които тръгват следващи "клони". Устройството, което ще изпълнява ролята на "корен" на дървото се определя при начална инициализация и играе тази роля през цялото време, докато е включено към шината. През това време то обикновено изпълнява и други функции, свързани с управлението работата на шината.

Според спецификациите, една IEEE 1394 мрежа може да включва до 63 устройства. Няколко мрежи могат да бъдат свързани помежду си спомощтана виртуални мостове. Всяко устройство получава в момента на свързване 6-разряден физически идентифициращ номер. Максималният брой на свързаните шини в системата е фиксиран на 1023. Едно просто аритметично действие дава общия възможен брой възли в една система: 64449. Разрядността на адресите на устройствата е 64-битова, от които 6 бита са отделени за идентификатора на устройството, 10-за идентификатора на всяка от 1023-те възможни шуни, а останалите 48 разряда остават за дефиниране на адресното пространство, което е 256 терабайта за всеки възел. Между 2 възела не може да има повече от 16 сегмента, а дължината на кабела не трябва да надвишава 5 метра.

Данните по интерфейса могат да се предават синхронно и асинхронно. В първият случай устройството - изпращач изпраща заявка за резервиране на синхронен канал, пакетира данните заедно с идентификатора им и ги изпраща. Получателят проверява идентификатора на данните и приема само определените за него данни. Броят на каналите (както и честотната лента) за всеки един от каналите се определят от потребителският софтуер, като максималната бройка синхронни канали не може да надхвърля 64.

Във втория случай (при асинхронен пренос на данните) в пакета, освен самите данни се интегрират адресите (идентификаторите) на устройството-изпращач и устройството-приемник. След получаването предназначеният за него пакет, устройството-приемник генерира отговор към устройството-изпращач, потвърждаващ приемането на пакета с данни. Устройството-изпращач може да извърши изпращането на максимално 64 пакета без да изчаква потвърждаващият приемането отговор, което се прави с цел подобряването на производителността. В случай, че някой пакет не е бил получен коректно от устройството-приемник (и е бил генериран съответният отговор от него), пакетът се изпраща отново.

Кадрите, съдържащи синхронни и асинхронни канали имат дължина 125 микро секунди и могат да съдържат един или няколко синхронни канала, като в самото начало се разполага синхронизираща област, в която се разполага синхронизираща област, в която се разполага маркерът за начало на кадъра.

На илюстрацията по-горе е показана структурата на кадър, състоящ се от два синхронни канала, разположени след маркера за начало, и един асинхронен канал, заемащ останалото време в кадъра. На схемата по-долу е представена структурата на протокола IEEE 1394, реализирана на 3 нива: физическо, канално и мрежово.

Мениджърът на шината, който има достъп до всички нива осигурява конфигурирането на шината, определя кое устройство ще изпълнява ролята на "корен" на дървото IEEE 1394, присвоява индентификатора на синхронния канал, издава съобщения за грешки и т.н.

На физическото ниво на интерфейсасе извършва включването и предаването на данни, проверява се състоянието на връзката, нивото на сигнала, кодирането/декодирането на данните, синхронизирането им, както и арбитрирането, което осигурява еднакви права на всички устройства, включени към шината.

На канално ниво се извършва асинхронното и синхронното предаване и приемане на данните, администрирането на кадрите и др.

На мрежово ниво се извършва маршрутизиране на данните, обменяни между устройствата изпращач и приемник, на това ниво се поддържа асинхронен протокол за запис, четене и блокиране на данните.

От теорията към практиката. Изводи

Преминавайки от добре звучащата теория към практиката, може да се каже, че все още съществуват някои негативни моменти, вгрочаващи удоволствието от използването на този модерен интерфейс... На първо място, макар поддръжката на интерфейса е вградена в ОС на Microsoft, която е преобладаващата операционна система, инсталирана на домашните и офис компютрите в момента, все още има доста недоизгладени моменти. За включваните към интерфейса FireWire устройства не са необходими допълнителни драйвери, но не винаги устройствата се откриват от ОС правилно или пък те не работят коректно.

Често се случва да се използват IDE устройства като твърди дискове и CD-RW, в комплект с външна кутия, в която е вградена електрониката за IEEE 1394 интерфейса, като производителите на чипове са няколко (например, LSI Logic (SYMBIOS), Texas Instruments, Oxford Semi). Това, от една страна дава възможност на потребителя да използва предимствата на интерфейса от рода на HotSwap, използвайки устройството като преносимо, но от друга страна, както показва практиката, не винаги го прави използваемо. Пример: IDE CD-RW Yamaha 2100 IX, включена към FireWire контролер, производство на MSI, макар, че се разпознава безпогрешно от ОС и позволява прочитането на информацията, записана върху носителите, не позволява за момента тя да бъде записана върху тях, тъй като програмите за запис върху CD от типа на Nero и Roxio Easy CD Creator не поддържат устройството точно с този интерфейс, макар, че поддържат същото устройство, но включено като IDE. Проблемът, както се казва, е временен, до следващата версия на програмата за запис, но неприятен. Между другото, същият FireWire комплект (кутия+Yamaha) работи безпроблемно (и записва!), включен към iMac с PowerG3 процесор...

Друг пример: Кутия от не/известен тайвански производител, електрониката е изградена с елементи от Texas Instruments, при използването й съвместно с твърд диск (изпробвани са 3 вариянта с устройства от Quantum, IBM, WD), програмното осигуряване не успява да определи правилно обемът на диска, неговият размер и разположение на дяловете. Неуспешен бе и опитът да се създадат нови дялове чрез FDISK. От друга страна, използването на IDE устройството CD-RW TEAC 58e в комплект със същата кутия бе абсолютно безпроблемно.

Чудя се какво точно да кажа като заключение... От една страна, имаме много модерен интерфейс с примамливи технически характеристики, поддържан (до известна степен) от съвременните операционни системи. От друга страна, най-близката до него конкуренция в лицето на набиращия сила нов стандарт USB 2.0, предлагащ не по-малко примамливи скорости и удобства. В крайна сметка, още не е ясно кой от двата стандарта (а може и двата заедно) ще продължат напред, докато дойде времето на доминиращите безжични връзки между силно интегрираните решения. Това зависи и от производителите на хардуер, и от драйверите, и, в крайна сметка, и от нас, потребителите.