FireWire

Foto: Gandalf

FireWire je označení, které Apple používá pro rozhraní IEEE 1394, používané pro vysokorychlostní komunikací a isochronní přenos dat v reálném čase, často používaný v osobních počítačích, ale také v digitálním audiu, video, automobilech či letadlech. Sony pro stejný standard používá název i.LINK, Texas Instruments Lynx.

IEEE 1394 nahrazuje paralelní SCSI v mnoha aplikací, kvůli levnějším nákladům na implementaci, zjednodušené a adaptibilnější kabeláži. IEEE 1394 byl adoptován High-Definition Audio-Video Network Alliance (HANA) jako standardní připojení pro A/V (audio/video) komponent pro komunikaci a ovládání. FireWire je k dispozici také v bezdrátové, optické a koaxiální verzi používající isochronní protokoly.

Téměř všechny digitální kamkordéry používají rozhraní 1394. Zůstává primárním mechanismem pro přenos profesionálního audia a videa. Od roku 2003 mnoho počítačů mívá zabudovaný FireWire port, hlavně počítače Sony a Apple.

Historie

Vytvoření tohoto standardu bylo v roce 1986 zahájeno Apple a vytvořeno pracovní skupinou IEEE P1394 do které velmi přispíval Apple, ale také inženýři z Texas Instruments, SOny, Digital Equipment Corporation, IBM, INMOOS/SGS Thomson (nyní STMicroelectronics).

Apple zamýšlel vyvinout FireWire jako sériovou náhradu paralelní SCSI sběrnice a současně poskytnout možnost připojení pro audio a video vybavení. Vývoj Apple začal koncem 1980, později přednesl záměr IEEE a standard byl dokončen v roce 1995. V roce 2007 byl IEEE 1984 standard spojením čtyř dokumentů: původního IEEE Std. 1394-1395, IEEE Std. 1394a - 2000, IEEE Std. 1394b-2002 a IEEE Std. 1394c-2006. 12. června 2008 byly všechny dodatky včetně oprav a některých technických aktualizací zapracovány do nahrazujícího standardu IEEE 1394-2008.

11. května 1992 je interní kódové jméno pro FireWire u Apple Greyhound.

Sony verze implementace i.LINK používá menší konektory se čtyřmi vodiči, vynechává dva vodiče, které poskytují napájení zařízení ve prospěch zvláštního napájecího konektoru. Tento způsob implementace byl později přidán do dodatku 1394a. Porty se někdy označovaly jako S100 nebo S400 kvůli indikaci rychlost v Mbit/s.

Systém je často používán pro spojení zařízení pro ukládání dat a DV kamer, ale také v průmyslových systémech. Je upřednostňován před USB kvůli větší efektivní rychlosti a schopnosti napájení. FireWire používá všechny schopnosti SCSI a má vysoké rovnoměrné přenosové rychlosti, důležité pro audio a video redaktory. Testy ukazují, že přenosové rychlosti u FireWire jsou vyšší než u USB 2.0, zejména u Mac OS X. U Windows platformy jsou výsledky variabilní.

Bohužel vzhledem k tomu, že Apple požadoval za každé spotřebitelské zařízení 0,25 dolarů a u vyspělejších zařízení 1 - 2 dolary, zabránili FireWire aby nahradil USB ve spotřebitelské sféře, kde cena produkt je hlavním parametrem.

Technická specifikace

FireWire může připojit až 63 zařízení ve stromové topologii. Dovoluje peer-to-peer komunikaci, jako komunikaci mezi skenerem a tiskárnou - aby probíhala bez využití systémové paměti a CPU. FireWire také dovoluje více hostů na sběrnici. Je navržen s podporou Plug and play a hot swapp. Měděný kabel (což je nejčastější implementace) může být až 4,5 metru dlouhý a je flexibilnější než většina Paralelních SCSI kabelů. Ve své šestivodičové či devítivodičové variantě může poskytovat napájení až do 45 W při 30 V, což dovoluje středně náročnému zařízení pracovat bez zvláštního napájení.

FireWire zařízení implementují ISO/IEC 13213 "konfigurační ROM" model pro konfiguraci a identifikaci zařízení, kvůli plug and play schopnostem. Všechny FireWire zařízení jsou identifikovány IEEE EUI-64 unikátní identifikátorem (rozšířením 48-bit formátu Ethernet Mac adresy) kromě dobře známých kódu indikujících typ zařízení a protokolů, které podporuje.

Podpora operačních systémů

Plná podpora IEEE 1394a a 1394b je v systémech Microsoft Windows XP, FreeBSD, Linux, Mac OS 8.6 - Mac OS 9, Mac OS X, NetBSD a Haiku. Historicky byl výkon zařízení 1394 zpomalen po nainstalování Windows XP Service Packu 2, ale byl vyřešen opravou 885222 v Service Packu 3. Někteří výrobci dodávají vlastní ovladače, které nahrazují Microsoft OHCI host adapter driver stack, čímž umožňují zařízení S800 fungovat s přenosovou rychlostí 800 Mbit/s na starších verzích Windows a Windows Vista. V době uvedení na trh, Windows Vista podporovala pouze 1394a s ujištěním, že podpora 1394b přijde v dalším sevice packu. Service Pack 1 pro Windows Vista však podporu 1394b neměl. Teprve s vydáním Windows 7 byl ovladač 1394 přepracován.

Hiearchive větvení

FireWire zařízení jsou organizovány ve sběrnici ve stromové struktuře. Každé zařízení má unikátní id, Jedna z větví je vybraným kořenem a má vždy nejvyšší id. Id je přiřazováno během procesu self-id, který se děje při každém resetu sběrnice.

Standardy a verze

FireWire 400 (IEEE 1394-1995)

Původní verze IEEE 1394-1995 je označována jako FireWire 400. Může přenášet data mezi zařízeními rychlostmi 100, 200 nebo 400 Mbit/s (i když přesné přenosové rychlosti jsou 98,304; 196,608 a 393,216 Mbit/s - tedy 12,2888; 24,576 a 49,152 MB/s). Tyto rychlosti jsou označovány jako S100, S200 a S400.

Délka kabelu je omezena na 4,5 m, ačkoliv 16 kabelů může být připojeno pomocí aktivních repeatrů. Externí huby nebo interní huby jsou častým FireWire vybavením. S400 standard omezuje maximální délku všech kabelů na 72 metrů. Konektor se šesti vodiči lze často nalézt ve stolních počítačích a může napájet zařízení.

6ti vodičový konektor, nyní označovaný jako alfa přidává napětí pro podporu externích zařízení. Typické zařízení potřebuje okolo 7 - 8 W, nicméně napětí se mění podle zařízení. Napětí je ve specifikace neregulované a nominálně by mělo mít okolo 25 V (od 24 - do 30). Implemntace protokolu u Applovských laptopů se podřizuje baterii a tak je napětí okolo 9 V, častěji však 12 V.

Vylepšení (IEEE 1394a-2000)

Dodatek ujasňuje a vylepšuje původní specifikaci. Zavádí podporu pro asynchronní streaming, rychlejší rekonfiguraci sběrnice, zkracování paketů a mód pro úsporu energie. 1394a standardizuje 4 drátový konektor vyvinutý Sony a označovaný jako i.LINK, který si našel cestu do zákaznické elektroniky, notebooků a malých zařízení. 4 drátový konektor je datově zcela kompatibilní s 6ti drátovou verzí, ale nemá napájení (které bylo na těch dvou chybějících kabelech)

FireWire 800 (IEEE 1394b-2002)

IEEE 1394b-2002 byl představen Apple jako FireWire 800. Specifikace dovoluje přenosové rychlosti 786,432 Mbit/s pomocí nového kódovacího schématu. Je zpětně kompatibilní s pomalejším FireWire 400. Přestože jsou však tyto standardy kompatibilní, konektor IEEE 1394a označovaný jako beta se liší od konektoru FireWire 400, takže starší kabely nebudou kompatibilní. Tzv. Bilingual kabel umožňuje připojení starších zařízení k novějšímu portu. V roce 2003 APple poprvé představuje komerční produkt s novým konektorem.

Plná specifikace IEEE 1394b dovoluje přenosové rychlosti až 3200 Mbit/s (tedy 400 MB/s) pomocí beta módu či optického spojení až do délky 100 metrů. Standardní nestíněný twist kabel kategorie 5e podporuje 100 metrů při rychlosti 100 Mbit/s (S100). Původní 1394 a 1394a standardy používají data/strobe (D/S) (přejmenované na alfa mód) v kabelech, zatímco 1394b přidává kódování dat nazývané 8B10B a označované jako beta mód.

FireWire S1600 a S3200

V prosinci 2007, Obchodní asociace 1394 oznámila, že koncem roku 2008 budou k dispozici produkty využívající S1600 a S3200 módy, které již byly definovány ve standardu 1394b a upraveny v IEEE Std. 1394-2008. 1,6 Gbit/s a 3,2 Gbit/s zařízení používají stejné konektory jako současný FireWire 800 a mají být zcela kompatibilní s S400 a S800 zařízeními. Má soutěžit s přicházejícím USB 3.0. Byly vytvořeny vývojářské verze se slibem verzí pro spotřebitele koncem roku 2010.

FireWire S800T (IEEE 1394c-2006)

Standard 1394c-2006 byl publikován 8. července 2007. Jedná se o velké technické vylepšení, jedná se prakticky o novou specifikaci portu, které poskytuje 800 Mbit/s přes Ethernet konektor (8P8C) s kabelem kategorie 5e, který je specifikován v IEEE 802.3 (gigabit Ethernet přes měděný kroucený kabel) společně s odpovídajícím automatickým vyjednáváním, který dovoluje použít stejný port pro připojení IEEE 1394 (firewire) nebo IEEE 802.3 (ethernet) zařízení.

Ačkoliv potenciál kombinace Ethernet a FireWire portů je zajímavý, v listopadu 2008 nebyly žádné produkty nebo čipsety, které by poskytly tuto funkci.

Srovnání s USB

Ačkoliv vysokorychlostní USB 2.0 je citováno jako běžící na vyšší signální rychlosti (480 Mbps) než FireWire 400 (400 Mbps), datové přenosy přes S400 FireWire je obecně rychlejší než podobné přenosy přes USB 2.0. Jen pár, pokud nějaké USB 2.0 zařízení je schopno zcela využít 480 Mbps, ale lze to docílit více zařízeními na stejném portu/sběrnici. Typické USB PC zařízení má zřídka vyšší přenosovou rychlost než 280 Mbit/s, častěji 240 Mbit/s. To je pravděpodobně způsobeno spoléháním USB na procesor počítače, který spravuje nízkoúrovňové prvky USB protokolu, zatímco FireWire deleguje stejné úkoly na rozhraní hardware (což vyžaduje méně CPU) Například FireWire rozhraní podporuje zařízení mapované v paměti, což dovoluje vyšší úrovni protokolu pracovat bez zahrnutí CPU požadavky na přerušení a kopírování bufferu.

Ocenění

FireWire technologi získala ocenění Akademie pro Televizní umění & Vědu  - Prime Time Emmy Enginerring Award - za materiální přínos televiznímu průmyslu. Jon Rubinstein k tomuto tématu řekl, "Apple dovolil revoluci v desktopovém videu díky FireWire technologie. Dnes Apple dává FireWire do všech svých počítačů, které prodává a je to klíčová komponenta ve strategii 'digital hub'." (To bylo v roce 2001)