Интерфейс ieee 1394 предназначен для. Интерфейсы периферийных устройств. Зачем нужен новый интерфейс

Два наиболее популярных стандартов последовательного соединения это FireWire и USB. Прочитайте эту статью, чтобы узнать, можно ли преобразовать одну форму в другую.

Как вы подключаете устройство к компьютеру? Через порты, конечно. Просто подключите устройство к порту, и подожди минутку, вилка не подходит к разъему! Это может произойти, если вы пытаетесь подключить устройство с интерфейсом FireWire, к USB-порту компьютера. Так в чем разница между ним и USB-портом? Можно ли преобразовать порт FireWire для USB!

Что такое FireWire соединение?

Официальная классификация наименования для FireWire - это интерфейс IEEE 1394. FireWire соединение имеет ту же цель что и USB-соединение: оно присоединяет одно устройства к другому, и позволяет передавать данные в реальном времени. В качестве стандарта 1394 был разработан в 1986 году компанией Apple, которая дал ему название бренда "FireWire". Другие компании, такие как Sony и Texas имеют собственный бренд интерфейса 1394, по имени i.Link и Lynx соответственно.

Что такое USB-подключение?

USB означает «Универсальная последовательная шина». Она является стандартом, используемым для подключения периферийных устройств к компьютеру. Понятие Plug-и-Play появилось благодаря USB спецификации. USB-порты обеспечивают питание подключенного к ним устройства, поэтому для питания прибора, в то время как он используется, внешний источник питания не требуется. Стандарт USB почти уничтожил необходимость последовательных и параллельных портов.

Можно ли конвертировать FireWire в USB?

Ответ во многом нет, по следующим причинам:

• Оба метода используют не только различное оборудование, но различное программное обеспечение. USB устройства работают на протоколе ACK / NAK, а порт FireWire использует протокол DMA передачи. Короче говоря, FireWire работает при постоянной (и быстрой) скорости, в то время как USB отправляет данные в пакетах. Порту FireWire требуется процессор на обеих сторонах передачи данных.
• USB медленнее по сравнению с FireWire. Единственный способ передачи данных может сработать, если вы используете USB 2 или 3, для относительного перехода к порту FireWire. Если, скажем, вы пытаетесь отправить данные из порта FireWire к USB-порту, разница в скоростях может привести к потере данных. В случае с видео, это приведет к потере кадров.
• Энергопотребление обоих портов будут отличаться. Поэтому, один порт будет работать на меньшей мощности, чем другие, вызывая сбой или неправильное использование.
• И конечно, вы просто не сможете подключить кабель FireWire к порту USB или наоборот.

Получение данных от устройств с интерфейсами FireWire по USB

Есть только два легальных способа сделать это. Первым является установка PCI карты с FireWire портом на вашем компьютере. Второй состоит в использовании устройства, которое просто принимает несколько входов от различных устройств и дает выход через кабель USB.

Установка платы PCI:

Плату PCI можно вставить в ноутбук или компьютер и установить. После этого ваш компьютер будет иметь порты FireWire, и высокоскоростное преимущество.

Некоторые модели:

• HDE 7 Port USB Squid Hub ($6)
• Sonnet Technologies USB/FireWire Expresscard 34 ($50)
• IOGEAR Universal Hub GUH420 ($30)
• StarTech 2 Port ExpressCard Laptop 1394a ($45)
• Belkin FireWire 6-Port Hub ($40)

В то время как каждый компьютер имеет USB порты, и они легко идентифицируются, ваш компьютер также может быть оснащен FireWire портом. Лучший способ определить порт FireWire на компьютере, это смотреть на логотип. В настольных компьютерах, все порты расположены на задней панели системного блока. На ноутбуках, порты расположены вдоль по обеим сторонам. Внимательнее посмотрите на порты и может вы найдете порт FireWire, среди прочих.

Использование Video Editing Hardware

Устройство в основном действует как посредник между двумя портами передачи данных, USB, что идет с компьютером, и портом FireWire, который поставляется с устройством фотокамеры. Как аналоговые, так и цифровые типы видео могут быть преобразованы к USB формату. Единственное, что может вас остановить - это цена. Считайте это последней альтернативой, в случае если Вы не имеете дополнительного слота для установки платы PCI.

Существует слишком много препятствий между двумя методами передачи данных. USB-устройства являются наиболее распространенными для большинства типов данных, кроме HD видео. Если вы хотите без потерь передавать данные с вашего камкордера HD на свой компьютер, просто убедитесь, что вы покупаете компьютер, на котором уже есть встроенный порт FireWire, или по крайней мере убедитесь, что есть свободный слот чтобы его установить.

Все информационные технологии, так или иначе, крутятся вокруг данных, или проще говоря, информации. Каждая информационная технология имеет дело либо с использованием данных, либо с обработкой или передачей данных. Порт FireWire создан для быстрой передачи данных между различными устройствами. По сравнению с интерфейсом USB 2.0, он обеспечивает более высокую скорость передачи данных. В этой статье расскажем об интерфейсе IEEE 1394, или как его обычно называют, FireWire.

FireWire представляет собой последовательную шину, разработанную Apple в сотрудничестве с другими компаниями. Она стала де-факто стандартом на всех компьютерах компании Apple и многих цифровых устройствах, например, в цифровых видеокамерах, принтерах и др. на компьютерах Apple используется как FireWire, в устройствах от Sony как iLink и Lynx в устройствах от компании Texas Instruments. Несмотря на то, что под разными названиями скрывается один интерфейс, портом FireWire принято называть 6-контактный разъем, а iLink — четырехконтактный.

Дополнительные контакты служат для питания устройства. Как говорилось выше, такая технология служит для высокоскоростной передачи данных в реальном времени между и периферийными устройствами. Тот факт, что это последовательная шина, означает, что данные передаются по одному биту зараз. По сравнению с более старыми технологиями, предназначенными для передачи данных, например, параллельной шине SCSI (подробнее об интерфейсе ) , такая технология дешевле и выгоднее. Несмотря на то, что такие порты дороже USB 2.0, они имеют более высокую производительность.

FireWire 400 обеспечивает скорость 400 Мбит / в секунду, новый стандарт 800 (IEEE 1394b или firewire 1394) обеспечивает скорость до 800 Мбит/в секунду.

FireWire 400, имеет 4 и 6-контактный разъем, новый стандарт FireWire 800 использует 9-контактный разъем.

Обе версии устройств поддерживают технологию Plug and Play (технологию «горячего» подключения устройств), что позволяет подключать периферийные устройства (видеокамеры, и т.д.) без необходимости выключения и перезагрузки компьютера.

По сравнению с USB 2.0, такие порты являются более дорогостоящими для реализации, поэтому этот интерфейс не нашел применения в подключении таких устройств, как флэш-накопители. В продаже есть специальные адаптеры (firewire переходники), позволяющие подключать устройства FireWire к USB.

Для достижения максимальной скорости передачи данных, с портом 800 необходимо использовать 9-контактный кабель. FireWire 800 и 400 имеют обратную совместимость. Однако в режиме обратной совместимости максимальная скорость передачи данных не превышает 400 Мбит / в секунду. Он может обеспечивать питание подключенным устройствам. 6-контактный и 9 контактный порт обеспечивает питание подключенным периферийным устройствам мощностью до 45 Вт.

Для каких устройств используется порт FireWire
Учитывая высокую скорость передачи данных, которую может обеспечить данная технология, интерфейс был изначально предназначен для подключения цифровых видеокамер . Данный интерфейс позволяет передавать данные на большие расстояния, это побудило использовать его в мультимедийных студиях. Он является основным портом для передачи данных в компьютерах Apple, включая настольные компьютеры Mac и MakBook.

Внешние жесткие диски, оснащенные интерфейсом FireWire, могут быть подключены к соответствующему порту на ПК. Они используются для подключения сканеров и принтеров с компьютером. Каждый порт может поддерживать до 63 устройств одновременно . Он может подключать устройства в дереве топологии сети и может поддерживать одноранговую связь.

Хотя этот порт используется не так широко как USB 2.0, новый интерфейс FireWire 800 обеспечивает скорость передачи данных до 800 Мбит в секунду. Это делает его лучшим последовательным интерфейсом, в случае использования устройств и приложений, требующих высокой скорости передачи данных, например, видеокамер.

Везде, где есть потребность в высокой скорости передачи данных на большие расстояния, интерфейс FireWire 400 или FireWire 800 является предпочтительным выбором.

Firewire (IEEE 1394) – это высокоскоростной последовательный интерфейс для обмена данными с устройствами, принимающими или передающими большие объемы данных (видео и аудио данные). Он был разработан компанией Apple для общих сред (кабельных шлейфовых подключений каждого устройства) и представляет собой дуплексную, последовательную, общую шину для периферийных устройств. Он пригоден также для периферии (мышей, клавиатур и др.) как альтернатива развивающейся USB. Скорость передачи данных может быть 100, 200 и 400 Мбит/с, как расширение стандарта планируется увеличение до 800 и 1600 Мбит/с.

Устройства, которые передают данные на разных скоростях, могут быть одновременно подключены к кабелю (поскольку пары обменивающихся данными устройств используют для этого одну и ту же скорость). Рекомендуемая максимальная длина кабеля между устройствами составляет 4.5 м. К кабелю общей длиной до 72 м может быть одновременно подключено до 63 устройств, называемых узлами (nodes). У каждого устройства есть свой 6-разрядный физический идентификационный номер. Для увеличения числа шин вплоть до максимального значения 1023 могут быть использованы мосты (при этом у каждого устройства есть свой 10-разрядный идентификационный номер шины) таким образом может быть подключено до 64449 устройств. Каждое устройство обладает 64-разрядным адресом, который включает в себя перечисленные выше 6- и 10-разрядный адреса. Остальные 48 разрядов на каждое устройство могут быть использованы для адресации памяти следовательно, каждое устройство может адресовать до 2 48 байт (256 Тбайт) памяти.

Это предоставляет единственному порту компьютера возможность поддерживать множество периферийных устройств. При этом поддерживается изохронная передача данных, поэтому стандарт 1394 вполне подходит для поддержки мультимедийных приложений реального времени.

Рассматривается Firewire и как конкурент шины SCSI, господствующей в секторе профессиональной техники (высокоскоростные винчестеры, мощные сканеры и т.п.).

Данная шина предполагает наличие корневого узла, выполняющего некоторые функции управления. Корневой узел может быть выбран автоматически во время инициализации шины либо его атрибут может быть принудительно присвоен конкретному узлу (скорее всего ПК). Некорневые узлы являются либо ветвями (если они поддерживают более чем одно активное соединение), либо листьями (если они поддерживают только одно активное соединение).

Одной из функций, выполняемых корневым узлом, является функция «хозяина цикла» (cycle master), которая получает наивысший приоритет доступа к шине. Она обеспечивает общую синхронизацию остальных устройств на шине, а также изохронных сеансов передачи данных.

Кроме того, возможно наличие и диспетчера шины (bus manager). В его обязанности входит управление питанием шины и некоторые функции оптимизации.

Диспетчер изохронных ресурсов (isochronous resouce manager) распределяет временные интервалы (из пула 64 номеров каналов) для узлов, собирающихся стать передатчиками (talkers). «Хозяин цикла» посылает синхронизирующее сообщение о начале цикла (cycle start) через каждые 125 мкс. В лучшем случае 80% цикла (100 мкс) резервируется для изохронного трафика, а остальная часть цикла становится доступной для асинхронного трафика. Сначала узлы с изохронными данными для пересылки, а также те узлы, которым был назначен номер канала, пытаются получить доступ к шине на время передачи (сразу же после каждого сообщения о начале цикла) и узел, который ближе всего находится к корневому узлу, первым получит разрешение на передачу данных. Каждый последующий узел с назначенным номером канала и изохронным трафиком для пересылки последовательно получает разрешение на передачу данных. Затем пытаются получить доступ к шине и узлы с асинхронным трафиком.

Все функции диспетчера могут выполняться одним и тем же либо различными устройствами.

Как правило, устройства имеют по 1-3 порта, причем одно устройство может быть включено в любое другое устройство (с учетом ограничений на то, что между любыми двумя устройствами может быть не более 16 пролетов и они не могут быть соединены петлей). Допускается подключение устройств в "горячем" режиме, поэтому устройства могут подключаться и отключаться в любой момент. При подключении устройств адреса назначаются автоматически, поэтому присваивать их вручную не придется.

Данной шиной поддерживается два режима передачи данных (каждый из которых использует пакеты переменной длины):

1) Асинхронная передача используется для пересылки данных по конкретному адресу, а подтверждения приема используются для обнаружения ошибок. Трафик, который не требует очень высоких скоростей передачи данных и не чувствителен ко времени доставки, вполне подходит для данного режима (например, для передачи некоторой управляющей информации);

2) Изохронная передача предполагает пересылку данных через равные промежутки времени, причем подтверждения приема не используются. Этот режим предназначен для пересылки оцифрованной видео- и аудиоинформации.

Пакеты данных пересылаются порциям, которые имеют кратный 32 битам размер и называются квадлетами (guadlets). При этом пакеты начинаются, по меньшей мере, с двух квадлетов заголовка (с последующим циклическим избыточным кодом CRC для обнаружения ошибок), после чего следует переменное число квадлетов полезной информации (с последующим циклическим избыточным кодом CRC полезной информации). Длина заголовков асинхронных пакетов составляет, как минимум, 4 квадлета благодаря 64-разрядному адресу и наличию других разрядов, например, разрядов четности. У изохронных пакетов может быть заголовок длиной 2 квадлета, поскольку единственным необходимым при этом адресом является номер канала.

Для подключения к данной шине используется 6-контактный соединитель.

Стандарт IEEE 1394 также называют высокоскоростной последовательной шиной . К другим компаниям, способствовавшим разработке данного стандарта, относятся Texas Instruments, Molex, Adaptec, Western Digital и IBM PC Company.

Стандарт поддерживается отраслевой ассоциацией 1394 Trade Association, в которую входят компания Apple и изготовители электронных бытовых приборов. Он составит конкуренцию (не только по стоимости) стандарту DCC (который использует шину ACCESS BUS и поддерживается производителями мониторов) и стандарту USВ (который поддерживается компаниями Intel, Microsoft и основными поставщиками ПК).

Разработка стандарта была начата в 1988 году, а в декабре 1996 года стандарт IEEE-1394 был утвержден.

Рис.7 Порт FireWire.

Ни один из существовавших ранее стандартов внешних портов не позволял в реальном времени передавать видеоряд. Поэтому таким устройствам, как миниатюрные цифровые телекамеры, приходилось использовать свои собственные оригинальные интерфейсные платы. Пользователю от этого удобнее не было. Еще в 1986 году фирма Apple разработала цифровой интерфейс 1394, названный FireWire. И только в 1995 году его следующая версия была стандартизована как IEEE 1394. Свое название "Fire on the Wire" шина получила за свою высокою скорость 100 Мбит/сек. В дальнейшем стандарт был расширен, и рабочая скорость увеличилась до 400 Мбит/сек (для сравнения: передача видео 640x480 x 30 кадров x 3 байт/пиксел образует поток в 210 Мбит/сек). Аналогично USB, FireWire способна запитывать подключаемое устройство (8-40 В -, до 1,5 А), и подключение устройств можно производить на ходу (hot-plug). Разъем имеет 6 контактов: 4 - 2 витых пары для двунаправленного обмена, 2 - питание. Для не требующих питания устройств можно применять более экономичные 4-жильные кабели. В качестве системных устройств шины IEEE 1394 могут служить повторители, концентраторы и мосты. Такое разнообразие, по сравнению с USB, делает шину FireWire несколько гибче. Ограничение на количество подключенных устройств на одной сигнальной линии (до 63) и максимальное количество промежуточных узлов на пути запроса от одного устройства до другого (до 16) накладывает дополнительные условия на топологию шины. Но благодаря мостам имеется возможность объединять отдельные независимые сегменты шины. Всего с помощью мостов можно объединить до 1000 (!) разных сегментов в общую сеть на основе FireWire.

Передача данных в IEEE 1394 может происходить как в асинхронном, так и в синхронном режиме с заданной гарантированной скоростью передачи данных (очень важно для передачи в реальном времени: звук, видео). Если устройство должно работать в синхронном режиме, оно резервирует для себя определенное место в кадре данных (длина кадра равна 125 мсек). Для этого рабочий квант времени передачи делится на зарезервированные участки и на остальное - для асинхронной передачи. Интерфейс FireWire уже несколько лет применяется в цифровых (профессиональных и бытовых) видео- теле- камерах, магнитофонах и фотоаппаратах, которые можно самостоятельно соединять между собой без участия компьютера, благодаря возможностям IEEE 1394, и осуществлять цифровой видеомонтаж в реальном времени. Существует и Гигабитный вариант IEEE 1394.2, в котором используется оптоволоконный соединительный кабель.

Таблица 6

Контакты порта FireWire

Последовательный инфракрасный порт IrDa (Infrared Data Association)

В силу своей конструкции, в которой используется источник света и фотодатчик, инфракрасный порт - последовательный. Для передачи информации соединительные кабели не используются, поэтому взаимодействие устройств происходит на небольшом расстоянии и при условии "прямой видимости". В июне 1994 года ассоциация IrDA опубликовала спецификацию последовательного ИК-порта. В домашнем компьютере на большинстве материнских плат имеется разъем для подключения ИК-порта (сам порт продается отдельно), скорость передачи в данном случае почти такая же, как и у RS-232C (от 2,4 до 115 Кбит/сек). Передача данных идет асинхронно в обоих направлениях, и для обнаружения ошибок используется циклический код CRC-8 в коротких пакетах и CRC-16 - в длинных.

В октябре 1995 IrDA предложила следующую версию ИК-порта, работающего со скоростью до 4 Мбит/сек в пределах 1-2 метров видимости. В данном случае обмен данными происходит синхронно, а для обнаружения ошибок уже используется CRC-32. Некоторые производители предлагают свои оригинальные разработки ИК-портов (для сканеров и принтеров), которые способны передавать данные на скорости от 2 до 16 Мбит/сек. Инфракрасный порт несколько специфичен для России, поэтому его можно встретить разве что в беспроводных клавиатурах, джойстиках и интерфейсах мобильный телефон<->ноутбук.

Устройство инфракрасного интерфейса подразделяется на два основных блока: преобразователь (модули приемника-детектора и диода с управляющей электроникой) и кодер-декодер. Блоки обмениваются данными по электрическому интерфейсу, в котором в том же виде транслируются через оптическое соединение, за исключением того, что здесь они пакуются в кадры простого формата – данные передаются 10bit символами, с 8bit данных, одним старт-битом в начале и одним стоп-битом в конце данных.

Сам порт IrDA основан на архитектуре коммуникационного СОМ-порта ПК, который использует универсальный асинхронный приемо-передатчик UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) и работает со скоростью передачи данных 2400–115200 bps.

Связь в IrDA полудуплексная, т.к. передаваемый ИК-луч неизбежно засвечивает соседний PIN-диодный усилитель приемника. Воздушный промежуток между устройствами позволяет принять ИК-энергию только от одного источника в данный момент.

Рис. 5. Схема интерфейсаIrDA

Вопросом выбора интерфейса своей аудио-карты задается практически каждый покупатель. Что лучше USB или FireWire ? Ответ очевиден — FireWire, т.к. он обладает лучшими показателями скорости. Но не спешите с выводами, иначе будете слыть человеком, который не знает что ему нужно. Как ни странно, ответ на вопрос, какой интерфейс звуковой карты выбрать именно Вам, будет зависеть от поставленной перед этой картой задачи . В данной статье мы попытаемся сравнить USB и FireWire с позиции целесообразности использования любого из них.

Об интерфейсе USB

Главным преимуществом USB интерфейса является то, что им оснащены абсолютно все современные компьютеры и ноутбуки. Даже компания Apple уже в 2000-х использовала USB в своей продукции. Однако, на практике, с помощью USB можно подключить только средне- и низкоскоростные периферийные устройства. С более крупными массивами данных до недавнего момента интерфейс справлялся едва ли.

В последнее время технологии универсальной серийной шины (Universal Serial Bus — USB) усиленно развиваются. Вот уже несколько лет существует более скоростной интерфейс USB 2.0 . В 2008-м году был анонсирован USB 3.0 , которым ныне оснащают современные модели материнских плат компьютеров и ноутбуков. Однако, увы, в сфере музыкальных технологий многие модели аудио-карт не поддерживают даже USB 2.0 стандарт. Большинство по-прежнему используют шину USB 1.1 . О USB 3.0 речь не идет и подавно.

Об интерфейсе IEEE 1394 (FireWire)

Интерфейс 1394 , (этот интерфейс под торговой маркой FireWire использует компания Apple ), является высокоскоростной шиной, предназначенной для обмена информацией между компьютером и устройством. FireWire — это, как ни странно, сетевой интерфейс , который поддерживает потоковую передачу данных, а также последовательное (серийное) подключение устройств. Это означает, что с помощью интерфейса IEEE 1394 Вы сможете расширить функциональность одной звуковой карты еще одной такой же аудио-картой, подключив их последовательно.

На сегодняшний день существует 2 основных стандарта FireWire : IEEE 1394/1394a , поддерживающего скорость 400 Мбит/сек , а также IEEE 1394b со скоростью 800 Мбит/сек . Большинство многоканальных аудио-интерфейсов , цифровых микшеров и прочего профессионального студийного оборудования подключается по технологии FireWire .

Объективное сравнение USB и FireWire

Явным преимуществом FireWire перед USB, бесспорно, является скорость передачи. Взгляните на таблицу ниже:

Как видите, явное преимущество имеет стандарт IEEE 1394b со скоростью вдвое больше, чем у USB 2.0.

Из-за ограничений в скорости большинство USB-audio интерфейсов поддерживают до 18 аудио-каналов . Как правило, вы не сможете найти звуковые карты с количеством входных/выходных каналов более 8-ми. Исключение — карта Presonus AudioBox 1818 VSL, поддерживающая одновременную работу 18 входящих и исходящих каналов, а также интерфейсы ADAT и SPDiF.

Интерфейс 1394 FireWire поддерживает одновременную работу 52 каналов (в обе стороны), более высокую разрядность и частоту сэмплирования (дискретизации) . Полностью реализовать этот потенциал на практике помогает последовательное подключение аудио-устройств на одну FireWire шину (при условии поддержки данной конфигурации устройством). К примеру, Вы — обладатель FireWire звуковой карты на 8 каналов . Если Вам не хватает этого количества, Вы можете подключить последовательно до 6-ти таких устройств. По такому принципу работают, к примеру MOTU Travaler MK3 или T.C. Electronic Studio Konnekt 48 и др. USB эту технологию не поддерживает .

Из явных недостатков объединения нескольких FireWire аудио-устройств следует отметить тот факт, что достаточно много времени приходится тратить на правильную конфигурацию. Это очень сложный процесс, который иногда требует специальных технических познаний. В данном контексте USB имеет большое преимущество — возможность быстрой настройки на любом компьютере.

Есть еще одна существенная разница в двух интерфейсах — возможность «горячего» подключения звукового устройства. Так как FireWire является в прямом смысле, сетевым интерфейсом, отключение устройства из разъема не влечет за собой никаких плохих последствий. Стоит подключить его обратно и оно тут же заработает. Однако, для того, чтобы после отключения USB звуковая карта заработала, Вам, скорее всего, придется перезапустить Вашу виртуальную музыкальную студию , для того, чтобы программа открыла новое соединение через системное ядро. Хотя некоторые программы эту проблему научились преодолевать. Например, такие виртуальные студии, как Steingerg Cubase или Nuendo при отключении звуковой карты тут же запрашивают какую использовать вместо нее. Если Вы вставите карту обратно в разъем USB, то программа автоматически переопределит устройство и будет его использовать. Также данная проблема не постигает пользователей Mac OS X, где вся аудио-система завязана на Core Audio. При отключении звуковой карты и подключении ее обратно ничего страшного не происходит.

Выводы

Таким образом, подводя некоторый итог вышесказанному, следует отметить, что Вы выбор подходящего интерфейса — USB или 1394 FireWire , — зависит исключительно от задачи . Рекомендуем использовать FireWire интерфейс если:

есть необходимость обработки аудио-сигнала в режиме реального времени (например, на живом выступлении);

требуется записывать/выводить сигнал одновременно более, чем с 18 аудио-каналов.

В остальных случаях Вы можете смело приобретать USB-Audio серию звуковых карт, так как для их работы Вам не требуется оснащать компьютер/ноутбук IEEE 1394 интерфейсом и по причине того, что USB карты очень просты в использовании, их можно использовать на любом современном компьютере. Ну и, разумеется, они на порядок дешевле своих FireWire коллег.