FireWire

Výhody

FireWire je oblíbený v průmyslových systémech pro strojové vidění a profesionálních audio systémech. Je upřednostňován před běžnějším rozhraním USB kvůli vyšší efektivní rychlosti a možnostem distribuce energie a protože nepotřebuje hostitelský počítač. Možná ještě důležitější je, že FireWire plně využívá všech možností SCSI (starší možnost připojení). Ve srovnání s USB 2.0 má obvykle vyšší rychlost přenosu dat. Tato vlastnost je důležitá pro editory zvuku a videa. Také mnoho počítačů určených pro domácí nebo profesionální použití v oblasti audia/videa má vestavěné porty FireWire, včetně všech notebooků Apple Inc. a Sony a většiny v současnosti vyráběných modelů Dell a Hewlett-Packard. Vedle USB je k dispozici široké veřejnosti na maloobchodních základních deskách pro počítače pro kutily. FireWire se vyrábí ve verzích s bezdrátovým připojením, optickým vláknem a koaxiálním kabelem. Poplatky za autorská práva požadované od uživatelů FireWire a dražší hardware potřebný k jeho implementaci však zabránily tomu, aby FireWire vytlačil USB na masovém trhu, kde je rozhodující cena výrobku.

Historie a vývoj

FireWire je název společnosti Apple Inc. pro vysokorychlostní sériovou sběrnici IEEE 1394. Společnost Apple zamýšlela FireWire jako sériovou náhradu paralelní sběrnice SCSI (Small Computer System Interface) a zároveň jako možnost připojení digitálních audio a video zařízení. Vývoj původní sběrnice IEEE 1394 byl společností Apple dokončen v roce 1995 a následovalo několik modifikací: IEEE Std. 1394a-2000, IEEE Std. 1394b-2002 a změna IEEE Std. 1394c-2006. Cílem současné práce je začlenit všechny tyto čtyři dokumenty do nové revize normy 1394. Verze systému společnosti Sony je známá jako i.LINK a používá pouze čtyři signálové piny, přičemž dva piny, které zajišťují napájení zařízení, jsou vynechány kvůli samostatnému napájecímu konektoru u produktů i.LINK společnosti Sony.

Verze

FireWire 400 (IEEE 1394)

FireWire 400 může přenášet data mezi zařízeními rychlostí 100, 200 nebo 400 Mbit/s. Šestipinový konektor se běžně nachází na stolních počítačích a může připojené zařízení napájet. Obvykle může zařízení z portu odebírat přibližně 7 až 8 wattů; napětí se však u různých zařízení výrazně liší.

Vylepšení (IEEE 1394a)

Modifikace IEEE 1394a byla vydána v roce 2000. Standardizovala již široce používaný 4pinový konektor. Čtyřkolíková verze se používá v mnoha spotřebních zařízeních, jako jsou videokamery, některé notebooky a další malá zařízení FireWire. Je plně datově kompatibilní se 6kolíkovým rozhraním.

FireWire 800 (IEEE 1394b)

9pinový FireWire 800 uvedla na trh společnost Apple Inc. v roce 2003. Tato novější specifikace (1394b) a odpovídající produkty umožňují přenosovou rychlost 786,432 Mbit/s. Jedná se o zpětnou kompatibilitu s pomalejšími rychlostmi a 6kolíkovými konektory FireWire 400. Zatímco však standardy IEEE 1394a a IEEE 1394b jsou kompatibilní, konektory se liší, takže kabely používané předchozími verzemi jsou nekompatibilní.

FireWire S3200

V prosinci 2007 oznámila asociace 1394 Trade Association, že produkty budou brzy dostupné v režimu S3200. Bude používat stejné 9kolíkové konektory jako stávající FireWire 800 a bude plně kompatibilní se stávajícími zařízeními S400 a S800. Budoucí produkty mají konkurovat rozhraní USB 3.0.

Technický popis

Rychlosti

Čísla uvedená za FireWire nebo S udávají přibližnou rychlost v MBit/s, zaokrouhlenou na 100 nahoru. První verze dokáže přenést 98 304 000 bitů/s, tedy 12 288 000 bajtů/s. Verze, které přišly později, umí tuto rychlost a její násobky. Při použití předpony SI je to přesně 98 304 kBit/s, při použití dvojkové předpony je to 96 000 kBit/s. Aby nedošlo k záměně, zaokrouhluje se na nejbližší stovku. Takto S3200 nepřenáší 3,200 MBit/s, ani 3,200 MiBit/s, ale 3,145,728 Mbit/s, neboli 3,000 MiBit/s. To je přibližně 2,93 Gibit/s.

Správa adres a sběrnic

Na rozdíl od rozhraní USB neexistuje jedno zařízení, které by sběrnici neustále spravovalo. Každé zařízení může sběrnici spravovat samo. Při připojení nového zařízení dojde k vyjednávání mezi zařízeními, které z nich správu provádí.

Adresy mají délku 64 bitů. Z nich 10 slouží k identifikaci segmentů (jako součást sítě), 6 se používá pro uzly a 48 je volně dostupných. Standard používaný pro spojení několika segmentů nebyl dosud ratifikován. Z tohoto důvodu všechny sítě Firewire v současné době používají pouze jeden segment.

Bezpečnostní otázky

Zařízení na sběrnici FireWire mohou komunikovat prostřednictvím přímého přístupu do paměti. Pomocí přímého přístupu do paměti (DMA) může zařízení pomocí hardwaru mapovat interní paměť na "fyzický paměťový prostor" sběrnice FireWire. Protokol SBP-2 (Serial Bus Protocol 2) používaný diskovými jednotkami FireWire využívá tuto schopnost k minimalizaci přerušení a kopírování vyrovnávací paměti. V SBP-2 iniciátor (řídicí zařízení) odešle požadavek vzdáleným zápisem příkazu do určené oblasti adresového prostoru FireWire cíle. Tento příkaz obvykle zahrnuje adresy vyrovnávací paměti ve "fyzickém adresním prostoru" FireWire iniciátoru. Cíl má tento prostor používat k přesunu I/O dat do iniciátoru a z iniciátoru.

Mnoho implementací používá k mapování mezi "fyzickým paměťovým prostorem" rozhraní FireWire a fyzickou pamětí zařízení hardware. Patří mezi ně ty, které používají počítače PC a Mac, zejména ty, které používají rozhraní OHCI. V tomto případě se operační systém na přenosu nepodílí. To umožňuje vysokorychlostní přenosy s nízkou latencí a zabraňuje zbytečnému kopírování dat. Může však představovat bezpečnostní riziko, pokud jsou ke sběrnici připojena zařízení, která nejsou důvěryhodná. V instalacích, kde je bezpečnost důležitá, se proto buď použije novější hardware, který k mapování fyzického paměťového prostoru sběrnice Firewire používá virtuální paměť, nebo se mapování, které provádí rozhraní OHCI, zakáže. Mohou také zakázat celý subsystém Firewire nebo jej vůbec neposkytovat.

Tato funkce může být užitečná například při ladění počítače, na kterém došlo k pádu operačního systému. Některé systémy ji mohou využívat k poskytování vzdálené konzole. Ve FreeBSD poskytuje obojí ovladač dcons, který jako ladicí program používá gdb. Pod Linuxem existují firescope a fireproxy.

Související stránky

• USB
• SCSI