Firewire

Πλεονεκτήματα

Το FireWire είναι δημοφιλές σε βιομηχανικά συστήματα για μηχανική όραση και επαγγελματικά συστήματα ήχου. Προτιμάται έναντι του πιο διαδεδομένου USB λόγω της μεγαλύτερης πραγματικής ταχύτητας και των δυνατοτήτων διανομής ισχύος και επειδή δεν χρειάζεται έναν κεντρικό υπολογιστή. Ίσως το πιο σημαντικό, το FireWire κάνει πλήρη χρήση όλων των δυνατοτήτων του SCSI (παλαιότερη δυνατότητα σύνδεσης). Σε σύγκριση με το USB 2.0, έχει συνήθως υψηλότερους ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι σημαντικό για τους επεξεργαστές ήχου και βίντεο. Επίσης, πολλοί υπολογιστές που προορίζονται για οικιακή ή επαγγελματική χρήση ήχου/βίντεο διαθέτουν ενσωματωμένες θύρες FireWire, συμπεριλαμβανομένων όλων των φορητών υπολογιστών της Apple Inc. και της Sony και των περισσότερων μοντέλων της Dell και της Hewlett-Packard που παράγονται σήμερα. Είναι διαθέσιμο στο ευρύ κοινό σε μητρικές πλακέτες λιανικής πώλησης για υπολογιστές για αυτοσχέδιους υπολογιστές, μαζί με το USB. Το FireWire παράγεται σε ασύρματες εκδόσεις, σε εκδόσεις οπτικών ινών και σε εκδόσεις με ομοαξονικό καλώδιο. Ωστόσο, τα τέλη πνευματικών δικαιωμάτων που απαιτούνται από τους χρήστες του FireWire και το ακριβότερο υλικό που απαιτείται για την υλοποίησή του έχουν αποτρέψει το FireWire από το να εκτοπίσει το USB στη μαζική αγορά, όπου το κόστος του προϊόντος είναι κρίσιμο.

Ιστορία και ανάπτυξη

Το FireWire είναι η ονομασία της Apple Inc. για τον σειριακό δίαυλο υψηλής ταχύτητας IEEE 1394. Η Apple σκόπευε το FireWire να είναι ένας σειριακός αντικαταστάτης του παράλληλου διαύλου SCSI (Small Computer System Interface), παρέχοντας επίσης συνδεσιμότητα για ψηφιακό εξοπλισμό ήχου και βίντεο. Η ανάπτυξη του αρχικού IEEE 1394 από την Apple ολοκληρώθηκε το 1995 και ακολούθησαν αρκετές τροποποιήσεις: 1394a-2000, το IEEE Std. 1394b-2002 και η τροποποίηση IEEE Std. 1394c-2006. Στόχος των σημερινών εργασιών είναι η ενσωμάτωση και των τεσσάρων αυτών εγγράφων στη νέα αναθεώρηση του προτύπου 1394. Η έκδοση του συστήματος της Sony είναι γνωστή ως i.LINK και χρησιμοποιεί μόνο τους τέσσερις ακροδέκτες σήματος, παραλείποντας τους δύο ακροδέκτες που παρέχουν ισχύ στη συσκευή, λόγω της ξεχωριστής υποδοχής ισχύος στα προϊόντα i.LINK της Sony.

Εκδόσεις

FireWire 400 (IEEE 1394)

Το FireWire 400 μπορεί να μεταφέρει δεδομένα μεταξύ συσκευών σε ρυθμούς δεδομένων 100, 200 ή 400 Mbit/s. Ο σύνδεσμος 6 ακίδων βρίσκεται συνήθως σε επιτραπέζιους υπολογιστές και μπορεί να τροφοδοτήσει τη συνδεδεμένη συσκευή με ρεύμα. Τυπικά, μια συσκευή μπορεί να τραβήξει περίπου 7 έως 8 Watt από τη θύρα- ωστόσο, η τάση διαφέρει σημαντικά από διαφορετικές συσκευές.

Βελτιώσεις (IEEE 1394a)

Η τροποποίηση IEEE 1394a κυκλοφόρησε το 2000. Τυποποίησε το βύσμα 4 ακίδων που ήδη χρησιμοποιούνταν ευρέως. Η έκδοση 4 ακίδων χρησιμοποιείται σε πολλές καταναλωτικές συσκευές, όπως βιντεοκάμερες, ορισμένους φορητούς υπολογιστές και άλλες μικρές συσκευές FireWire. Είναι πλήρως συμβατή με τις διεπαφές 6 ακίδων.

FireWire 800 (IEEE 1394b)

Το 9-pin FireWire 800 εισήχθη στο εμπόριο από την Apple Inc. το 2003. Αυτή η νεότερη προδιαγραφή (1394b) και τα αντίστοιχα προϊόντα επιτρέπουν ρυθμό μεταφοράς 786,432 Mbit/s. Πρόκειται για συμβατότητα προς τα πίσω με τους βραδύτερους ρυθμούς και τους συνδέσμους 6 ακίδων του FireWire 400. Ωστόσο, ενώ τα πρότυπα IEEE 1394a και IEEE 1394b είναι συμβατά, οι σύνδεσμοι είναι διαφορετικοί, καθιστώντας τα καλώδια που χρησιμοποιούνταν από τις προηγούμενες εκδόσεις ασύμβατα.

FireWire S3200

Τον Δεκέμβριο του 2007, η 1394 Trade Association ανακοίνωσε ότι τα προϊόντα θα είναι σύντομα διαθέσιμα με λειτουργία S3200. Θα χρησιμοποιεί τις ίδιες υποδοχές 9 ακίδων με το υπάρχον FireWire 800 και θα είναι πλήρως συμβατή με τις υπάρχουσες συσκευές S400 και S800. Τα μελλοντικά προϊόντα προορίζονται να ανταγωνιστούν το USB 3.0.

Τεχνική περιγραφή

Ταχύτητες

Οι αριθμοί που δίνονται μετά το FireWire ή το S δίνουν την κατά προσέγγιση ταχύτητα σε MBit/s, στρογγυλοποιημένη στο επόμενο 100. Η πρώτη έκδοση μπορεί να μεταφέρει 98.304.000 Bits/s ή 12.288.000 Bytes/s. Οι εκδόσεις που ακολούθησαν μπορούν να επιτύχουν αυτή την ταχύτητα και πολλαπλάσια αυτής. Χρησιμοποιώντας το πρόθεμα SI, αυτό είναι ακριβώς 98.304 kBit/s, χρησιμοποιώντας το δυαδικό πρόθεμα, είναι 96.000 kiBit/s. Για να αποφευχθεί η σύγχυση, στρογγυλοποιείται στο αμέσως επόμενο 100. Με αυτόν τον τρόπο, το S3200 δεν μεταφέρει 3.200 MBit/s, ούτε 3.200 MiBit/s, αλλά 3.145,728 Mbit/s, ή 3.000 MiBit/s. Αυτό είναι περίπου 2,93 Gibit/s.

Διαχείριση διευθύνσεων και διαύλων

Σε αντίθεση με το USB, δεν υπάρχει μία συσκευή που να διαχειρίζεται το δίαυλο συνεχώς. Κάθε συσκευή είναι σε θέση να διαχειρίζεται το δίαυλο. Όταν συνδέεται μια νέα συσκευή, θα υπάρξουν διαπραγματεύσεις μεταξύ των συσκευών για το ποια από αυτές κάνει τη διαχείριση.

Οι διευθύνσεις έχουν μήκος 64 bit. Από αυτές, οι 10 χρησιμοποιούνται για την αναγνώριση τμημάτων (ως μέρος του δικτύου), οι 6 χρησιμοποιούνται για τους κόμβους και οι 48 είναι ελεύθερα διαθέσιμες. Το πρότυπο που χρησιμοποιείται για τη σύνδεση διαφόρων τμημάτων δεν έχει ακόμη επικυρωθεί. Για το λόγο αυτό, όλα τα δίκτυα Firewire χρησιμοποιούν επί του παρόντος μόνο ένα τμήμα.

Θέματα ασφαλείας

Οι συσκευές σε ένα δίαυλο FireWire μπορούν να επικοινωνούν με άμεση πρόσβαση στη μνήμη. Με την άμεση πρόσβαση στη μνήμη (DMA) μια συσκευή μπορεί να χρησιμοποιήσει υλικό για να αντιστοιχίσει την εσωτερική μνήμη στον "χώρο φυσικής μνήμης" του FireWire. Το πρωτόκολλο SBP-2 (Serial Bus Protocol 2) που χρησιμοποιείται από τις μονάδες δίσκου FireWire χρησιμοποιεί αυτή τη δυνατότητα για την ελαχιστοποίηση των διακοπών και των αντιγράφων buffer. Στο SBP-2, ο εκκινητής (συσκευή ελέγχου) στέλνει ένα αίτημα γράφοντας εξ αποστάσεως μια εντολή σε μια καθορισμένη περιοχή του χώρου διευθύνσεων FireWire του στόχου. Αυτή η εντολή περιλαμβάνει συνήθως διευθύνσεις buffer στο "χώρο φυσικών διευθύνσεων" FireWire του εκκινητή. Ο στόχος υποτίθεται ότι χρησιμοποιεί αυτόν τον χώρο για τη μετακίνηση δεδομένων εισόδου/εξόδου από και προς τον εκκινητή.

Πολλές υλοποιήσεις χρησιμοποιούν υλικό για την αντιστοίχιση μεταξύ του "χώρου φυσικής μνήμης" του FireWire και της φυσικής μνήμης της συσκευής. Μεταξύ αυτών, είναι αυτές που χρησιμοποιούνται από PC και Mac, ειδικά αυτές που χρησιμοποιούν OHCI. Σε αυτή την περίπτωση, το λειτουργικό σύστημα δεν εμπλέκεται στη μεταφορά. Αυτό επιτρέπει μεταφορές υψηλής ταχύτητας με χαμηλή καθυστέρηση και αποφεύγεται η άσκοπη αντιγραφή δεδομένων. Ωστόσο, μπορεί να αποτελέσει κίνδυνο για την ασφάλεια, εάν στο δίαυλο συνδεθούν συσκευές που δεν είναι αξιόπιστες. Επομένως, οι εγκαταστάσεις στις οποίες η ασφάλεια αποτελεί ανησυχία θα χρησιμοποιούν είτε νεότερο υλικό, το οποίο χρησιμοποιεί εικονική μνήμη για την αντιστοίχιση του χώρου φυσικής μνήμης του Firewire, είτε θα απενεργοποιούν την αντιστοίχιση που κάνει το OHCI. Μπορεί επίσης να απενεργοποιήσουν ολόκληρο το υποσύστημα Firewire ή να μην παρέχουν καθόλου Firewire.

Αυτή η λειτουργία μπορεί επίσης να είναι χρήσιμη, για παράδειγμα για την αποσφαλμάτωση ενός μηχανήματος όπου το λειτουργικό σύστημα έχει καταρρεύσει. Ορισμένα συστήματα μπορούν να το χρησιμοποιήσουν για να παρέχουν μια απομακρυσμένη κονσόλα. Στο FreeBSD, το πρόγραμμα οδήγησης dcons παρέχει και τα δύο, χρησιμοποιώντας το gdb ως αποσφαλματωτή. Στο Linux, υπάρχουν τα firescope και fireproxy.

Σχετικές σελίδες

• USB
• SCSI