НОУ ІНТУІТ, Лекція, Інтерфейси периферійних пристроїв

Інтерфейс IEEE 1394 - FireWire

Група компаній за активної участі Apple розробила технологію послідовної високошвидкісної шини, призначеної для обміну цифровою інформацією між комп'ютером та іншими електронними пристроями. У 1995 році ця технологія була стандартизована IEEE (стандарт IEEE 1394-1995). Компанія Apple просуває цей стандарт під торговою маркою FireWire, а компанія Sony - під торговою маркою i-Link.

Початковий стандарт (1394a) підтримує швидкості передачі даних 100 Мбіт/с, 200 Мбіт/с та 400 Мбіт/с. Наступні вдосконалення стандарту (1394b) забезпечують підтримку швидкості передачі 800 і 1600 Мбіт/с ( FireWire -800, FireWire -1600).

Пристрої, які передають дані на різних швидкостях, можуть бути одночасно підключені до кабелю (оскільки пари пристроїв, що обмінюються даними, використовують для цього одну і ту ж швидкість). Максимальна довжина кабелю між пристроями становить 4,5 м. До кабелю загальною довжиною до 72 м може бути одночасно підключено до 63 пристроїв, званих вузлами (nodes). Для збільшення числа шин до максимального значення (1023) можуть бути використані мости.

Шина передбачає наявність кореневого вузла, який виконує деякі функції управління. Кореневий вузол може бути обраний автоматично під час ініціалізації шини або його атрибут може бути примусово присвоєний конкретному вузлу (скоріше за все, ПК). Некореневі вузли є або гілками (якщо вони підтримують більше одного активне з'єднання), або листям (якщо вони підтримують тільки одне активне з'єднання).

IEEE 1394 підтримує два режими передачі даних (кожен із яких використовує пакети змінної довжини).

IEEE1394 виділяє такі функції пристроїв:

Господар циклу (cycle master) - виконується кореневим вузлом, має найвищий пріоритет доступу до шини, забезпечує загальну синхронізацію інших пристроїв на шині, і навіть ізохронних сеансів передачі.
Диспетчер шини (bus manager) керує живленням шини та виконує деякі функції оптимізації.
Диспетчер ізохронних ресурсів (isochronous resource manager) розподіляє часові інтервали серед вузлів, які збираються стати передавачами (talkers).

Всі функції диспетчеризації можуть виконуватися тим самим або різними пристроями. Господар циклу посилає синхронізуюче повідомлення про початок циклу через кожні 125 мкс (як правило). Теоретично 80% циклу (100 мкс) резервується для ізохронного трафіку, а решта стає доступною для асинхронного трафіку. Спочатку вузли з ізохронними даними для пересилання, а також ті вузли, яким був призначений номер каналу, намагаються отримати доступ до шини на час передачі (одразу ж після кожного повідомлення про початок циклу), і вузол, який найближче знаходиться до кореневого вузла, першим отримає дозвіл на передачу даних. Кожен наступний вузол із призначеним номером каналу та ізохронним трафіком для пересилання послідовно отримує дозвіл на передачу даних. Потім намагаються отримати доступ до шини та вузли з асинхронним трафіком.

Для підключення до цього інтерфейсу використовується 6-контактний з'єднувач. Кабель, що використовується при цьому, має круглу форму і містить:

екрановану кручену пару А (ТРА), в якій використовується симетрична, різницева напруга (для забезпечення необхідної завадостійкості), а дані передаються в обох напрямках за допомогою схеми кодування NRZ 2 NRZ (Non-Return to Zero) -самосинхронізується схема кодування без повернення до нуля. . Фактично напруга становить 172-265 мВ;
екрановану кручену пару (ТРВ), що пересилає стробующий сигнал, який змінює стан щоразу, коли два послідовні розряди даних (на іншій парі) однакові (т.зв. кодування даних зі стробуванням - data- strobe encoding), і гарантує зміну стану в парі передачі даних чи стробирующих сигналів фронтом кожного розряду;
дроти, що забезпечують живлення невеликих пристроїв. При цьому по дроту VP подається напруга 8-40, що забезпечує навантаження до 1,5 А, а провід VG заземлений. Втім, існують варіанти з'єднання, в якому дроти живлення відсутні;
а також загальний екран, який ізольований від екранів пар та прикріплений до корпусів з'єднувачів.