Что такое IEEE 1394?

Интерфейс IEEE 1394

Немного истории. 10 лет назад, на выставке IFA’95 в Берлине фирма Sony продемонстрировала первые промышленные модели цифровых видеокамер формата mini-DV. Это были камеры DCR-XV700 и DCR-XV1000 с выходным цифровым интерфейсом IEEE 1394 (FireWire) и новым для видеотехники 4-контактным разъемом DV Out. Уже в следующем году цифровые видеокамеры стали выпускаться и другими фирмами, в частности, появилась модель Panasonic NV-DS1, оснащенная двунаправленным интерфейсом DV In/Out и способная к цифровой записи как собственных съемок, так и аналоговых видеосигналов, поступающих на собственные разъемы Video и S-Video для композитного и раздельных видеосигналов.

С тех пор популярность интерфейса IEEE 1394, известного также как FireWire и i-Link, стала стремительно возрастать. Он стал обязательным для любой цифровой видеокамеры и поддерживается в большинстве современных ноутбуков.

А начиналось все гораздо раньше, когда Комитет по стандартам для микрокомпьютеров Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) решил объединить имеющиеся наработки по последовательной шине и создать быстродействующий универсальный интерфейс, обеспечивающий работу с мультимедийной информацией, накопителями, формирователями, визуализаторами и синтезаторами данных. Ведущим разработчиком такого интерфейса была фирма Apple, которая решила применять его в своих компьютерах под названием FireWire. В процессе выполнения этих работ организовался консорциум с участием компаний Compaq, Matsushita, Philips, Sony, Toshiba и др., в результате чего в конце 1995 года IEEE принял соответствующий стандарт под порядковым номером 1394. Любопытно, что в цифровых камерах Sony интерфейс IEEE 1394 появился под названием i-Link раньше этого события.

Что такое IEEE 1394? Это стандартная технология шины последовательной передачи данных для соединения компьютера с периферией. При этом обеспечиваются следующие преимущества:

· высокая скорость (100, 200, или 400 Мб/с для IEEE 1394a; 800 Мб/с для IEEE 1394b, в перспективе 1,6 и 3,2 Гб/с);

· поддержка “горячего” (Fire) подключения и отключения. Автоматическое распознавание присоединения и отсоединения аппаратуры и возможности делать это при работающем компьютере, т.е. даже тогда, когда шина работает в полном режиме;

· возможности общения аппаратуры с IEEE 1394 In/ Out между собой без компьютера. Широко применяется, например, для редактирования при прямой перезаписи информации с одной видеокамеры на другую;

· простота конфигурирования и широта возможностей . Шина позволяет подключать до 63 устройств без применения концентраторов. На одном устройстве может быть до 27 разъемов для подключения к компьютеру и другим устройствам. Шина поддерживает конфигурирование Plug&Play;

· использование кабелей малого диаметра и миниатюрных разъемов (4 или 6 контактов). Интересно, что разъем был заимствован у компьютерной игры Nintendo Gameboy, так как показал высокую износостойкость в условиях беспощадной эксплуатации;

· пакетная передача данных. Мультимедийные данные, например видеофильм, разбиваются на пакеты с интервалами между ними. Число пакетов определяется тем, какой длины фильм посылается, а в интервалах посылается служебная информация, например, «Стоп» или «Пуск».

· поддержка асинхронной и изохронной передачи данных. При асинхронной передаче получение каждого пакета данных проверяется, и, если он не получен или принят с повреждением, передача повторяется и ошибки исправляются;

· питание внешних устройств через кабель IEEE 1394.

Составляющие IEEE 1394. Функциональная схема интерфейса IEEE 1394 показана на рисунке 1. Здесь внизу находится физический уровень, на котором происходит перевод стыкуемых мультимедийных сигналов в компьютерные форматы или наоборот, с формированием, кодированием/декодированием и арбитражем, определяющим, в каком порядке устройства IEEE 1394, составляющие сеть, могут работать.

Рис. 1 Функциональная схема интерфейса IEEE 1394

На уровне обрабатываются и формируются пакеты данных, организуется их прием и передача. Этих уровней достаточно для изохронной передачи данных, когда контроль за передаваемой и получаемой информацией не ведется. При асинхронной передаче данных такой контроль производится на программном уровне обработке, где данные проверяются и отправляются потребителю, если ошибок не обнаружено. В противном случае процедуры на нижнем уровне повторяются до устранения ошибок. Физический уровень может содержать несколько разъемов FireWire, причем два любых устройства IEEE 1394 могут соединяться между собой “точка в точку”(point-to-point).

Как работает IEEE 1394? Процесс инициализации интерфейса начинается со сброса шины. При этом выясняется, один или несколько портов в системе имеется, и к каким из них подключены родительские и дочерние устройства. По этим данным строится дерево и определяется корневой узел сети.

Рис. 2. Дерево узлов IEEE 1394

Каждое из IEEE 1394-устройств получает идентификационный номер и данные, на каких скоростях могут работать его прямые соседи. Используется 64-битная прямая адресация (48 бит на узел и 16 для идентификации шины), позволяющая реализовать иерархическую адресацию для 63 узлов на 1023 шинах. По завершении инициализации начинает работать арбитраж, следящий за тем, чтобы работающие устройства друг другу не мешали. Поэтому устройство, готовое начать передачу, сначала посылает сигнал запроса своему родительскому устройству в дереве. Это устройство, получив запрос, формирует сигал запрета своим дочерним устройствам и передает запрос дальше, своему родительскому устройству и так далее, пока запрос не дойдет до корневого устройства. В свою очередь корневое устройство формирует сигнал, разрешающий передачу устройству, выигравшему арбитраж по времени, т.е. тому, запрос от которого получен первым. При этом устройство, проигравшее арбитраж, ждет, пока шина не освободится.

По сигналу разрешения начинается работа на уровне компоновки, где формируются пакеты данных по 512 байт с интервалами между ними и определяется их адресация. 160 бит в каждом пакете занимает заголовок, куда входит информация об отправителе и получателе пакетов, а также о циклическом коде CRC исправления ошибок. Передача данных начинается по получению ответа о готовности запрашиваемого устройства к приему информации.

В течении времени до 0,75 мс после отправки каждого пакета данных ожидается получение подтверждения об их получении в виде байтовой посылки. Далее следует интервал > 1 мс, разделяющий пакеты, и т. д.

Каждому устройству сети IEEE 1394 предоставляется возможность передавать данные один раз в течение каждого промежутка времени, распределяемого по всем узлам. Если этого времени оказывается недостаточно, передача завершается на следующих циклах. Так сделано для того, чтобы передача длинной информации одного из источников не могла блокировать работу остальных.

Изохронная передача данных применяется, например, в мультимедийных приложениях, когда приоритетом является минимум задержки на получение информации по сравнению с возможной потерей или ошибками какой-то ее части. В изохронном режиме данные передаются пакетами длительностью по 125 мс, т.е. чем выше скорость, тем больше данных может быть передано за это время. Пакеты следуют друг за другом, не ожидая байтов подтверждения получения. Для идентификации пакетов изохронной и асинхронной передачи промежуток между ними в первом случае короче, чем во втором. Это позволяет комбинировать и различать изохронные и асинхронные данные в каждом сеансе. На изохронные данные выделено до 85 % канала передачи, из которых устройство может занимать не более 65 %.

Интерфейсом IEEE1394 допускается одновременная передача информации на разных скоростях от разных устройств, причем способности их общения на какой-либо из скоростей определяются автоматически. Это делает интерфейс весьма дружественным, так как пользователю не нужно заботиться о правильности подключения устройств.

Кабели и разъемы. Для работы интерфейса на высоких скоростях потребовались кабели с временем распространения сигнала, не превосходящим допустимых пределов. Для IEEE 1394 это 144 нс, после чего принимается решение о недоступности адресуемого устройства. Устройство кабеля для IEEE 1394 поясняется рисунке 3.

Рис. 3. Разрез кабеля FireWire

Диаметр этого кабеля равен 6 мм, и он содержит три витые пары проводников диаметром 0,87 мм:, одна из которых типа 22 AWG предназначена для питания от 8 до 30 В внешней нагрузки до 1,5 А, а две другие - раздельно экранированные пары сигнальных проводов типа 28 AWG. Все проводники с изолирующим заполнением заключены в экранирующую фольгу и оболочку из поливинилхлорида. Таким образом, кабель имеет сложную конструкцию, и изготовить его самостоятельно вряд ли возможно.

Рис. 4. Разъемы IEEE 1394 (6 контактов)
А) блочный б) кабельный

На фотографиях разъемов IEEE 1394 (рис. 4), заимствованных у компьютерной игры Nintendo Gameboy, видно, что контакты здесь находятся в середине разъемов и по бокам защищены от доступа металлическим ободком и изолирующей прокладкой у кабельного разъема. Пара проводов, предназначенная для питания внешних устройств, например сканера, не требуется при работе с цифровыми видеокамерами, имеющими собственное питание.

Рис. 5. Кабель IEEE 1394 i-Link

Для такого применения IEEE 1394 разработаны однорядные 4-контактные разъемы и кабели, вид одного из которых, i-Link Sony, показан на фотографии (рис. 5). Длина этого кабеля 96 см.

IEEE 1394 a. Хотя шина FireWire оказалась очень удобной, работы по ее совершенствованию продолжаются. Так, 2000 году был утвержден стандарт IEEE 1394а с дополнениями, целесообразность которых выяснилась в процессе эксплуатации. В частности, введено время ожидания 1/3 секунды на сброс шины, пока не закончится переходной процесс установки надежного подсоединения или отсоединения устройства. Без этого иногда возникал не один, а целая серия сбросов шины по подключению нового устройства. Практика показала, что устройства IEEE 1394 могут быть несовместимыми, если пакеты в серии передаются с разной скоростью. По IEEE 1394а эта проблема решена добавлением сигнала скорости в каждый пакет, если скорость его передачи отличается от предыдущей. Предусмотрены также возможности программного отключения порта FireWire, включения аппаратуры и перевода ее в дежурный режим. Большое внимание разработчики уделили повышению эффективности шины за счет уменьшения общей длительности технологических промежутков, разделяющих пакеты записи. С этой целью по IEEE 1394а:

· Повторные байты подтверждения получения не ожидаются, после первого обнаружения такого байта передача продолжается без прерываний.

· Введена возможность неоднократного запроса на передачу одного устройства в одном цикле, если другим устройствам шина не нужна.

· Уменьшено время на сброс шины . По IEEE 1394 передающее устройство не обнаруживает сигнал сброса, пока не закончится передача текущего пакета данных. Поэтому сигнал сброса поддерживался в течение времени, большего, чем максимальное время передачи одного пакета. Если же сигнал сброса формируется по признаку выигрыша устройством арбитража, в этом нет необходимости, и по IEEE 1394a сброс шины выполняется по завершению передачи этого устройства.

· Предусмотрены возможности прикрепления пакетов информации к уже передающимся . За счет этого достигается экономия на времени арбитража.

IEEE 1394 b. Этот стандарт, первая версия которого принята в 2002 году, относится к последовательной шине с увеличенной до 800 Мб/с и 1,6 Гб/с пропускной способностью. В перспективе пропускная способность может возрасти и до 3,2 Гб/с. Основой интерфейса IEEE 1394b является кодирование 8В10В в соответствии с алгоритмами, применяемыми в оборудовании для гигабайтных сетей, и оптоволоконные линии связи. Введено также измерение времени отклика. Введение такого измерения позволило узнавать время поступления ответа и увеличить длину кабелей. По IEEE1394b она может достигать 100 метров, правда для этого должен применяться стеклянный оптоволоконный кабель. При использовании пластикового оптоволокна максимальная длина кабеля уменьшается до 50 метров, а пропускная способность до 200 Мб/с. Изменились и разъемы: теперь это 9-контактные двухрядные разъемы. Вид разъемов на кабельном переходнике 9↔4 контактов показан на рисунке 6.

Рис. 6. Кабельный переходник IEEE 1394

Этот переходник и ему аналогичный 9↔6 контактов обеспечивает кабельную совместимость шины IEEE 1394b с предшествующими версиями IEEE 1394. В новом стандарте предусмотрено два режима передачи данных: β-режим, когда общаются устройства, поддерживающие IEEE 1394b, и режим обратной совместимости, при котором возможно подключение к шине устройств IEEE 1394a и максимальная скорость автоматически уменьшается до 400 Мб/с.

Из других особенностей IEEE 1394b следует отметить новый способ арбитража. Если в предшествующих стандартах функцию арбитража выполняло корневое устройство, то теперь такую функцию выполняет любое устройство, постоянно посылающее сигналы запроса на передачу. Новый метод арбитража называется Bus Owner/Supervisor/Selector (BOSS). Его логическая схема показана на схеме, а принцип работы заключается в следующем.

Рис. 7. Арбитраж BOSS IEEE 1394b

Устройство, готовое к передаче данных, постоянно посылает сигналы запроса, но передача данных блокируется, пока на соответствующей шине присутствуют сигналы, передаваемые другим устройством. Как только последние прекращаются, по этой шине начинают передаваться сигналы ждущего устройства, в свою очередь блокирующего режимы передачи других устройств. Очевидно, что для работы системы арбитража BOSS шина данных должна быть двунаправленной. Поэтому такой арбитраж работает только в среде IEEE 1394b. Если в нее входит хотя бы одно другое устройство, для арбитража применяется ранее рассмотренный метод.

USB 2.0 и IEEE 1394а. Все современные компьютеры оснащены портами USB 2.0, которые являются быстродействующей версией получивших массовое распространение портов USB 1.1. Основная сфера применения USB 2.0 осталась прежней. Это подключение периферийных устройств типа мышек, цифровых фотокамер, картридеров и других устройств, не требующих гарантированно постоянной пропускной способности. USB 2.0 как и USB 1.1 использует 4-контактные разъемы, полностью совместимые между собой. Единственное отличие в подключении USB 2.0 и USB 1.1 заключается в том, что новый стандарт требует экранированных кабелей. Теоретическая скорость по USB 2.0 составляет 480 Мб/с, максимальная передаваемая мощность на питание внешних устройств - 2,5 Вт. Общение устройств стандарта USB 2.0 происходит по схеме Master/Slave, т. е. все потоки данных управляются компьютером, что замедляет работу интерфейса. Длина кабеля для соединения двух устройств по шине USB 2.0 не должна превышать 5 метров. Преимуществами USB 2.0 является большая распространенность, совместимость с USB 1.1 и дешевизна.

С продвижением USB 2.0 на рынке стали появляться устройства, например, внешние жесткие диски со сдвоенным интерфейсом или одни и те же модели с разными интерфейсами. Казалось бы, по USB 2.0 они должны работать быстрее, чем по IEEE 1394a, но на практике, при прочих равных условиях производительность по FireWire 400 получается лучше, причем почти без проблем с “горячим” подключением. Вероятно, новая версия USB будет работать стабильней, но IEEE 1394a к тому времени несколько устареет и будет заменяться на IEEE 1394b. Кроме того, архитектура USB 2.0 по гибкости несопоставима с IEEE 1394, особенно при работе с мультимедийной аппаратурой.

Таким образом, шина USB 2.0 эффективна для компьютерной периферии, низкоскоростной и со средними требованиями к пропускной способности. Она дешева и достаточно производительна для большинства задач. Шина FireWire гораздо гибче и отлично подходит для работы с мультимедиа. Цифровые видеокамеры и телевизоры, DVD-проигрыватели и игровые приставки - все это при наличии портов FireWire легко соединить между собой, причем не обязательно вокруг компьютера.

IEEE-1394 (называемый также FireWire) представляет собой высокоскоростной цифровой последовательный интерфейс, предназначенный для передачи любых цифровых данных. На сегодняшний день его активно используют в самых разных устройствах, включая не только PC, но и множество мобильных гаджетов.

Где он используется?

Разработка IEEE-1394 осуществлялась для того, чтобы предоставить пользователям высокоскоростной доступ к различным устройствам хранения данных, включая жесткие диски, а также CD- и DVD-приводы. При этом в планах было сделать такой интерфейс, который будет действительно универсальным, после чего использовать его в различных устройствах ввода, включая сканеры, фото- или же видеокамеры, а также прочую аудиовизуальную аппаратуру. Но при этом его превосходные параметры, такие как гибкость и предельная простота использования, вместе с возможностью при надобности отдавать при передаче приоритет той информации, для которой синхронизация по времени представляет собой критический фактор, в конечном итоге были признаны оптимальными для обеспечения нормальной передачи цифрового видео, вследствие чего по сегодняшний день не существует им какой-либо альтернативы. Первым аппаратным решением, в котором использовался интерфейс IEEE-1394, стали всевозможные платы, предназначенные для работы с цифровым видео.

Что он дает?

Данный стандарт позволяет комбинировать программные и для того, чтобы передавать информацию в потоке 100, 200 или 400 Мбит/с, при этом последние реализации обеспечивают еще более высокую скорость передачи. Связь между несколькими устройствами с интерфейсом IEEE-1394 активируется и выключается непосредственно в процессе работы (что получило название «горячее подключение»). Другими словами, им не требуется отключение питания или же перезагрузка.

Sony и ее разработки

Впервые преимущества IEEE-1394 начала использовать в своих разработках компания Sony, обратившая внимание на масштабируемость, скорость передачи информации, возможность обработки данных в реальном времени, простоту подключения, и при этом достаточно небольшую стоимость. Вследствие этого активно началась разработка специализированных заточенных под этот стандарт.

После выпуска своих специалисты компании Sony начали разрабатывать разнообразные решения, предназначенные для персональных компьютеров, цифровых приемников спутникового ТВ, цифровых видеомагнитофонов, а также различных винчестеров и приводов CD или DVD. Все эти устройства существенно расширяют общие возможности подключения различной видео- или аудиоаппаратуры к компьютерам, вследствие чего появилась возможность создания полноценной домашней аудиовизуальной сети.

Как это можно использовать?

Уже сегодня можно свободно интегрировать разнообразное оборудование с компьютером, обеспечивая таким образом эффективное управление любыми устройствами непосредственно со своего ПК. Из данного оборудования могут формироваться целые системы, объединенные стандартным соединением нескольких устройств между собой при помощи кабеля. Затем, используя персональный компьютер, выступающий в данном случае в качестве контроллера, можно проводить запись с CD-проигрывателя на небольшие мини-диски, проводить запись цифровых радиопередач, а также вводить любые видеофайлы в ПК, для того чтобы потом их монтировать и редактировать. Конечно, при этом будет сохранена возможность непосредственного обмена между видео- и аудиоборудованием без необходимости использования компьютера или же, наоборот, взаимообмена информацией между несколькими компьютерами точно так же, как в локальных сетях на основе стандартных Ethernet-технологий.

NEC и ее чип

Корпорация NEC практически сразу после выпуска стандарта IEEE-1394 объявила о том, что начинает разрабатывать чип, который будет использоваться для поддержки аппаратной маршрутизации между несколькими сетями, основанными на данном стандарте, а также обеспечивающего их нормальное взаимодействие в широкополосных домашних сетях данного стандарта. Такой двухпортовый чип оснащался специализированным микропрограммным программным обеспечением, в автоматическом режиме конфигурирующим сеть, а также предоставляющим возможность установки соединения между различными сетевыми устройствами, включая также устройства мобильной связи. В связи с этим есть возможность расширения домашней сети за границы какого-то определенного дома на дальность до одного километра.

Ответ от Sony

В это время компания Sony продолжает развитие концепции домашней сети, основывающейся на FireWire IEEE-1394, при этом в ближайших планах компании присутствует также дальнейшее поддержание разработок, отличающихся практической направленностью, а также собирается заниматься производством более скоростных, емких, а также компактных комплектующих, имеющих незначительное потребление энергии. Такие устройства должны будут отличаться достаточно широким диапазоном применений, а также дальнейшей интеграции в системные чипсеты, и компания уже давно предоставляет своим клиентам самую разнообразную бытовую технику, подключающуюся к домашней сети. Такая архитектура получила название HAVi, создавая своеобразный цифровой дом, основанный на FireWire IEEE-1394.

Стандарт в компьютерах

Стандарт IEEE-1394, фото кабеля с которым вы сможете увидеть ниже, привлек к себе внимание не только со стороны производителей различного медиаоборудования, но также и разработчиков, занимающихся изготовлением устройств для персональных компьютеров. С течением времени он превратился в основной сетевой стандарт, который существенно приблизил цифровую эпоху.

После того как вышла операционная система Windows Millennium, разработчики изначально одобрили поддержку локальных сетей, основанных на контроллерах IEEE-1394, характеристики которого на тот момент были более чем соответствующими. Такая сеть отличается достаточно высокой которая была в четыре раза больше по сравнению с использующимся на тот момент по сравнению с а также является предельно удобной для малого офиса или дома. Единственным удобством в процессе построения данной сети является то, что здесь присутствует небольшая предельная длина каждого сегмента. Для того чтобы устранить данный недостаток IEEE-1394, обзор и характеристики устройства показали, что наиболее оптимальным будет использовать специализированные усилители сигнала, а также всевозможные размножители-концентраторы, работающие на несколько портов. Такие устройства получили название «репитеры».

USB 2.0 vs IEEE-1394

Практически сразу выпущенный интерфейс USB 2.0 начал конкурировать с IEEE-1394. Обзор устройств показал, что первого интерфейса показывала 480 Мбит/с на тот момент, что было гораздо больше по сравнению с первой версией USB.

Шина USB сразу стала достаточно популярной, благодаря тому что являлась достаточно дешевым вариантом, имеющим поддержку контроллера, который можно встроить прямо в чипсеты для различных материнских плат. При этом практически сразу было заявлено, что скоростной формат сможет реализоваться в виде контроллера, встроенного в чипсет. Несмотря на все это, компания Microsoft сказала о том, что более приоритетным для нее является именно IEEE-1394 (порт), при этом USB отличается асинхронной передачей, вследствие чего нормально конкурировать с форматом FireWire с точки зрения передачи цифрового видео он не может.

Другими словами, любые устройства, использующие данный интерфейс, могут прекрасно взаимодействовать с различными персональными компьютерами, имеющими такой интерфейс, а также между собой. Таким образом, пользователи получили возможность высокоскоростной передачи, обработки и сохранения информации, не вызывая никаких ухудшений качества.

Контроллеры

В продаже появилась масса контроллеров, выпущенных самыми разными производителями. Первоначально получили широкое распространение контроллеры, поддерживающие стандарт OHCI, так как это было необходимо для обеспечения нормальной поддержки операционной системы Windows 2000, являющейся основной на тот момент.

Цены на различные адаптеры, поддерживающие IEEE-1394 интерфейс, являлись достаточно низкими и были доступны практически каждому. В частности были устройства, стоимость которых ниже 35. $

Сложно ли его устанавливать?

Установка данного контроллера являлась предельно простой, ведь, как уже говорилось выше, в Microsoft изначально предусматривалась поддержка именно этого интерфейса, и поэтому в операционной системе присутствовали все нужные компоненты. Достаточно было просто вставить диск с записанным на него дистрибутивом системы, и потом, если будет нужно, заниматься установкой всех нужных компонентов.

В преимущественном большинстве случаев контроллер FireWire разделял прерывание с USB-контроллером, однако никаких конфликтов не возникало даже в том случае, если они работали одновременно.

Стоит отметить несколько плат, которые в некоторых компьютерах присутствуют даже по сегодняшний день.

Datavision DV Capture

Данная плата является стандартной для семейства плат IEEE-1394, область применения которой достаточно широка. В преимущественном большинстве случаев она представляет собой PCI-плату, имеющую два или даже три дополнительных внешних порта, а также один внутренний. В первоначальной поставке предусматривается безликое программное обеспечение, предназначенное для монтажа видеофайлов. Такие платы использовались многими производителями, но все они были одинаковыми. Цены их разные, и в комплекте может присутствовать или отсутствовать кабель, предназначенный для подключения различных FireWire-устройств.

DVeasy

Данная плата является практически такой же, как предыдущая, однако в данном случае отсутствуют внутренние порты IEEE-1394. Что это такое, понимали немногие, так как есть масса причин, обуславливающих необходимость присутствия хотя бы одного внутреннего порта, однако производители данных плат посчитали иначе, при этом стоимость платы установили точно такую же, как и в стандартных устройствах.

Отличием данной платы среди остальных является то, что в ней присутствует достаточно нетрадиционное программное обеспечение, предназначенное для монтажа видео, и интерфейс его является больше похожим на фактический стандарт в данной области. В частности,стоит отметить, что данное ПО предусматривало разнообразные полезные элементы, включая фоновый рендеринг, помогающий «скрасить» ожидание конечного результата.

Dazzle DV-Elitor

После того как скорость обработки данных ноутбуками практически сравнялось со скоростью работы персональных компьютеров, разнообразные портативные решения начали все чаще использоваться для того, чтобы обеспечивать ввод и дальнейшее редактирование видео прямо на ходу, а также для использования множества другой FireWire-периферии. Такие комплекты предоставляют возможность пользователям ноутбука подключать абсолютно любые устройства, использующие стандарт IEEE-1394, к карточке PCMCIA Type II. В стандартном комплекте данной карты присутствует специализированный четырехпроводной кабель. К сожалению, есть достаточно большое количество устройств с данным интерфейсом, для которых нужно использовать шестипроводной кабель, вследствие чего работать они с этой картой не смогут.

В комплекте поставки присутствует упрощенная версия программы Video Studio 4, которая предназначается для того, чтобы редактировать и вводить видеофайлы. Программа является достаточно простой в освоении, но благодаря специализированной технологии SmartRender значительно снижается общее время работы, что обеспечивается предельно детальным просчетом эффектов только в процессе финального экспорта уже готового файла.

Карта является достаточно доступной в плане стоимости большинству современных пользователей, а также оснащается интегрированным кабелем. Однако при этом стоит отметить, что отсутствие питания серьезно ограничивает функциональность данной карты по сравнению с аналогичными устройствами.

Таким образом, у пользователей есть возможность выбрать одну из нескольких карт, сравнить их характеристики и определиться с тем, какой именно вариант является наиболее подходящим под их условия. Но в общем и целом его использование является не таким актуальным при существующих интерфейсах USB 3.0 и других.

Следовало бы начать с перечисления правил, которым нужно следовать при захвате видео с цифровой видеокамеры. Но все гораздо проще! Правило одно — захват производится только по интерфейсу IEEE 1394 (он же FireWire , он же iLink ). За путаницу в названиях можно поблагодарить пиар-технологов компаний, пытавшихся в свое время перетянуть одеяло на себя, «застолбив» за фирмой свое, собственное имя стандарта. К великой радости новичков, данный интерфейс все чаще называют с виду безликим IEEE 1394 , и все реже мелькают сбивающие с толку «фирменные» наименования.

Возможно, кто-то спросит: а как же порт USB? С какой целью производитель добавил в камеру еще и этот интерфейс? А предназначен он всего лишь для копирования цифровых фото с карты памяти, редкая камера теперь не обладает возможностью делать цифровые снимки. Если же у кого-то из читателей «знакомый недавно слил видео по USB», совет один: осторожно поинтересуйтесь, уж не на мобильном ли своем телефоне ваш знакомый просматривает такое видео?

И все же, «справедливости ради и порядка для»: USB и карты памяти используются не только ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО для фотографий. Дело в том, что некоторые модели камер всё же позволяют при помощи фирменных утилит захватывать DV-видео по USB2.0, хотя правильным назвать этот способ можно с большой с натяжкой.

В любой цифровой видеокамере присутствует гнездо, внешне напоминающее порт mini-USB, однако оно имеет меньшие размеры и часто обозначается буквами DV и рядышком i . Тем, у кого есть не очень старый ноутбук, не приходится задумываться — скорее всего в нем уже есть встроенный порт IEEE 1394, а в комплекте с таким ноутбуком имеется и шнур. Только подключай! Но что же делать владельцам стандартных коробок из магазина, называемых «домашний компьютер»? Редко у кого из них на материнской плате присутствует такой порт. Да и при покупке компьютера, конечно же, не задумывались о возможности обработки видео. Решение — на рисунке. Стандартная PCI плата IEEE-1394 и шнур к ней, производитель себя не называет (видимо, из скромности).

С виду — сама невзрачность, да и стоимость такого добра нынче около $10-15. Но это — все, что требуется для «правильного» перегона цифрового видео на жесткий диск компьютера для дальнейшей обработки. Если вы, конечно, запаслись необходимой программой. Впрочем, дальнейшие искания убедят вас, что пресловутый захват вполне можно производить и с помощью «программ-комбайнов», а то и вовсе с помощью встроенного в Windows XP хоть и примитивного, но видеоредактора, называемого Windows Movie Maker .

Итак, распечатывайте эту фотографию и — в ближайшую лавку компьютерных комплектующих! Пусть вас не смущает цена, ведь не секрет, что за одну лишь яркую наклейку с именем известного производителя подчас просят втрое против noname-изделия. Как правило, платы и кабели «врассыпуху» от неизвестных производителей работают ничуть не хуже тех, что продаются в красочных коробках. Если же хотите прежде услышать мнения других людей, прочтите соответствующее в форуме.

И, наконец, последний совет (если вы еще не ушли в магазин). Захватите с собой вашу видеокамеру. Дело в том, что производители встраивают в камеры разные типы портов IEEE 1394: 4 или 6-пиновые. Соответственно, в продаже могут быть и разные платы, разные кабели. Попросите продавца подобрать вам такую плату и такой кабель, которые подходят друг к другу, и, разумеется, к вашей камере.

Остается лишь вставить плату в PCI-слот компьютера (в Windows XP драйверы установятся автоматически), и подключить камеру. Имейте в виду: чтобы ваша камера опозналась системой как цифровое видеоустройство, она должна быть включенной и находиться в режиме Play, при этом те камеры, где есть переключатель режимов Video/Memory, должны быть включены в режим Video. В процессе установки драйверов могут быть затребованы необходимые файлы, находящиеся на диске с драйверами к вашей камере.

Если вы подключили все как полагается, в Диспетчере устройств появятся два новых пункта:

А в трее рядом с часами появится значок, обозначающий готовое к работе цифровое видеоустройство:

Теперь ваша камера может работать в связке с компьютером как DV-камкордер, подчиняясь командам управляющей программы. Об этих программах читайте в соответствующем разделе Путеводителя .

Внешний вид современного персонального компьютера радует глаз. Серенькие китайские «тазики» давно канули в Лету. Фирмы-производители корпусов соревнуются, предлагая покупателю ультрасовременный дизайн на любой вкус, но если посмотреть на заднюю стенку «системника», создается впечатление, что за последние 10-15 лет ничего не изменилось: та же путаница кабелей, множество разъемов самых разных форм и размеров…

В декабре 1995 года был утверждён стандарт под названием IEEE-1394 (IEEE – Institute of Electrical and Electronic Engineers, 1394 – порядковый номер стандарта). Новый стандарт сулил фантастические по тем временам скорости обмена и удобство подключения оборудования.

Такое положение дел – следствие идеологической ошибки, допущенной на самых ранних этапах развития персоналок. Тогда никому и в голову не приходила идея о необходимости создания единого программно-аппаратного интерфейса для связи ПК с периферийным оборудованием. Для клавиатуры использовали разъем DIN, для принтера – LPT, для мыши – COM, причем разъемы COM существовали в двух конструктивах. Потом для подключения мыши и клавиатуры стали использовать разъемы mini-DIN (PS/2), свои разъемы устанавливались на звуковых картах для джойстиков и на SCSI-контроллерах. Словом, подключение периферийного оборудования к ПК стало для пользователей причиной изрядной головной боли, а для производителей периферии сложившаяся ситуация грозила падением объема продаж и снижением доходов. Со всей остротой встал вопрос о создании единого программно-аппаратного интерфейса для подключения к ПК любого периферийного оборудования.

В середине 90-х годов фирма Intel объявила о создании USB – Universal Serial Bus и начала активно продвигать свою разработку на рынок, однако первой была все-таки не она.

Для цифровых видеокамер IEEE-1394 оказался единственно возможным внешним интерфейсом.

Еще в 1986 году Комитет по стандартам микрокомпьютеров поставил перед своими специалистами задачу по созданию универсального I/O (Input/Output) внешнего интерфейса, пригодного как для работы с мультимедиа, так и для работы с накопителями данных и другой периферией вроде принтеров и сканеров. В результате почти десятилетней работы в декабре 1995 года был утверждён стандарт под названием IEEE-1394 (IEEE – Institute of Electrical and Electronic Engineers, 1394 – порядковый номер стандарта). Новый стандарт сулил фантастические по тем временам скорости обмена и удобство подключения оборудования. Пожалуй, главный вклад в разработку нового стандарта внесла американская фирма Apple, которая традиционно считается законодателем мод в области ПК. Вскоре Apple зарегистрировала товарный знак «FireWire» и начала использовать новый стандарт в своих компьютерах. В апреле 1997 года поддержка FireWire впервые появилась в составе операционной системы Mac OS, а массовое появление периферии с интерфейсом FireWire началось в 1999 году, когда он стал стандартным компонентом всех профессиональных компьютеров Power Macintosh G3 и G4, а с осени – потребительских систем iMac DV.

Распространению FireWire в значительной степени способствовало то обстоятельство, что для цифровых видеокамер IEEE-1394 оказался единственно возможным внешним интерфейсом, и было принято решение использовать IEEE-1394 как стандартный интерфейс для них. Первыми цифровыми камерами с FireWire были модели DCR-VX1000 и DCR-VX700 фирмы Sony, но вскоре, оценив преимущества нового интерфейса, его стали использовать и другие производители. В настоящее время все современные цифровые видеокамеры имеют интерфейс IEEE-1394.

Что представляет собой FireWire

FireWire – это по сути высокоскоростная последовательная шина, обеспечивающая «горячее» подключение до 63 устройств с полной поддержкой принципа Plug-and-Play. Передача данных осуществляется по тонкому и гибкому кабелю длиной до 4,5 метров со скоростью 50 МБ/с (400 Мбит/с).

Интерфейс IEEE-1394 условно разбит на три уровня: физический уровень, уровень компоновки данных и уровень обработки.

Главными особенностями IEEE-1394 являются:

Высокая скорость передачи данных;
Поддержка «горячего» («fire», то есть без отключения питания и/или перезагрузки операционной системы) подключения периферийного оборудования;
Возможность питания подключаемых устройств от блока питания компьютера через IEEE-1394 кабель;
Возможность строить сети различной конфигурации из самых разных устройств. Это означает, что оборудование с интерфейсом IEEE-1394 можно соединять не только с ПК, но и друг с другом, причем конфигурирование сети выполняется автоматически;

Использование последовательной шины вместо параллельного интерфейса. Благодаря этому стало возможным использовать тонкие (диаметром всего лишь 6 мм) кабели и миниатюрные разъемы;
Поддержка асинхронной и синхронной передачи данных. Синхронная передача данных, как правило, применяется в мультимедийных приложениях, где временные задержки недопустимы, а асинхронная – при передаче файлов, где потеря даже одного пакета является критичной.

Интерфейс IEEE-1394 условно разбит на три уровня: физический уровень, уровень компоновки данных и уровень обработки (см. рис 1).

Рис. 1 Функциональная схема интерфейса IEEE 1394

Физический уровень с помощью устройств интерфейса носителей, кодирования-декодирования сигнала и арбитража шины обеспечивает преобразование и передачу электрических сигналов по кабелям и управление каналом, то есть определение последовательности доступа к нему подключенных устройств.

Уровень компоновки данных с помощью приемника и передатчика пакетов, а также устройства управления циклом обеспечивает пересылку данных по сети FireWire-устройств.

Физический уровень и уровень компоновки данных являются аппаратными (Hardware) и представляют собой специализированные микросхемы.

На уровне обработки происходит проверка наличия и целостности полученных пакетов. Если какой-либо пакет не принят или принят с ошибками, осуществляется возврат на физический уровень и повторное получение данных.

Если к ПК подключено более одного FireWire-устройства, автоматически создается логическая сеть

Если к ПК подключено более одного FireWire-устройства, автоматически создается логическая сеть по следующему алгоритму.

При подключении или отключении какого-либо FireWire-устройства происходит инициализация сети, которая начинается со сброса шины. Затем по определенному алгоритму строится логическое дерево и определяется корневой узел сети. Одно из устройств будет являться родительским, а остальные – дочерними, причем для каждого порта строится свое дерево. На этапе самоидентификации каждое устройство получает свой идентификационный номер (ID) в пределах дерева. Одновременно определяются скорости передачи информации, которые может обеспечить каждое устройство.

Рис. 2. Дерево узлов IEEE 1394

После окончания инициализации сеть переходит в рабочий режим. Арбитраж работы в сети осуществляет родительское устройство. Дочернее устройство, пославшее запрос на канал первым, выигрывает арбитраж и получает доступ к каналу. Одновременно остальным дочерним устройствам доступ к нему запрещается. Для того чтобы какое-нибудь одно устройство монопольно не захватило канал, введены специальные интервалы равнодоступности (fairness interval). В течение одного интервала каждое устройство получает однократную возможность передачи данных. После передачи порции данных доступ устройства к шине блокируется. Чтобы вновь получить доступ к шине, ему необходимо дождаться конца интервала равнодоступности и начала следующего цикла.

По сигналу разрешения начинается работа на уровне компоновки, где формируются пакеты данных по 512 байт с интервалами между ними, и определяется их адресация. 160 бит в каждом пакете занимает заголовок, куда входит информация об отправителе и получателе пакетов, а также о циклическом коде CRC исправления ошибок. Передача данных начинается по получению ответа о готовности запрашиваемого устройства к приему информации.

В течение времени до 0,75 мс после отправки каждого пакета данных ожидается получение подтверждения об их получении в виде байтовой посылки. Далее следует интервал > 1 мс, разделяющий пакеты, и т. д.

Синхронная передача данных применяется, в мультимедийных приложениях, когда приоритетом является минимум задержки на получение информации по сравнению с возможной потерей или ошибками какой-то ее части.

Синхронная передача данных применяется, как уже говорилось, в мультимедийных приложениях, когда приоритетом является минимум задержки на получение информации по сравнению с возможной потерей или ошибками какой-то ее части. В этом режиме данные передаются пакетами длительностью по 125 мс, т.е. чем выше скорость, тем больше данных может быть передано за это время. Пакеты следуют друг за другом, не ожидая байтов подтверждения получения. Для идентификации пакетов синхронной и асинхронной передачи промежуток между ними в первом случае короче, чем во втором. Это позволяет комбинировать и различать синхронные и асинхронные данные в каждом сеансе. На синхронные данные выделено до 85% канала передачи, из которых устройство может занимать не более 65%.

Как уже говорилось, при синхронной передаче данных проверка целостности информации не выполняется, поэтому пакеты механически следуют один за другим.

Кабели и разъемы

Поскольку скорость передачи информации весьма высока, для IEEE-1394 используют специальные кабели (см. рис. 3). Диаметр такого кабеля равен 6 мм, он содержит три витые пары проводников диаметром 0,87 мм, одна из которых типа 22 AWG предназначена для питания напряжением от 8 до 30 В и током до 1,5 А внешней нагрузки, а две другие – раздельно экранированные пары сигнальных проводов типа 28 AWG. Все шесть жил кабеля закрыты общим плетеным металлическим экраном и защищены изоляцией из ПВХ.

Рис. 3. Разрез кабеля FireWire

После долгих поисков удалось подобрать прочный и компактный разъем, который можно подключать вслепую. Его взяли от игровой приставки Nintendo GameBoy. По конструкции разъем напоминает отечественный разъем типа РША: силовые и сигнальные контакты размещены по центру и защищены прочным прямоугольным пластмассовым кожухом, два угла которого скошены, чтобы исключить неправильное подключение (рис. 4, 5).

Для устройств, не использующих питание по кабелю FireWire, в частности для цифровых видеокамер, предусмотрели облегченный четырехжильный кабель с миниатюрным разъемом. Длина такого кабеля равна 96 см. Как правило, материнские платы компьютеров, поддерживающие FireWire, имеют в комплекте планку с обоими типами разъемов (рис. 6).

Рис. 6. Кабель IEEE 1394 i-Link

IEEE 1394a

При переносе FireWire с «Маков» на платформу РС появились неприятные проблемы, связанные с совместимостью «железа». Поэтому в 2000 году была принята новая редакция стандарта – IEEE 1394a. Стандарт стал более четким, в него были внесены усовершенствования, улучшившие производительность. В частности, было введено время ожидания 1/3 секунды на сброс шины до окончания переходного процесса подключения или отключения устройств. Без этого иногда возникал не один, а целая серия сбросов шины по подключению нового устройства.

Практика показала, что устройства IEEE 1394 могут оказаться несовместимыми, если пакеты в серии передаются с разной скоростью. В IEEE 1394а эта проблема решена путем добавления сигнала скорости в каждый пакет, если скорость его передачи отличается от предыдущей. Предусмотрены также возможности программного отключения порта FireWire, включения аппаратуры и перевода ее в дежурный режим. Большое внимание разработчики уделили повышению эффективности шины за счет уменьшения общей длительности технологических промежутков, разделяющих пакеты записи. С этой целью по IEEE 1394а:

Повторные байты подтверждения получения не ожидаются, после первого обнаружения такого байта передача продолжается без остановок;
Введена возможность неоднократного запроса на передачу от одного устройства в одном цикле, если другим устройствам шина не нужна;
Уменьшено время на сброс шины. В IEEE 1394 передающее устройство не обнаруживает сигнал сброса, пока не закончится передача текущего пакета данных. Поэтому сигнал сброса поддерживался в течение времени, большего, чем максимальное время передачи одного пакета. Если же сигнал сброса формируется по признаку выигрыша устройством арбитража, в этом нет необходимости, и в IEEE 1394a сброс шины выполняется по завершению передачи этого устройства;
Предусмотрены возможности прикрепления пакетов информации к уже передающимся пакетам, за счет чего достигается экономия на времени арбитража.

IEEE 1394b

Эта версия стандарта, принятая в 2002 году, рассчитана на последовательную шину с увеличенной до 800 Мб/с и 1,6 Гб/с пропускной способностью. В перспективе пропускная способность может возрасти и до 3,2 Гб/с. Основой интерфейса IEEE 1394b является кодирование 8В10В в соответствии с алгоритмами, применяемыми в оборудовании для гигабайтных сетей и в оптоволоконных линиях связи. Введено измерение времени отклика, что позволило работать со стеклянными оптоволоконными кабелями длиной до 100 метров. При использовании пластикового оптоволокна максимальная длина кабеля уменьшается до 50 метров, а пропускная способность до 200 Мб/с. Изменились и разъемы: теперь это 9-контактные двухрядные разъемы. Вид разъемов на кабельном переходнике 9↔4 контактов показан на рисунке 7.

Рис. 7. Кабельный переходник IEEE 1394

Этот переходник и ему аналогичный 9↔6 контактов обеспечивает кабельную совместимость шины IEEE 1394b с предшествующими версиями IEEE 1394. В новом стандарте предусмотрено два режима передачи данных: β‑режим, когда общаются устройства, поддерживающие IEEE 1394b, и режим обратной совместимости, при котором возможно подключение к шине устройств IEEE 1394a и максимальная скорость автоматически уменьшается до 400 Мб/с.

Из других особенностей IEEE 1394b следует отметить новый способ арбитража. Если в предшествующих стандартах функцию арбитража выполняло корневое устройство, то теперь такую функцию выполняет любое устройство, постоянно посылающее сигналы запроса на передачу. Новый метод арбитража называется Bus Owner/Supervisor/Selector (BOSS). Его логическая схема показана на рисунке 8, а принцип работы заключается в следующем.

Рис. 8. Арбитраж BOSS IEEE 1394b

В новом стандарте предусмотрено два режима передачи данных: β-режим, когда общаются устройства, поддерживающие IEEE 1394b, и режим обратной совместимости, при котором возможно подключение к шине устройств IEEE 1394a и максимальная скорость автоматически уменьшается до 400 Мб/с.

USB 2.0 и IEEE 1394а

Все современные компьютеры оснащены портами USB 2.0, которые являются быстродействующей версией получивших массовое распространение портов USB 1.1. Основная сфера применения USB 2.0 осталась прежней. Это подключение периферийных устройств типа мышей, цифровых фотокамер, картридеров и других устройств, не требующих гарантированно постоянной пропускной способности. USB 2.0, как и USB 1.1, использует 4-х контактные разъемы, полностью совместимые между собой. Единственное отличие в подключении USB 2.0 и USB 1.1 заключается в том, что новый стандарт требует экранированных кабелей. Теоретическая скорость по USB 2.0 составляет 480 Мб/с, максимальная передаваемая мощность на питание внешних устройств – 2,5 Вт. Общение устройств стандарта USB 2.0 происходит по схеме Master/Slave, т. е. все потоки данных управляются компьютером, что замедляет работу интерфейса. Длина кабеля для соединения двух устройств по шине USB 2.0 не должна превышать 5 метров. Преимуществами USB 2.0 является большая распространенность, совместимость с USB 1.1 и дешевизна.

Теоретическая скорость по USB 2.0 составляет 480 Мб/с, максимальная передаваемая мощность на питание внешних устройств – 2,5 Вт.

Преимуществами USB 2.0 является большая распространенность, совместимость с USB 1.1 и дешевизна.

С продвижением USB 2.0 на рынке стали появляться устройства, например, внешние жесткие диски со сдвоенным интерфейсом или одни и те же модели с разными интерфейсами. Казалось бы, по USB 2.0 они должны работать быстрее, чем по IEEE 1394a, но на практике, при прочих равных условиях производительность по FireWire 400 получается лучше, причем почти без проблем с «горячим» подключением. Вероятно, новая версия USB будет работать стабильней, но и IEEE 1394a к тому времени несколько устареет и будет заменяться на IEEE 1394b. Кроме того, архитектура USB 2.0 по гибкости несопоставима с IEEE 1394, особенно при работе с мультимедийной аппаратурой.

Таким образом, шина USB 2.0 эффективна для компьютерной периферии, низкоскоростной и со средними требованиями к пропускной способности. Она дешева и достаточно производительна для большинства задач. Шина FireWire гораздо гибче и отлично подходит для работы с мультимедиа. Цифровые видеокамеры и телевизоры, DVD-проигрыватели и игровые приставки – все это при наличии портов FireWire легко соединить между собой, причем не обязательно вокруг компьютера.

Перевод

«Покажите нам, что индустрия приняла её, и тогда мы тоже её поддержим»

Взлёт и падение FireWire - IEEE 1394 , стандарта интерфейса, способного похвастаться высокоскоростной связью и поддержкой изохронного трафика [поток данных, передаваемых с постоянной скоростью, в котором все последовательно передаваемые блоки данных строго взаимно синхронизированы с большой точностью – прим. перев.] – одна из самых трагических историй из области компьютерных технологий. Стандарт был выкован в огне совместной работы. Общие усилия нескольких конкурентов, включая Apple, IBM и Sony, сделали FireWire триумфом дизайна. Он представлял унифицированный стандарт для всей индустрии, одну последовательную шину, чтобы всеми править. Будь у FireWire реализован весь потенциал, он мог бы заменить SCSI и весь огромный бардак портов и кабелей, ютящихся у задней стенки настольного компьютера.

Однако ведущий создатель FireWire, Apple, практически убила его ещё до того, как он успел появиться хоть в одном устройстве. В результате компания из Купертино убила стандарт фактически, как раз когда казалось, что его доминирование в индустрии приближается.

История выхода на рынок FireWire и выпадение его из фавора сегодня служит жёстким напоминанием того, что ни одна, сколь угодно многообещающая, хорошо спроектированная или полюбившаяся всем технология, не застрахована от внутренней и внешней политической борьбы корпораций или от нашего нежелания выходить из зоны комфорта.

Начало

«Началось всё в 1987 году», – рассказал нам Майкл Джонас Тинер, главный архитектор FireWire. Тогда он был системным архитектором в департаменте маркетинга National Semiconductor, насаждал технические знания среди мало в этом понимающих продажников и маркетологов. Примерно в то время начались разговоры о необходимости создания нового поколения архитектур внутренних шин передачи данных. Шина – это канал, по которому различные данные могут передаваться между компонентами компьютера, а внутренняя шина нужна картам расширения, таким, как научные инструменты или выделенная обработка графики.

Институт инженеров электротехники и электроники (IEEE) быстро уловил появление новых попыток создания трёх несовместимых стандартов - VME, NuBus 2 и Futurebus. Организация презрительно относилась к подобным инициативам. Вместо этого они предложили всем – почему бы не поработать вместе?

Тинера назначили председателем нового проекта по объединению индустрии вокруг единой архитектуры последовательной шины. Последовательная – значит, передача осуществляется по биту за раз, а не по нескольку бит одновременно – параллельная передача быстрее при той же частоте, но у неё выше накладные расходы, и при увеличении частот возникают проблемы с эффективностью.

«Довольно быстро появились люди – включая товарища по имени Дэвид Джеймс, в то время работавшего в архитектурной лаборатории Hewlett-Packard – говорившие: "Да, нам тоже нужна последовательная шина", - рассказал Тинер. – "Но мы хотим, чтобы от неё были отводы для соединений с низкоскоростными периферийными устройствами", типа дисководов для гибких дисков или клавиатур с мышами, и всякого такого».

Входит Apple

Тинер устроился в Apple в 1988-м. Вскоре после этого компания начала поиски преемника Apple Desktop Bus, ADB, использовавшейся для низкоскоростных устройств типа клавиатур и мышей. Apple нужно было, чтобы следующая версия поддерживала и передачу аудиосигналов. А у Тинера было как раз то, что нужно.

Но ранний прототип FireWire оказался слишком медленным. Самые первые варианты предлагали скорость в 12 мегабит в секунду (1,5 Мб/с); Apple хотела 50. Компания боялась, что придётся переходить на дорогую оптику.

Чтобы решить проблему смешанного использования, Тинер и Джеймс – также пришедший в Apple – изобрели изохронный метод передачи – то есть, передачу через регулярные интервалы. Это гарантировало время прибытия данных. Гарантированное время означает, что устройство может более эффективно обрабатывать сигналы с высоким битрейтом, и что в устройстве не будет переменных задержек – задержка в те несколько миллисекунд, что требуются на прохождения интерфейса, всегда будет одной и той же, вне зависимости от обстоятельств. Это делает изохронную передачу идеальной для мультимедиа – для профессиональной работы с аудио и видео, для которой ранее требовалось специальное железо.

Apple назначила в группу аналоговых инженеров Роджера ван Бранта и Флорин Опреску для разработки физического уровня – проводов и идущих по ним электрических сигналов – и для внедрения технологии в ускоренный интерфейс. Ван Брант понял, что можно избежать использования оптики, а вместо неё взять скрученные провода. Дополнительная скорость обошлась без увеличения стоимости.

«Примерно в то же время кто-то в IBM (вот уж удивительно) занимался поисками замены SCSI, - вспоминает Тинер. – И поскольку мы тоже использовали SCSI, мы подумали – может, нам использовать нашу идею для её замены. Мы объединили усилия. Но им хотелось уже скорости в 100 Мбит/с».

Чтобы добиться увеличения пропускной способности, команда обратилась к компании STMicroelectronics. Эти ребята владели трюком, способным удвоить пропускную способность кабеля при помощи хронометрирования (проще говоря, координации поведения разных элементов в контуре) под названием DS-кодирование.

Теперь им был нужен коннектор. «У нас был приказ сделать его уникальным, чтобы любой мог посмотреть на него и сразу понять, что это», – вспоминает Тинер. У Маков того времени было три разных круглых коннектора. У ПК тоже была кучка похожих друг на друга коннекторов.

Они спросили местного эксперта из Apple, какой коннектор им взять. Он отметил, что кабель для Nintendo Game Boy отличался уникальным видом, и они могут сделать его уникальным для своего проекта, поменяв контакты местами. Коннектор сможет использовать ровно ту же технологию, те же штырьки и прочее, но при этом выглядеть по-другому. Что ещё лучше, кабель для Game Boy был первым из популярных, перенёсших хрупкие штырьки внутрь кабеля. Таким образом, когда штырьки изнашивались, можно было просто купить новый кабель, а не заменять и не чинить устройство.

Итоговая спецификация растянулась на 300 страниц – сложная технология с элегантной функциональностью. Её приняли в 1995 году как IEEE 1394, она допускала скорость работы до 400 мегабит (50 Мб) в секунду, одновременно в обоих направлениях по кабелям длиной до 4,5 м. Кабели могли питать подсоединённые устройства током до 1,5 А (и до 30 В). На одной шине могли разместиться до 63 устройств, и все они позволяли подключение и отключение на лету. Всё настраивалось автоматически после подключения, вам не нужно было думать о терминаторах сети или адресах устройств. И у FireWire был свой микроконтроллер, так что он не зависел о флуктуаций в загрузке CPU.

Что в имени?

Первое рабочее название FireWire, ChefCat, было взято из мультика, персонаж которого был на любимой кружке Тинера. Но накануне Comdex "93, крупной торговой выставки компьютерной индустрии, инженеры предложили в качестве возможного официального названия «Firewire». Маркетингу оно понравилось, хотя они сказали, что «w» нужно сделать заглавной. Так на выставке его формально и представили.

Кроме Texas Instruments, называвшей его Lynx, американские и европейские производители оставили такое название. В Японии всё было по-другому [как всегда]. Sony решила использовать название i.LINK и «DV-input», и заставила большую часть индустрии потребительской электроники делать то же самое. «Официально это было сделано из-за того, что японцы боятся огня, – говорит Тинер. – У них было много пожаров и много сгоревших домов».

Это казалось глупым. Однажды он после работы напоил своих друзей из Sony, и те раскрыли ему настоящую причину, скрывавшуюся в ценности названия. «Sony когда-то не хотела использовать марку Dolby, потому что Dolby звучало лучше, чем Sony, – рассказывает Тинер. – Не как технология, а просто как имя». И с FireWire получилось так же. «Они сравнили FireWire и Sony, и решили, что FireWire звучит круто, а Sony – скучно».

Sony всех спасает

Sony, возможно, и усложнила, и запутала рынок своим i.LINK и своим дурацким четырёхштырьковым коннектором (созданным, к досаде Тинера, без консультации с другими участниками консорциума). Но японский электронный гигант заслуживает похвалы за вывод технологии на рынок.

Большую часть 1990-х в Apple царил беспорядок. Эрик Сиркин, директор Macintosh OEM в New Media Division, рассказал, что ситуация была похожей на маниакально-депрессивный психоз. «Один год компания пыталась соревноваться по ценам с ПК, поскольку совет директоров считал, что она теряет долю рынка», – сказал он. Компания удвоила ставку на потребительское железо и эффективность продукции для снижения стоимости. «В следующем году, – продолжает Сиркин, – после того, как они отвоевали долю рынка, они поняли, что у них нет инноваций. Так что они метнулись в другую сторону».

Инновации FireWire как технологии привлекали внимание технопрессы. Журнал Byte дал ей награду «самая важная технология». Но в Apple, как вспоминает Тинер, для поддержания проекта на плаву требовалось поддерживать заговор между совместно работавшими сотрудниками из Apple и IBM. Каждая из половин команды говорила своим маркетологам, что эту технологию собираются использовать другие компании.

Но получить финансирование – не означает выйти на рынок. Лица, принимавшие решения в инженерной и маркетинговой группах не захотели добавлять технологию FireWire в Мак. «Они заявляли: "Покажите нам, что индустрия приняла её, и тогда мы тоже её поддержим" », - объясняет Сиркин. Это была их технология, но они не хотели первыми её продвигать.

В какой-то момент FireWire даже отменили. Команда неистово искала другого спонсора. Сиркин был впечатлён технологией и считал, что она может помочь Мак выделиться, так что он согласился взять её под своё крыло и продвигать компаниям, занимающимся потребительской электроникой. Он и евангелист Джонатан Зар отвезли её в Японию, где собрали хорошую контактную базу, благодаря его предыдущим работам с полупроводниками в Xerox PARC и Zoran Corporation.

Индустриальный отдел Sony увидел потенциал в FireWire. Команда пыталась завоевать новый рынок цифрового видео, располагавшийся чуть ниже профессионального, и они разрабатывали новый стандарт DV. Вскоре индустриальный отдел Sony пригласил поучаствовать Philips и некоторые другие японские компании. «Они пригласили и Apple, – сказал Сиркин, – из-за FireWire». Через год первые DV-камеры уже готовили для рынка – с поддержкой соединения по FireWire.

«А затем Apple начала просыпаться, – вспоминает Сиркин. – Компьютерщики говорили: О боже мой, оно становится стандартом». А требования IEEE гласили, что все стандарты необходимо предоставлять по лицензии с оплатой формальной стоимостьи.

«Чтобы создать что-либо, связанное с FireWire, нужно было заплатить $50 000 вперёд, – рассказал он нам. – Один раз. А после этого не нужно было ничего платить». По распоряжению Microsoft – гигант ПО волновался, что Apple решит обмануть индустрию с лицензированием – Сиркин оформил всё в виде контракта.

Intel присоединилась к проекту в 1996-м. Она повлияла на комитет Open Host Standards Committee (OHSC), разработавший стандарт реализации FireWire на компьютерном железе. Intel приготовилась добавить его в свои чипсеты, что означало бы, что FireWire мог бы присутствовать практически во всех новых компьютерах.

Большая часть команды FireWire ушла из Apple примерно в это время, из продолжавшегося внутреннего хаоса. Сиркин попытался организовать стартап на основе FireWire. «Мне это не удалось, и я прекратил попытки и занялся чем-то другим», – рассказал он нам. Тинер и ещё несколько инженеров сформировали компанию Zayante, работавшую по контракту с Intel над реализацией FireWire, а с Hewlett-Packard над созданием принтеров с поддержкой FireWire.

Будущее казалось радужным. FireWire был быстрее и разностороннее другого нового стандарта, USB, с пустяковой максимальной скоростью в 12 Мбит/с, зависевшей от нагрузки CPU (что означало, что реальная скорость передачи была меньшей). Технология получила хорошую прессу. Она даже выиграла Emmy. Казалось, что в следующие пару лет она появится в каждом новом компьютере, и ею будут пользоваться профессионалы из мира аудио и видео. Изготовители жёстких дисков начали переход с SCSI на FireWire для внешних устройств. Уже велись разговоры о размещении технологии в машинах, аэрокосмических аппаратах, домашних сетях, цифровых телевизорах и практически везде, где сегодня можно найти USB.

И в январе 1999 даже Apple, наконец, начала встраивать FireWire в Маки. До этого вам нужно было приобретать PCI-карту расширения.

Начало конца

Несмотря на рост продаж Маков, финансовая ситуация Apple оставалась плачевной. Компании требовалось больше прибыли. Узнав о сотнях миллионов долларов прибыли, получаемой IBM с патентов, директор Apple Стив Джобс запустил изменение в политике лицензирования FireWire. Apple решила требовать по $1 за каждый порт (то есть для устройств с двумя портами - $2).

Индустрия потребительской электроники пришла в ярость. Все посчитали это неподходящим и несправедливым. Intel отправляла своего генерального технического директора к Джобсу на переговоры, но встреча закончилась плохо. Intel решила отказаться от поддержки FireWire, завершить попытки встраивания интерфейса в чипсеты, и поддержать USB 2.0, максимальная скорость которого должна была составить 480 мбит/с (на практике она была около 280, то есть порядка 30-40 Мб/с).

Сиркин считает, что Microsoft могла переломить новую политику лицензирования, процитировав предварительно заключённое соглашение. «Должно быть, Microsoft его выкинула», – предположил он, поскольку «оно бы остановило Apple».

«Они могли бы сказать: Смотрите, вот на что ваша команда соглашалась, а теперь вы нарушаете это соглашение».

Через месяц Apple снизила плату до 25 центов на одну систему, с распределением денег между всеми обладателями патентов. Но было поздно – Intel возвращаться не собиралась.

Это был смертельный удар по FireWire на рынке ПК. Продавцы ПК с удовольствием включили бы что угодно, встроенное в чипсет от Intel (например, USB), но ничего другого, кроме, разве что, выделенной графической или звуковой карты. «Они настолько беспокоятся за стоимость, что добавление ещё одного интерфейса не рассматривается», – сказал Тинер.

Не смогли спасти положение и более быстрые и улучшенные версии технологии (более эффективной была версия FireWire 400, за которой последовала FireWire 800, появившаяся в Маках, а затем FireWire 1600 и 3200, которые там уже не появлялись). Не смогла этого сделать и Apple, использовавшая FireWire в первом поколении iPod. Технология исчезла с ПК в течение 2000-х.

Тинер пытался уговорить торговую ассоциацию 1394 перенести FireWire на технологию Ethernet/IEEE 802, поскольку Apple – купившая его проблемную компанию – хотела от неё работы на больших расстояниях. «Ответом было оглушительное молчание, – рассказал он нам. – Они не хотели этим заниматься». Тинер уверен, что причиной всему то, что никто не «хотел быть первым и выйти из зоны комфорта» без секретной поддержки со стороны Apple.

FireWire ушла с Маков между 2008-м (когда вышел MacBook Air без порта FireWire) и 2012-м (когда вышел последний Мак с портом FireWire). Её по-прежнему поддерживают через адаптер для Thunderbolt или внешний хаб, но это уже устаревшая технология – ею пользуются люди, всё ещё не отказавшиеся от устройств на FireWire.

Элегия умершей технологии

Сегодня FireWire исчезает. Её место в верхнем сегменте рынка занял Thunderbolt. На другом конце, где больше объёмы, USB 2.0 уступила место более быстрой USB 3.0, которую сейчас заменяет USB-C – стандарт, поддерживаемый и защищаемый Apple. У него небольшие, более простые коннекторы, которые можно подсоединять вверх ногами, и вдвое большая теоретическая скорость (10 Гбит/с), а также большее разнообразие, чем у USB 3.0. Она может питать HDMI и DisplayPort через адаптер, а также поддерживает всю толпу USB устройств, от 1.0 до 3.1.

Скорости в сетях всех размеров так велики, что потребности в чём-то вроде FireWire уже нет. «Пакеты могут прибыть быстрее, чем они будут востребованы, настолько всё быстро работает, – отмечает Сиркин. – Поэтому о синхронизации беспокоиться уже не нужно». И всё же интересно думать о том, как близко FireWire подошёл к повсеместности – и всё провалилось из-за близоруких действий самой инновационной компании в области вычислений и потребительской электроники.

«Apple создала образ, который невозможно было изменить на рынке – образ лидера и инноватора, – рассказал нам Сиркин. – Стив Джобс помог его создавать. Но в начале 90-х она уже не была инноватором. Она просто выкручивала рукоятку до упора. Немного улучшала процессоры, немного улучшала экраны. Улучшала софт».

«Я думаю, что суть истории в том, что FireWire отражает состояние Apple той эпохи», – продолжал он. Apple перестала видеть себя в роли инноватора. «И появилась очень инновационная технология, которую она просто отказалась использовать в своих компьютерах. Apple лишь нашла другую компанию, в этом случае, Sony, ухватившуюся за эту идею. И после того, как она понравилась Sony, за неё ухватилась и Apple».

Теги:

Добавить метки