Лекція. Послідовні шини usb і FireWire.

Послідовні шини дозволяють об'єднувати безліч пристроїв, використовуючи всього 1-2 пари проводів. Функціональні можливості цих шин набагато ширші, ніж у традиційних інтерфейсів локальних мереж, — USB і FireWire здатні передавати ізохронний трафік аудио- і відеоданих. Послідовні шини по своїй організації сильно відрізняються від паралельних. У послідовних шинах немає окремих ліній для даних, адреси і управління — всі протокольні функції доводиться виконувати, користуючись однією або двома (у FireWire) парами сигнальних проводів. Це накладає відбиток на побудову шинного протоколу, який в послідовних шинах будується на основі пересилок пакетів — певним чином організованих ланцюжків битий. Відмітимо, що в термінології USB пакети і кадри мають декілька інше трактування, ніж в мережах передачі даних. У паралельних шинах є можливості явної синхронізації інтерфейсної частини провідних і ведених пристроїв; виконання кожного кроку протоколу обміну може бути підтверджене, і, при необхідності, деякі фази обміну можуть продовжуватися на прохання» не успішного пристрою. У послідовних шинах такої можливості немає — пакет пересилається цілком, а синхронізація можлива тільки по потоку, що приймається, битий. Ці і інші особливості зближують послідовні шини з локальними мережами передачі даних.

Найбільшу популярність мають шини USB і FireWire, хоча остання поки що в РС-СОВМЕСТІМИХ комп'ютерах використовується не повсюдно. Послідовні шини FireWire і USB, маючи загальні риси, є, проте, істотно різними технологіями. Обидві шини забезпечують просте підключення великого числа ПУ (127 для USB і 63 для FireWire), допускаючи комутації і включення/виключення пристроїв при працюючій системі. По структурі топологія обох шин достатньо близька, але FireWire допускає велику свободу і просторову протяжність. Хаби USB входять до складу багатьох пристроїв і для користувача їх присутність часто непомітно. Обидві шини мають лінії живлення пристроїв, але допустима потужність для FireWire значно вища. Обидві шини підтримують технологію Рnр (автоматична конфігурація при включенні/виключенні) і знімають проблему дефіциту адрес, каналів DMA і переривань. Розрізняються пропускна спроможність і управління шинами.

Шина USB орієнтована на периферійні пристрої, що підключаються до РС. Ізохронні передачі USB дозволяють передавати цифрові аудіосигнали, а шина USB 2.0 здатна нести і відеодані. Всі передачі управляються централізований, і РС є необхідним вузлом, що управляє, знаходиться в корені деревовидної структури шини. Адаптер USB користувачі сучасних ПК отримують майже безкоштовно, оскільки він входить до складу всіх сучасних чіпсетів системних плат. Правда, адаптери USB 2.0 перший час випускатимуться у вигляді карт PCI. Безпосереднє з'єднання декількох РС шиною USB не передбачається, хоча випускаються «активні кабелі» для зв'язку пари комп'ютерів і пристрої-концентратори.

Шина FireWire орієнтована на пристрої побутової електроніки, які з її допомогою можуть бути об'єднані в єдину домашню мережу. До цієї мережі може бути підключений комп'ютер, і навіть не один. Принциповою перевагою шини 1394 є відсутність необхідності в спеціальному контроллері шини (комп'ютері). Будь-який передавальний пристрій може отримати смугу ізохронного трафіку і починати передачу по сигналу автономного або дистанційного управління — приймачі «почують» цю інформацію. За наявності контроллера відповідне ПО може управляти роботою пристроїв, реалізовуючи, наприклад, цифрову студію нелінійного відеомонтажа або забезпечуючи необхідними мультимедійними даними всіх зацікавлених споживачів інформації

1. Шина USB

USB (Universal Serial Bus — універсальна послідовна шина) є промисловим стандартом розширення архітектури РС, орієнтованим на інтеграцію з телефонією і пристроями побутової електроніки. Версія 1.0 була опублікована на початку 1996 року, більшість пристроїв підтримують версію 1.1, яка вийшла осінню 1998 року, — в ній були усунені виявлені проблеми першої редакції. Весною 2000 року опублікована специфікація USB 2.0, в якій передбачено 40-кратне підвищення пропускної спроможності шини. Спочатку (у версіях 1.0 і 1.1) шина забезпечувала дві швидкості передачі інформації: повна швидкість FS (full speed) — 12 Мбіт/с і низька швидкість LS (Low Speed) — 1,5 Мбіт/с. У версії 2.0 визначена ще і висока швидкість HS (High Speed) — 480 Мбіт/с, яка дозволяє істотно розширити круг пристроїв, що підключаються до шини. У одній і тій же системі можуть бути присутніми і одночасно працювати пристрої зі всіма трьома швидкостями. Шина з використанням проміжних хабов дозволяє сполучати пристрої, віддалені від комп'ютера на відстань до 25 м.