8 Шина Firewire. Стандарт ieee 1394.

FireWire был создан компанией Apple и принят в качестве стандарта IEEE 1394 High Performance Serial Bus в 1995 году. Этот стандарт очень похож на стандарт универсальной последовательной шины (USB). Создатели FireWire преследовали несколько целей, а именно хотели обеспечить:  Быструюпередачуданных  Способность подключать к шине много устройств  Простоту использования  Возможность подключения в горячем режиме (без снятия напряжения)  Передачу питающего напряжения по тому же кабелю, по которому передается информация  Режим подключения Plug-and-play  Низкую стоимость прокладки кабеля  Низкую стоимость внедрения системы Что представляет собой стандарт FireWire?  FireWire – метод передачи информации между цифровыми устройствами, в частности между оборудованием для записи и воспроизведения звука и видео. Соединение FireWire, известное также как IEEE 1394, отличается высокой скоростью передачи данных, последняя версия обеспечила скорость до 800 мегабит в секунду. Когда производители модернизируют современные кабели FireWire, ожидается достижение неимоверной скорости 3,2 гигабит в секунду.  К шине FireWire можно подключить до 63 устройств. Ее поддерживают как операционная система Windows (98 и более поздние версии), так и Mac OS (8.6 и более поздние версии). Допустим, вы подключили к своему домашнему компьютеру цифровую видеокамеру. При запуске компьютер производит опрос всех подключенных к шине устройств и присваивает каждому из них адрес. Этот процесс называется перечислением. В FireWire используется технология plug-and-play, поэтому при подключении к этой шине нового устройства операционная система автоматически обнаруживает его и выдает сообщение пользователю о необходимости вставить диск с драйвером. Если драйвер устройства уже установлен, компьютер активирует его и начинает обмениваться с ним информацией. Устройства FireWire можно подключать в «горячем» режиме, то есть подсоединять и отсоединять в любое время, даже когда они находятся во включенном состоянии. Характеристики FireWire Исходная версия FireWire, FireWire 400 (1394a), к моменту своего появления была быстрее USB. FireWire 400 все еще используется в наши дни и характеризуется следующими параметрами:  Скорость передачи данных до 400 мегабит в секунду  Максимальное расстояние между устройствами 4,5 метра (длина кабеля) Разрыв между этими соревнующимися стандартами был ликвидирован, когда появился стандарт USB 2.0 со скоростью обмена данными до 480 мегабит в секунду и расстоянием между устройствами до 5 метров. Однако в 2002 году в компьютерах начали использовать FireWire 800 (1394b), а стандарт USB 2.0 остался невостребованным. FireWire 800 обладает следующими возможностями:  Скорость передачи данных до 800 мегабит в секунду  Максимальное расстояние между устройствами 100 метров (длина кабеля)  Более быстрый стандарт 1394b характеризуется обратной совместимостью с 1394a.  Сравнение FireWire и USB Ключевым отличием FireWire от USB является то, что этот стандарт предназначен для устройств, работающих со значительно большими объемами данных, например, для видеокамер, проигрывателей DVD и цифровой звуковой аппаратуры. FireWire и USB имеют ряд близких характеристик, однако обладают и рядом важных отличий.  Если не вспоминать о скорости передачи данных, USB 2.0, в отличие от FireWire, требует наличия центрального компьютера, к которому должны подключаться устройства для обмена данными. Соединение FireWire децентрализованное, то есть, например, допускает обмен данными между двумя камерами стандарта FireWire без привлечения компьютера.

IEEE 1394 (FireWire, i-Link)

Последовательная высокоскоростная шина, предназначенная для обмена цифровой информацией между компьютером и другими электронными устройствами. Различные компании продвигают стандарт под своими торговыми марками: Apple — FireWire Sony — I.LINK Yamaha — mLAN TI — Lynx Creative — SB1394

Преимущества

• Горячее подключение — возможность переконфигурировать шину без выключения компьютера

• Различная скорость передачи данных — 100, 200 и 400 Мбит/с в стандарте IEEE 1394/1394a, дополнительно 800 и 1600 Мбит/с в стандарте IEEE 1394b и 3200 Мбит/с в спецификации S3200.

• Гибкая топология — равноправие устройств, допускающее различные конфигурации (возможность «общения» устройств без компьютера)

• Высокая скорость — возможность обработки мультимедиа-сигнала в реальном времени

• Поддержка изохронного трафика

• Поддержка атомарных операций — сравнение/обмен, атомарное увеличение (операции семейства LOCK — compare/swap, fetch/add и т. д.).

• Открытая архитектура — отсутствие необходимости использования специального программного обеспечения

• Наличие питания прямо на шине (маломощные устройства могут обходиться без собственных блоков питания). До полутора ампер и напряжение от 8 до 40 вольт.

• Подключение до 63 устройств.

Шина IEEE 1394 может использоваться для:

• Создания компьютерной сети.

• Подключения аудио и видео мультимедийных устройств.

• Подключения принтеров и сканеров.

• Подключения жёстких дисков, массивов RAID.

9 Пропускная способность интерфейса. "Горячее подключение". Технология Plug'n'Play.

«Горячее подключение»: теория и пример конструкции

Системы высокой готовности, такие как серверы, сетевые коммутаторы,устройства хранения данных RAID и другие устройства коммуникационной инфраструктуры, разрабатываются таким образом, чтобы обеспечить нуле вое время простоя в течение всего их жизненного цикла. Если компонент такой системы выходит из строя или требует замены по другой причине, он должен быть заменен без прерывания работы всей системы. Плата или мо дуль должны быть извлечены и заменены, в то время как система остается включенной и работающей. Этот процесс называют «горячее подключение».

Для того чтобы горячее подключение было безопасным для аппаратуры, применяются разъемы с длинными контактами, которые обеспечивают подключение «земли» и питания прежде остальных линий. Кроме того, на каждой подключаемой плате или модуле имеется «контроллер горячего подключения», который отвечает за безопасное извлечение и подключение модуля к системе, находящейся под напряжением. Во время работы этотконтроллер также обеспечивает непрерывную защиту от короткого замыкания и от перегрузки по току.

Несмотря на то, что ток при подключении модуля может быть весьма большим, часто случается, что разработчик не уделяет должного внимания всем тонкостям проектирования таких схем. Однако известно, что «дьявол — в деталях», поэтому рассмотрим работу схемы контроллера горячего подключения и постараемся осветить принципы проектирования и критерии оптимального выбора компонентов на примере разработки устройства с контроллером

ADM1177 фирмы Analog Devices.

Топология схемы «горячего подключения» Напряжение питания в системах высокой готовности обычно составляет –48 или +12 В,и поэтому необходима различная конфигурация схем горячего включения. Для системы с напряжением –48 В нужен контроллер отрицательного провода питания, для системы +12 В — положительного, кроме того,нужны соответствующие ключевые транзи-сторы MOSFET.

Напряжение –48 В традиционно для систем телекоммуникации. Примеры — это системы ATCA, оптические сети, базовые станции и блэйд-серверы (серверы с высокойплотностью компоновки). Так как напряжение питания обеспечивалось аккумуляторами, было выбрано напряжение –48 В как достаточно высокое для передачи питанияи сигнала на большие расстояния и в то жевремя достаточно низкое для обеспечения безопасности при работе. Отрицательная полярность была выбрана потому, что в присутствии влаги и при движении ионов металла от анода к катоду устройство меньше подвергается коррозии, если на массу подключен положительный электрод.Однако в системах передачи данных, где расстояние — не пределяющий фактор, более разумно было использовать напряжение

+12 В, что сделало это напряжение популярным в блэйд-серверах и сетевых устройствах.

Plug and Play (сокр. PnP)

Дословно переводится как «включил и играй (работай)» — технология, предназначенная для быстрого определения и конфигурирования устройств в компьютере и других технических устройствах. Изначальная технология называлась NuBus и была разработана Western Digital. Шина NuBus позволяла добавлять устройства и настраивать их программными средствами. Технология PnP основана на использовании объектно-ориентированной архитектуры, ее объектами являются внешние устройства и программы. Операционная система автоматически распознает объекты и вносит изменения в конфигурацию абонентской системы.