5.3.2. Цикл пдп - Удлиненный цикл

Удлиненный цикл ПДП выполняется контроллером ПДП также как и нормальный цикл, за исключением того, что при удлиненном цикле сигнал I/O CH RDY не разрешается в соответствующее время после того, как командный сигнал будет разрешен. Контроллер ПДП продолжает разрешать командные сигналы до тех пор, пока УВВ не разрешит сигнал I/O CH RDY. Период времени, на который удлиняется цикл, в этом случае кратен удвоенному периоду SYSCLK, хотя и не синхронен с SYSCLK.

ПРИМЕЧАНИЕ: Сигналы адреса LA<23...0> во время обычного цикла доступа должны записываться в регистр ресурсами доступа для запоминания адреса в течении всего цикла. В отличие от обычных циклов, при выполнении циклов ПДП эти адресные сигналы истинны в течении всего цикла ПДП.

ВНИМАНИЕ! Каналы ПДП, которые используются внешними платами для захвата шины, должны быть запрограммированы в каскадном режиме.

5.4. Цикл Захвата Шины

Любая внешняя плата, установленная в [8/16] слот, может стать задатчиком на шине ISA. Захват шины внешняя плата должна начать с разрешения сигнала DRQ канала ПДП, предварительно запрограммированного в каскадный режим. Канал ПДП, запрограммированный в каскадном режиме, считает, что все циклы ПДП были выполнены внешним ресурсом - в данном случае внешней платой. Контроллер ПДП отвечает внешней плате разрешением сигнала -DACK; внешняя плата в ответ на -DACK разрешает сигнал-MASTER. После разрешения сигнала -MASTER внешняя плата должна ждать некоторое время, после чего может начинать свои циклы доступа.

Шина USB (Universal Serial Bus - универсальная последовательная шина) появилась по компьютерным меркам довольно давно - версия первого утвержденного варианта стандарта появилась 15 января 1996 года. Разработка стандарта была инициировна весьма авторитетными фирмами - Intel, DEC, IBM, NEC, Northen Telecom и Compaq.         Основная цель стандарта, поставленная перед его разработчиками - создать реальную возможность пользователям работать в режиме Plug&Play с периферийными устройствами. Это означает, что должно быть предусмотрено подключение устройства к работающему компьютеру, автоматическое распознавание его немедленно после подключения и последующей установки соответствующих драйверов. Кроме этого, желательно питание маломощных устройств подавать с самой шины. Скорость шины должна быть достаточной для подавляющего большинства периферийных устройств. Попутно решается историческая проблема нехватки ресурсов на внутренних шинах IBM PC совместимого компьютера - контроллер USB занимает только одно прерывание независимо от количества подключенных к шине устройств.

Практически все поставленные задачи были решены в стандарте на USB и весной 1997 года стали появляться компьютеры, оборудованные разъемами для подключения USB устройств (см. фото слева), но периферия с подключением к USB  до середины 1998 года  так практически и не появилась. В чем дело? Почему только к концу 1998 года уже существенно активнее производители оборудования стали предлагать на рынке устройства с USB интерфейсом? Этому есть несколько объяснений:

• отсутствие острой необходимости для пользователей настольных компьютеров в устройствах с полной поддержкой Plug&Play. Периферия к настольному компьютеру подключается, как правило, всерьез и надолго и особой нужды в частой смене периферии у подавляющего большинства пользователей нет.

• более высокая стоимость устройств с USB по сравнению с аналогичными устройствами, имеющими стандартные интерфейсы

• отсутствие поддержки со стороны производителей программного обеспечения и, главным образом, Microsoft, хотя она и была одним из авторов стандарта. Только в Windows 98 появилась полная поддержка USB, а в Windows NT она только должна быть в 1999 году.

Сейчас USB стала активно внедряться производителями компьютерной периферии. Сенсацией стало наличие в компьютере iMAC фирмы Apple Computers только USB в качестве внешней шины.

Технические характеристики

Возможности USB следуют из ее технических характеристик:

• Высокая скорость обмена (full-speed signaling bit rate) - 12 Mb/s

• Максимальная длина кабеля для высокой скорости обмена - 5 m

• Низкая скорость обмена (low-speed signaling bit rate) - 1.5 Mb/s

• Максимальная длина кабеля для низкой скорости обмена - 3 m

• Максимальное количество подключенных устройств (включая размножители) - 127

• Возможно подключение устройств с различными скоростями обмена

• Отсутствие необходимости в установке пользователем дополнительных элементов, таких как терминаторы для SCSI

• Напряжение питания для периферийных устройств - 5 V

• Максимальный ток потребления на одно устройство - 500 mA (это не означает, что через USB можно запитать устройства с общим током потребления 127 x 500 mA=63.5 A)

Поэтому целесообразно подключать к USB практически любые периферийные устройства, кроме цифровых видеокамер и высокоскоростных жестких дисков. Особенно удобен этот интерфейс для подключения часто подключаемых/отключаемых приборов, таких как цифровые фотокамеры. Конструкция разъемов для USB рассчитана на многократное сочленение/расчленение. Возможность использования  только двух скоростей обмена данными ограничивает применяемость шины, но существенно уменьшает количество линий интерфейса и упрощает аппаратную реализацию. Питание непосредственно от USB возможно только для устройств с малым потреблением, таких как клавиатуры, мыши, джойстики и т.п.

Топология

Такой иконой официально обозначается шина USB как в Windows 98, так и на задних стенках компьютеров (к сожалению, далеко не всех), а также на всех разъемах USB. Эта икона на самом деле правильно отображает идею топологии USB. Топология USB практически не отличается от топологии обычной локальной сети на витой паре, обычно называемой "звездой". Даже терминология похожа - размножители шины также называются HUB'ами.

 

Условно дерево подключения USB устройств к компьютеру можно изобразить так (цифрами обозначены периферийные устройства с USB интерфейсом):

Вместо любого из устройств может также стоять HUB. Основное отличие от топологии обычной локальной сети - компьютер (или host устройство) может быть только один. HUB может быть как отдельным устройством с собственным блоком питания, так и встроенным в периферийное устройство. Наиболее часто HUB'ы встраиваются в мониторы и клавиатуры

На рисунке выше показан пример правильного соединения периферийных устройств в условную USB сеть. Так как обмен данными по USB идет только между компьютером и периферийным устройством (между устройствами обмена нет), то устройства с большими объемами приема и/или передачи данных должны подключаться либо к самому компьютеру, либо к ближайшему свободному узлу. В данном случае наивысший трафик у колонок (~1.3 Mb/s), затем идут модем и сканер, подключенные к HUB'у в мониторе и завершают цепь клавиатура, джойстик и мышь, трафик у которых близок к нулю. Может возникнуть вопрос - почему колонки имеют такой высокий трафик? Дело в том, что колонки с USB интерфейсом существенно отличаются от обычных. Для использования таких колонок НЕ ТРЕБУЕТСЯ звуковая карта. Драйвер колонок отправляет оцифрованный звук сразу в колонки, где с помощью АЦП (ADC) он преобразуется в аналоговый сигнал и подается на динамики.

Кабели и разъемы

Сигналы USB передаются по 4-х проводному кабелю, схематично показанному на рисунке ниже:

 

 

 

Здесь GND - цепь "корпуса" для питания периферийных устройств, VBus - +5V также для цепей питания. Шина D+ предназначена для передачи данных по шине, а шина D- для приема данных. Кабель для поддержки полной скорости шины (full-speed) выполняется как витая пара, защищается экраном и может также использоваться для работы в режиме минимальной скорости (low-speed). Кабель для работы только на минимальной скорости (например, для подключения мыши)  может быть любым и неэкранированным. Разъемы, используемые для подключения периферийных устройств, показаны на рисунке ниже.

Разъемы серии "А"		Разъемы серии "В"
предназначены ТОЛЬКО для подключения к источнику, т.е. компьютеру или HUB'у.		предназначены ТОЛЬКО для подключения к периферийному устройству
	Вилка типа "A".		Вилка типа "B".
	Розетка типа "А"		Розетка типа "В"

Как видно из рисунка, невозможно подключить устройство неправильно, так как разъем серии "А" можно подключить только к активному устройству на USB - HUB'у или компьютеру, а серии "В" только к собственно периферийному устройству.

USB разъемы имеют следующую нумерацию контактов:

Номер контакта	Назначение	Цвет провода
1	V BUS	Красный
2	D -	Белый
3	D +	Зеленый
4	GND	Черный
Оплетка	Экран	Оплетка

 

Цоколевка разъемов USB

Розетка типа 'A'		Розетка типа 'B'

 

Вилка типа 'A'		Вилка типа 'B'

 

Какие устройства есть или будут использовать USB

В режиме низкой скорости:

• Клавиатуры

• Мыши

• Джойстики

• Матричные принтеры

• Дигитайзеры

• Цифровые фотокамеры

• Модемы для обычных телефонных линий

• Цепи управления монитором компьютера

В режиме высокой скорости:

• Колонки

• ISDN модемы

• Внешние накопители класса Iomega Zip

• Офисные АТС

• Лазерные и струйные принтеры

Развитие USB

           В 1999 году тот же консорциум компьютерных компаний, который инициировал разработку первой версии стандарта на шину USB, начал активно разрабатывать версию 2.0 USB, которая отличается тем, что полоса пропускания шины увеличена в 20 (!) раз, до 250 Mbits/s, что делает возможным передачу видеоданных по USB и делает ее прямым конкурентом IEEE-1394 (FireWire).            Совместимость всей ранее выпущенной периферии и высокоскоростных кабелей полностью сохраняется и сохраняется одно из самых главных достоинств USB - низкая стоимость контроллера. Контроллер стандарта 2.0 также предполагается интегрировать в chipset.            Все хорошо, но есть одно но: шина IEEE-1394 уже весьма активно используется даже в бытовых цифровых видеокамерах, для нее есть платы видеомонтажа и при постоянном падении цен на цифровые видеокамеры она будет использоваться все шире и шире. Новая же версия USB должна быть только окончательно разработана к середине 2000 года, а первые устройства с поддержкой нового варианта USB должны появиться не ранее конца 2000 года. Для компьютерной индустрии это очень большие сроки. Уже в июле 1999 года, например, фирма ASUSTeK Computers выпускает первую материнскую плату (P3B-1394) со встроенным контроллером IEEE-1394. Наверняка это не останется незамеченным и другие производители также начнут выпускать подобные платы. Поэтому к моменту выхода устройств на USB 2.0 место под солнцем может быть уже занято.

 Ultra DMA/66           Появление очередного стандарта на IDE интерфейс вызвано острой необходимостью - IDE жесткие диски со скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин начали выпускаться в заметных объемах, и ничего не мешает увеличить скорость до 10000 об/мин. При таких скоростях считывания скорость передачи данных по интерфейсу становится немаловажным фактором, влиящим на быстродействие компьютера в целом. Кроме этого, надо учитывать желание производителей жестких дисков поостоянно подстегивать интерес к новым технологиям и тем самым постоянно стимулировать спрос на их продукцию.           Перед разработчиками стандарта стояла задача - увеличить вдвое скорость передачи данных, не потеряв в надежности и, самое главное, не вызвав повышения стоимости реализации интерфейса как на самом IDE устройстве, так и в контроллере IDE. Кроме этого, необходимо сохранить совместимость сверху вниз, так как низкоскоростные IDE устройства, такие как магнитооптические накопители, CD-ROM приводы и жесткие диски , выпущенные ранее, должны работать с контроллерами UDMA/66 без каких-либо проблем. Основное преимущество работы IDE устройств с поддержкой нового стандарта явствует из названия Ultra DMA/66 - скорость обмена по новому интерфейсу равна 66 MB/c.     Скорость обмена (max.) Тип разъма Количество проводников в кабеле CRC контроль DMA Mode 1 11.1 MBytes/s 40-выводов IDE 40 Нет Multi-word DMA Mode 1 13.3 MBytes/s 40-выводов IDE 40 Нет Multi-word DMA Mode 2 16.6 MBytes/s 40-выводов IDE 40 Нет Ultra ATA Mode 2 33.3 MBytes/s 40-выводов IDE 40 Да Ultra ATA Mode 4 66.6 MBytes/s 40-выводов IDE 80 Да Главное отличие нового стандарта - увеличенная в два раза скорость обмена. Поскольку длительность каждого сигнала на IDE соответственно также уменьшается в два раза, то резко возрастает угроза влияния помех на сигналы интерфейса. Уже при разработке стандарта UltraDMA/33 был применен метод CRC (Cyclical Redundancy Check - циклический контроль с избыточным кодом) и данные тем самым контролировались на всей цепи их прохождения. CRC сохранился в качестве метода контроля целостности данных, но, кроме этого, пришлось впервые (с момента появления IDE интерфейса) изменить кабель, показанный на рисунке ниже. Теперь кабель имеет 80 проводников при тех же 40 контактах. Во всем остальном стандарт полностью совместим со своими предшественниками. Любой жесткий диск с интерфейсом UltraDMA/66 будет работать с любым контроллером IDE и наооборот. Единственное жесткое условие - жесткий диск стандарта UltraDMA/66 будет работать с соответствующим контроллером только через специальный кабель. Как видно на фотографии ниже, внешне кабель для UltraDMA/66 отличается только более тонкими проводниками и разница эта не очевидна (если только рядом не лежит обычный IDE кабель). Проще всего отличить один кабель от другого по цвету разъемов. На кабелях для UltraATA/66 голубой разъем ВСЕГДА подключается к контроллеру, а черные разъемы - к периферийным устройствам. На фотографии верхний кабель - обычный IDE кабель, ниже - кабель для UltraDMA/66. Первые жесткие диски с поддержкой нового стандарта были выпущены фирмой Western Digital в декабре 1998 года.          В заключении хотелось бы предостеречь от больших надежд на качественный скачок в производительности дисковой подсистемы компьютера после появления и внедрения UltraDMA/66. Реально скорость работы в 66 MBytes/sec будет достигаться только при работе с буфером на жестком диске. Поэтому при работе с жестким диском, имеющим размер буфера до 512 kBytes, можно ручаться за то, что никакого реального прироста производительности дисковой подсистемы при замене диска и контроллера с UltraDMA/33 на UltraDMA/66 не произойдет. Какое-то повышение производительности будет заметно на жестких дисках с буфером 2 MBytes и больше. Скорее всего размер буфера и дальше будет расти, так как только в этом случае рост скорости интерфейса будет заметен.          Многие проводят параллели между SCSI и IDE, так как скорость SCSI интерфейса также постоянно растет. Но эти сопоставления неправомерны - на одной SCSI шине может быть до 15 устройств и при размере буфера на каждом, например, 2 MBytes, контроллер должен иметь возможность непрерывно оперировать с 30 MBytes данных и для этого просто необходимо иметь высокие скорости на SCSI интерфейсе. На IDE шине в принципе возможно подключение только двух устройств и поэтому скорость интерфейса такого существенного значения не имеет.          Результаты практического применения UltraDMA/66 можно посмотреть здесь. Ultra ATA/100          В самом начале 2000 года появились первые соообщения об очередном развитии IDE интерфейса - Ultra ATA/100 и в июне того же года Intel выпустила первый контроллер, поддерживающий новый вариант IDE интерфейса. Этот контроллер получил название 82801BA ICH2 и входит в состав наборов i820e и i815e. Первый жесткий диск с новым интерфейсом выпустила фирма Maxtor также в середине 2000 года.   Скорость обмена (max.) Тип разъма Количество проводников в кабеле CRC контроль DMA Mode 1 11.1 MBytes/s 40-выводов IDE 40 Нет Multi-word DMA Mode 1 13.3 MBytes/s 40-выводов IDE 40 Нет Multi-word DMA Mode 2 16.6 MBytes/s 40-выводов IDE 40 Нет Ultra ATA Mode 2 33.3 MBytes/s 40-выводов IDE 40 Да Ultra ATA Mode 4 66.6 MBytes/s 40-выводов IDE 80 Да Ultra ATA Mode 5 100 MBytes/s 40-выводов IDE 80 Да          Принцип функционирования Ultra ATA/100 не существенно отличается от UltraDMA/66 (Ultra ATA/66). После получения информации от жесткого диска о его поддержке режима Ultra ATA/100 драйвер IDE соответствующим образом программирует IDE контроллер и просто повышается тактовая частота работы на интерфейсе. Внутренняя частота контроллера в этом режиме становится 133 MHz, но, поскольку сигналы записи на диск формируются контроллером, а сигналы чтения с диска собственно диском и есть значительная разница в способах формирования сигналов записи и чтения, чтение диска выполняется со скоростью 100 MBytes/s, в то время как запись только со скоростью 88.9 MBytes/s. Несимметричность интерфейса, пожалуй, главная особенность нового варианта IDE.           Для работы с конкретным диском по Ultra ATA/100 совершенно необязательно поддержка этого режима другими устройствами на том же канале IDE. Обмен данными по Ultra ATA/100 возможен между контроллером и именно тем устройством, которое этот режим поддерживает.          Никаких конструктивных изменений новый интерфейс не требует. Подходит тот же кабель, что и для Ultra DMA/66.  Serial ATA          Последовательный IDE, или более правильно ATA интерфейс пока не будоражит умы, но очевидно, что переход на последовательный тип интерфейса неизбежен и здесь - для подключения даже таких недорогих устройств, как жесткие диски и другие накопители информации.           В чем принципиальная разница между параллельным и последовательным интерфейсом? Немного утрируя, можно представить передачу данных так: Параллельный интерфейс. Данные передаются одновременно байтами, словами и т.д., в сопровождении специального сигнала. В качестве такого сигнала может выступать и собственно сигнал записи или чтения. По какому-либо фронту этого сигнала и осуществляется запись данных, при чтении - в контроллер интерфейса, а при записи - в само устройство. Для повышения производительности интерфейса часто используется несколько подобных сигналов и оба фронта каждого из них. Количество физических проводов определяется в этом случае разрядностью интерфейса, набором управляющих сигналов и т.п.  Пример - PCI, IDE, SCSI, AGP, Centronics. Последовательный интерфейс. Данные передаются побитно, один бит за другим по одному физическому проводу и разрядность передаваемых данных значения не имеет. Пример - RS232C, IEEE-1394, USB, Ethernet, Fibre Channel.       С точки зрения обыкновенного здравого смысла параллельный интерфейс всегда быстрее по определению - за один период тактового сигнала шины передаются сразу 8 или 16 или 32 или 64 бита данных. Это утверждение на самом деле правильно для бескабельных шин, таких, как например PCI или AGP. Для бескабельных интерфейсов в качестве проводников используются проводники в печатной плате, которые могут быть достаточно легко разведены в различных слоях печатной платы и их взаимовлияние, а также воздействие внешних помех может быть сведено к минимуму.         Но для шин, которые используют кабели для подключения устройств к контроллерам шины, ситуация совсем иная. При прохождении сигналов по параллельной шине вместе с повышением тактовой частоты шины растет как уровень наводок сигналов шины друг на друга, так и "незащищенность" шины от внешних помех. Источников помех много как в самом компьютере, так и за его пределами. Разработчики параллельных интерфейсов, конечно, принимают меры для снижения ущерба  от наводок и помех. На примере IDE/ATA можно увидеть, что уже на этапе UltraDMA/33 был введен CRC контроль для проверки правильности приема/передачи данных по интерфейсу. Но этого оказалось недостаточно и всего через год для внедрения UltraDMA/66 потребовалась замена и интерфейсного кабеля с обычного в 40 проводников на кабель с 80 проводниками. Дополнительные провода были добавлены в кабель исключительно для защиты от помех.          Дальнейшее развитие IDE/ATA как параллельного интерфейса с точки зрения специалистов стало невозможным. Потери от помех, точнее от применения методов защиты от помех сводят на нет повышение пропускной способности интерфейса.         Именно по указанным выше причинам компании APT Technologies, Dell, Intel, Maxtor, Quantum, Maxtor, Seagate создали рабочую группу по разработке нового стандарта интерфейса для подключения различных накопителей информации. Стандарт был назван SerialATA. Конкретные преимущества нового интерфейса таковы: Малое количество проводов - 2 пары Возможность подачи питания по общему кабелю. Высокая скорость обмена данными с практически неограниченными ресурсами для роста в будущем. Стоимость набора "контроллер + кабель + интерфейсная часть накопителя" практически совпадает с обычным параллельным IDE.           Разъемы, которые будут использоваться в новом интерфейсе, выглядят так:       Здесь с - интерфейсная часть кабеля, d - разъем питания на кабеле, a и b - ответные части на накопителе информации.       В таблицу ниже сведены этапы развития нового стандарта.     Первый этап Второй этап Третий этап Скорость обмена 1.2 GBytes/s 2.4 GBytes/s 4.8 GBytes/s Начало внедрения середина 2001 года середина 2004 года середина 2007 года Кабель/разъемы   Как на первом этапе Возможны изменения Совместимость по сигналам   Да Да        Для совместимости жестких дисков и других накопителей планируется на первом этапе выпуск этих устройств с поддержкой SerialATA и обычного IDE одновременно.

1997-2009 © Компания Сплайн. При полном или частичном использовании материалов ссылка на наш сайт обязательна. Разработка сайта Art Vision PG

В последнее время, в связи с бурным ростом возможностей компьютерной обработки видеоизображений в компьютерном мире возникла острейшая нужда в высокоскоростной шине, по которой было бы возможно передавать значительные потоки данных, и кроме этого, требовала всего нескольких проводов (т.е. была бы последовательной), позволяла бы строить "деревья", на которые можно было бы "нанизывать" различные периферийные устройства. По скоростным характеристикам из существующих шин, допускающих подключение внешних устройств к компьютеру, подходит только SCSI, но она не удовлетворяет многим из условий, описанных выше.         Во-первых, для высокоскоростной передачи данных необходим вариант Ultra Wide SCSI, который требует разъемов с большим числом контактов, что делает практически невозможным размещение такого разъема на, например, цифровой видеокамере. Во-вторых, топология SCSI шины предполагает только последовательное подключение устройств к шине, что приводит как к необходимости иметь на внешнем устройстве два разъема и так и иметь в обязательном порядке терминатор для установки его на последнем разъеме в цепи. В-третьих, шина SCSI не предусматривает цепей питания для периферийных устройств и это приводит к обязательной необходимости внешнего источника питания для каждого из периферийных устройств. В-четвертых, шина SCSI не предусматривает "горячего" (т.е. без выключения питания и перезагрузки компьютера) подключения/отключения устройств на шине, за исключением жестких дисков с SCA разъемами.         Интерфейс USB, который очень подходит конструктивно (маленький разъем, есть цепи питания для периферийных устройств), не имеет необходимой для переноса больших потоков данных пропускной способности. Новый вариант USB (2.0), который начал разрабатываться в 1999 году, удовлетворяет практически всем требованиям к высокоскоростной шине, но завершена его разработка только в первом квартале 2000 года, а появились первые устройства с его поддержкой только в начале 2001 года.          Именно из-за ограничений имеющихся шин интерфейс IEEE-1394 (FireWire) стал широко внедряться в компьютерной индустрии в последние годы уходящего века. Так как название FireWire (огненный провод) принадлежит фирме Apple Computers и может использоваться только для описания изделий Apple или с ее разрешения, правильное название - IEEE-1394. Некоторые компании придумали собственное зарегистрированное название, например у Sony - iLink. Пока основная сфера применения IEEE-1394 - поддержка обмена данными между компьютером и видеокамерами и видеомагнитофонами  DV стандарта. В связи с тем, что DV видеокамеры выпускаются во все больших и больших количествах и при непрерывном падении стоимости, некоторые производители материнских плат уже в конце 1999 года объявили о выходе первых плат со встроенным контроллером IEEE-1394. В частности, фирма ASUSTeK Computers выпустила материнскую плату P3B-1394 со встроенным контроллером IEEE-1394.        Новая сфера применения, получившая основное развитие с начала 2000 года - устройства хранения информации с интерфейсом IEEE-1394. Начали выпускаться внешние боксы для установки в них любых IDE/ATAPI устройств с внешним интерфейсом IEEE-1394, питанием по этому же интерфейсу и возможностью "горячего" подключения к компьютеру. В первую очередь такие устройства находят себе применение для обмена видеоинформацией, так как на один IDE жесткий диск сейчас возможно записать до 6 часов видео DV формата и, как правило, в компьютерах, предназначенных для обработки цифрового видео, есть контроллер интерфейса IEEE-1394. Фирма Fujitsu также выпустила аналогичные накопители на магнитооптических дисках емкостью до 1.3 GBytes.        Самые массовые из устройств, в которых используется интерфейс IEEE-1394, цифровые видеокамеры, требуют скорости передачи данных всего 25 Mbits/s, но ряд периферийных устройств, таких как жесткие диски, сканеры требуют скоростей обмена выше 400 Mbits/s и в конце мая 2001 года был согласован следующий вариант стандарта, IEEE-1394b, предусматривающий повышение скорости передачи данных вдвое, т.е. до 800 Mbits/s.        Посмотреть весь спектр производимых с интерфейсом IEEE-1394 устройств можно на www.askfor1394.com.

Технические характеристики

       Основные характеристики шины можно свести к следующим показателям:

• скорость передачи данных до 400 Mbits/s по стандарту IEEE-1394a и 800 Mbits/s по стандарту IEEE-1394b, согласованному в 1394 Trade Association в конце мая 2001 года.

• 16-ти разрядный адрес позволяет адресовать до 64K узлов на шине

• предельная теоретическая длина шины 224 метра

• "горячее" подключение/отключение без потери данных

• автоматическое конфигурирование, аналогичное Plug&Play

• произвольная топология шины - по аналогии с локальными сетями может использоваться как "звезда" так и общая шина (только в виде цепочки, в отличие от сети на коаксиальном кабеле)

• никакие терминаторы не требуются

• возможность обмена с гарантированной пропускной способностью, что крайне необходимо для передачи видеоизображений

• Максимальное расстояние между двумя устройствами в цепочке по IEEE-1394a -  4.5 м, по IEEE-1394b - 100 м.

Топология шины

         Топология IEEE-1394 позволяет как древовидную, так и цепочечную архитектуру, а также комбинацию из того и другого. Поэтому легко строить любые варианты подключения различных устройств к шине. Стандарт предусматривает архитектурное разделение шины на 2 основных блока - кабельная часть и контроллер (контроллеры). Так как контроллеров может быть несколько, эту часть также называют объединительной (backplane - дословно задний план, кросс-плата и т.п.).          Адрес узла на "дереве" 16-ти разрядный, что позволяет адресовать до 64К узлов. К каждому узлу может быть подключено до 16-ти конечных устройств. На объединительной панели (backplane) может быть подключено до 63 узлов к одному мосту (bridge) шины. Так как под идентификатор номера шины (моста) отведено 10 разрядов, то общее количество узлов и составляет 64K.          Каждый узел обычно предусматривает подключение 3-х устройств, хотя собственно стандарт разрешает подключение до 27 устройств. Устройства могут быть подключены через стандартные кабели длиной до 4.5 метра.

Пример топологии IEEE-1394

        Здесь и далее на рисунках под DV (Digital Video) устройствами понимаются устройства  с интерфейсом IEEE-1394.

        Физические адреса (ID) устройствам назначаются при подаче питания на контроллер шины и устройства, подключенные к ней, после общего сброса шины, а также при "горячем" подключении устройства к шине. Адреса присваиваются в порядке последовательности обнаружения и/или подключения устройств. Никакая установка перемычек или переключателей на самих устройствах не требуется.         Стандарт на кабельную часть предусматривает три скорости передачи данных по шине - 98.304, 196.608 и 393.216 Mbits/s. Обычно эти значения в различных документах огругляют до 100, 200 и 400 Mbits/s, используя для краткости обозначения S100, S200 и S400.

Благодаря применению размножителей, репитеров и т.п. устройств топология IEEE-1394 может быть достаточно сложной, хотя в 90% случаев ее применения наверняка столь сложная топология не потребуется.

 

Совместимость

      Для удобства программирования и совместимости устройств на IEEE-1394 был разработан стандарт, названный Open Host Controller Interface (OHCI). Он предъявляет определенные требования к регистрам контроллера IEEE-1394 и их отображению в памяти. Кроме этого, OHCI совместимый контроллер должен удовлетворять требованиям по управлению энергопотреблением в соответствии со спецификацией ACPI.        Microsoft в своих операционных системах Windows 98 Second Edition и Windows 2000 поддерживает только OHCI совместимые контроллеры IEEE-1394. Все остальные контроллеры (например, от Adaptec) должны сопровождаться соответствующими драйверами и совместимость таких устройств с драйверами жестких дисков операционной системы, например, не гарантируется.       

Сеть на IEEE-1394

      В вышедшей осенью 2000 года операционной системе Microsoft Windows Millenium Edition впервые появилась встроенная поддержка сетей на базе контроллеров IEEE-1394. Такая сеть имеет скорость передачи данных в 4 раза большую, чем Fast Ethernet и очень удобна для дома или малого офиса. Единственное неудобство при построении такой сети заключается в малой предельной длине одного сегмента, всего 4.5 метра. Для ликвидации подобного недостатка выпускаются репитеры на 2 или 3 соединения, подобные показанным на фотографиях ниже:

Кабели и разъемы

       Стандартный кабель для IEEE-1394 состоит из 2 витых пар передачи сигналов шины, двух проводов питания и все это заключено в экранированную оболочку. Провода питания рассчитаны на ток до полутора ампер и напряжение от 8 до 40 вольт. На рисунке ниже показан один из вариантов кабеля IEEE-1394.

Кабели и розетки для подключения периферийных устройств существуют в нескольких вариантах, в зависимости от требуемых параметров (это только ряд примеров):

Кабель на 6/6 проводов, поддержка скорости передачи до 400 Mbits/s. Напряжение питания до 40 V при токе до 1.5 А. Длина от 0.7 м до 4.5 м.
Кабель на 6/4 проводов, поддержка скорости передачи до 100 Mbits/s. Напряжение питания до 5 V при токе до 0.5 А. Длина от 1 м до 4.5 м.
Кабель на 4 провода, поддержка скорости передачи до 100 Mbits/s. Напряжение питания до 5 V при токе до 0.5 А. Длина от 1 м до 4.5 м.
Розетка на 4 провода, поддержка скорости передачи до 400 Mbits/s. Напряжение питания до 5 V при токе до 0.5 А.
Розетка на 6 проводов, поддержка скорости передачи до 400 Mbits/s. Напряжение питания до 40 V при токе до 1.5 А.
Розетка на 6 проводов, поддержка скорости передачи до 400 Mbits/s. Напряжение питания до 40 V при токе до 1.5 А.