oldi

IEEE-1394, FireWire, или i.LINK?

Олег Татарников

Ожидание IEEE-1394

Опыт применения IEEE-1394

 

IEEE-1394, FireWire и i.LINK — это три названия одного и того же высокоскоростного цифрового последовательного интерфейса, который служит для передачи любых видов цифровой информации.

IEEE-1394 — это стандарт нового интерфейса 1394 Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE), контроллеры для которого разработала и выпускает фирма Adaptec, FireWire — зарегистрированный товарный знак фирмы Apple, принимавшей активное участие в его разработке, а i.LINK — торговый знак и логотип для обозначения шины соединения между бытовыми цифровыми устройствами фирмы Sony. Sony Corporation предложила для IEEE-1394 в апреле 1997 года легко распознаваемое обозначение и логотип i.LINK, чтобы этот стандарт привлек внимание большего числа пользователей.

Области применения IEEE-1394 — высокоскоростной доступ к устройствам хранения информации, таким как жесткие диски, приводы CD и DVD, а также к устройствам ввода, таким как сканеры или платы оцифровки видео, и к другому аудио- и видеооборудованию. Этот стандарт позволяет объединять аппаратные и программные средства для передачи потоков данных 100, 200 или 400 Мбит/с, обладает превосходными характеристиками, гибкостью и простотой использования, а кроме того, способен при необходимости давать при передаче приоритет тем данным, для которых синхронизация по времени является критичным фактором (как, например, аудио и видео). Причем полностью цифровой интерфейс исключает необходимость в преобразовании цифровых данных в аналоговые и избегает возникающих при этом потерь. Благодаря вышеперечисленным качествам IEEE-1394 хорошо подходит для передачи цифрового видео и практически не имеет альтернативы в этой области.

Добавим, что связь между устройствами с интерфейсом IEEE-1394 может включаться и выключаться непосредственно на время их работы (так называемое горячее подключение) без выключения питания и «перезагрузки».

IEEE-1394 стал международным стандартом недорогого интерфейса, который позволяет объединять всевозможные цифровые устройства для развлечений, коммуникации и вычислительную технику в бытовой мультимедийный цифровой комплекс.

Иными словами, все IEEE-1394-устройства, такие как цифровые видео- и фотокамеры, DVD-устройства и другие приборы, прекрасно стыкуются как с персональными компьютерами, оснащенными подобным интерфейсом (его поддерживают и Mac, и PC-компьютеры), так и между собой. Это означает, что теперь пользователи могут передавать, обрабатывать и сохранять данные (в том числе изображения, звук и видео) с высокой скоростью и практически без какого-либо ухудшения качества.

Основные характеристики IEEE-1394:

  • небольшой тонкий кабель для последовательной передачи сигналов обещает полностью заменить в недалеком будущем громоздкие и более дорогие варианты;
  • простой в использовании интерфейс исключает необходимость в дополнительной настройке, установке терминаторов и идентификационных номеров устройств;
  • подключение в «горячем» режиме позволяет избежать задержек, связанных с перезагрузкой компьютера (пользователи могут подключать и отключать любые IEEE-1394-устройства, когда шина находится в активном состоянии — они тут же автоматически распознаются и включаются в систему);
  • недорогие контроллеры, рассчитанные на бытовые устройства, обеспечивают гарантированную передачу критичных по времени данных и снижают требования к дорогостоящим буферным устройствам;
  • расширяемая архитектура позволяет совместно использовать подключенные к шине устройства с пропускной способностью в 100, 200 и 400 Мбит/с;
  • гибкая топология соединений (звездой или разветвленным деревом) позволяет упростить подключение для обмена данными между устройствами;
  • отсутствие необходимости получения разрешения на применение стандарта, а следовательно, и проблемы лицензирования для использования контроллеров IEEE-1394 в различных изделиях.

Управление последовательной шиной включает в себя:

  • автоматическое конфигурирование с полной оптимизацией произвольного распределения временных соотношений;
  • гарантии адекватной электрической мощности для всех устройств, подключенных к шине; назначение главного IEEE-1394-устройства в цикле;
  • назначение изохронного канала идентификации (ID) и выдачу сообщений о возникающих ошибках.

Важно отметить, что по интерфейсу IEEE-1394 возможны два типа передачи данных: асинхронный и изохронный. Асинхронная передача реализуется по традиционному компьютерному интерфейсу загрузки и сохранения данных в определенной области памяти. Запросы на данные направляются по соответствующему адресу с обратным подтверждением. Но в дополнение к традиционной архитектуре, которая расширяется в процессе развития технологий памяти, IEEE-1394 имеет уникальный изохронный канал передачи. Изохронные каналы обеспечивают гарантированную передачу данных с предопределенной скоростью. Это особенно важно для обмена мультимедийными данными в реальном масштабе времени, поскольку подавать такие данные необходимо в строго определенные интервалы. Использование изохронного механизма, реализованного в IEEE-1394, не требует дорогих буферных устройств.

Подобно тому, как это происходит в компьютерных сетях, возможности IEEE-1394 определяются не одним лишь физическим устройством, но и протоколами высокого уровня. Поэтому с общим ростом возможностей компьютерных технологий будут обеспечиваться все большие скорости и расстояния передачи, внедряться альтернативные подходы (в том числе и беспроводные), то есть функциональные возможности IEEE-1394 будут расширяться в соответствии с новыми применениями.

Возможно, наиболее важным фактором для использования IEEE-1394 в качестве единого цифрового интерфейса для бытовой электронной техники является то, что он предоставляет возможность напрямую подключать устройства друг к другу. Это позволяет, например, производить перезапись с источника на приемник без помощи компьютера (например, переписывать видео с камеры на магнитофон) или совместно использовать одно устройство несколькими компьютерами без какой-либо специальной поддержки.

Все эти отличительные особенности IEEE-1394 делают его наиболее привлекательным универсальным цифровым интерфейсом будущего.

Ожидание IEEE-1394

Первым практическим применением стандарта IEEE-1394 для прямой передачи аудио- и видеоданных в цифровом формате co скоростью 100 Мбит/с стал интерфейс видеокамер формата DV, разработанного фирмой Sony. Таким образом, первоначально IEEE-1394-контроллеры использовались как устройство сопряжения компьютера с цифровыми камерами и другими цифровыми аудиовизуальными устройствами. IEEE-1394 — самый дешевый цифровой интерфейс, предназначенный для этих применений, но по сравнению даже с Ultra 2 Wide SCSI, не говоря уже об IDE(ATAPI)-интерфейсе, он еще слишком дорог и мало распространен для использования с устройствами хранения информации. Цифровое видео, мультимедийные CD/DVD-устройства и бытовые сети — вот первые области применения IEEE-1394 на рынке.

IEEE-1394 был принят в качестве стандартного цифрового интерфейса консорциумом DVC. Подкомитет EIA 4.1 одобрил IEEE-1394 в качестве прямого интерфейса для цифрового телевидения и многоадресного интерфейса для развлекательных электронных систем. Европейский Союз цифрового телевизионного вещания (DVB), объединяющий более 200 компаний, также одобрил IEEE-1394 в качестве своего стандарта. Некоторые из этих компаний предложили Ассоциации видеоэкспертов по стандартизации (VESA) утвердить IEEE-1394 как интерфейс для бытовых цифровых сетей. Американский национальный институт по стандартизации (ANSI) представил протокол последовательной шины (SBP) для согласования SCSI-3 с IEEE-1394.

В дальнейшем IEEE-1394 начнет постепенно осваивать и новые области применения, в том числе и те, где сегодня традиционно используется SCSI. IEEE-1394 уже обеспечивает более высокую скорость и удобство использования, чем большинство существующих интерфейсов, а в недалеком будущем позволит значительно снизить и стоимость подключаемых устройств. Кроме того, параметры таких устройств, как жесткие диски, сканеры, принтеры, CD или DVD-дисководы, при переходе на IEEE-1394 могут быть значительно улучшены.

Промышленным объединением 1394 (1394 Trade Association) и соответствующей Группой изучения IEEE-1394.1 отмечаются и дополнительные преимущества при использовании нового интерфейса, в частности:

  • гигабитные скорости и надежность IEEE-1394-соединений;
  • возможное увеличение длины кабелей (как медных, так и оптоволоконных) для передачи A/V-команд и протоколов управления шинами IEEE-1394;
  • межсетевое сопряжение IEEE-1394 с такими интерфейсами связи, как, например, АТМ.
В начало

В начало

Опыт применения IEEE-1394

Интерфейс IEEE-1394 вводится во все большее число цифровых аудиовизуальных и периферийных компьютерных устройств. Однако действительно вне конкуренции пока остается только работа с DV/DVC-камерами. Бытовые цифровые камеры не только обеспечивают высокое качество изображения, сравнимое с профессиональными аналоговыми форматами при существенно меньшей стоимости устройства, но и оснащены профессиональным компьютерным интерфейсом, эквивалентным по производительности 100-мегабитному Ethernet-адаптеру. Ввод видео и звука осуществляется по одному проводу, причем отснятые видеофрагменты можно без каких-либо проблем переносить на компьютер или на специализированное монтажное устройство — без потери качества изображения и сбоев в синхронизации звука.

С точки зрения видеомонтажа интерфейс IEEE-1394 обеспечивает совершенно уникальные возможности: он исключает необходимость наличия в компьютере дорогостоящего буферного устройства с аналого-цифровым преобразованием для захвата видеокадров в цифровой форме; при монтаже видеоматериалов обеспечивается строгая синхронизация видео- и аудиопотоков (при использовании аналоговой аппаратуры звук часто не соответствует изображению). Само изображение, как на профессиональной аппаратуре, строго соответствует своему временному коду (time-code), причем роль дорогостоящего монтажного контроллера может выполнять непосредственно интерфейсная плата.

Самая дешевая карта IEEE-1394 — AHA 8920 фирмы Adaptec. Она имеет только один вход 1394. Но хотя эта карта продается для захвата одиночных изображений, она вполне может использоваться и для ввода видеофрагментов с тем же ПО, что и AHA 8945 (плата AHA 8940 отличается только тем, что не имеет SCSI-контроллера). Все они прекрасно работают из Adobe Premiere (записывают и проигрывают видео из Timeline).

Некоторые проблемы возникают у этих карт с Windows NT, особенно в системе PAL (видимо, все же придется ждать Windows 2000). Даже в Windows 98 установленная мною плата Adaptec 8940 не сразу «согласилась» работать! Поначалу все шло хорошо: система сама распознала контроллер и установила для него необходимые драйверы. Однако программное обеспечение «отказывалось» подключать DV-камеру до тех пор, пока драйверы не были «принудительно» заменены на те, что поступили в комплекте от производителя. После этого ситуация выправилась — при включении камеры система начала ее опознавать, выдавать сообщение о том, что обнаружилась DV-камера Sony и инициализировался текущий временной код с ленты. Однако и здесь не обошлось без проблем: после каждой перезагрузки камера снова «терялась» и не «обнаруживалась» до ее повторного выключения/включения. То есть каждый раз необходимо было «горячее» подключение — «возможность» превратилась в «требование»!

Но будем надеяться, что это всего лишь болезни роста и новый высокоскоростной интерфейс действительно получит широкую поддержку и выйдет наконец за пределы видеоприложений.

 КомпьютерПресс 6'1999