XLAB.LT - Kompiuterine grafika, video ir multimedia
DiskusijosApie videomontazaNuorodosKontaktai

 
IEEE-1394 sąsaja


Nuo seno yra patvirtinta daug sąsajų standartų. Bet kuris iš mūsų žino, kad egzistuoja įvairios sąsajos, sujungiančios kompiuterio komponentus, taip pat žinome, kad duomenų perdavimas kompiuteryje nevyksta akimirksniu. Sąsajas galima skirstyti pagal duomenų perdavimo spartą, plotį ar pagal taikymo sritį ir dar daugelį kitų parametrų. Didėjant greičiams, keičiantis technologijoms iš to kyla daug suderinamumo problemų ir apribojimų. Kodėl negalima sutarti dėl vieno tipo "idealios" sąsajos, ją standartizuoti ir visos suderinamumo problemos būtų išspręstos?

Kokia turėtų būti ideali sąsaja? Reikalavimų galima daug nekelti - sparta ir suderinamumas. Būtų tikrai patogu jei, negalvojant apie standartus, būtų galima lengvu, nestoru kabeliu sujungti bet kuriuos kompiuterio komponentus. Jei kaina nedidelė ir tokia sąsaja tinkama įrenginiams reikalaujantiems didelio duomenų pralaidumo, ji tiks ir lėtesniems komponentams prijungti.

Tokios idėjos sukosi Apple Computer specialistų galvose dar 1986m., kai jie sukūrė sąsąjos prototipą su skambiu pavadinimu "firewire" - ugninis laidas. Tai nuoseklaus tipo sąsąja sumanyta didelės duomenų perdavimo spartos išorinių kompiuterio įrenginių sujungimui. Tačiau kaina ir to meto technologijos galimybės ribojo firewire taikymą.

Tik 1995m. IEEE (The Institute Of Electrical and Electronics Engineers) pavyko patvirtinti standartą (IEEE-1394) reglamentuojantį skaitmeninių įrenginių sujungimą su kompiuteriu per firewire sąsają. Standartas apibrėžia duomenų perdavimo spartą (100, 200 ir 400Mbit/s), duomenų perdavimo protokolus ir architektūrą, o taip pat sujungimo kabelį ir jungtis. Išoriniai įrenginiai gali būti bet kada prijungiami ar atjungiami kompiuterio neišjungus (hot swap). Nebereikia domėtis įrenginių adresais, terminatoriais, sudėtinga įdiegimo procedūra. Dabar naudojamas 2000m. papildytas standartas IEEE-1394a, kuris numato tobulesnius duomenų srautų valdymo būdus ir papildomas energijos taupymo (power management) priemones. Neseniai IEEE-1394 sąsajos specifikacijos dar kartą peržiūrėtos. IEEE-1394b standartas reglamentuoja didesnę duomenų perdavimo spartą (800, 1600 ir 3200 Mbit/s), sujungimo kabelio ilgį (50,75,100m), ir yra pilnai suderinamas su ankstesne IEEE-1394 (1995) specifikacija. Ateityje numatyta sujungimo optiniu kabeliu galimybė. Sąsaja leidžia be papildomų komponentų sujungti 63 įrenginius. Lygiagretaus duomenų perdavimo atsisakymas leidžia naudoti miniatūrines jungtis, ploną kabelį, kas yra labai patogu sujungiant su kompiuteriu skaitmenines vaizdo kameras ar kitus buitinius prietaisus. Pagal IEEE-1394 specifikaciją jungtyje numatyti šeši kontaktai. Jų pagalba sujungiamos dvi vytos poros signalų perdavimui, likę du kontaktai leidžia perduoti maitinimo įtampą išoriniam įrenginiui. Skaitmeninėse vaizdo kamerose naudojamos keturių kontaktų miniatūrinės DV jungtys (5x3mm).

Firewire terminą įvedė firma Apple, Sony sąsają vadina iLink, yra gamintojų, kurie pažymi DV In/Out arba tik skaičius 1394, kurie reiškia IEEE standarto numerį. Visais atvejais tai ta pati skaitmeninių įrenginių sujungimo sąsają.

Iš pradžių ši sąsaja buvo naudojama tik skaitmeninėms vaizdo kameroms ir kietiems diskams prie kompiuterio prijungti. Dabar IEEE-1394 sąsaja taikoma ne tik multimedija įrenginių sujungimui su kompiuteriu. Jos pagalba skaitmeninė vaizdo kamera gali būti sujungta tiesiogiai su spausdintuvu arba skaitmeninis palydovinių TV programų (DVB) imtuvas su skaitmeniniu vaizdo magnetofonu. Artimiausiu laiku IEEE-1394 sąsają sutiksime ir automobilyje - Amerikos automobilių gamintojų asocijacija patvirtino ją kaip rekomenduojamą standartą bet kokio tipo informacijos perdavimui tarp elektroninių automobilio komponentų. Baigiamas ruošti (VESA Home Network Committee) ateities integruoto namų tinklo standarto projektas HAVi (Home Audio Video interoperability), numatantis standartizuotą kompiuterio, TV ir kitų namų multimedija įrenginių sujungimą.

Duomenys IEEE-1394 sąsaja perduodami paketais kaip ir tinklo plokštėse. Skirtumas yra tas, kad standartas reglamentuoja du paketų perdavimo būdus - asinchroninį ir izochroninį. Asinchroninis duomenų perdavimo būdas naudojamas tada, kai svarbu informacijos perdavimo patikimumas. Izochroninis duomenų perdavimas naudojamas tada, kai būtina duomenis perduoti realiu laiku, t.y. reikia garantuoti duomenų srauto pralaidumą (pvz. videoduomenų ar garso perdavimui). Standartas reglamentuoja izochroninio duomenų perdavimo protokolus įvairiems media formatams (DV, MPEG), o taip pat programinę sąsają IEEE-1394 įrenginiams valdyti (pvz. kamerai paleisti, stabdyti, įrašyti).

Vienu metu sąsaja gali būti perduodama keletas duomenų srautų. Kad būtų įmanoma duomenis atrinkti, standartas apibrėžia kelis duomenų perdavimo IEEE-1394 sąsaja sluoksnius (layers): fizinį (physical), ryšio(link) ir tranzakcijų (transaction). Kadangi duomenų perdavimo sparta IEEE-1394 sąsaja labai didelė, sluoksniai yra realizuoti aparatūriškai. Ryšio ir tranzakcijų sluoksniai "bendrauja" pagal gana sudėtingus algoritmus ir specifikacijas apibrėžiamas standarto. Ryšio sluoksnis atsako už duomenų paketų perdavimą, o taip pat atskiria izochroninius kanalus. Tranzakcijų sluoksnis vykdo užklausų-patvirtinimų protokolą ir dalinai gali būti realizuotas programiškai (firmware). Fizinis sluoksnis mažiausiai intelektualus - jis atsako tik už įrenginio prisijungimą prie IEEE-1394 magistralės ir duomenų perdavimą. Fizinį sluoksnį ir sąsają realizuojanti mikroschema sujungia kompiuterius ir išorinius įrenginius per firewire kabelį ir pradedant duomenų perdavimą (handshaking), nustato perdavimo greitį. Kadangi technologiškai yra sudėtinga viename kristale integruoti skaitmeninę ir analoginę technologiją, IEEE-1394 sąsajos valdiklių mikroschemas gamina tik keletas firmų (Texas Instruments, Lucent Technologies, NEC, Philips).

Ryšio sluoksnyje sukuriami virtualūs sąsajos moduliai per kuriuos atliekami duomenų mainai tarp fizinio sluoksnio ir užduoties (application). Praktiškai tai reiškia tarp fizinės sąsajos (tranceiver) ir PCI magistralės. Čia galima išskirti dar keletą sluoksnių atliekančių duomenų mainus pagal standartizuotus protokolus. Asinchroninis duomenų perdavimas paprastai vyksta per SBP-2 (serial bus protocol) sluoksnį. Multimedija duomenys perduodami izochroniniu kanalu per IEC 61883 sluoksnį. Aparatūriškai šie sluoksniai realizuoti tik specializuotuose IEEE-1394 valdikliuose.

IEEE-1394 Layers

Šiuo metu dauguma gaminamų IEEE-1394 sąsajos valdiklių mikroschemų leidžia naudoti standartizuotą programinę sąsają OHCI (Open Host Controler Interface) - atvira procesoriaus valdiklio sąsaja. OHCI specifikacija aprašo bendrą operacinės sistemos programinę sąsają - registrų reikšmes ir servisus (services) abstrakčiam sąsajos valdikliui. OHCI garantuoja valdiklio suderinamumą bet kurioje OHCI palaikančioje OS, plug-and play funkcionavimą. Tik dabar, kai mikroschemų ir operacinių sistemų gamintojai sutarė dėl OHCI palaikymo, IEEE-1394 sąsajos panaudojimas labai supaprastėjo, kuriant taikomasias programas. Taip atveriamas kelias platesniam IEEE-1394 sąsajos taikymui. Šiuo metu galioja OHCI 1.1 standarto versija. Ji patikslina 1.0 specifikaciją energijos taupymo režimais, nes nauji kompiuteriai ir OS moka taupyti energiją įvairiais power saving lygiais.

 

 
Copyright © 2001-2007 Ekslabis Ltd.