FireWire

Edut

FireWire on suosittu teollisissa järjestelmissä konenäköä ja ammattikäyttöön tarkoitettuja audiojärjestelmiä varten. Sitä suositaan yleisempään USB:hen verrattuna, koska sen tehollinen nopeus ja virranjakeluominaisuudet ovat suuremmat ja koska se ei tarvitse tietokoneen isäntää. Ehkä vielä tärkeämpää on, että FireWire hyödyntää kaikkia SCSI-ominaisuuksia (vanhempi liitäntämahdollisuus). USB 2.0:aan verrattuna sen tiedonsiirtonopeus on yleensä suurempi. Tämä ominaisuus on tärkeä audio- ja videoeditoreille. Myös monissa koti- tai ammattikäyttöön tarkoitetuissa tietokoneissa on sisäänrakennetut FireWire-portit, kuten kaikissa Apple Inc:n ja Sonyn kannettavissa tietokoneissa sekä useimmissa Dellin ja Hewlett-Packardin nykyisin valmistamissa malleissa. Se on saatavana suurelle yleisölle USB:n ohella myös tee-se-itse-tietokoneiden emolevyissä. FireWireä valmistetaan langattomana, valokuitu- ja koaksiaalikaapeliversiona. FireWiren käyttäjiltä vaaditut tekijänoikeusmaksut ja sen käyttöönoton edellyttämät kalliimmat laitteistot ovat kuitenkin estäneet FireWireä syrjäyttämästä USB:tä massamarkkinoilla, joilla tuotteen hinta on ratkaiseva.

Historia ja kehitys

FireWire on Apple Inc:n nimi IEEE 1394 High Speed Serial Bus -standardille. Applen tarkoituksena oli, että FireWire korvaa rinnakkaisen SCSI-väylän (Small Computer System Interface) ja tarjoaa samalla liitännät digitaalisille audio- ja videolaitteille. Applen alkuperäisen IEEE 1394:n kehitys saatiin päätökseen vuonna 1995, ja sitä seurasi useita muutoksia: IEEE Std. 1394a-2000, IEEE Std. 1394b-2002 ja IEEE Std. 1394c-2006. Nykyisen työn tavoitteena on sisällyttää kaikki nämä neljä asiakirjaa standardin 1394 uuteen tarkistukseen. Sonyn versio järjestelmästä tunnetaan nimellä i.LINK, ja siinä käytetään vain neljää signaalinastaa, eikä siinä käytetä kahta nastaa, jotka syöttävät laitteelle virtaa, koska Sonyn i.LINK-tuotteissa on erillinen virtaliitin.

Versiot

FireWire 400 (IEEE 1394)

FireWire 400 voi siirtää tietoja laitteiden välillä 100, 200 tai 400 Mbit/s tiedonsiirtonopeudella. 6-nastainen liitin on yleisesti pöytätietokoneissa, ja se voi syöttää liitettyyn laitteeseen virtaa. Tyypillisesti laite voi vetää liitännästä noin 7-8 wattia; jännite vaihtelee kuitenkin huomattavasti eri laitteiden välillä.

Parannukset (IEEE 1394a)

Muutos IEEE 1394a julkaistiin vuonna 2000. Siinä standardoitiin jo laajalti käytössä oleva 4-nastainen liitin. Nelinapaista versiota käytetään monissa kuluttajalaitteissa, kuten videokameroissa, joissakin kannettavissa tietokoneissa ja muissa pienissä FireWire-laitteissa. Se on täysin yhteensopiva 6-napaisten liitäntöjen kanssa.

FireWire 800 (IEEE 1394b)

Apple Inc. toi 9-nastaisen FireWire 800 -liitännän kaupalliseen käyttöön vuonna 2003. Tämä uudempi spesifikaatio (1394b) ja vastaavat tuotteet mahdollistavat 786,432 Mbit/s siirtonopeuden. Se on taaksepäin yhteensopiva FireWire 400:n hitaamman siirtonopeuden ja 6-nastaisen liittimen kanssa. Vaikka IEEE 1394a ja IEEE 1394b -standardit ovat yhteensopivia, liittimet ovat kuitenkin erilaisia, joten aiemmissa versioissa käytetyt kaapelit ovat yhteensopimattomia.

FireWire S3200

Joulukuussa 2007 1394 Trade Association ilmoitti, että tuotteet ovat pian saatavilla S3200-tilassa. Siinä käytetään samoja 9-nastaisia liittimiä kuin nykyisessä FireWire 800:ssa, ja se on täysin yhteensopiva nykyisten S400- ja S800-laitteiden kanssa. Tulevien tuotteiden on tarkoitus kilpailla USB 3.0:n kanssa.

Tekninen kuvaus

Nopeudet

FireWire- tai S-merkin jälkeen annetut numerot ilmoittavat likimääräisen nopeuden MBit/s, pyöristettynä ylöspäin seuraavaan sataan. Ensimmäinen versio voi siirtää 98 304 000 bittiä/s eli 12 288 000 tavua/s. Myöhemmin tulleet versiot pystyvät tähän nopeuteen ja sen moninkertaisiin arvoihin. SI-etuliitettä käytettäessä tämä on täsmälleen 98,304 kBit/s, binääri-etuliitettä käytettäessä 96,000 kiBit/s. Sekaannusten välttämiseksi se pyöristetään lähimpään sataan. Näin S3200 ei siirrä 3,200 MBit/s eikä 3,200 MiBit/s, vaan 3,145,728 Mbit/s tai 3,000 MiBit/s. Tämä on noin 2,93 Gibit/s.

Osoitteiden ja väylien hallinta

Toisin kuin USB:ssä, väylää ei hallinnoi koko ajan yksi laite. Jokainen laite voi hallita väylää. Kun uusi laite kytketään, laitteiden välillä neuvotellaan siitä, mikä niistä hoitaa väylän hallinnan.

Osoitteiden pituus on 64 bittiä. Näistä 10:tä käytetään segmenttien tunnistamiseen (verkon osana), 6:ta käytetään solmujen tunnistamiseen ja 48:aa on vapaasti käytettävissä. Useiden segmenttien yhdistämiseen käytettävää standardia ei ole vielä ratifioitu. Tästä syystä kaikki Firewire-verkot käyttävät tällä hetkellä vain yhtä segmenttiä.

Turvallisuuskysymykset

FireWire-väylässä olevat laitteet voivat kommunikoida suoraan muistiin. Suoralla muistin käyttöoikeudella (DMA) laite voi käyttää laitteistoa sisäisen muistin liittämiseksi FireWiren "fyysiseen muistialueeseen". FireWire-levyasemien käyttämä SBP-2 (Serial Bus Protocol 2) käyttää tätä ominaisuutta keskeytysten ja puskurikopioiden minimoimiseksi. SBP-2:ssa aloittaja (ohjaava laite) lähettää pyynnön kirjoittamalla komennon etäyhteydellä määritettyyn alueeseen kohteen FireWire-osoiteavaruudessa. Tämä komento sisältää yleensä puskuriosoitteita aloittajan FireWire-"fyysisessä osoiteavaruudessa". Kohteen on tarkoitus käyttää tätä tilaa I/O-tietojen siirtämiseen aloittajalle ja aloittajalta.

Monet toteutukset käyttävät laitteistoa FireWire-"fyysisen muistialueen" ja laitteen fyysisen muistin väliseen yhdistämiseen. Näihin kuuluvat PC- ja Mac-tietokoneiden käyttämät laitteet, erityisesti OHCI:tä käyttävät laitteet. Tällöin käyttöjärjestelmä ei osallistu siirtoon. Tämä mahdollistaa nopeat siirrot pienellä viiveellä ja estää tietojen tarpeettoman kopioinnin. Se voi kuitenkin olla turvallisuusriski, jos väylään liitetään laitteita, joihin ei luoteta. Siksi asennuksissa, joissa turvallisuus on ongelma, käytetään joko uudempia laitteistoja, jotka käyttävät virtuaalimuistia Firewiren fyysisen muistitilan kartoittamiseen, tai OHCI:n tekemä kartoitus poistetaan käytöstä. Ne voivat myös poistaa koko Firewire-alijärjestelmän käytöstä tai olla käyttämättä Firewireä lainkaan.

Tämä toiminto voi olla hyödyllinen esimerkiksi silloin, kun koneen käyttöjärjestelmä on kaatunut. Joissakin järjestelmissä sitä voidaan käyttää etäkonsolin tarjoamiseen. FreeBSD:ssä dcons-ajuri tarjoaa molempia käyttämällä gdb:tä debuggerina. Linuxissa on olemassa firescope ja fireproxy.

Aiheeseen liittyvät sivut

• USB
• SCSI