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传输方式

  IEEE1394分为两种传输方式:Backplane模式和Cable模式。Backplane模式最小的速率也比USB1.1最高速率高,分别为12.5Mbps/s 、25 Mbps/s 、50 Mbps/s,可以用于多数的高带宽应用。Cable模式是速度非常快的模式,分为100Mbps/s 、200 Mbps/s 和400 Mbps/s几种,在200Mbps/s下可以传输不经压缩的高质量数据电影。

  1394b 是1394技术的升级版本,是仅有的专门针对多媒体--视频、音频、控制及计算机而设计的家庭网络标准。它通过低成本、安全的 CAT5(五类)实现了高性能家庭网络。1394a自1995年就开始提供产品,1394b 是1394a技术的向下兼容性扩展。1394b能提供800Mbps/s或更高的传输速度,虽然市面上还没有1394b接口的光储产品出现,但相信在不久之后也必然会出现在用户眼前。

  相比于USB接口,早期在USB1.1时代,1394a接口在速度上占据了很大的优势,在USB2.0推出后,

  
IEEE1394接口
1394a接口在速度上的优势不再那么明显。同时现在绝对多数主流的计算机并没有配置1394接口,要使用必须要购买相关的接口卡,增加额外的开支。目前单纯1394接口的外置式光储基本很少,大多都是同时带有1394和USB接口的多接口产品,使用更为灵活方便。

  IEEE 1394的原来设计,系以其高速转输率,容许用户在电脑上直接透过 IEEE 1394介面来编辑电子影像档案,以节省硬碟空间。在未有 IEEE 1394以前,编辑电子影像必须利用特殊硬件,把影片下载到硬碟上进行编辑。但随着硬碟空间愈来愈便宜,高速的IEEE 1394 反而取代了 USB2.0 成为了外接电脑硬碟的最佳界面

  1394A所能支持理论上最长的线长度为4.5米

  
标准接口连线

特性

综述

  前置IEEE1394接口是指该

  
IEEE1394接口
箱前面板上是否具有IEEE1394扩展接口。随着数码家电产品的普及,横跨PC及家电产品平台的IEEE1394接口的使用也越来越多,IEEE1394接口IEEE1394通常在数码摄像机等外部设备,和各种网络设备使用。它常被称之为Firewire(Apple苹果的名称),和i.Link(sony的名称)。目前,   
IEEE1394接口
800Mbps IEEE 1394总线(也可以称之为Firewire-800)正在逐渐取代400Mbps IEEE1394总线。6-PIN接口包含4条信号线和2条电源线,不需要额外供电,而4-PIN接口只有信号线。Firewire-800接口增加一面针脚,使用9-PIN联接线。前置IEEE1394接口为越来越多的IEEE1394外部设备提供了很好的易用性。例如IEEE1394高速外置式硬盘数码相机摄影机等等。但是在目前,IEEE1394接口在PC平台上的普及程度还远远不及USB接口,因此具有前置IEEE1394接口的机箱产品现在也并不是太多。前置IEEE1394接口同样也要使用机箱所附带的连接线连接到主板上所相应的前置IEEE1394接口才能使用。当然,前提是主板提供了IEEE1394接口功能。在连接前置IEEE1394接口时一定要事先仔细阅读主板说明书和机箱说明书中与其相关的内容,千万不可将连线接错,不然会造成IEEE1394设备或主板的损坏。火线的标准于1987年完成并制定,一直到1995年,才被IEEE委员会(美国电气和电子工程师学会)定为IEEE1394-1995技术规范。其实1394并不是与火线的技术有关,而是因为在制定这个串行接口标准之前,IEEE已经制定了1393个标准,因此将1394这个序号给了它,全称为IEEE1394,简称1394。早期的IEEE1394-1995中还有一些模糊的定义,后来又出了一份补充文件P1394a,用以澄清疑点、更正错误并添加了一些功能。后来还通过P1394b讨论增加新功能的接口标准。作为一个工作组标准,P1394b是一个高传输率与长距离版本的IEEE1394,它的单信道带宽为800Mb/s。在这一方案中,一个重要的特性是,在不同的传输距离与传输速率下可以使用不同的传输媒介。

  IEEE1394标准是一个串行接口,但它能像并联SCSI接口一样提供同样的服务,而其成本低廉。它的特点是传输速度快,现在确定为400Mb/s,以后可望提高到800Mb/s、1.6Gb/s、3.2Gb/s。所以传送数字图像信号也不会有问题。目前1394电缆标准规定了3种信号速率90.304、196.608和393.216Mb/s,简称为S100、S200和S400。更高的速率正在发展之中。

  IEEE1394接口有6针和4针两种类型,也就是常说的大口和小口。6角形的接口为6针,小型四角形接口则为4针。最早苹果公司开发的IEEE1394接口是6针的,后来,SONY公司看中了它数据传输速率快的特点,将早期的6针接口进行改良,重新设计成为现在大家所常见的4针接口,并且命名为iLINK。这种连接器如果要与标准的6导线线缆连接的话,需要使用转换器

  总体上说,IEEE-1394具有以下特点:

高速率

  IEEE 1394a中规定速率为100、200、400Mbps,IEEE1394b中规定速率800、1600、3200Mbps。目前已达到的800Mbps速率,可以轻松实现对未经压缩的原始视频数据进行实时传输。FireWire(火线)这个名称来源于它令人瞠目结舌的传输速度。目前通常的物理流LSI速度通常是200Mbps,而大部分情况下实际传输的数据都是经过压缩处理的,并不是直接传输原始视频数据,因此说200Mbps已经基本能够满足实际需要的速度。但对多路数字视频信号传输来说,传输速率总是越高越好、永无止境。

实时性

  IEEE 1394的特点是利用等时性传输来保证实时性。在这一点上,SSA、FiberChannel及Ultra SCSI也都与IEEE1394具有同样的性能,所缺的易用性和价格。

易用性

  IEEE 1394连线由是4根信号线与2根电源线构成的细缆,安装十分简单,而且价格也比较便宜。IEEE1394a标准的接点间距只有4.5米,IEEE 1394b标准的接点间距可以达到100米。

总线结构

  IEEE 1394是总线,不是I/O。向各装置传送数据时,不是像网络那样用I/O传送数据,而是按IEEE1212标准读写列入转换的空间。所以从上一层看,IEEE 1394是与PCI相同的总线。

  IEEE 1394总线和常见的USB总线的不一样之处在于,IEEE1394是一个对等的总线(peer-to-peer),对等总线上的任何一个设备都可以主动的发出请求,而USB总线上的设备,则都是在等待主机发送指令,然后做相应的动作。因而IEEE1394设备更加智能化一些,当然也复杂一些,成本高一些。IEEE 1394总线的这个特性决定了IEEE1394可以是脱离以桌面主机为中心的束缚, 对于数字化家电来说, IEEE 1394更加有吸引力。

  IEEE1394总线的拓扑结构和USB是一样的,是树形结构。树形结构就是所有的连接在一起的设备不能形成一个环(圈),否则就可能不能正常工作。不过1394b提出了一个避免环状结构的方法,在即使设备连接形成一个圆圈也能保证正常工作。IEEE 1394和USB这类串行总线和PCI这类并行总线不一样,这类串行总线的两个设备之间如果必须经过第三个设备,那么数据必须也从第三个设备穿过,也就是说第三个设备也要参与传输。而PCI这类并行总线,象一条大马路铺到各家的门口,两个设备如果协议好传输数据,并申请到了总线,就可以直接在两个设备间传输,不用经过第三家。当然更本质的区别是,PCI是并行总路线;IEEE1394是串行总路线。

  IEEE1394总线有异步和等时两种传输方式,每个总线支持64个节点。总线上的设备之间也会选举出一些设备作为总线的管理,做一些额外的工作,如:

  根节点:主要是在总线仲裁中做最终的裁判。

  同步资源管理器:主要是在同步传输中,管理带宽,或者提供总线的拓扑结构和有限的电源管理。

  总线管理器:可以设置根节点,提供总线拓扑结构,优化网络的响应时间和更高级的电源管理。

热插拔

  能带电插拔,增删新装置,不必关闭电源,操作非常简单。

即插即用

  增加新设备不必设定ID,可以自动予以分配,操作非常简单,接上就可以用。实际上每当有新的设备接入某个1394端口时,整个总线将会进行一个“欢迎仪式”,这个是总线自发的,和PC主机没有特殊的关系,学名叫做“总线复位” (bus reset)。这个过程,所有设备重新给自己起名字(节点标识,NODEID),新的设备趁机为自己取个名字。IEEE1394的起名字的机制很简单,从0开始往上,最多到62。一般子节点的ID小,根节点的ID最大。这个仪式结束后,大家又是各自干各自的事情了。IEEE1394的bus reset是很平常的事情,短的只要1us,长的要160us。而USB下,却跟凤凰涅盘一样隆重而冗长,至少在USB2.0下,一个端口复位要150ms,而一个busreset就要复位所有连接设备的port,所以在连接4个设备时必须600ms以上的时间。这个并无好坏之分,只是各自的工作方式不一样而已。

分类

  IEEE 1394接口适配器,也称1394卡,全称是IEEE 1394 InterfaceCard。目前市场上的1394卡基本上可以分成两类:带有硬解码功能的1394卡和用软件实现压缩编码的1394卡。前一种的价格较贵,而后一种的价格很便宜,只要100元左右。

  第一种是带有硬解码功能的1394卡,如EZDV采集卡,它不仅能将电视机或者录像机的视频信号传输入电脑,还具备了硬件压缩功能,可以将视频数据实时压缩成MPEG-1格式的视频数据流并保存为.MPEG文件或者.DAT文件,从而可以方便地制作视频光盘,占用的硬盘空间也较小(1小时视频数据大约占用硬盘空间650-700MB),压缩后的图像质量也还比较好。比较著名的品牌有Pinnacle(品尼高)、Snazzi等,这类产品性能一般都是不错的,所搭配的软件也较为专业且功能丰富,使用起来的效果也比较理想。不同品牌的1394卡会有不同的编码效果,再就是价格相对来说就贵了一些,一般要在数百至千元以上不等,最贵的要上万元!

  另一种用软件实现压缩编码的1394卡,它的功能是将视频信号输入电脑,成为电脑可以识别的数字信号。通俗的说,1394卡要做就是把数码摄像带中的视频内容传输到硬盘里,仅起到一个数据传输接口的作用。传输到硬盘里的AVI文件通过软件进行编辑、加工后生成新的AVI文件,再将编辑好的素材压缩成MPEG1或MPEG2文件,制作成VCD或DVD光盘永久保存。其实,即使是第一种1394卡,卡上有压缩编码的硬件,也只是在编辑生成MPEG文件的时候起作用,在传输数据的时候是不起作用的。这种1394卡的最大特点就是价格便宜,适合初学者使用和家庭用户使用。缺点就是由于1394卡采先将视频数据保存到硬盘,再用软件进行编辑。而未压缩的视频数据占硬盘空间极大(1小时视频数据占硬盘空间13-17GB),因此对硬盘和CPU的要求较高。

接口与连线

  IEEE 1394有两种接口标准:6针标准接口和4针小型接口。最早苹果公司开发的IEEE1394接口是6针的,后来SONY公司IEEE1394接口

  将6针接口进行改良,重新设计成为4针接口,并且命名为iLINK。6针标准接口中2针用于向连接的外部设备提供8-30伏的电压,以及最大1.5安培的供电,另外4针用于数据信号传输。4针小型接口的4针都用于数据信号传输,无电源。

  右侧较大的接口为6针标准接口,左侧较小的接口为4针小型接口。

  6针标准接口多见于台式计算机、外置硬盘、大型数码摄像机等设备。4针小型接口多见于笔记本电脑、微型数码摄像机等设备。

  由于IEEE 1394有两种标准的接口,于是连线也有以下3种:

  标准接口连线小型接口连线标准接口转小型接口

  此外市面上还有一种IEEE 1394小型接口转USB接口的连线。由于IEEE1394与USB是完全不同的两种接口,在数据传输方式和提供的电压、电流都不相同。通过这种连线的简单线路连接转换,想要在这两个接口间进行数据传输,根本是不可能的。所以这种连线在连接数码摄像机和计算机后,虽然会出现“发现新的USB设备”提示,但根本不能识别设备,更不要谈进行数据传输和视频捕捉了。USB接口的4针的其中2针向外接设备提供5V电压、500mA电流,IEEE1394小型接口的4针均用于数据传输,这种仅将4针对接的连线有可能烧毁1394接口的相关电路,应当禁用。

PC中的应用

  虽然IEEE-1394技术从问世到现在已经有好几年的时间,但是仍然没有在PC市场上占据显著位置。这主要是因为对于是否改变接口技术目前存在着很大的阻力。众所周知,IDE是计算机硬盘所普遍支持的接口技术,使用起来非常方便,而且在过去的几年中不断的得到改进,正逐步向ATA/66和ATA/100过渡。不过,目前硬盘已经成为整个计算机系统性能的瓶颈,随着CPU和内存速度的不断提升,硬盘的速度已经越来越让人无法接受。人们纷纷期望IEEE-1394成为新一代的硬盘接口标准。

  ATA/33可以提供264Mbps的传输速率,ATA/66可以提供528Mbps的传输速率,相对于目前可提供速度为400Mbps的IEEE-1394来说,PCI似乎并不处于劣势。对此,目前业界主要有两种观点。支持PCI的一方认为作为一种成熟的技术,PCI使用非常方便,而且即将出台的PCI/64新标准可以提供高达2,128Mbps的传输速率,IEEE-1394即使能够达到1.6Gbps的速度也不免相形见绌。另外一方则对IEEE-1394持乐观态度,认为IEEE-1394与PCI不同,既可以作为内部总线,也可以作为外部总线,而且IEEE-1394支持热插拔,允许设备之间直接进行通信,占用的系统资源更少。

  其实,客观的说,PCI标准仍然会在今后较长的一段时间内继续使用,但是随着PC朝着更加大众化方向的发展以及各种新式外设的出现,IEEE-1394将会为人们带来更多的方便。

  串行总线:也许有人会认为象IDE或PCI这样的并行总线似乎更加可取,因为更多的导线将提供更大的带宽。其实,并行端口非常复杂,相对于串行总线来说需要更多的软件控制,而且系统开销也很大。因此,并行接口不一定能够提供更快的传输速率。此外,价格也是一方面的因素。更多的控制软件和连接导线都会增加技术的实现成本。而且并行导线容易产生信号干扰,解决这一问题同样也需要增加费用。相对于并行总线,串行总线的另外一个优势就是节省空间。串联线体积更小,使用更加方便。

相关术语

  IEEE 1394a (FireWire 400)

  IEEE 1394a 6Pin(左)与IEEE 1394a 4Pin(右)的接头

  IEEE 1394b (FireWire

  IEEE 1394c (FireWire S800T)

  选择使用IEEE 1394

  飞机:IEEE1394b使用在军机上,重量节省是被要求的.当做F22猛禽战机上的总线,同时也使用在F35上.NASA的航天飞机也用它来监视可能在降落时撞击到的碎片(泡沫,冰块).DV:所有的数码摄影机都有一个"火线"的接口,但最近消费品牌已经转向USB.Sony用i.Link当做它的商标.许多数码摄影机都有一个"DV-输入"的"火线"连接器(通常都是6-pin的),可以直接连接数码摄影机来记录影片(不需使用电脑).这个传输协定允许被遥控,如播放,倒转...等等.

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