IEEE 1394 (FireWire/i.Link) – standard för seriell buss och enhetsanslutning

FireWire är populärt i industriella system för maskinseende och professionella ljudsystem. Det är att föredra framför det vanligare USB eftersom det har högre effektiv hastighet och bättre möjligheter till kraftdistribution, och eftersom det inte behöver någon värddator. Kanske ännu viktigare är att FireWire utnyttjar alla SCSI-funktioner (äldre anslutningsmöjligheter) fullt ut. Jämfört med USB 2.0 har den vanligtvis högre dataöverföringshastigheter. Denna funktion är viktig för ljud- och videoredaktörer. Även många datorer avsedda för hemmabruk eller professionell användning av ljud/video har inbyggda FireWire-portar, bland annat alla bärbara datorer från Apple Inc. och Sony samt de flesta modeller från Dell och Hewlett-Packard som tillverkas för närvarande. Den är tillgänglig för allmänheten på moderkort för gör-det-själv-datorer, vid sidan av USB. FireWire tillverkas i trådlösa, optiska fiber- och koaxialkabelversioner. De upphovsrättsavgifter som krävs av användare av FireWire och den dyrare hårdvara som krävs för att implementera den har dock hindrat FireWire från att ersätta USB på massmarknaden, där produktkostnaden är avgörande.

FireWire är Apple Inc:s namn för IEEE 1394 High Speed Serial Bus. Apple avsåg att FireWire skulle vara en seriell ersättning för den parallella SCSI-bussen (Small Computer System Interface), samtidigt som den även skulle tillhandahålla anslutningsmöjligheter för digital ljud- och videoutrustning. Apples utveckling av den ursprungliga IEEE 1394-standarden avslutades 1995 och följdes av flera ändringar: IEEE Std. 1394a-2000, IEEE Std. 1394b-2002 och IEEE Std. 1394c-2006. Syftet med detta arbete är att införliva alla dessa fyra dokument i en ny revidering av 1394-standarden. Sonys version av systemet kallas i.LINK och använder endast de fyra signalpinnarna och utelämnar de två pinnarna som ger ström till enheten eftersom Sonys i.LINK-produkter har en separat strömkontakt.

FireWire 400 (IEEE 1394)

FireWire 400 kan överföra data mellan enheter med 100, 200 eller 400 Mbit/s. Den 6-poliga kontakten är vanlig på stationära datorer och kan försörja den anslutna enheten med ström. Vanligtvis kan en enhet dra cirka 7-8 watt från porten, men spänningen varierar betydligt mellan olika enheter.

Förbättringar (IEEE 1394a)

Modifieringen IEEE 1394a släpptes år 2000. Den standardiserade den 4-poliga kontakten som redan användes i stor utsträckning. Den 4-poliga versionen används på många konsumentenheter som videokameror, vissa bärbara datorer och andra små FireWire-enheter. Den är helt datakompatibel med 6-poliga gränssnitt.

FireWire 800 (IEEE 1394b)

9-stifts FireWire 800 introducerades kommersiellt av Apple Inc. 2003. Denna nyare specifikation (1394b) och motsvarande produkter tillåter en överföringshastighet på 786,432 Mbit/s. Den är bakåtkompatibel med FireWire 400:s långsammare hastigheter och 6-stiftsanslutningar. Även om IEEE 1394a- och IEEE 1394b-standarderna är kompatibla är dock kontakterna olika, vilket gör att de kablar som används av tidigare versioner är inkompatibla.

FireWire S3200

I december 2007 meddelade 1394 Trade Association att produkterna snart kommer att vara tillgängliga i S3200-läge. Det kommer att använda samma 9-stiftsanslutningar som det befintliga FireWire 800 och kommer att vara fullt kompatibelt med befintliga S400- och S800-enheter. De framtida produkterna är avsedda att konkurrera med USB 3.0.

Hastigheter

Siffrorna efter FireWire eller S anger den ungefärliga hastigheten i MBit/s, avrundat uppåt till närmaste 100-tal. Den första versionen kan överföra 98 304 000 Bits/s, eller 12 288 000 Bytes/s. De versioner som kom efteråt kan klara denna hastighet, och flera gånger om den. Med SI-prefixet är detta exakt 98,304 kBit/s, med det binära prefixet är det 96,000 kiBit/s. För att undvika förvirring avrundas det till närmaste 100-tal. På så sätt överför S3200 inte 3 200 MBit/s eller 3 200 MiBit/s, utan 3 145 728 Mbit/s eller 3 000 MiBit/s. Detta motsvarar ungefär 2,93 Gibit/s.

Adressering och busshantering

Till skillnad från USB finns det ingen enhet som styr bussen hela tiden. Varje enhet kan hantera bussen. När en ny enhet ansluts förhandlar enheterna om vem av dem som sköter hanteringen.

Adresser har en längd på 64 bitar. Av dessa används 10 för att identifiera segment (som en del av nätverket), 6 används för noder och 48 är fritt tillgängliga. Den standard som används för att ansluta flera segment har ännu inte ratificerats. Av denna anledning använder alla Firewire-nätverk för närvarande endast ett segment.

Säkerhetsfrågor

Enheter på en FireWire-buss kan kommunicera genom direkt minnesåtkomst. Med direkt minnesåtkomst (DMA) kan en enhet använda hårdvara för att mappa internminnet till FireWires "fysiska minnesutrymme". SBP-2 (Serial Bus Protocol 2) som används av FireWire-diskettstationer använder denna möjlighet för att minimera avbrott och buffertkopior. I SBP-2 skickar initiatorn (den styrande enheten) en begäran genom att på distans skriva ett kommando till ett specificerat område i målets FireWire-adressutrymme. Detta kommando omfattar vanligtvis buffertadresser i initierarens FireWire "Physical Address Space". Målet är tänkt att använda detta utrymme för att flytta I/O-data till och från initiatorn.

Många implementationer använder hårdvara för att göra mappningen mellan FireWire "Physical Memory Space" och enhetens fysiska minne. Bland dessa finns de som används av PC och Macs, särskilt de som använder OHCI. I detta fall är operativsystemet inte inblandat i överföringen. Detta möjliggör höghastighetsöverföringar med låg latenstid och undviker att data kopieras runt i onödan. Det kan dock vara en säkerhetsrisk om enheter som inte är betrodda är anslutna till bussen. Installationer där säkerheten är ett problem kommer därför antingen att använda nyare maskinvara som använder virtuellt minne för att kartlägga det fysiska minnesutrymmet för Firewire, eller inaktivera den kartläggning som OHCI gör. De kan också inaktivera hela Firewire-subsystemet eller inte tillhandahålla Firewire alls.

Den här funktionen kan också vara användbar, till exempel för att felsöka en maskin där operativsystemet har kraschat. Vissa system kan använda den för att tillhandahålla en fjärrkonsol. På FreeBSD tillhandahåller dcons-drivrutinen båda, med gdb som felsökare. Under Linux finns firescope och fireproxy.

• USB
• SCSI