1394接口(i.Link、Lynx)美國(guó)電氣和電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)制定了IEEE1394標(biāo)準(zhǔn),它是一個(gè)串行接口,但它能像并聯(lián)SCSI接口一樣提供同樣的服務(wù),而其成本低廉。它的特點(diǎn)是傳輸速度快,適合傳送數(shù)字圖像信號(hào)。
制定標(biāo)準(zhǔn)
IEEE1394的前身是1986年由的。蘋果公司稱 之為火線(FireWire)并注冊(cè)為其商標(biāo)。而索尼公司稱之為i.Link。德州儀器則稱之為L(zhǎng)ynx。實(shí)際上,上述商標(biāo)名稱都是指同一種技術(shù),即IEEE1394。
FireWire完成于1987年,1995年被IEEE定為IEEE1394-1995技術(shù)規(guī)范,在制定這個(gè)串口調(diào)試軟件標(biāo)準(zhǔn)之前,IEEE已經(jīng)制定了1393個(gè)標(biāo)準(zhǔn),因此將1394這個(gè)序號(hào)給了它,其全稱為IEEE1394,簡(jiǎn)稱1394。因?yàn)樵贗EEE1394-1995中還有一些模糊的定義,后來又出了一份補(bǔ)充文件P1394a,用以澄清疑點(diǎn)、更正錯(cuò)誤并添加了一些功能。除此之外,還通過P1394b討論增加新功能的接口標(biāo)準(zhǔn)。作為一個(gè)工作組標(biāo)準(zhǔn),P1394b是一個(gè)高傳輸率與長(zhǎng)距離版本的IEEE1394,它的單信道帶寬為800Mb/s。在這一方案中,一個(gè)重要的特性是,在不同的傳輸距離與傳輸速率下可以使用不同的傳輸媒介。
也許有人會(huì)認(rèn)為為什么不采用像集成開發(fā)環(huán)境或pci這樣的并行總線呢?因?yàn)楦嗟?a href="/hebeideji/2361769959655506189.html">導(dǎo)線將提供更大的帶寬。其實(shí),并行端口非常復(fù)雜,相對(duì)于串行總線來說需要更多的軟件控制,而且系統(tǒng)開銷也很大。因此,并行接口不一定能夠提供更快的傳輸速率。此外,價(jià)格也是一方面的因素。更多的控制軟件和連接導(dǎo)線都會(huì)增加技術(shù)的實(shí)現(xiàn)成本。而且并行導(dǎo)線容易產(chǎn)生信號(hào)干擾,解決這一問題同樣也需要增加費(fèi)用。相對(duì)于并行總線,串行總線的另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是節(jié)省空間。串聯(lián)線體積更小,使用更加方便。
IEEE1394接口有6針和4針兩種類型。6角形的接口為6針,小型四角形接口則為4針。最早蘋果公司開發(fā)的IEEE1394接口是6針的,后來,索尼公司看中了它數(shù)據(jù)傳輸速率快的特點(diǎn),將早期的6針接口進(jìn)行改良,重新設(shè)計(jì)成為大家所常見的4針接口,并且命名為iLINK。這種接插件如果要與標(biāo)準(zhǔn)的6導(dǎo)線線纜連接的話,需要使用反激式變壓器。
兩種接口的區(qū)別在于能否通過連線向所連接的設(shè)備供電。6針接口中有4針是用于傳輸數(shù)據(jù)的信號(hào)線,另外2針是向所連接的設(shè)備供電的power cord。由于1394是一串行總線,數(shù)據(jù)從一臺(tái)設(shè)備傳至另一臺(tái)時(shí),若某一設(shè)備電源突然關(guān)斷或出現(xiàn)故障,將破壞整個(gè)數(shù)據(jù)通路。電纜中傳送電源將使每臺(tái)設(shè)備的連接器電路工作,采用一對(duì)線傳送電源的設(shè)計(jì),不管設(shè)備狀態(tài)如何,其傳送信號(hào)的連續(xù)性都能得到保證,這對(duì)串行信號(hào)是非常重要的。而對(duì)于低電源設(shè)備,電纜中傳送電源可以滿足所有的電源需求,因而無需配備外接電源接插件。這就是傳送電源的優(yōu)點(diǎn)。
傳送電源的兩根線,它們之間的電壓一般為8~40V,最大電流1.5A,供應(yīng)物理層電源。為提供電隔離,常使用變壓器或電容耦合。變壓器耦合提供500V電壓,成本低;電容耦合提供60V電壓隔離。
當(dāng)然,并不是所有的情況都要傳送電源。以索尼公司為代表推出的數(shù)字攝錄一體機(jī)中就采用第二種接口設(shè)計(jì),所使用的電纜比第一種更細(xì)。接口為4芯,即只有雙絞線,不含有電源。4針接口由于省去了2根power cord,因此只剩4根信號(hào)線。
應(yīng)用
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備經(jīng)數(shù)字接口進(jìn)行信號(hào)交換。當(dāng)連接多臺(tái)機(jī)器時(shí),由于存在音頻、視頻、控制等各種各樣的信號(hào),所以接口的信息傳輸方式、傳輸速度、傳輸容量、可帶機(jī)器的數(shù)量、可接電纜的長(zhǎng)度等,是要考慮的主要方面。世界上雖然有IEEE1394、通用串行總線(USB)等多種數(shù)字接口,但用上述標(biāo)準(zhǔn)衡量,最受重視的是IEEE1394。
IEEE1394作為一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的高速串行總線,已廣泛應(yīng)用于數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、電視機(jī)頂盒、家庭游戲機(jī)、計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備。更新一代的產(chǎn)品如DVD、硬盤錄像機(jī)等也將使用IEEE1394。其在數(shù)字視音頻消費(fèi)市場(chǎng)的廣泛應(yīng)用,為家用市場(chǎng)甚至專業(yè)市場(chǎng)開辟了全數(shù)字化拍攝到制作環(huán)境。IEEE1394接口已經(jīng)在一些廠家的攝錄機(jī)中使用,如索尼 推出的DVCAM系列攝錄設(shè)備,松下電器推出的DVCPRO25系列設(shè)備。其它廠家也相應(yīng)推出各自的攝像機(jī)產(chǎn)品,將1394接口的應(yīng)用推向新的高度。
在應(yīng)用方面,一般來講,受配置接口的空間等因素的限制,6針的接口,主要用于普通的臺(tái)式機(jī)。時(shí)下很多主板都整合了這種接口,特別是Apple電腦,統(tǒng)統(tǒng)采用的這種接口;在筆記本電腦和一體機(jī)等電腦中則大多采用4針。另外,在數(shù)碼攝像機(jī)等產(chǎn)品和家電中,采用4針的情況也比較常見。4針接口從外觀上就顯得要比6針的小很多,與6針的接口相比,4針的接口沒有提供電源引腳,所以無法供電,但優(yōu)勢(shì)也很明顯:就是?。√貏e是近一段時(shí)間,筆記本電腦和DV都在朝著小型化和超薄化發(fā)展,像索尼2006年上市的IP系列數(shù)碼攝像機(jī),機(jī)身小巧,整合度高,在這樣的機(jī)器上如果采用6針的接口,則顯得非常笨拙。
另外,DV的1394接口主要用于傳輸影像數(shù)據(jù),所以也無需供電。但是如果您是添加外置HDD,6針的1394端子就非常必要了,首先是外置硬盤體積比較寬大,所以也就不計(jì)較接口大小。其次,外置硬盤運(yùn)行時(shí)需要供電,并且需要有非常高速的傳輸速率,此時(shí)帶供電的6針1394接口就非常必要了。在這方面,Apple的iPOD就比較有代表性,其一方面通過1394接口傳輸文件,另一方面其也通過FireWire線纜進(jìn)行自動(dòng)充電。雖然IEEE-1394可以通過串聯(lián)線為接駁設(shè)備供電,但是對(duì)于各種連接設(shè)備來說只靠連結(jié)線供電還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。例如,像HDD這種對(duì)于電量要求較高的設(shè)備就很難從所接入的設(shè)備中得到充足的電力供應(yīng)。以Evergreen推出的HotDrive為例,該硬盤如果與PC連接的話,不需要任何的外部電源供應(yīng);但是如果與筆記本電腦連接的話,就需要使用一個(gè)外接電源。
綜上所述,這兩種IEEE1394接口可謂是各有千秋,所以也無法說誰比誰更好。市面上不僅有四針對(duì)四針、六針對(duì)六針的傳輸線纜,也有六針轉(zhuǎn)四針的傳輸線纜。但是由于IEEE1394接口的傳輸速率很快,以致其連接線纜對(duì)屏蔽性的要求非常高,所以IEEE1394線都不長(zhǎng),最長(zhǎng)的也就是3米多一些。
設(shè)備
外接式設(shè)備:外接HDD、外接式光驅(qū)、MO機(jī)、讀卡機(jī)。
數(shù)字影音播放器:iPod早期版本只有FireWire界面,從2003年發(fā)售的第三代開始支持USB界面,2005年9月開始發(fā)售的第一代iPodnano和第五代的iPod只有支持USB傳輸,F(xiàn)ireWire僅可用在充電。
工業(yè)用CCD相機(jī):工業(yè)用為了防止接插件松脫,接頭的部份略有差異。
軍機(jī):在軍機(jī)上被要求重量要盡量減輕。IEEE 1394b使用當(dāng)做F-22戰(zhàn)斗機(jī)上的總線,同時(shí)也使用在F-35戰(zhàn)斗機(jī)上。
航天飛機(jī):美國(guó)航空航天局的航天飛機(jī)也用它來監(jiān)視可能在降落時(shí)撞擊到的碎片(泡沫、冰塊)。
DV:所有的數(shù)字?jǐn)z影機(jī)都有一個(gè)相線的界面,但消費(fèi)品牌已經(jīng)轉(zhuǎn)向USB。許多數(shù)字?jǐn)z影機(jī)都有一個(gè)DV-輸入的火線連接器(通常都是6-pin的),可以直接連接數(shù)字?jǐn)z影機(jī)來記錄影片(不需使用計(jì)算機(jī))。這個(gè)傳輸協(xié)議允許被遙控,如播放、倒轉(zhuǎn)...等。
分層協(xié)議
1394接口的傳輸通過分層協(xié)議實(shí)現(xiàn),分為物理層、鏈路層和處理層。其中處理層用于實(shí)現(xiàn)信號(hào)的請(qǐng)求和響應(yīng)協(xié)議。串行總線管理(Serial Bus Manager)負(fù)責(zé)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制。
各層功能
鏈路層
(Link Layer):提供數(shù)據(jù)包傳送服務(wù),即具有異步和同步傳送功能。異步傳送與大多數(shù)計(jì)算機(jī)應(yīng)答式協(xié)議相似;同步傳送為實(shí)時(shí)帶寬保證式協(xié)議。同步傳送適合處理高帶寬的數(shù)據(jù),特別是對(duì)于多媒體信號(hào)。同步信號(hào)傳送對(duì)于要把AV產(chǎn)品的信號(hào)保存到PC的HDD上的消費(fèi)者尤其重要。
物理層
(Physical Layer):提供1394電纜與1394設(shè)備間的電氣及機(jī)械方面的連接,它除了完成實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸和接收任務(wù)之外,還提供初始設(shè)置(Initialization)和仲裁(Arbitration)服務(wù),以確保在同一時(shí)刻只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù),以使所有的設(shè)備對(duì)總線能進(jìn)行良好的存取操作。
處理層
(Transaction Layer):支持異步協(xié)議寫、讀和鎖定指令。此處,寫即是將發(fā)送者的數(shù)據(jù)送往接收者;讀即是將有關(guān)數(shù)據(jù)返回到發(fā)送者;鎖定即是寫、讀指令功能的組合。
同步傳輸
為了保證高速數(shù)據(jù)傳送所需帶寬及其時(shí)延,1394總線具有同步傳送功能。
1394總線同步資源管理有一個(gè)帶寬可利用(Bandwidth Available)寄存器,對(duì)具有同步傳送能力的節(jié)點(diǎn)規(guī)定了剩余的可利用的帶寬。在總線復(fù)位或同步節(jié)點(diǎn)加入總線時(shí),對(duì)節(jié)點(diǎn)就需要進(jìn)行帶寬的分配。例如一個(gè)DV設(shè)備需要近30Mb/s的帶寬(視頻數(shù)據(jù)率:25Mb/s;音頻、時(shí)碼和包開銷:3~4Mb/s)。帶寬以帶寬分配單元來度量。在1600Mb/s (s160)速率下,一幀為125ms,一個(gè)分配單元約20ms,共有6144個(gè)單元。一幀內(nèi),100ms用于同步傳送,25ms用于異步傳送,所以在總線復(fù)位時(shí),可利用帶寬寄存器的設(shè)定值為4915個(gè)單元。在100Mb/s(s100)系統(tǒng)中,DV設(shè)備將需要約1800個(gè)單元;在200Mb/s(s200)系統(tǒng)中,將需要900個(gè)單元。
1394設(shè)備需要通過物理層的控制傳送數(shù)據(jù)。對(duì)于異步傳送,首先要傳送發(fā)送端和接收端地址(ID),然后傳送數(shù)據(jù)包;一旦接收端收到數(shù)據(jù)包,將發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)給發(fā)送端。當(dāng)同步傳輸時(shí),發(fā)送端需要一個(gè)具有規(guī)定帶寬的同步通道。同步通道ID傳出后將傳輸數(shù)據(jù)包;接收端監(jiān)視進(jìn)來的通道ID,僅接收有關(guān)ID的數(shù)據(jù)。用戶負(fù)責(zé)確定所需同步通道的數(shù)量和帶寬,最多可以使用64個(gè)同步通道。這里總線首先以定時(shí)間隙(Timing Gap)形式送出幀定時(shí)指示以表明幀包的開始,緊接著是同步通道#1和#2所規(guī)定的時(shí)間,其余時(shí)間用作異步傳輸。由于同步傳輸通道已經(jīng)建立,總線就能保證所需帶寬,從而進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。
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