Сетевой адаптер 1394 windows xp что это такое

IEEE 1394 (Firewire) — новая последовательная шина

Введение

IEEE 1394 или Firewire — это последовательная высокоскоростная шина, предназначенная для обмена цифровой информацией между компьютером и другими электронными устройствами. Благодаря невысокой цене и большой скорости передачи данных эта шина становится новым стандартом шины ввода-вывода для персонального компьютера. Ее изменяемая архитектура и одноранговая топология делают Firewire идеальным вариантом для подключения жестких дисков и устройств обработки аудио- и видеоинформации. Эта шина также идеально подходит для работы мультимедийных приложений в реальном времени. В этом материале приведены некоторые общие сведения о стандарте IEEE 1394.

Зачем нужен новый интерфейс

Прежде всего, посмотрите на заднюю стенку своего компьютера. Там можно найти множество всяких разъемов: последовательный порт для модема, принтерный порт для принтера, разъемы для клавиатуры, мыши и монитора, SCSI-интерфейс, предназначенный для подключения внешних носителей информации и сканеров, разъемы для подключения аудио и MIDI устройств, а также для устройств захвата и работы с видеоизображениями. Это изобилие сбивает с толка пользователей и создает беспорядок из соединительных кабелей. Причем, нередко производители ноутбуков используют и другие типы коннекторов.

Новый интерфейс призван избавить пользователей от этой мешанины и к тому же имеет полностью цифровой интерфейс. Таким образом, данные с компакт-дисков и цифровых магнитофонов смогут передаваться без искажений, потому что в настоящее время эти данные сначала конвертируются в аналоговый сигнал, а затем обратно оцифровываются устройством-получателем сигнала. Кабельное телевидение, радиовещание и видео CD передают данные также в цифровом формате.

Цифровые устройства генерируют большие объемы данных, необходимые для передачи качественной мультимедиа-информации. Например:

Высококачественное видео
Цифровые данные = (30 frames / second) (640 x 480 pels) (24-bit color / pel) = 221 Mbps

Видео среднего качества
Цифровые данные = (15 frames / second) (320 x 240 pels) (16-bit color / pel) = 18 Mbps

Высококачественное аудио
Цифровые данные = (44,100 audio samples / sec) (16-bit audio samples) (2 audio channels for stereo) = 1.4 Mbps

Аудио среднего качества
Цифровые данные = (11,050 audio samples / sec) (8-bit audio samples) (1 audio channel for monaural) = 0.1 Mbps

Обозначение Mbps — мегабит в секунду.

Для решения всех этих проблем и высокоскоростной передачи данных была разработана шина IEEE 1394 (Firewire).

IEEE 1394 — высокоскоростная последовательная шина

Стандарт поддерживает пропускную способность шины на уровнях 100, 200 и 400 Мбит/с. В зависимости от возможностей подключенных устройств одна пара устройств может обмениваться сигналами на скорости 100 Мбит/с, в то время как другая на той же шине — на скорости 400 Мбит/с. В начале следующего года будут реализованы две новые скорости — 800 и 1600 Мбит/с, которые в настоящее время предлагаются как расширение стандарта. Такие высокие показатели пропускной способности последовательной шины практически исключают необходимость использования параллельных шин, основной задачей которых станет передача потоков данных, например несжатых видеосигналов, внутри компьютера.

Таким образом, Firewire удовлетворяет всем вышеперечисленным требованиям, включая:

Благодаря этому шина IEEE 1394 может использоваться с:

Простейшая система для видеоконференций, построенная на шине IEEE 1394, использующая два 15 fps аудио/видео канала загрузит всего третью часть 100Mbps интерфейса 1394. Но, в принципе, для этой задачи возможно и использование 400Mbps интерфейса.

Кабель IEEE 1394

Шесть контактов FireWire подсоединены к двум проводам, идущим к источнику питания, и двум витым парам сигнальных проводов. Каждая витая пара и весь кабель в целом экранированы.

Провода питания рассчитаны на ток до 1,5 А при напряжении от 8 до 40 В, поддерживают работу всей шины, даже когда некоторые устройства выключены. Они также делают ненужными кабели питания во многих устройствах. Не так давно инженеры Sony разработали еще более тонкий четырехпроводный кабель, в котором отсутствуют провода питания. (Они намерены добавить свою разработку к стандарту.) Этот так называемый AV-разъем будет связывать небольшие устройства, как «листья» с «ветками» 1394.

Гнездо разъема имеет небольшие размеры. Ширина его составляет 1/10 ширины гнезда разъема SCSI, у него всего шесть контактов (у SCSI — 25 или 50 разъемов).

К тому же кабель 1394 тонкий — приблизительно в три раза тоньше, чем кабель SCSI. Секрет тут прост — ведь это последовательная шина. Все данные посылаются последовательно, а не параллельно по разным проводам, как это делает шина SCSI.

Топология

Стандарт 1394 определяет общую структуру шины, а также протокол передачи данных и разделения носителя. Древообразная структура шины всегда имеет «корневое» устройство, от которого происходит ветвление к логическим «узлам», находящимся в других физических устройствах.

Корневое устройство отвечает за определенные функции управления. Так, если это ПК, он может содержать мост между шинами 1394 и PCI и выполнять некоторые дополнительные функции по управлению шиной. Корневое устройство определяется во время инициализации и, будучи однажды выбранным, остается таковым на все время подключения к шине.

Сеть 1394 может включать до 63 узлов, каждый из которых имеет свой 6-разрядный физический идентификационный номер. Несколько сетей могут быть соединены между собой мостами. Максимальное количество соединенных шин в системе — 1023. При этом каждая шина идентифицируется отдельным 10-разрядным номером. Таким образом, 16-разрядный адрес позволяет иметь до 64449 узлов в системе. Поскольку разрядность адресов устройств 64 бита, а 16 из них используются для спецификации узлов и сетей, остается 48 бит для адресного пространства, максимальный размер которого 256 Терабайт (256х1024 4 байт) для каждого узла.

Однако есть несколько ограничений. Между любыми двумя узлами может существовать не больше 16 сетевых сегментов, а в результате соединения устройств не должны образовываться петли. К тому же для поддержки качества сигналов длина стандартного кабеля, соединяющего два узла, не должна превышать 4,5 м.

Протокол

Интерфейс позволяет осуществлять два типа передачи данных: синхронный и асинхронный. При асинхронном методе получатель подтверждает получение данных, а синхронная передача гарантирует доставку данных в необходимом объеме, что особенно важно для мультимедийных приложений.

Протокол IEEE 1394 реализует три нижних уровня эталонной модели Международной организации по стандартизации OSI: физический, канальный и сетевой. Кроме того, существует «менеджер шины», которому доступны все три уровня. На физическом уровне обеспечивается электрическое и механическое соединение с коннектором, на других уровнях — соединение с прикладной программой.

На физическом уровне осуществляется передача и получение данных, выполняются арбитражные функции — для того чтобы все устройства, подключенные к шине Firewire, имели равные права доступа.

На канальном уровне обеспечивается надежная передача данных через физический канал, осуществляется обслуживание двух типов доставки пакетов — синхронного и асинхронного.

На сетевом уровне поддерживается асинхронный протокол записи, чтения и блокировки команд, обеспечивая передачу данных от отправителя к получателю и чтение полученных данных. Блокировка объединяет функции команд записи/чтения и производит маршрутизацию данных между отправителем и получателем в обоих направлениях.

«Менеджер шины» обеспечивает общее управление ее конфигурацией, выполняя следующие действия: оптимизацию арбитражной синхронизации, управление потреблением электрической энергии устройствами, подключенными к шине, назначение ведущего устройства в цикле, присвоение идентификатора синхронного канала и уведомление об ошибках.

Чтобы передать данные, устройство сначала запрашивает контроль над физическим уровнем. При асинхронной передаче в пакете, кроме данных, содержатся адреса отправителя и получателя. Если получатель принимает пакет, то подтверждение возвращается отправителю. Для улучшения производительности отправитель может осуществлять до 64 транзакций, не дожидаясь обработки. Если возвращено отрицательное подтверждение, то происходит повторная передача пакета.

В случае синхронной передачи отправитель просит предоставить синхронный канал, имеющий полосу частот, соответствующую его потребностям. Идентификатор синхронного канала передается вместе с данными пакета. Получатель проверяет идентификатор канала и принимает только те данные, которые имеют определенный идентификатор. Количество каналов и полоса частот для каждого зависят от приложения пользователя. Может быть организовано до 64 синхронных каналов.

Шина конфигурируется таким образом, чтобы передача кадра начиналась во время интервала синхронизации. В начале кадра располагается индикатор начала и далее последовательно во времени следуют синхронные каналы 1, 2… На рисунке изображен кадр с двумя синхронными каналами и одним асинхронным.

Оставшееся время в кадре используется для асинхронной передачи. В случае установления для каждого синхронного канала окна в кадре шина гарантирует необходимую для передачи полосу частот и успешную доставку данных.

Резюме

Таким образом, в скором будущем, на задней панели компьютера можно будет увидеть выходы всего двух последовательных шин: USB для низкоскоростных применений и Firewire — для высокоскоростных. Причем путь в жизнь у шины IEEE 1394 произойдет гораздо быстрее, чем у USB. В этом случае производители программных продуктов и аппаратуры действуют сообща. Уже сейчас доступны различные виды устройств с шиной Firewire, поддержка этой шины будет встроена в операционную систему Windows 98 и в ближайшем будущем ведущие производители чипсетов для PC встроят поддержку этой шины в свои продукты. Так что 1998 год станет годом Firewire.

Дополнительная информация

Дополнительную информацию о шине IEEE 1394 можно получить на сайтах:

Источник

Сетевые возможности FireWire

Что и говорить — привыкли мы к Ethernet. Впрочем, те кабели, которые сейчас опутали множество офисов и даже обычных квартир, не говоря уже об оборудовании, абсолютно не похожи на первоначальную разработку Xerox, но это все чистая физика — какой бы носитель не был, а на деле все это Ethernet. Не все уже помнят о Token Ring или 100VGAnyLAN: мы говорим сеть — подразумеваем 100BaseT Ethernet (ну или десятимегабитный вариант в тех случаях, когда говорим об историческом наследии, с которым пора бороться). А почему бы и нет? Быстрая, недорогая, отличная поддержка во всех ОС, большое количество самого разнообразного оборудования. И расти есть куда — Gigabit Ethernet нам тоже уже предложили, причем во многих областях он начал использоваться. Но есть и альтернативы.

Нет, речь сегодня пойдет не о Wi-Fi — о беспроводных сетях на базе разных модификаций 802.11 поговорим в ближайшее время, но не в этой статье. И не о HomePNA, которая пока для многих лишь вещь в себе. Сегодня хочется немного рассказать о моей любимой шине FireWire, а точнее — о ее сетевых возможностях.

IEEE1394 и сети

FireWire разрабатывалась в первую очередь как высокопроизводительная шина для подключения различных устройств к компьютеру и даже рассматривалась как возможная альтернатива SCSI. Однако родственные отношения с ATM и изначально сетевая архитектура позволяют применять даже первоначальный вариант шины для соединения нескольких компьютеров. Причем в данном случае это не какие-либо сложновывернутые варианты (типа соединения через USB): возможность работы в режиме «точка-точка» заложена в основу шины. Ну а где есть «точка-точка» всегда можно построить звезду с использованием хаба. Последний — устройство пассивное, так что возможным оказалось построение сетей, причем включающих в себя разнородные устройства. К одному хабу можно подключить несколько компьютеров, дисковые накопители или какие-либо еще устройства и легко наладить обмен между всеми ними. В этом плане шина находится в несколько лучшем положении, чем Ethernet — любой FireWire-винчестер вполне может считаться сетевым устройством хранения данных без каких-либо дополнительных вложений средств, в то время, как «обычные» сетевые хранилища стоят достаточно дорого. Добавим к этому достаточно высокие даже сейчас (не говоря уже о моменте создания) скорости до 400 Мбит/с и получим отличного конкурента для 100BaseT.

Впрочем, не такого уж отличного если честно. В первоначальном варианте шины была жесткая ориентация на специальные достаточно дорогие кабели, длиной не более 4,5 м. На самом деле появились и нестандартные кабели по 6 метров, и удлинители, позволяющие без проблем довести длину кабеля до 10 метров, но это уже не совсем стандарт, так что проблемы возможны (хотя я с ними не сталкивался). Таким образом, получаем в лучшем случае 10 м между двумя подключенными к компьютеру устройствами, что во многих случаях маловато — по сравнению с привычными для 100BaseT 100 м (пусть и на меньшей скорости). Опять же — хабы долгое время были крайне редким товаром (собственно и сейчас хаб портов на шесть нужно искать, а больше — можно и не найти). Однако многие из этих проблем обещали исправить в следующих версиях стандарта.

IEEE1394b — новое слово

За время, ушедшее на нелегкое продвижение FireWire на рынок, успел появиться и развиться Gigabit Ethernet, что свело на нет изначальное преимущество в скорости. Впрочем, изначально IEEE1394 планировалось довести до 3,2 Гбит/с (на порт, естественно, в отличие от Ethernet, являещемуся чисто шинной архитектурой). Главным было обеспечить удобство использования и работу на больших расстояниях, чего так не хватало первоначальному варианту.

И вот появилась GigaWire. На первый взгляд новый формат лишь изменил тип разъема — вместо 4 и 6-и контактных появился 9-и контактный, да повысил максимальную скорость работы до 800 Мбит/с. На самом деле, эти изменения лишь внешние. По сути, пока нет практически внешних устройств, способных утилизовать такую пропускную способность.

Главным изменением была появившаяся свобода в выборе физического носителя. FireWire ориентировалась на экранированный кабель из двух или трех витых пар (в зависимости от того, требовалось ли питание). GigaWire поддерживает старый вариант (и даже старые кабели при помощи переходника), но, кроме этого, в стандарт была введена также поддержка обычной витой пары и оптоволокна. Что касается первого, то поддерживается работа с UTP на расстоянии до 100 метров. Правда со скоростью всего 100 Мбит/с, но ведь это как раз возможности 100BaseT 😉 Т.е. можно не меняя кабельного хозяйства сменить лишь адаптеры и хабы и перейти с Ethernet на FireNet. Если говорить о клиентских машинах, то это на первый взгляд бесполезно — что имели, то и получим. Но не забывайте, что, при этом, на наиболее критичных участках можно организовать передачу данных по оптике со скоростью 800 Мбит/с. Т.е. уже сейчас скорость сравнима с Gigabit Ethernet, а завтра на том же кабеле можно будет получить в два или даже четыре раза больше (адаптеры, правда, придется сменить). В общем, вот он, реальный конкурент Ethernet.

Дела сегодняшние

Из вышесказанного можно сделать вывод, что будущее может быть и красиво, но сегодня пока сеть на базе FireWire применить на практике не получится. Однако это не совсем так — есть области, где применения обычной FireWire 400 вполне оправдано.

Допустим, у вас дома есть два компьютера. Даже если они настольные, то вряд ли между ними будет очень уж большое расстояние — вполне может хватить и 10 м FW-кабеля. Ну а если нужно связывать с настольной машиной ноутбук, задача становится еще более простой. А ведь скорость FireWire выше, чем у любых других сетей, за исключением Gigabit Ethernet. Звучит заманчиво? Посмотрим, что нам еще нужно сделать.

Во-первых, нужна аппаратура. В ноутбуке, как правило, есть и FireWire, и Ethernet. На обычные системные платы Ethernet начали ставить раньше, однако и FireWire сейчас встречается очень часто. Кроме того, если вы обладатель любой звуковой карты Creative, начиная с Audigy, то у вас уже необходимый контроллер есть. В крайнем случае, когда нет ничего, обычная сетевая карта стоит начиная от 7–10 долларов, FireWire-адаптер — от 15. Не такая уж и большая разница в цене, верно? Особенно с учетом того, что для оставшихся портов применение найти тоже можно. Ну и учтите, что еще более быстрый Gigabit Ethernet можно применить тоже только для одной цели, а стоит адаптер намного дороже (к тому же, для ноутбука придется, например, скорее всего, покупать отдельный PCMCIA-адаптер). FireWire-кабель стоит несколько дороже UTP, но разница там настолько копеечная, что можно не обращать на нее внимания.

Теперь программное обеспечение. Я не знаю, как дела обстоят в случае Linux и прочих, поскольку необходимости в данном знании у меня пока еще ни разу не возникло (очень может быть, что умру и ничего не узнаю) 🙂 В мире Windows все достаточно просто — есть два способа: универсальный и от Microsoft (как водится :)). Универсальный — использовать программу Unibrain FireNet. К плюсам этого способа относится то, что программа существует также и в версии для MacOS, так что можно легко и быстро связать друг с другом компьютеры «из двух миров». Минус — программа платная, так что за каждый компьютер придется выложить денежку (впрочем, к Audigy она прилагается, но кто у нас покупает не-ОЕМ версию звуковой карты? ;)). К тому же этот способ несовместим с совершенно бесплатной реализацией от Microsoft. Печально, но факт. Поэтому перейдем лучше ко второму варианту, благо большинству пользователей он вполне подойдет.

Большинству, но не всем: поддержка сетевого соединения при помощи FireWire имеется далеко не во всех версиях Windows. На ядре 9Х это только Millenium Edition, на NT — все варианты ХР и 2003 Server. Кроме того, в МЕ поддержка реализована не лучшим образом (впрочем, как и положено при прикручивании сложных возможностей к давно устаревшему ядру), так что работать будет заметно медленнее, нежели могло бы. Но будет. Во всяком случае, я этим в свое время пользовался, когда дома было два компьютера, причем в одной комнате (впоследствии пришлось-таки купить две сетевые карты, поскольку расстояние между компьютерами после переезда сильно увеличилось). Говорить что-либо о настройке соединения в данном случае бессмысленно — в системе просто появляется еще один или несколько сетевых адаптеров, которые настраиваются точно так же, как и «обычные» сетевые карты. В общем, простейшую сеть на пару машин можно создать минут за пять максимум.

Практические испытания

Но теория как известно суха — интереснее попробовать данный вариант на практике. Что я собственно и сделал, благо на некоторое время в доме поселилось два компьютера. Основная машинка на данный момент построена на базе Athlon XP 2000+ (10×166) и материнской платы Epox 8K3A+. В наличии имеется сетевой адаптер от ST Labs на Realtek RTL8139, а также FireWire-контроллер от Texas Instruments на звуковой плате SB Audigy (после замены видеокарты второго FireWire я временно лишился). Для проведения тестов также был взят ноутбук BLISS 500C на базе Pentium M 1400. Платформа Centrino предполагает под собой богатые коммуникационные возможности, включая Wi-Fi-адаптер, который для этого теста был мне не нужен, и пригодившийся 100BaseT от Intel, а также FireWire-порт. Объем ОЗУ первого компьютера составлял 512 Мбайт, второго — 256 Мбайт, оба работали под управлением Windows XP Pro SP1 Rus. В общем, две достаточно мощных машинки, вполне заслуживающих быстрой связи 🙂

Наличие всего необходимого внутри компьютеров оставляло лишь один вопрос — кабели. Нуль-хабный Ethernet-кабель, длиной 13 м дома нашелся, с FireWire оказалось сложнее: был кабель длиной 6 м, однако рассчитанный на стандартные порты, а не на четырехконтактный ноутбучный. Проблема была решена при помощи специального переходника из комплекта картовода 6 in 1 IEEE1394. Для тестирования применялась программа AIDA32, точнее ее штатный плагин для тестирования сетей (благо свою пригодность оный вполне продемонстрировал, выдавая средний результат, равный получаемому при простом копировании файлов).

Что ж — для начала скорость.

Победа весьма убедительная. Скорость, полученная на Ethernet практически равна теоретическому максимуму для 100BaseT, что немудрено: условия практически идеальные. Но FireWire все равно быстрее, причем намного. С другой стороны, не на столько, как можно было бы предположить, сравнивая теоретическую пропускную способность шин. Даже если предположить, что она делится на два для дуплексного режима, все равно — могло быть больше. Что же мешает получить максимум? AIDA32 выдает не только среднюю скорость передачи данных, так что посмотрим на другой параметр — загрузку процессора.

Что ж — все встает на свои места. Помнится, после появления 100BaseT очень многие удивлялись — почему же скорости на практике часто меньше. Проведенные исследования показали, что для полной утилизации возможностей нового стандарта необходимо на обоих концах провода иметь минимум Pentium III 850. Ну а чем выше скорость, тем более быстрый процессор нам нужен. Оба имеющихся у меня к тихоходам отнести невозможно, однако в некоторые моменты загрузка подскакивала и до 100%, так что на что-либо иное сил уже не оставалось, как не оставалось и резерва для получения более высокой скорости. Хорошо заметно, что пропускная способность отличается примерно во столько же раз, во сколько и средняя загрузка. В случае Ethernet узким местом оказалась сама шина — резерв вычислительной мощности еще оставался. Мы убрали это узкое место и что же? Теперь все уперлось именно в быстродействие центрального процессора (такой же результат, наверняка, я бы увидел и в случае Gigabit Ethernet).

Но то, что пределы производительности отодвинулись, не может не радовать. Это уже не касаясь остальных удобств такого варианта соединения двух компьютеров (или другого небольшого их числа) — если бы ноутбук был у меня не временно, а постоянно, подключал бы я его именно так, поскольку вторую сетевую карту и ставить-то некуда, а первая нужна для доступа к Интернет. По крайней мере, подключал всегда, когда важна высокая скорость — наиболее удобным способом в данном случае был бы Wi-Fi, но это дороже и заметно медленнее.

И еще одно наблюдение. Если вы сравните скорость передачи данных через FireWire со скоростью работы внешних винчестеров, несложно заметить, что первая практически не уступает второй. Есть такая шуточная задача: «Какая пропускная способность у вагона, груженого винчестерами» 🙂 Больше эту задачу можно не решать — в наличии у нас наконец-то появился недорогой способ для соединения компьютеров, не уступающий по скорости внешним накопителям.

Итого

Выводов можно сделать несколько, но основных два. Во-первых, сети на базе FireWire действительно работают, в определенных случаях (современные версии Windows) легко конфигурируются и обеспечивают высокую производительность. Широкому их распространению сильно мешает неразвитый рынок «сопутствующих товаров» и жесткие и не очень удобные ограничения на кабели в варианте IEEE1394/IEEE1394a. Однако последнее уже исправлено в IEEE1394b, так что, вполне возможно, вскоре шина сумеет отвоевать место под солнцем и на этом рынке. Во всяком случае, даже сейчас не стоит думать, что, при необходимости получения быстрой связи между двумя компьютерами за разумные деньги, альтернативы 100BaseT нет — есть и еще какая 🙂

Второй же вывод более общий: в вычислительной системе все должно соответствовать друг другу. В случае несбалансированности работа в целом будет происходить со скоростью самого медленного компонента. Так что бесполезно ставить гигабитные сетевые адаптеры на компьютеры на базе какого-нибудь Celeron 1000 — этой машине как раз отлично подойдет 100 Мбит/с, а больше ей просто не съесть, так что это будут впустую выброшенные деньги 🙂

Источник

Экзотические локальные сети: FireWire и USB

Актуальность проблемы совместного использования компьютерных ресурсов не нуждается в особых доказательствах: у многих помимо настольного имеются еще и портативные компьютеры, на которых приходится работать и дома, и в офисе; некоторым хочется объединиться с соседями для совместных партий в различные компьютерные игры или для обмена файлами — вот тут-то и выручает локальная сеть. Сегодня аппаратные и программные средства для построения домашних сетей пользуются повышенным спросом и широко представлены на рынке.

хемы построения локальных сетей на базе Ethernet-технологий давно и хорошо описаны. Писали мы и о построении сетей на основе USB и FireWire (например, «Домашние сети на FireWire и USB» в № 4’2001). Что же с тех пор изменилось? Прежде всего последовательные шины передачи данных USB и FireWire наконец получили широкую поддержку со стороны разработчиков операционных систем и различных периферийных устройств, они чаще используются в персональных компьютерах (и настольных, и мобильных) и практически вытеснили как последовательный интерфейс RS-232, так и параллельный Centronix и даже в некоторых приложениях заменили SCSI.

В материнских платах наконец появился новый высокоскоростной интерфейс USB 2.0, и производители внешних устройств его широко поддерживают. Новый USB-интерфейс обеспечивает передачу данных со скоростью до 480 Мбит/с против 12 Мбит/с, то есть в 40 раз быстрее старого USB-стандарта. В этом смысле FireWire (1394) выглядит менее привлекательно (хотя современный стандарт IEEE-1394 предусматривает синхронную передачу данных со скоростью до 800 Мбит/с), но и контроллер IEEE-1394 сейчас включается во многие современные материнские платы.

Недавно компании Sharp и Sony завершили разработку технологии оптоволоконных домашних сетей, основанных на стандарте IEEE-1394. Эта технология будет продаваться под маркой OP i.Link и полностью совместима с интерфейсом IEEE-1394 для металлических кабелей. По традиции OP i.Link (как ранее FireWire) предназначена главным образом для объединения устройств бытовой электроники в локальные сети с целью обмена аудио-, видео- и другими мультимедийными данными. Интерфейс позволяет использовать одножильный пластиковый оптоволоконный кабель и светодиодный лазер. Диапазон дальности передачи данных — от 0,6 до 10 м, максимальная пропускная способность первых промышленно выпущенных сетей — 100 Мбит/c, а вторая версия системы сможет передавать данные на скоростях до 400 Мбит/c.

Известно, что как только компания Intel начала массовую поставку чипсетов из серии 845X (основная отличительная особенность этих чипсетов — официальная поддержка памяти DDR333), то сразу появились топовые платы, оснащенные высокоскоростными USB- и FireWire-портами. Одной из первых оказалась компания ASUS, которая вышла на рынок с платой P4PE, поддерживающей процессоры Pentium 4 533/400 МГц FSB. Данная плата имеет целых шесть портов USB 2.0 и два порта IEEE-1394. Кроме того, анонсировано, что все новые платы ASUS будут оснащены и такой новинкой, как BLUE PCI Slot, который, обладая дополнительной функциональностью, позволит с помощью дополнительного контроллера реализовать все существующие сегодня беспроводные (wireless) подключения, в том числе и Bluetooth.

Выпуск чипсетов с поддержкой двухканальной DDR-памяти наладили также VIA Technologies и SiS — их материнские платы также оснащаются интерфейсами IEEE-1394 и USB 2.0.

Новые материнские платы от Gigabyte Technology (GA-7VAXP и GA-8ST-L), как и платы от ASUS, оснащаются шестью портами USB 2.0/1.1 и тремя портами IEEE-1394. Первая материнская плата предназначена для процессоров Socket A (Duron/Athlon/Athlon XP) и построена на чипсете VIA KT400/VT8235, вторая основана на наборе логики от SiS (SiS645DX/SiS962L) и рассчитана на работу с Socket 478-чипами, в число которых входят Pentium 4 Willamette, Pentium 4 Northwood и Celeron Willamette-128.

Такое засилье интерфейса IEEE-1394 обусловлено тем, что VIA Technologies выпустила дешевый FireWire-контроллер VIA Fire IIM VT6307, служащий для поддержки интерфейса FireWire непосредственно на материнских платах. Данный контроллер способен поддерживать до двух FireWire-портов и предназначен для установки либо на материнские платы, либо на PCI-платы расширения.

Таким образом, USB 2.0 и FireWire становятся уже неотъемлемой частью современного топового ПК. Однако шина USB удерживает прочное лидерство в качестве дешевого решения для низкоскоростных соединений, поскольку стоимость самой архитектуры и даже шнуров для USB-соединения останется значительно более низкой: USB-кабель — 1,5-2 долл., а FireWire — 10-15 долл.

Кроме того, появляются интересные решения типа Epson USB On-The-Go (OTG), которые отбирают у Firewire-контроллера прерогативу интерфейса «без компьютера».

Epson объявила о разработке контроллера S1R72005, поддерживающего стандарт USB On-The-Go 1.0 (OTG), который предполагает взаимодействие двух устройств, оснащенных USB-портами и поддерживающих интерфейс USB 1.1 или USB 2.0, напрямую друг с другом, без необходимости подключения их к ПК (более подробно см. на сайте usb.org).

Сеть на USB

тех пор как мы подробно рассматривали сети на USB в вышеупомянутой публикации, кроме значительного повышения скорости соединения, мало что изменилось — разве что USB-хабами стали оснащаться многие мониторы, что позволяет подключать несколько устройств, расположенных прямо на рабочем столе. Однако в плане производительности и функциональных возможностей средства для построения домашних сетей с использованием USB-интерфейса по-прежнему значительно отличаются друг от друга. Если сеть вам нужна только для обмена файлами, вы можете воспользоваться простым и дешевым кабелем для соединения двух компьютеров через USB-порты наподобие нуль-модемного. Скорость передачи данных у такого кабеля довольно высокая, он подсоединяется к любому современному компьютеру, имеющему USB-порт, но набор функций и возможностей у подобного устройства весьма беден.

Если же сеть вам нужна не только для совместной работы с файлами и принтерами, но и для решения более сложных задач, то вам понадобится такая система, которая позволит организовать на основе USB-портов настоящую одноранговую сеть, в которую можно объединить до 17 компьютеров. При создании сети из нескольких компьютеров используется топология типа «звезда».

Если рассматривать подобную сеть со стороны программного обеспечения, то один компьютер (как правило, тот, к которому подключен USB-концентратор) выполняет роль управляющего, а остальные находятся под его управлением. Сеть на основе USB-трансиверов имеет свою внутреннюю структуру из собственных цифровых имен (не забудьте проследить, чтобы они были разными!) и через драйверы, которые являются бриджами (мостами) и подключаются к обычной сети. Естественно, при этом можно совместно использовать принтеры и любую другую периферию, как в обычной локальной сети на базе Ethernet-адаптеров. Таким образом очень удобно, например, подключать по USB-порту портативный компьютер к корпоративной сети. Для этого потребуется лишь наличие свободного USB-порта на настольном компьютере, подключенном к корпоративной сети. В такой конфигурации настольный компьютер используется как шлюз между корпоративной и USB-сетями.

Как и у всех USB-устройств, инсталляция такой системы очень проста. Если на вашем компьютере до этого не была установлена сеть, то вам придется ее настроить. Установка протоколов и их параметров происходит как для обычного сетевого адаптера. Однако в любом случае (в отличие от варианта FireWire) после установки драйверов вам необходимо будет перегрузить компьютер и только потом подключить кабель к свободному USB-порту. Работа с сетью на основе указанных USB-трансиверов полностью идентична работе с традиционной локальной сетью: вы можете подключать принтеры, сетевые диски и прочие сетевые ресурсы. Скорость передачи данных по такой сети находится на уровне 10-Мбит/c Ethernet для USB 1.1, а для USB 2.0 сравнима со 100-Мбит/c Ethernet — для домашних целей этого более чем достаточно, поскольку можно работать по протоколу TCP/IP или играть в сетевые игры под IPX.

Таким образом, наличествующие USB-средства являются идеальным решением для объединения в сеть современных настольных и портативных компьютеров, с которыми вы работаете в офисе или дома. Подключаемый к порту USB-кабель стоит дешево и обеспечивает достаточно высокую пропускную способность комплекта, хотя и ограничивает расстояние между компьютерами до 5-10 м, вследствие чего все узлы сети должны быть размещены в пределах одной комнаты.

Сеть на IEEE-1394

олее значительные изменения со времени последней публикации произошли в организации домашней сети на базе IEEE-1394. Мало того, что сами контроллеры значительно подешевели (и все шире интегрируются в материнские платы) — удобство и гибкость такого подключения стали значительно выше, чем у сетей на основе USB-интерфейса. Установка контроллера очень проста, ибо все необходимое имеется в самих операционных системах: Windows Me или Windows XP. Вам даже не понадобится диск с дистрибутивом системы (если, конечно, вы уже инсталлировали все компоненты стандартной локальной сети). После вставки FireWire-контроллера система его автоматически распознает:

Контроллер IEEE-1394 обычно делит прерывание с контроллером USB, но конфликты не возникают даже при их одновременной работе.

Теперь вам нужно соединить кабелями IEEE-1394 два компьютера, а если компьютеров несколько, то понадобится специальный концентратор. После соединения компьютеров кабелем появляется надпись, говорящая о том, что Windows обнаружила и инсталлировала новое сетевое устройство:

Итак, теперь у вас в компьютере находится не просто плата интерфейса IEEE-1394, а еще и новый сетевой адаптер 1394 с производительностью 400 Мбит/с!

Конечно, вам могут понадобиться дополнительные кабели, которые часто не входят в поставку FireWire-адаптера или материнской платы, оснащенной FireWire-интерфейсом. К тому же эти кабели довольно дорогие. Высокая цена объясняется тем, что используемые частоты и скорости требуют высококачественных соединений. В FireWire используется два типа разъемов: 6-контактные (с питанием от шины) и 4-контактные (последние, как правило, применяются на видеоаппаратуре). Большинство компьютерных адаптеров рассчитано на подключение по 6-проводному кабелю, то есть для соединения компьютеров в сеть вам понадобится кабель 6Ѕ6 (если, конечно, хотя бы одна из ваших плат не оснащена 4-контактным разъемом — тогда для подключения и компьютеров, и цифровой камеры можно использовать один и тот же шнур). Получившийся сетевой адаптер с точки зрения системы абсолютно такой же, как и традиционный Ethernet:

Настройка указанного адаптера ничем не отличается от настройки любого другого сетевого адаптера:

Единственное различие — это скорость передачи: соединив два дешевых FireWire-адаптера, мы получим 400 Мбит/с, а это потенциально в четыре раза быстрее, чем 100-Мбит/c Ethernet. На практике скорость передачи несколько ниже ожидаемой, но тем не менее она позволяет проигрывать оцифрованную запись DV-фильма, находящуюся на другом компьютере без подрывов.

Единственным серьезным ограничением FireWire-сети является 4,5-метровый лимит на длину провода. Если при построении вашей сети вы превысите эту длину, то вам понадобятся еще и FireWire-репитеры, а для объединения большего количества устройств (до 63 на одном мосту) нужны уже FireWire-концентраторы. Таким образом, FireWire-сеть еще менее протяженная, чем USB. Как мы видим, наряду с высокой скоростью передачи данных и удобством подключения FireWire-устройств у данной сети сохраняется ряд недостатков — относительно высокая стоимость комплекта и ограничение на длину соединений.

Однако высокий потенциал такой сети, прежде всего при работе с видеоизображениями и другой мультимедийной информацией под управлением Windows Me или XP, делает ее исключительно перспективной для будущих применений, особенно если у вас уже есть цифровая видеокамера и для работы с нею вы уже оснастили и настольный компьютер, и ноутбук интерфейсами IEEE-1394.

Отметим, что возможность простой организации сети на базе FireWire-контроллеров есть только у операционных систем Windows Me и семейства Windows XP. Если вы попробуете проделать все вышеописанное со старыми операционными системами Windows 95/98 или Windows 2000, то остановитесь на шаге инсталляции самого контроллера, а сетевого адаптера уже не получите:

Источник

Type	Serial
Production history
Designer	Apple (1394a/b), IEEE P1394 Working Group, Sony, Panasonic, etc.
Designed	1986; 37 years ago[1]
Manufacturer	Various
Produced	1994–current
Superseded by	Thunderbolt (and USB 3.0 for consumer use)
General specifications
Length	4.5 meters maximum
Width	1
Hot pluggable	Yes
Daisy chain	Yes, up to 63 devices
Audio signal	No
Video signal	No
Pins	4, 6, 9
Electrical
Max. voltage	30 V
Max. current	1.5 A
Data
Data signal	Yes
Bitrate	400–3200 Mbit/s (50–400 MB/s)

IEEE 1394 is an interface standard for a serial bus for high-speed communications and isochronous real-time data transfer. It was developed in the late 1980s and early 1990s by Apple in cooperation with a number of companies, primarily Sony and Panasonic. Apple called the interface FireWire. It is also known by the brand names i.LINK (Sony), and Lynx (Texas Instruments).

The copper cable used in its most common implementation can be up to 4.5 metres (15 ft) long. Power and data is carried over this cable, allowing devices with moderate power requirements to operate without a separate power supply. FireWire is also available in Cat 5 and optical fiber versions.

The 1394 interface is comparable to USB. USB was developed subsequently and gained much greater market share. USB requires a host controller whereas IEEE 1394 is cooperatively managed by the connected devices.^[2]

History and development[edit]

FireWire is Apple’s name for the IEEE 1394 High Speed Serial Bus. Its development was initiated by Apple^[1] in 1986,^[3] and developed by the IEEE P1394 Working Group, largely driven by contributions from Sony (102 patents), Apple (58 patents), and Panasonic (46 patents), in addition to contributions made by engineers from Philips, LG Electronics, Toshiba, Hitachi, Canon,^[4] INMOS/SGS Thomson (now STMicroelectronics),^[5] and Texas Instruments.

IEEE 1394 is a serial bus architecture for high-speed data transfer. FireWire is a serial bus, meaning that information is transferred one bit at a time. Parallel buses utilize a number of different physical connections, and as such are usually more costly and typically heavier.^[6] IEEE 1394 fully supports both isochronous and asynchronous applications.

Apple intended FireWire to be a serial replacement for the parallel SCSI bus, while providing connectivity for digital audio and video equipment. Apple’s development began in the late 1980s, later presented to the IEEE,^[7] and was completed in January 1995. In 2007, IEEE 1394 was a composite of four documents: the original IEEE Std. 1394–1995, the IEEE Std. 1394a-2000 amendment, the IEEE Std. 1394b-2002 amendment, and the IEEE Std. 1394c-2006 amendment. On June 12, 2008, all these amendments as well as errata and some technical updates were incorporated into a superseding standard, IEEE Std. 1394–2008.^[8]

Apple first included onboard FireWire in some of its 1999 Macintosh models (though it had been a build-to-order option on some models since 1997), and most Apple Macintosh computers manufactured in the years 2000 through 2011 included FireWire ports. However, in February 2011 Apple introduced the first commercially available computer with Thunderbolt. Apple released its last computers with FireWire in 2012. By 2014, Thunderbolt had become a standard feature across Apple’s entire line of computers (later with the exception of the 12-inch MacBook introduced in 2015, which featured only a sole USB-C port) effectively becoming the spiritual successor to FireWire in the Apple ecosystem. Apple’s last products with FireWire, the Thunderbolt Display and 2012 13-inch MacBook Pro, were discontinued in 2016. Apple still sells a Thunderbolt to FireWire Adapter, which provides one FireWire 800 port.^[9] A separate adapter is required to use it with Thunderbolt 3.

Sony’s implementation of the system, i.LINK, used a smaller connector with only four signal conductors, omitting the two conductors that provide power for devices in favor of a separate power connector. This style was later added into the 1394a amendment.^[7] This port is sometimes labeled S100 or S400 to indicate speed in Mbit/s.

The system was commonly used to connect data storage devices and DV (digital video) cameras, but was also popular in industrial systems for machine vision and professional audio systems. Many users preferred it over the more common USB 2.0 for its then greater effective speed and power distribution capabilities. Benchmarks show that the sustained data transfer rates are higher for FireWire than for USB 2.0, but lower than USB 3.0. Results are marked on Apple Mac OS X but more varied on Microsoft Windows.^[10][11]

Patent considerations[edit]

Implementation of IEEE 1394^[12] is said to require use of 261 issued international patents^[4] held by ten^[5] corporations. Use of these patents requires licensing; use without license generally constitutes patent infringement.^[13] Companies holding IEEE 1394 IP formed a patent pool with MPEG LA, LLC as the license administrator, to whom they licensed patents. MPEG LA sublicenses these patents to providers of equipment implementing IEEE 1394. Under the typical patent pool license, a royalty of US$0.25 per unit is payable by the manufacturer upon the manufacture of each 1394 finished product;^[13] no royalties are payable by users.

The last of the patents, MY 120654 by Sony, expired on November 30, 2020. As of November 30, 2020, the following are patent holders of the IEEE 1394 standard, as listed in the patent pool managed by MPEG LA.^[4]

A person or company may review the actual 1394 Patent Portfolio License upon request to MPEG LA.^[14] MPEG LA does not provide assurance of protection to licensees beyond its own patents. At least one formerly licensed patent is known to have been removed from the pool,^[4] and other hardware patents exist that reference IEEE 1394.^[15]

The 1394 High Performance Serial Bus Trade Association (the 1394 TA) was formed to aid the marketing of IEEE 1394. Its bylaws prohibit dealing with intellectual property issues.^[16] The 1394 Trade Association operates on an individual no cost membership basis to further enhancements to 1394 standards. The Trade Association also is the library source for all 1394 documentation and standards available.

Technical specifications[edit]

FireWire can connect up to 63 peripherals in a tree or daisy-chain topology^[17] (as opposed to Parallel SCSI’s electrical bus topology). It allows peer-to-peer device communication — such as communication between a scanner and a printer — to take place without using system memory or the CPU. FireWire also supports multiple host controllers per bus. It is designed to support plug and play and hot swapping. The copper cable it uses in its most common implementation can be up to 4.5 metres (15 ft) long and is more flexible than most parallel SCSI cables. In its six-conductor or nine-conductor variations, it can supply up to 45 watts of power per port at up to 30 volts,^[18] allowing moderate-consumption devices to operate without a separate power supply.

FireWire devices implement the ISO/IEC 13213 configuration ROM model for device configuration and identification, to provide plug-and-play capability. All FireWire devices are identified by an IEEE EUI-64 unique identifier in addition to well-known codes indicating the type of device and the protocols it supports.

FireWire devices are organized at the bus in a tree topology. Each device has a unique self-ID. One of the nodes is elected root node and always has the highest ID. The self-IDs are assigned during the self-ID process, which happens after each bus resets. The order in which the self-IDs are assigned is equivalent to traversing the tree depth-first, post-order.

FireWire is capable of safely operating critical systems due to the way multiple devices interact with the bus and how the bus allocates bandwidth to the devices. FireWire is capable of both asynchronous and isochronous transfer methods at once. Isochronous data transfers are transfers for devices that require continuous, guaranteed bandwidth.^[6] In an aircraft, for instance, isochronous devices include control of the rudder, mouse operations and data from pressure sensors outside the aircraft. All these elements require constant, uninterrupted bandwidth. To support both elements, FireWire dedicates a certain percentage to isochronous data and the rest to asynchronous data. In IEEE 1394, 80% of the bus is reserved for isochronous cycles, leaving asynchronous data with a minimum of 20% of the bus.^[19]

Encoding scheme[edit]

FireWire uses Data/Strobe encoding (D/S encoding).^[20] In D/S encoding, two non-return-to-zero (NRZ) signals are used to transmit the data with high reliability. The NRZ signal sent is fed with the clock signal through an XOR gate, creating a strobe signal.^[20] This strobe is then put through another XOR gate along with the data signal to reconstruct the clock.^[20] This in turn acts as the bus’s phase-locked loop for synchronization purposes.^[20]

Arbitration[edit]

The process of the bus deciding which node gets to transmit data at what time is known as arbitration.^[21] Each arbitration round lasts about 125 microseconds.^[21] During the round, the root node (device nearest the processor) sends a cycle start packet.^[21] All nodes requiring data transfer respond, with the closest node winning.^[21] After the node is finished, the remaining nodes take turns in order. This repeats until all the devices have used their portion of the 125 microseconds, with isochronous transfers having priority.^[21]

Standards and versions[edit]

The previous standards and its three published amendments are now incorporated into a superseding standard, IEEE 1394-2008.^[8] The features individually added give a good history on the development path.

FireWire 400 (IEEE 1394-1995)[edit]

The original release of IEEE 1394-1995^[22] specified what is now known as FireWire 400. It can transfer data between devices at 100, 200, or 400 Mbit/s half-duplex^[23] data rates (the actual transfer rates are 98.304, 196.608, and 393.216 Mbit/s, i.e., 12.288, 24.576 and 49.152 MB/s respectively).^[7] These different transfer modes are commonly referred to as S100, S200, and S400.

Cable length is limited to 4.5 metres (14.8 ft), although up to 16 cables can be daisy chained using active repeaters; external hubs or internal hubs are often present in FireWire equipment. The S400 standard limits any configuration’s maximum cable length to 72 metres (236 ft). The 6-conductor connector is commonly found on desktop computers and can supply the connected device with power.

The 6-conductor powered connector, now referred to as an alpha connector, adds power output to support external devices. Typically a device can pull about 7 to 8 watts from the port; however, the voltage varies significantly from different devices.^[24] Voltage is specified as unregulated and should nominally be about 25 volts (range 24 to 30). Apple’s implementation on laptops is typically related to battery power and can be as low as 9 V.^[24]

Improvements (IEEE 1394a-2000)[edit]

An amendment, IEEE 1394a, was released in 2000,^[25] which clarified and improved the original specification. It added support for asynchronous streaming, quicker bus reconfiguration, packet concatenation, and a power-saving suspend mode.

IEEE 1394a offers a couple of advantages over the original IEEE 1394–1995. 1394a is capable of arbitration accelerations, allowing the bus to accelerate arbitration cycles to improve efficiency. It also allows for arbitrated short bus reset, in which a node can be added or dropped without causing a big drop in isochronous transmission.^[19]

1394a also standardized the 4-conductor alpha connector developed by Sony and trademarked as i.LINK, already widely in use on consumer devices such as camcorders, most PC laptops, a number of PC desktops, and other small FireWire devices. The 4-conductor connector is fully data-compatible with 6-conductor alpha interfaces but lacks power connectors.

FireWire 800 (IEEE 1394b-2002)[edit]

IEEE 1394b-2002^[26] introduced FireWire 800 (Apple’s name for the 9-conductor S800 bilingual version of the IEEE 1394b standard). This specification and corresponding products allow a transfer rate of 786.432 Mbit/s full-duplex via a new encoding scheme termed beta mode. It is backwards compatible with the slower rates and 6-conductor alpha connectors of FireWire 400. However, while the IEEE 1394a and IEEE 1394b standards are compatible, FireWire 800’s connector, referred to as a beta connector, is different from FireWire 400’s alpha connectors, making legacy cables incompatible. A bilingual cable allows the connection of older devices to the newer port. In 2003, Apple was the first to introduce commercial products with the new connector.

The full IEEE 1394b specification supports data rates up to 3200 Mbit/s (i.e., 400 MB/s) over beta-mode or optical connections up to 100 metres (330 ft) in length. Standard Category 5e unshielded twisted pair supports 100 metres (330 ft) at S100. The original 1394 and 1394a standards used data/strobe (D/S) encoding (renamed to alpha mode) with the cables, while 1394b added a data encoding scheme called 8b/10b referred to as beta mode.

Beta mode is based on 8b/10b (from Gigabit Ethernet, also used for many other protocols). 8b/10b encoding involves expanding an 8-bit data word into 10 bits, with the extra bits after the 5th and 8th data bits.^[27] The partitioned data is sent through a Running Disparity calculator function.^[27] The Running Disparity calculator attempts to keep the number of 1s transmitted equal to 0s,^[28] thereby assuring a DC-balanced signal. Then, the different partitions are sent through a 5b/6b encoder for the 5-bit partition and a 3b/4b encoder for the 3-bit partition. This gives the packet the ability to have at least two 1s, ensuring synchronization of the PLL at the receiving end to the correct bit boundaries for reliable transfer.^[28] An additional function of the coding scheme is to support the arbitration for bus access and general bus control. This is possible due to the surplus symbols afforded by the 8b/10b expansion. (While 8-bit symbols can encode a maximum of 256 values, 10-bit symbols permit the encoding of up to 1024.) Symbols invalid for the current state of the receiving PHY indicate data errors.

FireWire S800T (IEEE 1394c-2006)[edit]

IEEE 1394c-2006 was published on June 8, 2007.^[29] It provided a major technical improvement, namely new port specification that provides 800 Mbit/s over the same 8P8C (Ethernet) connectors with Category 5e cable, which is specified in IEEE 802.3 clause 40 (gigabit Ethernet over copper twisted pair) along with a corresponding automatic negotiation that allows the same port to connect to either IEEE Std 1394 or IEEE 802.3 (Ethernet) devices.

Though the potential for a combined Ethernet and FireWire 8P8C port is intriguing^{[citation needed]}, as of November 2008, no products or chipsets include this capability.

FireWire S1600 and S3200[edit]

In December 2007, the 1394 Trade Association announced that products would be available before the end of 2008 using the S1600 and S3200 modes that, for the most part, had already been defined in 1394b and were further clarified in IEEE Std. 1394–2008.^[8] The 1.572864 Gbit/s and 3.145728 Gbit/s devices use the same 9-conductor beta connectors as the existing FireWire 800 and are fully compatible with existing S400 and S800 devices. It competes with USB 3.0.^[30]

S1600 (Symwave^[31]) and S3200 (Dap Technology^[32]) development units have been made, however because of FPGA technology DapTechnology targeted S1600 implementations first with S3200 not becoming commercially available until 2012.

Steve Jobs declared FireWire dead in 2008.^[33] As of 2012, there were few S1600 devices released, with a Sony camera being the only notable user.^[34]

Future enhancements (including P1394d)[edit]

A project named IEEE P1394d was formed by the IEEE on March 9, 2009 to add single mode fiber as an additional transport medium to FireWire.^[35] The project was withdrawn in 2013.^[36]

Other future iterations of FireWire were expected to increase speed to 6.4 Gbit/s and additional connectors such as the small multimedia interface.^{[37][citation needed]}

Operating system support[edit]

Full support for IEEE 1394a and 1394b is available for Microsoft Windows, FreeBSD,^[38] Linux,^[39][40] Apple Mac OS 8.6 through Mac OS 9,^[41] NetBSD, and Haiku.

In Windows XP, a degradation in performance of 1394 devices may have occurred with installation of Service Pack 2. This was resolved in Hotfix 885222^[42] and in SP3. Some FireWire hardware manufacturers also provide custom device drivers that replace the Microsoft OHCI host adapter driver stack, enabling S800-capable devices to run at full 800 Mbit/s transfer rates on older versions of Windows (XP SP2 w/o Hotfix 885222) and Windows Vista. At the time of its release, Microsoft Windows Vista supported only 1394a, with assurances that 1394b support would come in the next service pack.^[43] Service Pack 1 for Microsoft Windows Vista has since been released, however the addition of 1394b support is not mentioned anywhere in the release documentation.^[44][45][46] The 1394 bus driver was rewritten for Windows 7 to provide support for higher speeds and alternative media.^[47]

In Linux, support was originally provided by libraw1394 making direct communication between user space and IEEE 1394 buses.^[48] Subsequently, a new kernel driver stack, nicknamed JuJu, has been implemented.^[49]

Cable TV system support[edit]

Under FCC Code 47 CFR 76.640 section 4, subsections 1 and 2, Cable TV providers (in the US, with digital systems) must, upon request of a customer, have provided a high-definition capable cable box with a functional FireWire interface. This applied only to customers leasing high-definition capable cable boxes from their cable provider after April 1, 2004.^[50]
The interface can be used to display or record Cable TV, including HDTV programming.^[51] In June 2010, the FCC issued an order that permitted set-top boxes to include IP-based interfaces in place of FireWire.^[52][53]

Comparison with USB[edit]

While both technologies provide similar end results, there are fundamental differences between USB and FireWire. USB requires the presence of a host controller, typically a PC, which connects point to point with the USB device. This allows for simpler (and lower-cost) peripherals, at the cost of lowered functionality of the bus. Intelligent hubs are required to connect multiple USB devices to a single USB host controller. By contrast, FireWire is essentially a peer-to-peer network (where any device may serve as the host or client), allowing multiple devices to be connected on one bus.^[54]

The FireWire host interface supports DMA and memory-mapped devices, allowing data transfers to happen without loading the host CPU with interrupts and buffer-copy operations.^[10][55] Additionally, FireWire features two data buses for each segment of the bus network, whereas, until USB 3.0, USB featured only one. This means that FireWire can have communication in both directions at the same time (full-duplex), whereas USB communication prior to 3.0 can only occur in one direction at any one time (half-duplex).^{[citation needed]}

While USB 2.0 expanded into the fully backwards-compatible USB 3.0 and 3.1 (using the same main connector type), FireWire used a different connector between 400 and 800 implementations.

Common applications[edit]

Consumer automobiles[edit]

IDB-1394 Customer Convenience Port (CCP) was the automotive version of the 1394 standard.^[56]

Consumer audio and video[edit]

IEEE 1394 was the High-Definition Audio-Video Network Alliance (HANA) standard connection interface for A/V (audio/visual) component communication and control.^[57] HANA was dissolved in September 2009 and the 1394 Trade Association assumed control of all HANA-generated intellectual property.

Military and aerospace vehicles[edit]

SAE Aerospace standard AS5643 originally released in 2004 and reaffirmed in 2013 establishes IEEE-1394 standards as a military and aerospace databus network in those vehicles. AS5643 is utilized by several large programs, including the F-35 Lightning II, the X-47B UCAV aircraft, AGM-154 weapon and JPSS-1 polar satellite for NOAA. AS5643 combines existing 1394-2008 features like looped topology with additional features like transformer isolation and time synchronization, to create deterministic double and triple fault-tolerant data bus networks.^[58][59][60]

General networking[edit]

FireWire can be used for ad hoc (terminals only, no routers except where a FireWire hub is used) computer networks. Specifically, RFC 2734 specifies how to run IPv4 over the FireWire interface, and RFC 3146 specifies how to run IPv6.

Mac OS X, Linux, and FreeBSD include support for networking over FireWire.^[61] Windows 95, Windows 98, Windows Me,^[62] Windows XP and Windows Server 2003 include native support for IEEE 1394 networking.^[63] Windows 2000 does not have native support but may work with third party drivers. A network can be set up between two computers using a single standard FireWire cable, or by multiple computers through use of a hub. This is similar to Ethernet networks with the major differences being transfer speed, conductor length, and the fact that standard FireWire cables can be used for point-to-point communication.

On December 4, 2004, Microsoft announced that it would discontinue support for IP networking over the FireWire interface in all future versions of Microsoft Windows.^[64] Consequently, support for this feature is absent from Windows Vista and later Windows releases.^[65][66]
Microsoft rewrote their 1394 driver in Windows 7^[67] but networking support for FireWire is not present. Unibrain offers free FireWire networking drivers for Windows called ubCore,^[68] which support Windows Vista and later versions.

Some models of the PlayStation 2 console had an i.LINK-branded 1394 connector. This was used for networking until the release of an Ethernet adapter late in the console’s lifespan, but very few software titles supported the feature.^{[citation needed]}

IIDC[edit]

IIDC (Instrumentation & Industrial Digital Camera) is the FireWire data format standard for live video, and is used by Apple’s iSight A/V camera. The system was designed for machine vision systems^[69] but is also used for other computer vision applications and for some webcams. Although they are easily confused since they both run over FireWire, IIDC is different from, and incompatible with, the ubiquitous AV/C (Audio Video Control) used to control camcorders and other consumer video devices.^[70]

DV[edit]

Digital Video (DV) is a standard protocol used by some digital camcorders. All DV cameras that recorded to tape media had a FireWire interface (usually a 4-conductor). All DV ports on camcorders only operate at the slower 100 Mbit/s speed of FireWire. This presents operational issues if the camcorder is daisy chained from a faster S400 device or via a common hub because any segment of a FireWire network cannot support multiple speed communication.^[71]

Labeling of the port varied by manufacturer, with Sony using either its i.LINK trademark or the letters DV. Many digital video recorders have a DV-input FireWire connector (usually an alpha connector) that can be used to record video directly from a DV camcorder (computer-free). The protocol also accommodates remote control (play, rewind, etc.) of connected devices, and can stream time code from a camera.

USB is unsuitable for the transfer of the video data from tape because tape by its very nature does not support variable data rates. USB relies heavily on processor support and this was not guaranteed to service the USB port in time. The later move away from tape towards solid-state memory or disc media (e.g., SD Cards, optical disks or hard drives) has facilitated moving to USB transfer because file-based data can be moved in segments as required.

Frame grabbers[edit]

IEEE 1394 interface is commonly found in frame grabbers, devices that capture and digitize an analog video signal; however, IEEE 1394 is facing competition from the Gigabit Ethernet interface (citing speed and availability issues).^[72]

iPod and iPhone synchronization and charging[edit]

iPods released prior to the iPod with Dock Connector used IEEE 1394a ports for syncing music and charging, but in 2003, the FireWire port in iPods was succeeded by Apple’s dock connector and IEEE 1394 to 30-pin connector cables were made. Apple Inc. dropped support for FireWire cables starting with iPod nano (4th Generation),^[73] iPod touch (2nd Generation), and iPhone in favor of USB cables.

Security issues[edit]

Devices on a FireWire bus can communicate by direct memory access (DMA), where a device can use hardware to map internal memory to FireWire’s physical memory space. The SBP-2 (Serial Bus Protocol 2) used by FireWire disk drives uses this capability to minimize interrupts and buffer copies. In SBP-2, the initiator (controlling device) sends a request by remotely writing a command into a specified area of the target’s FireWire address space. This command usually includes buffer addresses in the initiator’s FireWire Physical Address Space, which the target is supposed to use for moving I/O data to and from the initiator.^[74]

On many implementations, particularly those like PCs and Macs using the popular OHCI, the mapping between the FireWire physical memory space and device physical memory is done in hardware, without operating system intervention. While this enables high-speed and low-latency communication between data sources and sinks without unnecessary copying (such as between a video camera and a software video recording application, or between a disk drive and the application buffers), this can also be a security or media rights-restriction risk if untrustworthy devices are attached to the bus and initiate a DMA attack. One of the applications known to exploit this to gain unauthorized access to running Windows, Mac OS and Linux computers is the spyware FinFireWire.^[75] For this reason, high-security installations typically either use newer machines that map a virtual memory space to the FireWire physical memory space (such as a Power Mac G5, or any Sun workstation), disable relevant drivers at operating system level,^[76] disable the OHCI hardware mapping between FireWire and device memory, physically disable the entire FireWire interface, or opt to not use FireWire or other hardware like PCMCIA, PC Card, ExpressCard or Thunderbolt, which expose DMA to external components.

An unsecured FireWire interface can be used to debug a machine whose operating system has crashed, and in some systems for remote-console operations. Windows natively supports this scenario of kernel debugging,^[77] although newer Windows Insider Preview builds no longer include the ability out of the box.^[78] On FreeBSD, the dcons driver provides both, using gdb as debugger. Under Linux, firescope^[79] and fireproxy^[80] exist.

See also[edit]

• DMA attack
• HAVi
• Linux IEEE 1394 target
• List of interface bit rates
• Pin control attack

References[edit]

Further reading[edit]

• INCITS T10 Project 1467D (2004). Information technology—Serial Bus Protocol 3 (SBP-3). ANSI INCITS. ANSI INCITS 375-2004.
• Anderson, Don (1999). FireWire System Architecture. MindShare, Inc. ISBN 0-201-48535-4.
• «IEEE Standard for a High-Performance Serial Bus». IEEE STD. 1394-2008. 2008-10-21. doi:10.1109/IEEESTD.2008.4659233. ISBN 978-0-7381-5771-9.

External links[edit]

• 1394 Trade Association at the Wayback Machine (archived 2019-03-28)
• 1394 Standards Orientation, Introduction at the Wayback Machine (archived 2021-02-03)
• IEEE 1394 connectors pinout

Type	Serial
Production history
Designer	Apple (1394a/b), IEEE P1394 Working Group, Sony, Panasonic, etc.
Designed	1986; 37 years ago[1]
Manufacturer	Various
Produced	1994–current
Superseded by	Thunderbolt (and USB 3.0 for consumer use)
General specifications
Length	4.5 meters maximum
Width	1
Hot pluggable	Yes
Daisy chain	Yes, up to 63 devices
Audio signal	No
Video signal	No
Pins	4, 6, 9
Electrical
Max. voltage	30 V
Max. current	1.5 A
Data
Data signal	Yes
Bitrate	400–3200 Mbit/s (50–400 MB/s)

IEEE 1394 is an interface standard for a serial bus for high-speed communications and isochronous real-time data transfer. It was developed in the late 1980s and early 1990s by Apple in cooperation with a number of companies, primarily Sony and Panasonic. Apple called the interface FireWire. It is also known by the brand names i.LINK (Sony), and Lynx (Texas Instruments).

The copper cable used in its most common implementation can be up to 4.5 metres (15 ft) long. Power and data is carried over this cable, allowing devices with moderate power requirements to operate without a separate power supply. FireWire is also available in Cat 5 and optical fiber versions.

The 1394 interface is comparable to USB. USB was developed subsequently and gained much greater market share. USB requires a host controller whereas IEEE 1394 is cooperatively managed by the connected devices.^[2]

History and development[edit]

FireWire is Apple’s name for the IEEE 1394 High Speed Serial Bus. Its development was initiated by Apple^[1] in 1986,^[3] and developed by the IEEE P1394 Working Group, largely driven by contributions from Sony (102 patents), Apple (58 patents), and Panasonic (46 patents), in addition to contributions made by engineers from Philips, LG Electronics, Toshiba, Hitachi, Canon,^[4] INMOS/SGS Thomson (now STMicroelectronics),^[5] and Texas Instruments.

IEEE 1394 is a serial bus architecture for high-speed data transfer. FireWire is a serial bus, meaning that information is transferred one bit at a time. Parallel buses utilize a number of different physical connections, and as such are usually more costly and typically heavier.^[6] IEEE 1394 fully supports both isochronous and asynchronous applications.

Apple intended FireWire to be a serial replacement for the parallel SCSI bus, while providing connectivity for digital audio and video equipment. Apple’s development began in the late 1980s, later presented to the IEEE,^[7] and was completed in January 1995. In 2007, IEEE 1394 was a composite of four documents: the original IEEE Std. 1394–1995, the IEEE Std. 1394a-2000 amendment, the IEEE Std. 1394b-2002 amendment, and the IEEE Std. 1394c-2006 amendment. On June 12, 2008, all these amendments as well as errata and some technical updates were incorporated into a superseding standard, IEEE Std. 1394–2008.^[8]

Apple first included onboard FireWire in some of its 1999 Macintosh models (though it had been a build-to-order option on some models since 1997), and most Apple Macintosh computers manufactured in the years 2000 through 2011 included FireWire ports. However, in February 2011 Apple introduced the first commercially available computer with Thunderbolt. Apple released its last computers with FireWire in 2012. By 2014, Thunderbolt had become a standard feature across Apple’s entire line of computers (later with the exception of the 12-inch MacBook introduced in 2015, which featured only a sole USB-C port) effectively becoming the spiritual successor to FireWire in the Apple ecosystem. Apple’s last products with FireWire, the Thunderbolt Display and 2012 13-inch MacBook Pro, were discontinued in 2016. Apple still sells a Thunderbolt to FireWire Adapter, which provides one FireWire 800 port.^[9] A separate adapter is required to use it with Thunderbolt 3.

Sony’s implementation of the system, i.LINK, used a smaller connector with only four signal conductors, omitting the two conductors that provide power for devices in favor of a separate power connector. This style was later added into the 1394a amendment.^[7] This port is sometimes labeled S100 or S400 to indicate speed in Mbit/s.

The system was commonly used to connect data storage devices and DV (digital video) cameras, but was also popular in industrial systems for machine vision and professional audio systems. Many users preferred it over the more common USB 2.0 for its then greater effective speed and power distribution capabilities. Benchmarks show that the sustained data transfer rates are higher for FireWire than for USB 2.0, but lower than USB 3.0. Results are marked on Apple Mac OS X but more varied on Microsoft Windows.^[10][11]

Patent considerations[edit]

Implementation of IEEE 1394^[12] is said to require use of 261 issued international patents^[4] held by ten^[5] corporations. Use of these patents requires licensing; use without license generally constitutes patent infringement.^[13] Companies holding IEEE 1394 IP formed a patent pool with MPEG LA, LLC as the license administrator, to whom they licensed patents. MPEG LA sublicenses these patents to providers of equipment implementing IEEE 1394. Under the typical patent pool license, a royalty of US$0.25 per unit is payable by the manufacturer upon the manufacture of each 1394 finished product;^[13] no royalties are payable by users.

The last of the patents, MY 120654 by Sony, expired on November 30, 2020. As of November 30, 2020, the following are patent holders of the IEEE 1394 standard, as listed in the patent pool managed by MPEG LA.^[4]

A person or company may review the actual 1394 Patent Portfolio License upon request to MPEG LA.^[14] MPEG LA does not provide assurance of protection to licensees beyond its own patents. At least one formerly licensed patent is known to have been removed from the pool,^[4] and other hardware patents exist that reference IEEE 1394.^[15]

The 1394 High Performance Serial Bus Trade Association (the 1394 TA) was formed to aid the marketing of IEEE 1394. Its bylaws prohibit dealing with intellectual property issues.^[16] The 1394 Trade Association operates on an individual no cost membership basis to further enhancements to 1394 standards. The Trade Association also is the library source for all 1394 documentation and standards available.

Technical specifications[edit]

FireWire can connect up to 63 peripherals in a tree or daisy-chain topology^[17] (as opposed to Parallel SCSI’s electrical bus topology). It allows peer-to-peer device communication — such as communication between a scanner and a printer — to take place without using system memory or the CPU. FireWire also supports multiple host controllers per bus. It is designed to support plug and play and hot swapping. The copper cable it uses in its most common implementation can be up to 4.5 metres (15 ft) long and is more flexible than most parallel SCSI cables. In its six-conductor or nine-conductor variations, it can supply up to 45 watts of power per port at up to 30 volts,^[18] allowing moderate-consumption devices to operate without a separate power supply.

FireWire devices implement the ISO/IEC 13213 configuration ROM model for device configuration and identification, to provide plug-and-play capability. All FireWire devices are identified by an IEEE EUI-64 unique identifier in addition to well-known codes indicating the type of device and the protocols it supports.

FireWire devices are organized at the bus in a tree topology. Each device has a unique self-ID. One of the nodes is elected root node and always has the highest ID. The self-IDs are assigned during the self-ID process, which happens after each bus resets. The order in which the self-IDs are assigned is equivalent to traversing the tree depth-first, post-order.

FireWire is capable of safely operating critical systems due to the way multiple devices interact with the bus and how the bus allocates bandwidth to the devices. FireWire is capable of both asynchronous and isochronous transfer methods at once. Isochronous data transfers are transfers for devices that require continuous, guaranteed bandwidth.^[6] In an aircraft, for instance, isochronous devices include control of the rudder, mouse operations and data from pressure sensors outside the aircraft. All these elements require constant, uninterrupted bandwidth. To support both elements, FireWire dedicates a certain percentage to isochronous data and the rest to asynchronous data. In IEEE 1394, 80% of the bus is reserved for isochronous cycles, leaving asynchronous data with a minimum of 20% of the bus.^[19]

Encoding scheme[edit]

FireWire uses Data/Strobe encoding (D/S encoding).^[20] In D/S encoding, two non-return-to-zero (NRZ) signals are used to transmit the data with high reliability. The NRZ signal sent is fed with the clock signal through an XOR gate, creating a strobe signal.^[20] This strobe is then put through another XOR gate along with the data signal to reconstruct the clock.^[20] This in turn acts as the bus’s phase-locked loop for synchronization purposes.^[20]

Arbitration[edit]

The process of the bus deciding which node gets to transmit data at what time is known as arbitration.^[21] Each arbitration round lasts about 125 microseconds.^[21] During the round, the root node (device nearest the processor) sends a cycle start packet.^[21] All nodes requiring data transfer respond, with the closest node winning.^[21] After the node is finished, the remaining nodes take turns in order. This repeats until all the devices have used their portion of the 125 microseconds, with isochronous transfers having priority.^[21]

Standards and versions[edit]

The previous standards and its three published amendments are now incorporated into a superseding standard, IEEE 1394-2008.^[8] The features individually added give a good history on the development path.

FireWire 400 (IEEE 1394-1995)[edit]

The original release of IEEE 1394-1995^[22] specified what is now known as FireWire 400. It can transfer data between devices at 100, 200, or 400 Mbit/s half-duplex^[23] data rates (the actual transfer rates are 98.304, 196.608, and 393.216 Mbit/s, i.e., 12.288, 24.576 and 49.152 MB/s respectively).^[7] These different transfer modes are commonly referred to as S100, S200, and S400.

Cable length is limited to 4.5 metres (14.8 ft), although up to 16 cables can be daisy chained using active repeaters; external hubs or internal hubs are often present in FireWire equipment. The S400 standard limits any configuration’s maximum cable length to 72 metres (236 ft). The 6-conductor connector is commonly found on desktop computers and can supply the connected device with power.

The 6-conductor powered connector, now referred to as an alpha connector, adds power output to support external devices. Typically a device can pull about 7 to 8 watts from the port; however, the voltage varies significantly from different devices.^[24] Voltage is specified as unregulated and should nominally be about 25 volts (range 24 to 30). Apple’s implementation on laptops is typically related to battery power and can be as low as 9 V.^[24]

Improvements (IEEE 1394a-2000)[edit]

An amendment, IEEE 1394a, was released in 2000,^[25] which clarified and improved the original specification. It added support for asynchronous streaming, quicker bus reconfiguration, packet concatenation, and a power-saving suspend mode.

IEEE 1394a offers a couple of advantages over the original IEEE 1394–1995. 1394a is capable of arbitration accelerations, allowing the bus to accelerate arbitration cycles to improve efficiency. It also allows for arbitrated short bus reset, in which a node can be added or dropped without causing a big drop in isochronous transmission.^[19]

1394a also standardized the 4-conductor alpha connector developed by Sony and trademarked as i.LINK, already widely in use on consumer devices such as camcorders, most PC laptops, a number of PC desktops, and other small FireWire devices. The 4-conductor connector is fully data-compatible with 6-conductor alpha interfaces but lacks power connectors.

FireWire 800 (IEEE 1394b-2002)[edit]

IEEE 1394b-2002^[26] introduced FireWire 800 (Apple’s name for the 9-conductor S800 bilingual version of the IEEE 1394b standard). This specification and corresponding products allow a transfer rate of 786.432 Mbit/s full-duplex via a new encoding scheme termed beta mode. It is backwards compatible with the slower rates and 6-conductor alpha connectors of FireWire 400. However, while the IEEE 1394a and IEEE 1394b standards are compatible, FireWire 800’s connector, referred to as a beta connector, is different from FireWire 400’s alpha connectors, making legacy cables incompatible. A bilingual cable allows the connection of older devices to the newer port. In 2003, Apple was the first to introduce commercial products with the new connector.

The full IEEE 1394b specification supports data rates up to 3200 Mbit/s (i.e., 400 MB/s) over beta-mode or optical connections up to 100 metres (330 ft) in length. Standard Category 5e unshielded twisted pair supports 100 metres (330 ft) at S100. The original 1394 and 1394a standards used data/strobe (D/S) encoding (renamed to alpha mode) with the cables, while 1394b added a data encoding scheme called 8b/10b referred to as beta mode.

Beta mode is based on 8b/10b (from Gigabit Ethernet, also used for many other protocols). 8b/10b encoding involves expanding an 8-bit data word into 10 bits, with the extra bits after the 5th and 8th data bits.^[27] The partitioned data is sent through a Running Disparity calculator function.^[27] The Running Disparity calculator attempts to keep the number of 1s transmitted equal to 0s,^[28] thereby assuring a DC-balanced signal. Then, the different partitions are sent through a 5b/6b encoder for the 5-bit partition and a 3b/4b encoder for the 3-bit partition. This gives the packet the ability to have at least two 1s, ensuring synchronization of the PLL at the receiving end to the correct bit boundaries for reliable transfer.^[28] An additional function of the coding scheme is to support the arbitration for bus access and general bus control. This is possible due to the surplus symbols afforded by the 8b/10b expansion. (While 8-bit symbols can encode a maximum of 256 values, 10-bit symbols permit the encoding of up to 1024.) Symbols invalid for the current state of the receiving PHY indicate data errors.

FireWire S800T (IEEE 1394c-2006)[edit]

IEEE 1394c-2006 was published on June 8, 2007.^[29] It provided a major technical improvement, namely new port specification that provides 800 Mbit/s over the same 8P8C (Ethernet) connectors with Category 5e cable, which is specified in IEEE 802.3 clause 40 (gigabit Ethernet over copper twisted pair) along with a corresponding automatic negotiation that allows the same port to connect to either IEEE Std 1394 or IEEE 802.3 (Ethernet) devices.

Though the potential for a combined Ethernet and FireWire 8P8C port is intriguing^{[citation needed]}, as of November 2008, no products or chipsets include this capability.

FireWire S1600 and S3200[edit]

In December 2007, the 1394 Trade Association announced that products would be available before the end of 2008 using the S1600 and S3200 modes that, for the most part, had already been defined in 1394b and were further clarified in IEEE Std. 1394–2008.^[8] The 1.572864 Gbit/s and 3.145728 Gbit/s devices use the same 9-conductor beta connectors as the existing FireWire 800 and are fully compatible with existing S400 and S800 devices. It competes with USB 3.0.^[30]

S1600 (Symwave^[31]) and S3200 (Dap Technology^[32]) development units have been made, however because of FPGA technology DapTechnology targeted S1600 implementations first with S3200 not becoming commercially available until 2012.

Steve Jobs declared FireWire dead in 2008.^[33] As of 2012, there were few S1600 devices released, with a Sony camera being the only notable user.^[34]

Future enhancements (including P1394d)[edit]

A project named IEEE P1394d was formed by the IEEE on March 9, 2009 to add single mode fiber as an additional transport medium to FireWire.^[35] The project was withdrawn in 2013.^[36]

Other future iterations of FireWire were expected to increase speed to 6.4 Gbit/s and additional connectors such as the small multimedia interface.^{[37][citation needed]}

Operating system support[edit]

Full support for IEEE 1394a and 1394b is available for Microsoft Windows, FreeBSD,^[38] Linux,^[39][40] Apple Mac OS 8.6 through Mac OS 9,^[41] NetBSD, and Haiku.

In Windows XP, a degradation in performance of 1394 devices may have occurred with installation of Service Pack 2. This was resolved in Hotfix 885222^[42] and in SP3. Some FireWire hardware manufacturers also provide custom device drivers that replace the Microsoft OHCI host adapter driver stack, enabling S800-capable devices to run at full 800 Mbit/s transfer rates on older versions of Windows (XP SP2 w/o Hotfix 885222) and Windows Vista. At the time of its release, Microsoft Windows Vista supported only 1394a, with assurances that 1394b support would come in the next service pack.^[43] Service Pack 1 for Microsoft Windows Vista has since been released, however the addition of 1394b support is not mentioned anywhere in the release documentation.^[44][45][46] The 1394 bus driver was rewritten for Windows 7 to provide support for higher speeds and alternative media.^[47]

In Linux, support was originally provided by libraw1394 making direct communication between user space and IEEE 1394 buses.^[48] Subsequently, a new kernel driver stack, nicknamed JuJu, has been implemented.^[49]

Cable TV system support[edit]

Under FCC Code 47 CFR 76.640 section 4, subsections 1 and 2, Cable TV providers (in the US, with digital systems) must, upon request of a customer, have provided a high-definition capable cable box with a functional FireWire interface. This applied only to customers leasing high-definition capable cable boxes from their cable provider after April 1, 2004.^[50]
The interface can be used to display or record Cable TV, including HDTV programming.^[51] In June 2010, the FCC issued an order that permitted set-top boxes to include IP-based interfaces in place of FireWire.^[52][53]

Comparison with USB[edit]

While both technologies provide similar end results, there are fundamental differences between USB and FireWire. USB requires the presence of a host controller, typically a PC, which connects point to point with the USB device. This allows for simpler (and lower-cost) peripherals, at the cost of lowered functionality of the bus. Intelligent hubs are required to connect multiple USB devices to a single USB host controller. By contrast, FireWire is essentially a peer-to-peer network (where any device may serve as the host or client), allowing multiple devices to be connected on one bus.^[54]

The FireWire host interface supports DMA and memory-mapped devices, allowing data transfers to happen without loading the host CPU with interrupts and buffer-copy operations.^[10][55] Additionally, FireWire features two data buses for each segment of the bus network, whereas, until USB 3.0, USB featured only one. This means that FireWire can have communication in both directions at the same time (full-duplex), whereas USB communication prior to 3.0 can only occur in one direction at any one time (half-duplex).^{[citation needed]}

While USB 2.0 expanded into the fully backwards-compatible USB 3.0 and 3.1 (using the same main connector type), FireWire used a different connector between 400 and 800 implementations.

Common applications[edit]

Consumer automobiles[edit]

IDB-1394 Customer Convenience Port (CCP) was the automotive version of the 1394 standard.^[56]

Consumer audio and video[edit]

IEEE 1394 was the High-Definition Audio-Video Network Alliance (HANA) standard connection interface for A/V (audio/visual) component communication and control.^[57] HANA was dissolved in September 2009 and the 1394 Trade Association assumed control of all HANA-generated intellectual property.

Military and aerospace vehicles[edit]

SAE Aerospace standard AS5643 originally released in 2004 and reaffirmed in 2013 establishes IEEE-1394 standards as a military and aerospace databus network in those vehicles. AS5643 is utilized by several large programs, including the F-35 Lightning II, the X-47B UCAV aircraft, AGM-154 weapon and JPSS-1 polar satellite for NOAA. AS5643 combines existing 1394-2008 features like looped topology with additional features like transformer isolation and time synchronization, to create deterministic double and triple fault-tolerant data bus networks.^[58][59][60]

General networking[edit]

FireWire can be used for ad hoc (terminals only, no routers except where a FireWire hub is used) computer networks. Specifically, RFC 2734 specifies how to run IPv4 over the FireWire interface, and RFC 3146 specifies how to run IPv6.

Mac OS X, Linux, and FreeBSD include support for networking over FireWire.^[61] Windows 95, Windows 98, Windows Me,^[62] Windows XP and Windows Server 2003 include native support for IEEE 1394 networking.^[63] Windows 2000 does not have native support but may work with third party drivers. A network can be set up between two computers using a single standard FireWire cable, or by multiple computers through use of a hub. This is similar to Ethernet networks with the major differences being transfer speed, conductor length, and the fact that standard FireWire cables can be used for point-to-point communication.

On December 4, 2004, Microsoft announced that it would discontinue support for IP networking over the FireWire interface in all future versions of Microsoft Windows.^[64] Consequently, support for this feature is absent from Windows Vista and later Windows releases.^[65][66]
Microsoft rewrote their 1394 driver in Windows 7^[67] but networking support for FireWire is not present. Unibrain offers free FireWire networking drivers for Windows called ubCore,^[68] which support Windows Vista and later versions.

Some models of the PlayStation 2 console had an i.LINK-branded 1394 connector. This was used for networking until the release of an Ethernet adapter late in the console’s lifespan, but very few software titles supported the feature.^{[citation needed]}

IIDC[edit]

IIDC (Instrumentation & Industrial Digital Camera) is the FireWire data format standard for live video, and is used by Apple’s iSight A/V camera. The system was designed for machine vision systems^[69] but is also used for other computer vision applications and for some webcams. Although they are easily confused since they both run over FireWire, IIDC is different from, and incompatible with, the ubiquitous AV/C (Audio Video Control) used to control camcorders and other consumer video devices.^[70]

DV[edit]

Digital Video (DV) is a standard protocol used by some digital camcorders. All DV cameras that recorded to tape media had a FireWire interface (usually a 4-conductor). All DV ports on camcorders only operate at the slower 100 Mbit/s speed of FireWire. This presents operational issues if the camcorder is daisy chained from a faster S400 device or via a common hub because any segment of a FireWire network cannot support multiple speed communication.^[71]

Labeling of the port varied by manufacturer, with Sony using either its i.LINK trademark or the letters DV. Many digital video recorders have a DV-input FireWire connector (usually an alpha connector) that can be used to record video directly from a DV camcorder (computer-free). The protocol also accommodates remote control (play, rewind, etc.) of connected devices, and can stream time code from a camera.

USB is unsuitable for the transfer of the video data from tape because tape by its very nature does not support variable data rates. USB relies heavily on processor support and this was not guaranteed to service the USB port in time. The later move away from tape towards solid-state memory or disc media (e.g., SD Cards, optical disks or hard drives) has facilitated moving to USB transfer because file-based data can be moved in segments as required.

Frame grabbers[edit]

IEEE 1394 interface is commonly found in frame grabbers, devices that capture and digitize an analog video signal; however, IEEE 1394 is facing competition from the Gigabit Ethernet interface (citing speed and availability issues).^[72]

iPod and iPhone synchronization and charging[edit]

iPods released prior to the iPod with Dock Connector used IEEE 1394a ports for syncing music and charging, but in 2003, the FireWire port in iPods was succeeded by Apple’s dock connector and IEEE 1394 to 30-pin connector cables were made. Apple Inc. dropped support for FireWire cables starting with iPod nano (4th Generation),^[73] iPod touch (2nd Generation), and iPhone in favor of USB cables.

Security issues[edit]

Devices on a FireWire bus can communicate by direct memory access (DMA), where a device can use hardware to map internal memory to FireWire’s physical memory space. The SBP-2 (Serial Bus Protocol 2) used by FireWire disk drives uses this capability to minimize interrupts and buffer copies. In SBP-2, the initiator (controlling device) sends a request by remotely writing a command into a specified area of the target’s FireWire address space. This command usually includes buffer addresses in the initiator’s FireWire Physical Address Space, which the target is supposed to use for moving I/O data to and from the initiator.^[74]

On many implementations, particularly those like PCs and Macs using the popular OHCI, the mapping between the FireWire physical memory space and device physical memory is done in hardware, without operating system intervention. While this enables high-speed and low-latency communication between data sources and sinks without unnecessary copying (such as between a video camera and a software video recording application, or between a disk drive and the application buffers), this can also be a security or media rights-restriction risk if untrustworthy devices are attached to the bus and initiate a DMA attack. One of the applications known to exploit this to gain unauthorized access to running Windows, Mac OS and Linux computers is the spyware FinFireWire.^[75] For this reason, high-security installations typically either use newer machines that map a virtual memory space to the FireWire physical memory space (such as a Power Mac G5, or any Sun workstation), disable relevant drivers at operating system level,^[76] disable the OHCI hardware mapping between FireWire and device memory, physically disable the entire FireWire interface, or opt to not use FireWire or other hardware like PCMCIA, PC Card, ExpressCard or Thunderbolt, which expose DMA to external components.

An unsecured FireWire interface can be used to debug a machine whose operating system has crashed, and in some systems for remote-console operations. Windows natively supports this scenario of kernel debugging,^[77] although newer Windows Insider Preview builds no longer include the ability out of the box.^[78] On FreeBSD, the dcons driver provides both, using gdb as debugger. Under Linux, firescope^[79] and fireproxy^[80] exist.

See also[edit]

• DMA attack
• HAVi
• Linux IEEE 1394 target
• List of interface bit rates
• Pin control attack

References[edit]

Further reading[edit]

• INCITS T10 Project 1467D (2004). Information technology—Serial Bus Protocol 3 (SBP-3). ANSI INCITS. ANSI INCITS 375-2004.
• Anderson, Don (1999). FireWire System Architecture. MindShare, Inc. ISBN 0-201-48535-4.
• «IEEE Standard for a High-Performance Serial Bus». IEEE STD. 1394-2008. 2008-10-21. doi:10.1109/IEEESTD.2008.4659233. ISBN 978-0-7381-5771-9.

External links[edit]

• 1394 Trade Association at the Wayback Machine (archived 2019-03-28)
• 1394 Standards Orientation, Introduction at the Wayback Machine (archived 2021-02-03)
• IEEE 1394 connectors pinout