Интерфейсы периферийных устройств

 

2.5 Технические характеристики 1394a

    Высокоскоростная локальная последовательная шина FireWire способна передавать данные со скоростью 100, 200 и 400 Мбит/с (12,5, 25 и 50 Мбайт/с), а при работе с некоторыми типами файлов — до 1 Гбит/с. Большинство адаптеров ПК поддерживают скорость 200 Мбит/с (25 Мбайт/с), хотя текущие устройства могут работать только со скоростью 100 Мбит/с (12,5 Мбайт). К одному внутреннему адаптеру IEEE-1394 можно одновременно подключить до 63 устройств, которые размещаются по разветвленной цепочке или подключаются к единому шлейфу, не требуя наличия отдельного концентратора, хотя он и рекомендуется

для устройств, которые будут отключаться/подключаться в оперативном режиме. Кабель устройств IEEE-1394 позаимствован у игровой системы Nintendo GameBoy и состоит из шести проводов: по четырем передаются данные, а по двум осуществляется энергопотребление. Подключение к системной плате осуществляется с помощью выделенного интерфейса IEEE-1394 или платы PCI. На рис. 2.3 показаны кабель, гнездо и разъем IEEE-1394. 

 
 

Рис. 2.3. Кабель, разъемы и соединитель шины IEEE-1394 

    Шина данных 1394 создана на основе шины FireWire, изначально разработанной компаниями Apple и Texas Instruments; кроме того, она является элементом нового стандарта последовательной шины Serial SCSI.

    Эта шина использует простой 6-проводной кабель, состоящий из двух различных пар линий, предназначенных для передачи тактовых импульсов и информации, а также двух линий питания. Как и USB, IEEE-1394 полностью поддерживает технологию Pug and Play, включая

возможность горячего подключения (установка и извлечение компонентов без отключения питания системы). По структуре шина 1394 не так сложна, как параллельная шина SCSI, и устройства, подключаемые к ней, могут потреблять от нее ток до 1,5 А. По производительности шина IEEE-1394 превосходит Ultra-Wide SCSI, стоит гораздо меньше, а подсоединить

устройства к  ней намного проще.

    Шина 1394 построена на разветвляющейся топологии и позволяет использовать до 63 узлов в цепочке и подсоединять при этом к каждому узлу до 16 устройств. Если этого недостаточно, то можно дополнительно подключить до 1 023 шинных перемычек, которые могут соединять более

64 000 узлов! Кроме  того, шина 1394 может поддерживать устройства, построенные на одной шине, но работающие на разных скоростях передачи данных, как и SCSI. Большинство адаптеров 1394 имеют три узла, каждый из которых поддерживает 16 устройств.

Подключить к  компьютеру через шину 1394 можно практически  все устройства, которые могут работать со SCSI. Сюда входят все виды дисковых накопителей, включая жесткие, оптические, CD- и DVD-ROM. К шине 1394 могут подключаться цифровые видеокамеры, устройства с записью на магнитную ленту и многие другие высокоскоростные периферийные устройства. Шина 1394 используется в некоторых настольных и портативных компьютерах в качестве замены или дополнения внешних высокоскоростных шин данных, таких, как USB и SCSI.

    В настоящее время шина 1394 получила наиболее широкое распространение в области цифровых видеоустройств (камеры, видеомагнитофоны и т.д.). Подобные устройства выпускают компании Sony, Panasonic, Sharp, Matsushita и др. Компания Sony не стала отступать от своих традиций и выпустила уникальный четырехконтактный разъем, который можно подключить к плате расширения IEEE-1394 только с помощью специального адаптера. Кроме того, Sony использует собственное название стандарта — i.Link. Наряду с цифровыми видеоустройствами стали появляться устройства обработки видеоданных. Например, компании Adaptec и Texas Instruments выпускают адаптеры PCI, поддерживающие IEEE-1394.

     Цифровое видео и периферийные устройства IEEE-1394 становятся все более взаимосвязанными, поэтому многие адаптеры FireWire поставляются в комплекте с программным обеспечением по захвату и монтажу видео. Цифровая видеокамера или видеозаписывающее оборудование позволяют сделать ПК настоящим монтажным центром фильмов и видеоклипов. Для этого, разумеется, нужна поддержка портов ввода_вывода IEEE-1394, реализация которых в системных платах встречается довольно редко.

 

2.6 Технические характеристики 1394b

   Спецификация IEEE-1394b является вторым поколением стандарта 1394. Первые устройства, соответствующие стандарту IEEE-1394b (высокопроизводительные внешние накопители на жестких дисках), были представлены в январе 2003 года. В этом стандарте определены два новых 9-жильных кабеля и соответствующие 9_контактные разъемы, обеспечивающие передачу данных по медному или волоконно-оптическому кабелю со скоростью 800–3200 Мбит/с. Кроме того, в стандарт 1394b включены другие новые возможности, позволяющие еще больше увеличить скорость передачи данных.

  - Самовосстанавливающиеся контуры. При неправильном подключении устройств 1394b, которое приводит к образованию логической петли, интерфейс выполняет автоматическую коррекцию. Аналогичное подключение устройств 1394a делало их дальнейшую работу невозможной и требовало правильного подключения кабеля.

  - Постоянный сдвоенный симплекс. При использовании сдвоенных пар проводов, каждая пара передает данные “своему” устройству, поэтому скорость передачи данных остается постоянной.

  - Поддержка волоконно-оптического кабеля и сетевого кабеля CAT5, а также стандартного медного кабеля 1394a и 1394b.

  - Улучшенная схема разрешения конфликтов между сигналами, которая позволяет повысить производительность и длину используемого кабеля.

  - Поддержка сетевого кабеля CAT5, несмотря на то что он использует пары контактов 1–2 и 7–8 только для повышения надежности. Это позволяет обойтись без применения пересекающихся кабелей.

   В первых версиях стандарта IEEE-1394b используется новый 9-жильный интерфейс, содержащий две пары сигнальных проводов. Несмотря на это, были созданы две различные версии порта 1394b, которые обеспечивают возможность подключения 1394a-совместимых устройств к порту 1394b:

􀂄 бета-версия; 􀂄 двухстандартная версия.

    Разъемы бета-версии используются только с устройствами 1394b, тогда как двухстандартная версия поддерживает разъемы того и другого типа (т.е. 1394a и 1394b). Разъемы и кабели имеют одинаковую схему расположения выводов, но отличаются формой и положением ключей (рис.2.3).

 

 

Рис. 2.3. Двухстандартные кабели, бета-кабели и разъемы 1394b. В устройствах 1394b часто используются разъемы обеих версий 

   Обратите внимание, что двухстандартные кабели и разъемы имеют более узкие пазы, чем кабели и разъемы бета-версии, что предотвращает случайное подключение кабелей, предназначенных для устройств1394a, к бета-разъемам. На рис. 2.4 приведены различные типы кабелей.

 

 

Рис. 2.4. Кабель бета-версии с 9-контактными разъемами (вверху) и двухстандартные кабели с 4-контактным (в центре) и 6-контактным (внизу) разъемами.

 

  2.7 Сравнение IEEE-1394 и USB 1.1/2.0

    Имеет смысл начать их сравнение. Так как у данных портов много общего, оказывается, достаточно сложно понять преимущества каждого из них перед другим. В табл. 2.3 приведена сравнительная

характеристика  двух технологий — IEEE-1394 и USB. 

Таблица 2.3. Сравнение технологий IEEE"1394 и USB 

 

¹Для подключения USB On-The-Go.

²Кабель CAT-5 UTP поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с (100 м максимум); оптическое стекловолокно со ступенчатым показателем преломления поддерживает скорости передачи 100 и 200 Мбит/с (50 м максимум). 
 

    Поскольку общая производительность и физические спецификации очень близки, основное различие между USB и 1394 — степень распространенности. USB — наиболее популярный внешний интерфейс ПК, который вытеснил практические все остальные решения. Основная причина состоит в том, что компания Intel, один из основных разработчиков USB,

встроила поддержку  шины USB во все свои наборы микросхем, выпускаемые с 1996 года. Практически ни один из наборов микросхем системной логики не поддерживает порты 1394a или 1394b. В большинстве случаев на системную плату устанавливается дополнительная микросхема, что увеличивает ее общую стоимость. Стоимость схемы 1394 (и 0,25 доллара лицензионного платежа, отчисляемых компании Apple Computer за каждую систему), а также то обстоятельство, что каждая системная плата уже содержит порты USB, ограничивают распространение интерфейса 1394 (FireWire) на рынке ПК.

    Однако, несмотря на колоссальную популярность USB, у шины 1394 также есть свой рынок. Возможно, основная причина, по которой стандарт 1394 не проиграл интерфейсу USB 2.0, заключается в том, что с самого начала интерфейс USB привязан к ПК, в то время как

1394 — нет.  Другими словами, интерфейс USB требовал использования

ПК в качестве “узла”, в то время как интерфейс 1394 позволяет соединять два устройства напрямую. Например, при использовании интерфейса 1394 цифровую видеокамеру DV можно подключить к цифровому магнитофону для создания копии.

    В связи с гораздо большей популярностью и широкими возможностями USB я рекомендую отдавать предпочтение периферийным устройствам с интерфейсом USB, а не их аналогам с интерфейсом 1394 (FireWire), если только в этом будет необходимость. Поскольку интерфейсы USB 2.0 и 1394a (FireWire) обеспечивают близкие возможности и уровень быстродействия, ваш выбор в значительной степени зависит от того, какие именно устройства вы планируете подключать. Если ваша цифровая видеокамера оснащена только портом 1394 (FireWire/i.LINK), вам необходимо установить в системе плату адаптера 1394 FireWire, если

соответствующий интерфейс не интегрирован на системной плате. Многие устройства хранения, периферийные устройства ввода-вывода, а также другие устройства для ПК оснащены интерфейсом USB; и только видеокамеры и некоторые модели устройств хранения оснащены

интерфейсом 1394. Однако в последнее время все большее количество моделей устройств оснащается обоими интерфейсами — USB 2.0 и 1394, что значительно расширяет ваши возможности по их подключению

 

Выводы  к разделу:

1. Интерфейсы  USB и IEEE-1394 являются самыми быстрыми интерфейсами для внешних периферийных устройств, достаточно просто взглянуть на их скорость передачи данных. 

2. Интерфейс USB самый популярный внешний интерфейс, потому что его внедряют на системные платы уже 1996 года и он сравнительно дешевле IEEE-1394, ведь установка 1394 требует дополнительных средств. 

3. Я думаю,  что IEEE-1384 не получит должного использования, т.к. это интерфейс устанавливается в большинстве своем на видио- и аудиотехнике, из-за чего будет служить лишь для обработки тех же видио- и аудиофайлов и не более.

 

Заключение 

В целях рассмотрения данной темы, а именно «интерфейсы  периферийных устройств», я конкретно  рассматривал два раздела, это «Интерфейс ATA/IDE» и «Последовательные порты USB и IEEE 1394 (i.LINK и FireWire)». Составляя целостную часть реферата, я узнал достаточно много информации о данных  интерфейсах. И на основе изученных данных сделал следующие выводы:

1. В данном  реферате была рассмотрена очень  важная темя, как для студентов  так и для людей с опытом работы в данной области, т.к. все, не зависимо от возраста и опыта работы, должны знать и помнить откуда взялись эти диковинные штуки – интерфейсы, о происхождении и развитии  которых многие даже и не задумываются.  

2. Интерфейс ATA/IDE является одним из самый первых интерфейсов, который создали и начали использовать ещё в далеком 1986 году.  

3. Развитие интерфейса  ATA не стояло на месте, ведь каждые 2-3 года, начиная с 1988, выходили всё новые и новые стандарты интерфейса. 

4. Понемногу  ATA уходит из нашего обихода, т.к. ему есть достоянная замена, уже достаточно известный интерфейс SATA, который всё больше и больше поглощает компьютерный рынок. 

5. Интерфейсы  USB и IEEE-1394 являются самыми быстрыми интерфейсами для внешних периферийных устройств, достаточно просто взглянуть на их скорость передачи данных. 

6. Интерфейс  USB самый популярный внешний интерфейс, потому что его внедряют на системные платы уже 1996 года и он сравнительно дешевле IEEE-1394, ведь установка 1394 требует дополнительных средств.