Logo FireWire

6pinové a 4pinové konektory FireWire 400

Port FireWire 400 se šesti piny

FireWire (označované jako i.Link nebo IEEE 1394) je standard sériová sběrnice pro připojení periférií k počítači. Díky své technické jednoduchosti a pořizovací ceně nahrazuje dříve používané způsoby připojení, především SCSI.

V současné době jsou k dispozici dvě verze FireWire – původní s šestipinovým kabelem označovaná dnes jako FireWire 400 neboli IEEE 1394a s rychlostí 400 Mbit/s a FireWire 800 neboli IEEE 1394b s rychlostí až 800 Mbit/s a devítipinovým kabelem. Nyní se schvaluje nový standard IEEE 1394c s rychlostí až 3200 Mbit/s. FireWire na rozdíl od USB není ale prozatím tak rozšířen a patrně už nikdy nebude. Dnes se používání tohoto rozhraní pro běžné uživatele zúžilo zejména k připojení digitálních videokamer, v profesionální sféře se používá k rychlému připojení externích disků a optických mechanik, čteček paměťových karet atd.^[1]

FireWire je označení společnosti Apple pro IEEE 1394 vysokorychlostní sériovou sběrnici. Práce byly zahájeny společností Apple v roce 1986. Vývoj byl zajištěn pracovní skupinou IEEE P1394, do které velmi přispíval Apple, ale také inženýři ze společností Texas Instruments, Sony, Digital Equipment Corporation, IBM a INMOS/SGS Thomson (dnes STMicroelectronics).

IEEE 1394 je architektura sériové sběrnice pro vysokorychlostní přenos dat. FireWire je sériová sběrnice, což znamená, že informace se přenáší po jednotlivých bitech. Paralelní sběrnice využívají řadu různých fyzických propojení, a jako takové jsou obvykle méně efektivní, dražší a většinou těžší. FireWire plně podporuje jak isochronní, tak i asynchronní aplikace.

Apple zamýšlel vytvořit FireWire jako sériovou náhradu za paralelní SCSI sběrnici a zároveň, aby poskytoval připojení pro digitální audio a video zařízení. Vývoj Applu začal koncem roku 1980 a později byl předložen IEEE. Dokončen byl v roce 1995. Od roku 2007 se IEEE 1394 skládá ze čtyř dokumentů: původního standardu IEEE Std. 1394-1995 a dodatků IEEE Std. 1394a-2000, IEEE Std. 1394b-2002 a IEEE Std. 1394c-2006. Dne 12. června 2008 byly všechny tyto dodatky, stejně jako opravy a některé technické aktualizace, začleněny do nahrazujícího standardu IEEE Std. 1394-2008.

Interní dlouholeté kódové označení Applu pro FireWire bylo „Chefcat“. Začalo to v roce 1988, když tým Applu seděl u konferenčního stolu a přemýšlel, jak tento projekt nazvat. Nápad vzešel z pohledu na hrnek s kávou Michaela Johase Teenera, na kterém byla slavná kresba od B. Klibana. To byl ten moment vyjadřující cíle nového propojení. Při nízké ceně a maximální jednoduchosti předložit uživateli propojení nahrazující a sjednocující všechny ostatní PC propojení a na těchto základech vytvořit propojení umožňující maximální miniaturizaci elektroniky. Koncept této elektroniky, který se stal všudypřítomným standardem LVDS (z anglického Low-voltage differential signaling), dostal v roce 1992 kódové označení „Greyhound“.

Konektor FireWire 400 se čtyřmi piny (bez napájení)

Sony implementovalo IEEE 1394 pod názvem „i.Link“ a používá menší konektor pouze se čtyřmi signálními kontaktními piny místo obvyklých šesti. Dva vypuštěné piny slouží k napájení zařízení, tedy zařízení používající čtyřpinové konektory musí disponovat samostatným konektorem pro napájení. Tato varianta byla později přidána do dodatku 1394a. Tento port je také někdy označován jako „S100“ nebo „S400“ podle přenosové rychlosti v Mbit/s.

Systém se běžně používá na připojování datových úložišť jako jsou externí pevné disky, videokamery, ale také pro připojení průmyslových video systémů a profesionálních audio systémů. Výhodou použití FireWire oproti běžnějšímu připojení prostřednictvím USB je vyšší efektivní rychlost FireWire (i když nominální rychlostUSB 2.0 je mírně vyšší, v praxi je téměř nedosažitelná) a výrazně lepší rozvod napájení. Co je však pravděpodobně nejdůležitější, FireWire naplno využívá potenciálu SCSI a na rozdíl od vysokorychlostního USB 2.0 dosahuje vyššího trvalého, nepřerušovaného datového toku, což je kriticky důležité pro aplikace pro střih zvuku a obrazu. Testovací programy ukazují, že trvalé přenosové rychlosti dat jsou vyšší u FireWire než u USB 2.0, ale nižší než u USB 3.0. Výsledky jsou zřetelné zejména u Apple Mac OS X. U Microsoft Windows jsou výsledky různorodé.

Skutečnost, že pro implementování FireWire byl potřeba drahý hardware (1 až 2 dolary), zabránila FireWire aby nahradil USB v nižší třídě masově prodávaných počítačových periferií, kde je cena produktu hlavním měřítkem.

FireWire může spojit až 63 zařízení ve stromové nebo daisy chain topologii (na rozdíl od sběrnicové topologie paralelního SCSI). To umožňuje komunikaci zařízení na principu peer-to-peer, například mezi skenerem a tiskárnou, bez potřeby využití systémové paměti nebo procesoru počítače. FireWire také podporuje více hostitelských zařízení na jedné sběrnici. USB potřebuje na stejnou funkci speciální čipset, což v praxi znamená, že potřebuje speciální (a drahý) kabel, přičemž FireWire postačuje běžný kabel se správným počtem pinů (standardně šest). FireWire podporuje technologie plug-and-play a hot swapping. Měděný kabel, který je použit nejčastěji, může mít délku až 4,5 metru a je flexibilnější než většina kabelů pro paralelní SCSI. Kabel se šesti nebo devíti piny dokáže napájet port až 45 watty a 30 volty, což umožňuje energeticky středně náročným zařízením pracovat bez samostatného napájecího zdroje. Zařízení Sony i.Link obvykle využívají jen čtyřpinové připojení, což značí, že napájení musí být zajištěno samostatným napájecím adaptérem.

FireWire 400 (IEEE 1394-1995)

Konektor FireWire 400 se šesti piny

Původní verze IEEE 1394-1995, dnes známá jako FireWire 400, přenáší data v half-duplexu mezi zařízeními rychlostmi 100, 200 nebo 400 Mbit/s (přesně je to 98,304, 196,608, nebo 393,216 Mbit/s, což je 12,2888, 24,576 a 49,152 MByte/s). Běžně jsou tyto rychlosti označovány jako S100, S200 a S400. Přestože je USB 2.0 teoreticky schopné přenosu až 480 Mbit/s, v praxi je připojení přes FireWire rychlejší.

Délka kabelu je omezena na 4,5 metru, ale je možné spojit až 16 kabelů s využitím aktivních opakovačů; externí nebo interní huby jsou častým vybavením pro FireWire. Nicméně u standardu S400 je při jakékoliv konfiguraci maximální délka kabelu 72 metrů. 6pinový konektor se běžně vyskytuje na stolních počítačích a připojená zařízení může napájet.

Napájený 6pinový konektor, dnes označovaný jako alfa konektor, dodává energii pro podporu externích zařízení. Typicky si zařízení bere z portu kolem 7 až 8 wattů. Napětí se však výrazně mění podle použitého zařízení. Napětí je specifikováno jako neregulované a mělo by nominálně dosahovat asi 25 voltů (v rozmezí od 24 do 30 V). Provedení od Applu pro notebooky je obvykle podřízeno baterii a tak může být i jen 9 voltů.

Vylepšení (IEEE 1394a-2000)

Dodatek IEEE 1394a, vydaný v roce 2000, upřesnil a vylepšil původní specifikaci. Přidal podporu pro asynchronní streaming, rychlejší rekonfiguraci sběrnice, spojování paketů a úsporný režim spánku.

IEEE 1394a nabízí několik výhod oproti IEEE 1394. 1394a je schopen rozhodčích zrychlení, což sběrnici umožňuje urychlit rozhodčí řízení cyklů, což vede ke zlepšení efektivity. To také umožňuje řídit krátký restart sběrnice, při kterém mohou být přidány nebo odebrány uzly, aniž by došlo k velkému poklesu v isochronním přenosu.

1394a také standardizoval 4pinový alfa konektor vyvinutý společností Sony pod ochrannou známkou „i.Link“, který byl již široce používána na spotřební elektronice, jako jsou videokamery, většina notebooků, řada stolních počítačů a další malá FireWire zařízení. 4pinový konektor je plně kompatibilní s 6pinovým alfa rozhraním, ale chybí mu napájecí piny.

FireWire 800 (IEEE 1394b-2002)

Konektor FireWire 800 s devíti piny

IEEE 1394b-2002 zavedl FireWire 800 (pojmenování Applu pro 9pinovovou verzi standardu IEEE 1394b). Tato specifikace a odpovídající produkty umožňují přenosovou rychlost 786,432 Mbit/s full-duplex prostřednictvím nového kódovacího systému zvaného beta režim. FireWire 800 je zpětně kompatibilní s nižšími rychlostmi a 6pinovým alfa konektorem FireWire 400. Nicméně, zatímco standardy IEEE 1394a a 1394b IEEE jsou kompatibilní, konektor FireWire 800, označovaný jako beta konektor, se od alfa konektoru FireWire 400 liší, takže starší kabely jsou pak nekompatibilní. Speciální kabel umožňuje připojení starších zařízení k novějšímu portu. V roce 2003 byl Apple první, kdo zavedl komerční produkty s novým konektorem.

Plná specifikace IEEE 1394b podporuje přenosové rychlosti až 3200Mbit/s (tedy 400 MBajtů/s) přes beta režim nebo optické připojení a to do vzdálenosti až 100 metrů. Standardní nestíněný kabel kategorie 5e podporuje 100 metrů při rychlosti 100 Mbit/s (S100). Původní 1394 a 1394a standardy používají data/strobe (D/S) kódování (přejmenované na režim alfa), zatímco 1394b přidává systém kódování dat nazývaný8B10B a označovaný jako beta režim.

Plná podpora pro IEEE 1394a a 1394b je dostupná pro Microsoft Windows, FreeBSD, Linux, Apple Mac OS 8.6 až Mac OS 9,Mac OS X, NetBSD a Haiku.

Ve Windows XP mohlo dojít, po nainstalování Service Packu 2, k degradaci výkonu zařízení 1394. Tento problém byl vyřešen v Hotfixu 885222 a Service Packu 3. Někteří výrobci FireWire poskytují vlastní ovladače zařízení, které nahrazují Microsoft OHCI host adapter driver stack. Tyto ovladače umožňují zařízení S800 využít plnou přenosovou rychlost 800 Mbit/s na starších systémech Windows XP (SP2 bez Hotfixu 885222) a Windows Vista. Windows Vista v době svého vydání podporovaly pouze 1394a se zárukou, že podpora 1394b bude uvolněna v příštím Service Packu. Dokumentace k Service Packu 1 pro Windows Vista však přidání podpory pro 1394b neuváděla. Ovladač pro sběrnici 1394 byl přepracován až pro Windows 7, aby poskytoval podporu pro vyšší přenosové rychlosti a alternativní média.

V Linuxu byla podpora původně poskytována pomocí libraw1394 a to vytvořením přímé komunikace mezi uživatelským prostorem a IEEE 1394 sběrnicemi. Následně byl implementován nový kernel driver stack, přezdívaný Juju.