CFA LogoCFA Logo Computer
Загрузка поиска
Новости Компьютеры Прайс-лист [Новое] Прайс-лист [Б/У] Для ноутбуков Конфигуратор ПК Заказ, Оплата, Доставка Сервис объявления Драйвера Статьи Как нас найти Контакты
Новости
RSS канал новостей
Несмотря на лето и запрет в Украине российских интернет ресурсов Яндекс, Mail.Ru и других, посещаемость ...
Китайская компания Colorful презентовала в эти дни свою новую материнскую плату на базе топового ...
Компания Google опубликовала в эти дни свой ежемесячный отчет о распределении на рынке фирменной ...
Тайваньская компания Gigabyte Technology сегодня официально представила свою башенную систему охлаждения ...
Компания LG Electronics планирует расширить линейку своих флагманских смартфонов LG G6. К выпущенной ...
Самое интересное
Программаторы 25 SPI FLASH Адаптеры Optibay HDD Caddy Драйвера nVidia GeForce Драйвера AMD Radeon HD Игры на DVD Сравнение видеокарт Сравнение процессоров

АРХИВ СТАТЕЙ ЖУРНАЛА «МОЙ КОМПЬЮТЕР» ЗА 2003 ГОД

USB2.0 vs FireWire

Сергей МАКАРЕНКО machosergio@rambler.ru

Роль периферийных устройств, обеспечивающих новые возможности ввода и вывода информации в среде ПК, день ото дня возрастает. Проблема в том, что их надо куда-то подключать.

Длительное время консервативная архитектура настольных ПК предлагала решать проблему подключения разной периферии с помощью четырех портов и набора специфических разъемов. Путаница с кабелями и переходниками частенько сопутствовала операциям с данными. Спасение пришло вместе с новыми интерфейсами, первые спецификации которых разрабатывались еще в 1988–95 гг. К сожалению, только сейчас парочка USB и FireWire может претендовать на повсеместное использование в наших компьютерах. Кто же лучший, мы и рассмотрим далее.

Встречайте, претендент № 1 — FireWire

Без чего невозможно сопряжение цифровых плейеров, фотоаппаратов, сканеров, цветных принтеров высокого разрешения с вашим ПК? Большинство ответит, что без быстрого, обеспечивающего возможность горячего подключения и недорогого интерфейса.

Когда четко наметилась миграция аудио- видеопродукции в сторону цифровых технологий, производители столкнулись с проблемой быстрой передачи больших объемов данных. Стандарт FireWire, выпущенный в свет компанией Apple еще в 1988 г., полностью удовлетворял всем предъявляемым требованиям. Недаром свыше 40 ведущих производителей высококачественной цифровой бытовой техники не размышляли слишком долго над вопросом выбора, а сразу же приняли предложение «яблочной» фирмы. В 1995 году стандарт получил статус официального, и общество IEEE присвоило ему номер 1394. В группу его поддержки записались многие гранды компьютерной индустрии, среди которых Adaptec, IBM, TexasInstruments, Western Digital.

Взгляните на его достоинства:

скорость передачи данных до 400 Мбит/с;

возможность использования для подключения до 63 внешних устройств;

поддержка изохронности данных — доставка данных по гарантируемой скорости;

поддержка plug-and-play и hot plugging;

наличие до 1023 устройств на одной гирлянде (при условии использования мостов);

прямая адресация до 256 Tб интегрированной памяти для каждого устройства;

приоритетное обслуживание потоков реального времени.

Впервые благодаря применению стандарта 1394 стала возможной замена десятков проводков на 6-пиновый простой коннектор. Ах, как это прелестно — воскликнут многие. Да, но собственно технологий и продуктов на его основе всегда было немного.

Нужно также постоянно подогревать интерес рынка к своему детищу, а угодить всем, к сожалению, невозможно. Компьютерным фирмам всегда был свойственен особый подход к оценке технологий по сравнению с представителями рынка бытовой техники. На IT-рынке всегда уделяли большое внимание таким показателям, как массовость и соотношение цена/качество. Ну а гонка за эксклюзивностью почти всегда завершалась полным провалом. FireWire обогнала свое время, но при всем своем совершенстве оказалась неспособной противодействовать фактору стоимости.

Apple не устраивали прибыли, получаемые от новой технологии, и однажды компания пригрозила ввести авторские отчисления — по доллару с каждого порта FireWire. Compaq, Intel, Microsoft, NEC, Northern Telecom и IBM воспротивились такому шагу, и в итоге продвижение шины на массовый рынок затормозилось. До сих пор порт FireWire присутствовал только в компьютерах high-end класса, но прогресс неумолим, и в 2003 году последней версии стандарта (IEEE 1394а) пророчат долгожданную массовость.

Давление со стороны альтернативных стандартов требовало обновление FireWire. И вот в конце 2001 года организация 1394 Trade Association утвердила новый вариант спецификации IEEE 1394, регламентирующий новый скоростной обмен данными между ПК и периферийными устройствами. Работы над спецификацией, названной IEEE 1394b, продолжались в течение полутора лет. Она еще подлежит окончательному утверждению компаниями, входящими в 1394 Trade Associations, однако правление этой организации уже рекомендовало принять ее в качестве стандарта. IEEE 1394b позволит увеличить скорость передачи данных до 800 Мбит/с, что вдвое превышает показатель, обеспечиваемый современной версией спецификации. А в перспективе планируется довести скорость обмена данными до 3.2 Гб/с, одновременно увеличив расстояние, на которое они могут передаваться.

Первые чипы, поддерживающие IEEE 1394b, компании Texas Instruments и Agere Systems планируют выпустить в начале 2003 г., а новые компьютеры Apple будут поддерживать эту спецификацию. Ну а пользователи платформы Wintel смогут вкусить все прелести новинки где-то во второй половине 2003 года (причем в виде контроллеров на материнских платах).

Встречайте, претендент №2 — USB 2.0

Привлекательность USB-периферии не подлежит сомнению. Главным препятствием ее распространения до 2000 года была сравнительно низкая скорость работы — 12 Мбит/с в версии 1.1. Второй версии вскоре уже исполнится три года (спецификации USB 2.0 были опубликованы в апреле 2000 года), а массовое внедрение только начинается. Для любых других продуктов информационной индустрии такие сроки просто губительны. Конечно, спасибо производителям, которые действуют с оглядкой на основную кагорту пользователей, но иногда ожидание затягивается.

Итак, производительность USB 2.0 возросла в 40 раз (480 Мбит/с), превысив даже показатели современной версии шины FireWire!

Как и в случае с USB 1.0, спецификации давно были утверждены, а реализация первых совместимых с ней устройств неимоверно затянулась. Правда, характер запаздывания в случае с устройствами USB 2.0, по сути, диаметрально противоположный (поддержка USB 1.0 сначала появилась в чипсетах и системных платах, а потом в конкретных периферийных устройствах). Но прежде чем рассказывать о том, какие аппаратные решения для нового стандарта уже присутствуют на рынке, а какие только собираются появиться, уместно будет привести некоторые технические характеристики.

Взгляд изнутри

Да-да, по некоторым своим параметрам USB напоминает своего «яблочного» конкурента. Для передачи символов в обеих технологиях используется дифференциальный передатчик, позволяющий исключать шумы за счет передачи по двум линиям одного и того же сигнала, но с разной поляризацией. На входе приемника устанавливается усилитель, который инвертирует один из сигналов и суммирует их. Если на обе линии воздействовала одна помеха, то в результате инвертирования получится два инверсных выброса.

Оба конкурента используют систему кодирования NRZ, только в USB она дополнена выходом на ноль, и этот вариант называется NRZI. Процесс выглядит следующим образом: если на вход поступает 1, то уровень выходного напряжения остается прежним, а если 0 — изменяется. Проблематичной представляется только ситуация, когда данные содержат длинные цепочки единиц. В этом случае возникает реальная угроза утраты синхронизации, и чтобы такого не произошло, после шести последовательно идущих единиц автоматически вставляется дополнительный ноль.

Также различаются количество и назначение проводов в кабелях. USB требуется всего четыре провода, из которых два подают питание к устройствам (5 В), в то время как FireWire, помимо подачи питания и сигнальных проводов, специфицирует еще одну пару под трансляцию стробирующего сигнала. Такое достаточно оригинальное решение со стробирующими импульсами призвано решить пресловутую проблему «постоянного тока». Известно, что при проектировании любых систем передачи данных наибольшую сложность представляют непрерывные последовательности нулей и единиц. Так как уровень сигнала в подобной ситуации остается длительное время стабильным, приемник и передатчик могут легко потерять синхронизацию. Во избежание такой проблемы приходится пускаться на различные ухищрения. Например, применять специальные схемы кодирования и таблицы подстановок, исключающие возможность появления длительных однородных последовательностей. В случае FireWire стробирующий сигнал меняет свой уровень, как только в информационном сигнале появляются два одинаковых символа, следующих один за другим.

Существенные отличия имеются в способе доступа к данным. FireWire каждому устройству назначает промежуток, во время которого ему разрешается передавать данные. Хост-узел тактирует циклы 125 мкс, и все они разбиты на 64 канала-ячейки. Первыми право на передачу получают узлы, транслирующие изохронный трафик, и лишь после этого остальные устройства могут попытать счастья.

USB предлагает другой подход, выступая более централизованной шиной, — устройства подключаются только к хабам, которые, в свою очередь, являются по сути скелетом всей архитектуры.

Иногда хабы встраиваются непосредственно в USB-периферию. Они отвечают за распределение питания и детектирование подключения/отключения устройств. Хаб разделяют на три компонента: контроллер, репитер и транслятор транзакций. Репитер выполняет роль коммутатора, переправляющего данные из единого входного порта во множественные выходные порты (к которым подсоединены устройства). Транслятор транзакций приводит разноскоростные восходящие и исходящие потоки к единому знаменателю максимально возможной производительности. В роли минимального пайка питания выступает единица нагрузки (load unit), равная 100 мА. На каждый порт корневого хаба (подключенного непосредственно к хост-контроллеру) должно приходиться по пять единиц нагрузки. Поэтому и хабы, подключаемые ниже корневого и получающие питание только по шине, и оконечные устройства могут утилизировать не более пяти единиц. Наконец, хабы, обладающие собственным блоком питания, должны каждым своим портом обеспечить поддержку до пяти единиц нагрузки.

Ввиду необходимости обеспечить прохождение сигнала из конца в конец шины в рамках некоего минимального временного интервала, возникла потребность в ограничении числа последовательно подключенных узлов. Центральный хаб (официально именуемым Host Controller), который поочередно опрашивает узлы, владеет исключительным правом на передачу данных.

«Горячее» подключение новых устройств осуществляется особым образом. К подсоединенному узлу обращаются по нулевому, зарезервированному адресу, так как он еще не имеет своего адреса на шине. Далее производится инициализация управляющего канала сообщений, который будет поддерживаться в течение всего времени работы устройства. Узлу разрешается открывать одновременно несколько каналов с различными характеристиками и назначением. Если физически единое устройство представляет собой совокупность нескольких функций, то на базе одного-единственного подключения организуется несколько логических, индивидуально адресуемых устройств.

Заслуживает похвалы уникальная взаимная совместимость всех версий стандарта. Ведь на одной шине вполне могут сосуществовать устройства, как поддерживающие только USB 1.x, так и требующие USB 2.x (если хост-контроллер и хабы позволяют это делать). Разгадка кроется в подканалах с разной пропускной способностью — 1.5, 12 и 480 Мбит/с. Устройства, снабженные низкоскоростными чипами (например, оптическая мышь — зачем ей больше 1.5 Мбит/с), обмен с хабом будет производить на минимальной скорости, однако далее, выше по шине, низкоскоростной поток станет транслироваться на максимальной доступной скорости. Подобные ухищрения помогут избежать снижения производительности всей цепочки устройств.

(Продолжение следует)

Рекомендуем ещё прочитать:






Данную страницу никто не комментировал. Вы можете стать первым.

Ваше имя:
Ваша почта:

RSS
Комментарий:
Введите символы: *
captcha
Обновить





Хостинг на серверах в Украине, США и Германии. © www.sector.biz.ua 2006-2015 design by Vadim Popov