FireWire

Vorteile

FireWire ist in industriellen Systemen für die industrielle Bildverarbeitung und in professionellen Audiosystemen beliebt. Es wird gegenüber dem gebräuchlicheren USB bevorzugt, weil es eine höhere effektive Geschwindigkeit und eine bessere Stromverteilung bietet und weil es keinen Computer-Host benötigt. Vielleicht noch wichtiger ist, dass FireWire alle SCSI-Fähigkeiten (ältere Anschlussmöglichkeiten) voll ausnutzt. Im Vergleich zu USB 2.0 hat es gewöhnlich höhere Datenübertragungsraten. Diese Eigenschaft ist wichtig für Audio- und Video-Editoren. Auch viele Computer, die für den Heim- oder professionellen Audio/Video-Gebrauch bestimmt sind, haben eingebaute FireWire-Anschlüsse, einschließlich aller Laptops von Apple Inc. und Sony und der meisten derzeit produzierten Modelle von Dell und Hewlett-Packard. Es ist für die breite Öffentlichkeit neben USB auch auf Einzelhandels-Motherboards für Heimwerker-PCs erhältlich. FireWire wird als Drahtlos-, Glasfaser- und Koaxialkabelversionen hergestellt. Allerdings haben die Urheberrechtsgebühren, die von den Benutzern von FireWire verlangt werden, und die teurere Hardware, die für die Implementierung erforderlich ist, FireWire daran gehindert, USB im Massenmarkt zu verdrängen, wo die Produktkosten entscheidend sind.

Geschichte und Entwicklung

FireWire ist der Name von Apple Inc. für den seriellen Hochgeschwindigkeitsbus IEEE 1394. Apple beabsichtigte, FireWire als seriellen Ersatz für den parallelen SCSI-Bus (Small Computer System Interface) einzusetzen und gleichzeitig Konnektivität für digitale Audio- und Videogeräte bereitzustellen. Die Entwicklung des ursprünglichen IEEE 1394 durch Apple wurde 1995 abgeschlossen und es folgten mehrere Modifikationen: Der IEEE Std. 1394a-2000, der IEEE Std. 1394b-2002 und die Änderung des IEEE Std. 1394c-2006. Ziel der laufenden Arbeiten ist es, alle vier Dokumente in eine neue Revision des 1394-Standards aufzunehmen. Sonys Version des Systems ist unter dem Namen i.LINK bekannt und verwendet nur die vier Signalpins, wobei die beiden Pins, die das Gerät mit Strom versorgen, aufgrund eines separaten Stromanschlusses an Sonys i.LINK-Produkten weggelassen werden

Versionen

FireWire 400 (IEEE 1394)

FireWire 400 kann Daten zwischen Geräten mit Datenraten von 100, 200 oder 400 Mbit/s übertragen. Der 6-polige Anschluss ist häufig bei Desktop-Computern zu finden und kann das angeschlossene Gerät mit Strom versorgen. Normalerweise kann ein Gerät etwa 7 bis 8 Watt aus dem Anschluss ziehen; die Spannung variiert jedoch von Gerät zu Gerät erheblich.

Erweiterungen (IEEE 1394a)

Die Modifikation IEEE 1394a wurde im Jahr 2000 veröffentlicht. Sie standardisierte den bereits weit verbreiteten 4-poligen Steckverbinder. Die 4-polige Version wird auf vielen Verbrauchergeräten wie Camcordern, einigen Laptops und anderen kleinen FireWire-Geräten verwendet. Er ist vollständig datenkompatibel mit 6-poligen Schnittstellen.

FireWire 800 (IEEE 1394b)

9-poliger FireWire 800 wurde 2003 von Apple Inc. kommerziell eingeführt. Diese neuere Spezifikation (1394b) und entsprechende Produkte ermöglichen eine Übertragungsrate von 786,432 Mbit/s. Sie ist rückwärtskompatibel zu den langsameren Raten und 6-poligen Anschlüssen von FireWire 400. Die Standards IEEE 1394a und IEEE 1394b sind zwar kompatibel, die Anschlüsse sind jedoch unterschiedlich, so dass die von früheren Versionen verwendeten Kabel nicht kompatibel sind.

FireWire S3200

Im Dezember 2007 kündigte die 1394 Trade Association an, dass die Produkte bald im S3200-Modus erhältlich sein werden. Er wird die gleichen 9-poligen Anschlüsse wie der bestehende FireWire 800 verwenden und mit den bestehenden S400- und S800-Geräten voll kompatibel sein. Die zukünftigen Produkte sollen mit dem USB 3.0 konkurrieren.

Technische Beschreibung

Geschwindigkeiten

Die nach dem FireWire oder dem S angegebenen Zahlen geben die ungefähre Geschwindigkeit in MBit/s an, aufgerundet auf die nächsten 100. Die erste Version kann 98.304.000 Bits/s oder 12.288.000 Bytes/s übertragen. Die Versionen, die danach kamen, können diese Geschwindigkeit erreichen, und zwar ein Vielfaches davon. Bei Verwendung des SI-Präfixes sind dies genau 98.304 kBit/s, bei Verwendung des Binär-Präfixes sind es 96.000 kiBit/s. Um Verwirrung zu vermeiden, wird es auf die nächstliegenden 100 gerundet. Auf diese Weise überträgt S3200 nicht 3.200 MBit/s, auch nicht 3.200 MiBit/s, sondern 3.145.728 Mbit/s, also 3.000 MiBit/s. Dies entspricht ungefähr 2,93 Gibit/s.

Adressierung und Busverwaltung

Anders als bei USB gibt es kein einziges Gerät, das den Bus die ganze Zeit verwaltet. Jedes Gerät ist in der Lage, den Bus zu verwalten. Wenn ein neues Gerät angeschlossen wird, gibt es Verhandlungen zwischen den Geräten, welches von ihnen die Verwaltung übernimmt.

Die Adressen haben eine Länge von 64 Bits. Davon werden 10 zur Identifizierung von Segmenten (als Teil des Netzwerks) verwendet, 6 werden für Knoten verwendet und 48 sind frei verfügbar. Der Standard, der zur Verbindung mehrerer Segmente verwendet wird, ist noch nicht ratifiziert worden. Aus diesem Grund verwenden alle Firewire-Netzwerke derzeit nur ein Segment.

Sicherheitsfragen

Geräte an einem FireWire-Bus können durch direkten Speicherzugriff kommunizieren. Mit direktem Speicherzugriff (DMA) kann ein Gerät Hardware verwenden, um den internen Speicher auf den "physikalischen Speicherplatz" von FireWire abzubilden. Das von FireWire-Plattenlaufwerken verwendete SBP-2 (Serial Bus Protocol 2) nutzt diese Fähigkeit, um Unterbrechungen und Pufferkopien zu minimieren. Beim SBP-2 sendet der Initiator (Steuergerät) eine Anforderung, indem er aus der Ferne einen Befehl in einen bestimmten Bereich des FireWire-Adressraums des Ziels schreibt. Dieser Befehl enthält normalerweise Pufferadressen im FireWire-"physikalischen Adressraum" des Initiators. Das Ziel soll diesen Raum nutzen, um E/A-Daten zum und vom Initiator zu verschieben.

Viele Implementierungen verwenden Hardware, um die Zuordnung zwischen dem FireWire-"Physical Memory Space" und dem physischen Speicher des Geräts vorzunehmen. Darunter sind solche, die von PCs und Macs verwendet werden, insbesondere solche, die OHCI verwenden. In diesem Fall ist das Betriebssystem an der Übertragung nicht beteiligt. Dies ermöglicht Hochgeschwindigkeitstransfers mit einer geringen Latenzzeit und vermeidet, dass die Daten unnötig herumkopiert werden. Es kann jedoch ein Sicherheitsrisiko darstellen, wenn nicht vertrauenswürdige Geräte an den Bus angeschlossen werden. Installationen, bei denen Sicherheitsbedenken bestehen, verwenden daher entweder neuere Hardware, die virtuellen Speicher zur Abbildung des physischen Firewire-Speicherplatzes verwendet, oder deaktivieren die Abbildung, die die OHCI vornimmt. Sie können auch das gesamte Firewire-Subsystem deaktivieren oder Firewire überhaupt nicht zur Verfügung stellen.

Diese Funktion kann auch nützlich sein, z.B. um einen Rechner zu debuggen, auf dem das Betriebssystem abgestürzt ist. Einige Systeme können sie zur Bereitstellung einer Remote-Konsole verwenden. Unter FreeBSD bietet der dcons-Treiber beides, indem er gdb als Debugger benutzt. Unter Linux existieren Firescope und Fireproxy.

Verwandte Seiten

• USB
• SCSI