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L’interfaccia FireWire

Interfaccia FireWire

FireWire è un bus seriale ad alta velocità e basso costo, sviluppato inizialmente da Apple e Texas Instruments. FireWire consente di connettere fino a 63 dispositivi esterni con una lunghezza massima del collegamento fino a 4.5 metri, mentre questo numero scende a 16 permettendo un collegamento di lunghezza fino a 72 metri.

Negli anni ‘80, Apple Computer Inc. decise di progettare un nuovo tipo di interfaccia per sostituire l’interfaccia di tipo parallelo SCSI, costosa ma a quel tempo molto veloce. La nuova interfaccia fu battezzata con il nome FireWire (tuttora un marchio di proprietà Apple) e focalizzò subito l’interesse e l’attenzione di altri produttori. In particolare, nel 1995 Sony ottenne la licenza per il suo utilizzo nei camcorder video digitali, e rapidamente ne estese il campo di impiego in tutti i suoi dispositivi video digitali e videoregistratori. La versione FireWire di Sony viene anche chiamata con il termine iLink oppure i.LINK (marchi registrati di Sony).

FireWire dimostrò presto di essere una valida interfaccia ad alta velocità non solo per le applicazioni relative al trasferimento di video e audio digitali, ma anche per qualunque tipo di informazione di tipo digitale.

A questo punto era chiaro che diventava necessario introdurre uno standard, così nel 1995 l’ente IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) introdusse le specifiche IEEE-1394, relative all’interfaccia FireWire. Nella seguente figura è mostrato il logo comunemente utilizzato per identificare l’interfaccia FireWire.

FireWire

Oggigiorno, FireWire viene impiegata nel settore video digitale (camcorder e VCR), nelle workstation destinate al montaggio video, nei dischi rigidi, e nei lettori/masterizzatori DVD. Le specifiche originali relative a FireWire sono anche note con il termine IEEE-1394a oppure FireWire 400, dal momento che una successiva e maggiormente veloce versione dell’interfaccia (indicata con il termine IEEE-1394b o FireWire 800) venne introdotta nell’aprile del 2002. La versione originale di FireWire supportava le velocità 100, 200, o 400 Mbps, mentre la versione successiva è due volte più veloce dell’originale: è infatti in grado di gestire velocità fino ad 800 Mbps.

L’interfaccia FireWire 800 è compatibile all’indietro con la FireWire 400, ma occorrono degli adattatori specifici per I cavi, dal momento che I due modelli di FireWire presentano dei connettori differenti. Nella figura seguente è mostrato un cavo di tipo commerciale per la FireWire 400, dotato di entrambi i connettori a 4 e a 6 pin. La versione a 4 pin è priva dei due fili riservati all’alimentazione DC.

FireWire

Il lettore potrebbe a questo punto osservare una forte analogia tra le interface FireWire e USB, e si potrebbe perciò tentare di identificare quale delle due offre le migliori prestazioni relativamente ad una certa applicazione. L’USB 2.0, in questo momento la versione più recente di USB disponibile sul mercato (le specifiche relative all’ USB 3.0 sono state rese disponibili alla fine del 2008, ma occorrerà aspettare ancora un pò di tempo prima di vedere un dispositivo commerciale in grado di supportare questo nuovo standard), venne introdotto nel 2000 ed è in grado di raggiungere una massima velocità teorica pari a 480 Mbps. L’USB 2.0 è anche chiamata “Hi-Speed” a causa del suo incremento consistente di velocità rispetto alle precedenti versioni 1.0 e 1.1, in grado di supportare una velocità massima pari a 12 Mbps. Un confronto tra USB e FireWire può essere eseguito identificando tre principali campi di applicazione:

  1. Periferiche di uso generico: questo campo di applicazione è tuttora una prerogativa dell’interfaccia USB. In generale possiamo dire che laddove non sia richiesta una velocità di trasferimento elevata, l’interfaccia USB è maggiormente diffusa rispetto alla FireWire. Esempi di tali periferiche sono: mouse, tastiere, scanner, stampanti, controllori e periferiche per videogiochi.
  2. Video digitale e camcorder: in questo settore il FireWire è maggiormente presente ed altamente competitivo se paraonato all’ USB. Dal punto di vista delle prestazioni, FireWire 800 offre un transfer rate superiore rispetto all’ USB, è direttamente supportata da Apple, ed è presente su tutti i computer della serie Macintosh. Tuttavia, l’USB viene ancora preferita sulla maggiorparte delle fotocamere digitali perchè è molto commune e disponibile su tutti I computer (sia portatili che desktop). Inoltre, il connettore per FireWire 800 è disponibile solo sui dispositivi digitali recenti.
  3. Periferiche esterne ad elevata velocità (dischi rigidi, masterizzatori CD e DVD): in questo settore FireWire è leggermente superiore come prestazioni rispetto a USB. Ciò è dovuto al suo transfer rate più elevato (almeno nella versione FireWire 800) e perchè il bus FireWire è in grado di fornire una Potenza maggiore dell’USB, rendendo superfluo l’utilizzo di un’alimentzine esterna.

Sia FireWire che USB presentano la comune caratteristica di essere rimovibili “a caldo” (hot-swappable). Tuttavia, FireWire dispone di un’importante funzionalità che non può essere ritrovata nell’ USB standard: essa non richiede un controllore host (tipicamente un personal computer) per funzionare, permettendo perciò a due periferiche equipaggiate con quel tipo di bus di scambiarsi dati tra di loro (per esempio per trasferire un video digitale da un camcorder a un hard disk esterno).

Il bus FireWire supporta due tipi di trasferimento dati: asincrono e isocrono. Il primo comporta l’utilizzo di handshaking tra le periferiche e viene usato principalmente per trasferimenti grezzi di dati, per esempio con gli hard disk esterni. Il secondo è invece impiegato per il trasferimento continuo di dati, in tempo reale, e perciò è maggiormente adatto per applicazioni di trasferimento ed acquisizione digitale di audio e video.

Tutte le informazioni inviate sul bus IEEE-1394 vengono raggruppate in word di 4 byte, chiamate “quadlets” (quartetti). I quadlets sono codificati assieme ai rispettivi segnali di clock adottando la tecnica Data-Strobe (nota anche con il termine DS), la quale produce due segnali NRZ (non return to zero). Il principale vanaggio di questa soluzione è quello di assicurare che soltanto uno dei segnali cambia in ogni periodo.

FireWire

La figura precedente mostra il comportamento della tecnica di codifica DS. I segnali DATA e CLOCK vengobo combinati insieme per generare il segnale di STROBE; più precisamente, un OR esclusivo viene applicato ad essi lato trasmissione e solamente i segnali DATA e STROBE vengono inviati sul bus. Come mostrato in figura, cipotrà essere solamente un cambio di stato in ogni periodo di bit. Lato ricevitore, viceversa, I segnali DATA e STROBE verranno messi in XOR per ricostruire il segnale di CLOCK. Questa soluzione offer il vantaggio di non richiedere lato ricevitore la presenza di un PLL (phase locked loop). I segnali FireWire DATA e STROBE vengono inviati sul bus in due coppie di fili intrecciati separate e schermate, note anche come TPA e TPB. I trasferimenti dati che avvengono in una direzione presentano lo STROBE su TPA ed il CLOCK su TPB, mentre i trasferimenti nella direzione opposta avranno lo STROBE su TPB ed il clock su TPA. I connettori FireWire a 6 pin, oltre a TPA e TPB, comprendono anche due fili per l’alimentazione (power + e power ground). L’alimentazione DC varia tra 8 e 33V.

Repost: 27 Maggio 2009

 

 

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