firewire IEEE-1394 Forrás: XILINX - Firewire

Témák IEEE-1394 protokoll 1394 PHY Layer Link Layer Transaction Layer Firewire működése Isockron Transzferek Aszinkron transzferek Bus Manegment IEEE 1394 kábel Architektúra Kapcsolati lépések USB 2.0 & IEEE- 1394

Protokol IEEE-1394

1394 PHY Layer (1394 Fizikai réteg) A fizikai réteg szolgáltatja az inicializációs és az egyeztetési szolgáltatásokat Biztosítja, hogy egyszerre csak egy csomópont küld adatot Az 1394-es protokoll fizikai rétegébe tartoznak a következők: Az elektromos jelzések A mechanikai csatlakozók és kábelezés Az egyeztető mechanizmusok A küldendő/érkező adat kódolása/dekódolása Átviteli sebesség érzékelése

Link Layer (Kapcsolati réteg) Az adatcsomagok fel- illetve lejuttatása a huzalra Hibaészlelést, és javítást végez Újraküldést végez Rendelkezik az izokron csatornák ciklus irányítása felett A kapcsolati réteg egy visszaigazolt datagrammal látja el a tranzakciós réteget – A datagram egy egyirányú adatátvitel kérésmegerősítéssel

Transaction Layer (Tranzakciós réteg) A kérés-válasz protokollt implementálja Ez a protokoll szükséges az ISO/IEC 13213 [ANSI/IEEE Std 1212, 1994 Edition] Szabványnak való megfeleléshez Control Állapotregiszter (CSR) architektúra a Microcomputer Buszokhoz ISO/IEC 13213:1994 megfelelés Minimalizálja az 1394-es IC-k 1212-es szabványos párhuzamos buszokhoz (pl. PCI-busz) való áramkör kapcsolási sémát

Mükődése IEEE-1394

IEEE 1394 működése Isockron Transzferek Az izokron transzferek mindig egy az egyhez, illetve egy a többhöz módon közvetítenek Az izokron transzferekhez nem érhető el hibajavítás, vagy információ újraküldés Az elérhető buszsávszélesség 80%-a használható fel izokron transzferekhez A sávszélesség kiosztását egy a buszon lévő csomópont követi nyomon Az izokron csatorna azonosítók az adatcsomag küldése után vannak továbbítva A vevő figyeli a bejövő adat csatorna azonosítóját, és csak a megfelelő azonosítóval ellátott adatot fogadja el

IEEE 1394 működése Aszinkron transzferek Az aszinkron transzferek egy specifikus csomóponthoz vannak célozva, mely egy meghatározott címmel rendelkezik Nincs meghatározva számukra garantált sávszélesség Garantáltan kapnak hozzáférést a buszhoz, ha az aszinkron transzferek megengedettek Az aszinkron transzferek mindig visszaigazolásra kerülnek, és mindig érkezik rájuk válasz Ez lehetővé teszi a hibakeresési és újraküldési mechanizmusok alkalmazását

IEEE 1394 működése Az izokron átvitel a legalkalmasabb választás az időkritikus, és hibatűrő adatok küldésére Videó vagy audió folyam Ha az adat nem hibatűrő, mint pl. egy lemezes meghajtó, akkor az aszinkron átvitel a javasolt

Busz Managemet IEEE-1394

Busz Managemet A busz managernek kell összegyűjtenie az önazonosító csomagokat, és létrehozni belőlük a topológiai és sebességi térképeket A busz management a következő három szolgáltatást tartalmazza: Cycle Master(Ciklus mester), mely a cikluskezdő csomagokat adja le (izokron műveletekhez szükséges) Izokron erőforrás manager, ha bármely csomópont támogatná az izokron kommunikációt Egy opcionális Bus Master (busz mester)

Busz Managemet A busz szerkezete a busz reset-kor kerül meghatározásra Csomópont azonosítók (fizikai címek) kerülnek kiosztásra minden egyes csomóponthoz Arbitrációra kerül sor a ciklus mester, izokron erőforrás manager, és busz mester csomópontoknál A soros busz kezelése a hordozható kereskedelmi eszközökben egy mikroprocesszor által van megoldva az energiafogyasztás csökkentésének érdekében A legtöbb akkuról működtetett 1394 eszköztől elvárt, hogy S100 sebességen fusson az energiatakarékosság miatt

Kábel IEEE-1394

IEEE -1394 kábel 63 eszközhöz képes 400Mbps átviteli sebességgel kapcsolódni "hot-plug" és Plug-and-Play képes Egy 1394-as kábel maximum 457,20 cm hosszú lehet A hat tűs csatlakozók két pár adathuzallal, és két darab energiahuzallal rendelkeznek A „csak-adat” kábelek egy 6-tűs és egy 4- tűs csatlakozót, vagy két 4-tűs csatlakozót használnak

Architektúra IEEE-1394

IEEE 1394 Architektúra (Busz Kategóriák) Backplane busz A párhuzamos busz struktúrákat egészíti ki egy alternatív soros kommunikációs vonal nyújtásával a backplane-be bedugott eszközökhöz • Kábel busz egy nemciklikus hálózat • Az eszközök nem dughatók be együtt hurkok létrehozásához A hálózatoknak véges számú ágaik vannak, melyek busz hidakból és csomópontokból állnak A 16-bites címzés 64K csomópontot engedélyez egy rendszerben 16 kábel „ugrás” van megengedve a csomópontok közt, (innen jön a véges számú ág)

IEEE 1394 Architektúra (Busz Kategóriák) Egy buszhíd szolgál az azonos illetve különböző típusú buszok összekötésére A busz híd az 1394-es kábel és az 1393- es backplane buszok összekötésére is szolgál A 6 bites csomópont azonosítók 63 csomópont csatlakozását teszik lehetővé egy buszhídhoz A 10 bites busz azonosítók 1023 hidat engedélyezhetnek egy rendszerben

IEEE 1394 Architektúra Általában minden csomópontnak három kapcsolata van 16 csomópontot lehet összekötni láncolva a csatlakozókon keresztül 4.5 méteres szabvány kábelekkel 72 méteres összesített kábelhosszig. További eszközök is csatlakoztathatóak levél- csomópont konfigurációként A fizikai címek kiosztásra kerülnek: busz reset-nél mikor egy csomópontot behelyeznek, vagy eltávolítanak a rendszerből

Kapcsolati lépések IEEE-1394

Kapcsolati lépések 1. lépés: fizikai kapcsolat két csomópont között beindítja a soros busz konfigurációját 2. lépés: busz reset minden csomópontot inicializált állapotba kényszerít minden busztopológiás információ törlésre kerül 3. lépés: Fa azonosító az egyszerű hálós topológiát fa topológiává alakítja el 4. lépés: Önazonosító Fizikai csomópont számokat vagy azonosítókat oszt ki sebességi képességre vonatkozó információkat cserél a szomszédos eszközökkel 5. lépés: Arbitráció

Kapcsolati lépések (Reset) A resetet egy csomópont jelzi a TPA és a TPB 1- re állításával. Az 1 mindig észlelve lesz egy port által, még akkor is, ha a kétirányú drivere adási állapotban van. Ha egy csomópont resetet észlel, elküldi ezt a jelet az összes többi portnak, amiket a csomópont támogat. Majd a csomópont készenléti állapotba kerül egy megadott időtartamig, hogy időt adjon a reset jelzésnek, hogy eljusson a busz többi csomópontjához is. A reset kitöröl minden topológiai információt a csomópontban.

Kapcsolati lépések (Fa meghatározás) Meghatározza a busz topológiát. Reset után minden levél-csomópont egy Parent_Notify jelzési állapotot jelenít meg az adat- és választó impulzus párjain. Ha egy ág-csomópont Parent_Notify jelzést kap egyik portján, megjelöli azt a portot, mint gyermeket tartalmazó port, és egy Child_Notify jelzési állapotot ad ki. A “P”-vel jelölt portok azt jelzik, hogy az az eszköz, mely közelebb van a gyökérhez ahhoz a porthoz van hozzácsatolva. A “C”-vel jelölt port azt jelenti, hogy az a csomópont a gyökércsomóponttól távolabb van hozzácsatolva.

Kapcsolati lépések (Önmeghatározás) • Az önmeghatározás a következőkből áll: Fizikai azonosítók kiosztása a buszon lévő összes csomóponthoz A szomszédos csomópontok átviteli sebesség képességeinek kicserélése egymás közt Minden csomópont értesítése a hatályban lévő topológiáról • Az önmeghatározási fázis a gyökércsomópont által a legalacsonyabb számozású porthoz küldött arbitráció engedélyező jel küldésével kezdődik.

Kapcsolati lépések (Arbitráció) Közvetlenül a cikluskezdő csomag után, azok az eszközök, melyek továbbítani szeretnék az izokron adataikat arbitrálhatnak a buszért. A ciklus egy 125μs-os időtartam • Az arbitráció egy meghatározott szülő csomóponthoz küldött, a buszhoz való hozzáférési kérelemből áll. • A szülő csomópontok ezután jeleznek az ő saját szüleik felé, míg a kérelem el nem éri a gyökér-csomópontot. • A gyökérhez legközelebb lévő eszköz nyeri el az arbitrációt.

Topológia IEEE-1394

A buszon lévő csomópontoknak több portjuk is lehet Topológia Az 1394-es protokoll egy peer-to-peer hálózat pont-pont jelzési környezettel Nincs szükség meghatározott host-ra A buszon lévő csomópontoknak több portjuk is lehet Ezek közül minden egyes port jelismétlőként viselkedik, továbbküldi a csomóponton belüli többi port által küldött csomagokat

Topológia A busz konfigurációja automatikusan megtörténik egy új eszköz behelyezésekor Rendszer inicializációkor az 1394-es buszon lévő összes csomópont elvégzi a következőket : Busz inicializáció Fa meghatározás Önmeghatározás Az 1394-es busz egy nagy memóriatérképezett térként jelenik meg, ahol minden csomópont egy meghatározott címtartományt foglal el.

Topológia • A memóriatér az IEEE 1212 Control and Status Register (CSR) architektúrán alapul néhány sajátos kiegészítéssel Az eszközcímzés 64-bit széles, ahol: 10 bit a hálózati azonosító 6 bit a csomópont azonosító 48 bit a memória cím • Minden csomópont 48 bitnyi címteret támogat (256 TeraByte)

USB 2.0 & IEEE-1394

USB 2.0 & IEEE-1394 • Az USB és az 1394 kiegészítő buszok, melyek különböznek a felhasználási céljukban • Az USB 2.0 a prefeált kapcsolat a legtöbb PC perifériához • Az 1394 fő célterülete az audiovizuális kereskedelmi eszközök, mint pl. a digitális camcorderek, DVD lejátszók, és digitális televíziók. • Mind az USB 2.0 és az 1394 várhatóan egymás mellett létezik majd tovább sok kereskedelmi rendszerben a jövőben

USB 2.0 & IEEE-1394 Az USB számára szükséges egy CPU a busz mester funkciókhoz, míg az 1394 peer-to-peer. Az USB átvitele közel sem olyan gyors, mint ahogy azt reklámozzák: Az adat perifériáról a host-ra történő szállításánál még minden rendben van Viszont ha perifériáról, perifériára kell adatot szállítani, az átviteli sebesség a felére esik vissza Minden adatot el kell küldeni a host-nak és a host küldi tovább a másik perifériának

USB 2.0 & IEEE-1394 Az USB 2.0 hubok komplikáltabbak Egy teljes USB 1.1 HOST controller-re és egy új USB 2.0-ás hub controller-t igényelnek egy nagysebességű jelismétlő, routing logika, kétfunkciós portok, és még sok egyéb mellett • Az 1394 olyan eszközök számára ideális, ahol a nagy teljesítmény élvez elsőbbséget, és nem az ár • Az USB olyan eszközök számára jó választás, ahol az ár a fontos, és nem a teljesítmény