1394序列匯流排是一種高效能、低成本、完全數位的序列連線方式,它是消費性電子產品用以傳輸數位影音資料的最佳選擇,同時也廣為應用在數位電視機頂盒(STB)、數位電視及數位錄放影機等。IEEE 1394並非是一種網路架構,算是一種匯流排拓樸分佈(Bus Topology),其連結方式可採用雛菊鏈(Mode Daisy Chain)與接點分歧的方式混合連結。在IEEE 1394的網路上,每個次網路(Subnet)的功能有如一個訊號增益器(Repeater),可將訊號傳送到下個次網路。每個次網路允許直接連結63台設備,而每一個IEEE 1394匯流排(Bus)中,最多可同時連結1,024個次網路,所以一個IEEE 1394所構成的架構中,最多可連接64,000台設備。
1394的發展歷程
IEEE 1394又稱為「FireWire」或「iLink」,是蘋果電腦公司在1995年針對各類電腦週邊產品間資料傳輸的需求,所開發出來的高速串列匯流排標準,隨後並獲得美國電機電子工程師協會(IEEE)認可成為正式的標準。在導入IEEE 1394標準後,不同週邊與電腦間都可採用相同的介面及標準,而這將有助於簡化電腦與週邊的連接。
目前IEEE 1394的傳輸速度共有50Mbps、100Mbps、200Mbps、400Mbps等四種。而1394A是在1998年年底正式通過的標準,雖然它並未改變原先的基本能力與傳輸速度,但提升了不同平台之間的互通性(Interoperability)效能,並使其和市面上現有的產品能夠達到一致性的一些功能說明,而不致使IEEE 1394產生格格不入的標準;1394A同時也澄清了在1394-1995裡的一些容易混淆的規範。
IEEE 1394A IP的應用
IEEE 1394A連結層IP,主要應用在裝置端(Device)的產品上,除了數位相機、數位攝影機、掃描器、印表機以外,未來包括PS2等新興的資訊家電,或者電視、錄放影機等傳統家電,都會是IEEE-1394的潛在市場,市場的想像空間遠較個人電腦更為寬廣。
以1394而言,此種高速傳輸的設備在連接器(Connector)方面分為6個接腳與4個接腳兩種。以近來智原科技推出的IEEE 1394A IP為例,它是有6個接腳的連接器,內部有一對提供電源的電源線,另外一對提供資料的雙絞線,及一對控制信號的雙絞線。另一種4個接腳的連接器在日本市場較常見,內部只有一對資料線及一對控制信號線。
1394可取代PC的Serial Port、Parallel Port、Audio and SCSI Port,而且在Peer-peer網路應用中表現非常好,但是速度超過了PC的接受能力。有了1394標準,電視機變成了系統的中心,而PC變成只是一種可選件。IEEE 1394正在成為PC工業標準,該標準使一些新的多媒體應用成為可能,例如把CE產品與PC產品平等地組合在一起的應用中(圖一)。
作業系統支援
目前,英特爾在其新的晶片組產品中已加入了IEEE-1394匯流排功能,在作業系統支援方面,除了Mac OS 8.6及9.0可支援IEEE 1394之外,微軟NT 5.0版網路作業系統、Windows98第二版、Windows2000中也已支援1394介面,在硬體、軟體業界龍頭的支持下,1394可望成為個人電腦的標準功能。
當初IEEE 1394標準制定時,特別重視影音資料的傳輸與跨平台的特性,並且在連結方面更具備隨插即用的功能,而且還可以做到「Hot-plugging」,也就是說在增加或移除週邊時,無需切斷電源或重新開機,因此在使用上會更加的便利簡單,現就其特點做以下介紹:
1.Bus Architecture
每一個Bus上限制最多63個裝置,最多能有1023個Bus,Bus與Bus之間用Bus Bridge連接,以區隔不同Bus之間的Transfer。
2.Asynchronous&Isochronous Transfer
應用點對點通訊結構,支援非同步及同步資料傳輸。Isochronous支援:此為在一定的時間內保證可以傳輸完畢影像和聲音的資料。
3.Bus Power
IEEE 1394 Cable內含電源線,可對Bus上的Device供電,避免因Device Power Off後造成連線中斷。
4.Plug&Play及Hot-plugging
與通用序列匯流排(USB)相比,有同樣隨插即用(Plug & Play)及使用中插入(Hot-plugging)的特性。
5.Fair Bus Access
所有的裝置可平均分享所有的頻寬,避免Collision的發生及不必要的浪費。
6.支援點對點傳輸
IEEE-1394多媒體連結能提供簡單、低成本、高頻寬資料介面給消費性電子商品如:數位設定器、攝影機、電視和數位相機。未來,1394技術的應用,將因其簡易使用性、效能表現及可延伸性成為消費性電子製造商介面的最佳選擇視訊轉換器。
1394未來的發展
目前除了IEEE 1394A之外,新的1394B版本也已送請國際標準協會審議,預計2000年底IEEE協會應會通過此標準。IEEE 1394B是由Intel所主導,與IEEE 1394A不同之處是:傳輸速度可由目前的400Mbps大幅增加至800Mbps,甚至可達1.6Gbps、3.2Gbps;傳輸媒介除了銅纜線(Copper Cable)外,也可在塑膠光纖(Plastic Optical Fiber)、玻璃光纖(Glass Optical Fiber)及Cat5纜線上傳輸資料。在傳輸距離上,也可由目前的4.5公尺延長至10公司,甚至是100公尺,對於未來在家庭網路及辦公環境的應用上將更為便利。
隨著IEEE 1394介面應用領域的不斷增加,埠數目將成為需要考慮的主要問題。標準部件需要多少埠數為合適?在實現過程中可能會遇到一些問題。物理層介面設備(PHY)和鏈路層控制器(LLC)是IEEE 1394的組成模組。PHY可將PC、工作站和週邊設備連接到IEEE 1394電纜上且能實現數據傳輸中的「HANDSHAKE」。LLC能建立和拆除封包,不久LLC將被更為友好的開放主控制介面(OHCI)替代。在一個PHY晶片上整合數位技術及模擬相當困難,而隨著傳輸率向800Mbps和1.6Gbps邁進,晶片設計將面臨更大的挑戰。(本文作者任職智原科技研發部)