FireWire 工作原理

作者:Jeff Tyson & Julia Layton
A wrapped grey FireWire cable
FireWire 连接允许您向数码摄像机等高带宽数字设备发送和接收数据,并且比 USB 更快。 Ross M. Horowitz / Getty Images

­如果您对数字视频有兴趣,可能听说过 FireWire 这个术语——或者您可能知道它叫做索尼 i.Link 或官方标准名称 IEEE 1394。FireWire 是一种连接不同设备的方式,使它们能够轻松快速地共享信息。

­FireWire 最初由苹果公司创建,并于 1995 年标准化为规范 IEEE 1394 高性能串行总线,它与 通用串行总线 (USB) 非常相似。FireWire 的设计者在创建该标准时考虑了几个特定目标:

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  • 数据快速传输
  • 能够连接大量设备到总线
  • 易于使用
  • 热插拔能力
  • 通过电缆供电
  • 即插即用性能
  • 布线成本低
  • 实施成本低

在本文中,您将确切了解 FireWire 是什么、它是如何工作的以及为什么您可能想使用它。

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什么是 FireWire?

FireWire 400 插座

FireWire 是一种在数字设备之间传输信息的方法,尤其是音频和视频设备。FireWire 也称为 IEEE 1394,速度很快——最新版本可达到 800 Mbps 的速度。未来某个时候,当制造商彻底改进当前的 FireWire 电缆时,这个数字预计将达到令人难以置信的 3.2 Gbps。

您可以将多达 63 个设备连接到 FireWire 总线。Windows 操作系统(98 及更高版本)和 Mac OS(8.6 及更高版本)都支持它。

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假设您的 数码摄像机 连接到您的家用计算机。当您的 计算机 启动时,它会查询所有连接到总线的设备并为每个设备分配一个地址,这个过程称为枚举。FireWire 是即插即用的,因此如果您将新的 FireWire 设备连接到计算机,操作系统 会自动检测到它并要求您提供驱动程序光盘。如果您已经安装了设备,计算机就会激活它并开始与它通信。FireWire 设备支持热插拔,这意味着它们可以随时连接和断开,即使在电源开启的情况下。

现在,让我们看看 FireWire 的规格。

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FireWire 规格

最初的 FireWire 规范,FireWire 400 (1394a),在发布时比 USB 更快。FireWire 400 至今仍在使用,并具有以下特点:

  • 传输速率高达 400 Mbps
  • 设备之间的最大距离为 4.5 米(电缆长度)

USB 2.0 的发布——传输速度高达 480 Mbps,设备之间距离可达 5 米——缩小了这些竞争标准之间的差距。但在 2002 年,FireWire 800 (1394b) 开始出现在消费设备中,USB 2.0 被远远甩在后面。FireWire 800 能够实现:

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  • 传输速率高达 800 Mbps
  • 设备之间的最大距离为 100 米(电缆长度)

更快的 1394b 标准与 1394a 向后兼容

在下一节中,我们将更深入地探讨 FireWire 与 USB 的争论。

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FireWire 与 USB

FireWire 和 USB 的主要区别在于 FireWire 旨在用于处理更多数据的设备——例如 摄像机DVD 播放器 和数字音频设备。FireWire 和 USB 具有许多共同的特性,但在某些重要方面有所不同。

实施 FireWire 的成本略高于 USB,这导致 USB 被采纳为连接大多数不需要高速总线的外设的标准。

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撇开速度不谈,FireWire 和 USB 2.0 之间的最大区别在于 USB 2.0 是基于主机的,这意味着设备必须连接到计算机才能通信。FireWire 是点对点的,这意味着两台 FireWire 摄像机无需通过计算机即可相互通信。

现在让我们回到 FireWire 的实现。如何连接?

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FireWire 电缆和连接器

FireWire 设备可以是有源的或无源的。FireWire 允许设备从其连接中获取电源。电缆中的两根电源导体可以为无源设备提供来自计算机的电源(8 到 30 伏,最大 1.5 安培)。FireWire 400 电缆使用 6 针配置,其中两对双绞线用于传输数据。

FireWire 适配器电缆(左侧为 9 针配置)
图片由 HSW Shopper 提供

一些较小的 FireWire 设备使用 4 针连接器以节省空间,省略了用于供电的两个引脚。

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­FireWire 800 电缆使用 9 针配置。其中六个引脚与 1394a 连接器中的六个引脚相同(如上图所示)。新增的两个引脚提供“接地屏蔽”以保护其他电线免受干扰,而第三个新增引脚目前没有作用[参考]。

由于 FireWire 800 向后兼容 FireWire 400,因此有各种适配器可用于在同一总线上方便地结合这两种标准。还有两种类型的 FireWire 800 端口可用:“双语”端口可兼容两种 FireWire 标准,而仅限 b 型的端口仅接受 FireWire 800 连接器。

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通过 FireWire 发送数据

FireWire 使用基于 IEEE 1212 标准的 64 位固定寻址。设备通过 FireWire 发送的每个信息包都包含三个部分:

  • 一个 10 位总线 ID,用于确定数据来自哪个 FireWire 总线
  • 一个 6 位物理 ID,用于标识总线上哪个设备发送了数据
  • 一个 48 位存储区域,能够为每个节点寻址 256 拍字节的信息

­总线 ID 和物理 ID 共同组成 16 位节点 ID,它允许一个系统中有 64,000 个节点。数据可以通过多达 16 个(设备到设备)进行发送。当设备菊花链式连接在一起时,就会发生跳跃。请看下面的例子。摄像机连接到连接到计算机 A 的外部硬盘驱动器。计算机 A 连接到计算机 B,计算机 B 又连接到计算机 C。计算机 C 访问摄像机需要四次跳跃。

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假设此设置中的所有设备都配备了 FireWire 800,则摄像机距离计算机 C 最远可达 400 米。

既然我们已经了解了 FireWire 的工作原理,下面让我们仔细看看它最受欢迎的应用之一:流式传输数字视频。

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FireWire 与数字视频

FireWire 在数字视频应用方面表现出色。大多数数字摄像机或 便携式摄像机现在都有 FireWire 插头。当您使用 FireWire 将便携式摄像机连接到计算机时,连接效果令人惊叹。

FireWire 的一个重要元素是对等时设备的支持。在等时模式下,设备和主机之间的数据流是实时的,具有保证的带宽且没有错误校正。本质上,这意味着像数字摄像机这样的设备可以请求主机计算机分配足够的带宽,以便摄像机实时地向计算机发送未压缩的视频。当计算机到摄像机的 FireWire 连接进入等时模式时,摄像机可以将视频以稳定的流式传输到计算机,而不会有任何中断。

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您可以使用快速硬盘驱动器、数字摄像机和计算机轻松编辑和创建自定义视频项目。有了正确的软件,计算机和摄像机可以通信,计算机可以自动下载所有视频,并具有完美的数字清晰度。由于内容从始至终都是数字化的,因此在后续操作中不会出现质量损失。

有关 FireWire 和相关主题的更多信息,请查看下一页的链接。

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常见问题

谁发明了 FireWire?
苹果公司在 90 年代中期发明了 FireWire。

更多信息

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更多优秀链接

  • "更多电缆,更多火线:FireWire 800。" CNET.com. http://reviews.cnet.com/4520-3185_7-6215130-1.html?tag=more
  • "1394 技术 - 关于。" 1394 贸易协会。http://www.1394ta.org/Technology/About/TechTalk.htm
  • "你需要 FireWire 800 吗?" CNET.com. http://reviews.cnet.com/4520-10166_7-6258635.html

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