IEEE 1394的新應用

摘 要:IEEE 1394是一種與平臺無關的串行通信協議，具有傳輸速率高、為外設提供電源、支持點對點傳輸等特點，基于這些特點，IEEE 1394被廣泛應用于多媒體領域。基于IEEE 1394的多功能接口電路是IEEE 1394技術的新應用，研究和設計基于IEEE 1394的多功能接口電路可以實現不同接口之間的相互轉換，方便數據的快速傳輸。著重研究和探討了多功能接口電路的相關技術。

關鍵詞:IEEE 1394; 多功能接口電路; 串行總線; PL-3507

中圖分類號:TP274 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)07-0192-03

New Application of IEEE 1394

JIN Gui-mei1， WANG Li-zhi2， JIN Gui-bin2

(1. Rizhao Polytechnic， Rizhao 276826， China; 2. Science College， Air-force Engineering University， Xi’an710051， China)

Abstract: IEEE 1394 is a serial communication protocol irrespective of platform. Based on its characteristics ofrapid transmission speed， power supply for peripherals and sustain of point-to-point transmission， IEEE 1394 is widely applied to multimedia field. The multifunctional interface circuit based on 1394 is a new application for IEEE 1394. It is a hot spot to research and design the multifunctional interface circuit based on 1394， can realize the interconversion between different interfaces， and make the rapid transmission of data easier. The correlation technology of the multifunctional interface circuit is discussed.

Keywords: IEEE 1394; multifunctional interface circuit; serial bus; PL-3507

IEEE 1394作為一種高性能串行總線標準[1，2]，具有體積小，價格低廉，傳輸速率高，支持同步和異步兩種數據傳輸模式，支持即插即用和熱插拔，拓撲結構靈活，為外設提供電源，支持點對點傳輸等特點，基于這些特點，IEEE 1394被廣泛應用于多媒體領域，特別是數碼攝像機、數碼照相機、移動硬盤和組建家庭網絡等數據傳輸領域。

1 IEEE 1394的發展

IEEE 1394是一種與平臺無關的串行通信協議。1987年Apple發布了第一個完整規格，在1995年修改為IEEE 1394-1995，2001年推出該標準的IEEE 1394a版本，在保持與己有產品兼容的同時，在技術上做了進一步的改進，使IEEE 1394的互操作性和控制性能得到較大的改善。2003年上半年IEEE推出了IEEE 1394b版本，IEEE 1394b是IEEE 1394技術的升級版本，是僅有的專門針對多媒體——視頻、音頻、控制及計算機而設計的家庭網絡標準。它通過低成本、安全的CAT5(五類)實現了高性能家庭網絡。2004年IEEE 1394有兩個新的規范宣布:

其一是結合IEEE 1394b標準和以太網協議的物理層而制定的IEEE 1394c標準，該標準將家庭網絡領域納入IEEE 1394的應用領域范圍。

其二是無線IEEE 1394標準(Wireless 1394)，該規范主要實現在超寬帶技術UWB(UltraWideBand)設備間實現IEEE 1394無線傳輸，該協議可以更加優化室內網絡連接(in-room cluster connectivity)，諸如數字錄像機、DVD錄像機等便攜式設備與桌面設備(tabletop device)的互聯問題。預計近幾年，基于IEEE 1394汽車網絡(automotive network)的小汽車將下線。

IEEE 1394在家電中誕生，在DSS等數字娛樂軟件、ADSL等包含數字通信技術的音頻和視頻設備的數字化中發展起來。它以計算機為中心，集計算、娛樂、通信及各種多媒體應用為一體，將微機產業和家電產業聯系起來，從而開創了信息技術應用的新領域。其競爭力尤其體現在面向家電、面向家庭的特點上。通過IEEE 1394，可以使家用電器發展成為可多方互連的多媒體設備。設想中基于IEEE 1394的產品有移動存儲設備、照相機、攝像機、打印機、磁盤驅動器、DVD、VCR、電話、電視機頂盒、壓縮/解壓縮設備，以及計算機中的音頻視頻設備。面向一般消費者的家用電器產品有著更大的應用市場，因為消費者希望用更簡單的產品觀看視頻影像，以更便宜的價格享受娛樂。IEEE 1394可以應用于家庭網、商業網以及Internet中的各種遠程系統，具有相同功能的產品比普通的微機配套設備便宜，并具有更好的可擴展性。所有這些都使IEEE 1394產品獲得了強勁無比的競爭力。

2 IEEE 1394的新應用

IEEE 1394的發展大大提升了數據傳輸的效率，加速了PC產品的更新換代，基于IEEE 1394的多功能接口電路是IEEE 1394技術的新應用，研究和設計基于IEEE 1394的多功能接口電路實現不同接口之間的相互轉換，方便數據的快速傳輸。電路框圖如圖1所示。

圖1 多功能接口電路框圖

研究和設計相關電路將有很好的實際應用價值，首先探討一下IEEE 1394與USB之間的相互優勢，及如何實現雙向讀取。

IEEE 1394和USB是兩種最基本的接口類型，在發展中各取所長，占據了不同的市場領地。IEEE 1394和USB都是串行總線，下面從成本高低、易用性、傳輸速度及傳輸模式、連接的設備范圍四個方面進行比較[3，4]:

(1) 成本高低

在成本方面，USB 2.0較占優勢。因為目前的主板芯片組中都內建了USB主控制器，而市面上幾乎很少有集成IEEE 1394控制器的芯片組。要想實現IEEE 1394功能，除了主板以集成附加芯片的形式提供外，一般只能通過插接IEEE 1394擴展卡來實現，這樣直接導致的結果就是使用成本上升。

(2) 易用性

在易用性方面，IEEE 1394占優勢。兩種規范都支持熱拔插功能，但IEEE 1394支持點對點的功能，如果兩臺電腦相連，不必對計算機進行IP或任何設置就可以直接使用。此外，USB 2.0只提供了5 V的直流電壓和0.5 A的電流，雖然對于一般的設備來說已經夠用了，不過如果是像外置刻錄機、MO驅動器和打印機等耗電比較大的設備時，就必須外接電源才能使用;而IEEE 1394提供了8~40 V的電壓及5 A的電流，理論上最大可以提供200 W(40 V×5 A)的功率，遠遠高于USB 2.0。

(3) 傳輸速度及傳輸模式

雖然USB 2.0可以提供480 Mb/s，略高于IEEE 1394a提供的400 Mb/s，但并不意味著USB 2.0更具優勢。在一般情況下，USB 2.0實際傳輸速度只有USB 1.1的2~13倍，遠遠達不到其理論值，而且如果幾臺設備共用一個USB通道，主控制芯片會對每臺設備可以支配的帶寬進行分配、控制，這時的傳輸速度就更低了。而目前主流的IEEE 1394a則很少存在這種情況。從相關的對比測試來看，IEEE 1394a在突發傳輸率、平均讀速率、寫速率、工作站性能、文件拷貝速率等方面都要遠遠優于USB 2.0，可以想象IEEE 1394b(最大速度可達3.2 Gb/s)的優勢將更為明顯。傳輸模式方面，USB只支持異步傳輸模式;IEEE 1394同時支持同步和異步傳輸兩種模式。

(4) 連接的設備范圍

USB技術的目標在于低速、低帶寬、低價的外設，如鼠標、鍵盤、打印機、掃描儀、調制解調器等面向全線的計算機外設。IEEE 1394的目標則在于高速、寬帶寬的連接，如數字電視、數碼相機、可移動存儲設備等。USB需要集線器(Hub)，使用不太貴的電纜和接線器，IEEE 1394不需集線器，它本身包括了一個數據橋的功能，從而也簡化了設備的連接。

可以說，IEEE 1394從性能、應用面來說都比USB 2.0較具優勢。但由于IEEE 1394最先的定位是在多媒體應用這方面，與USB的大眾化路線不一樣，所以IEEE 1394的設備相對于USB設備會貴很多，加上IEEE 1394還要收高額的專利費，造成了其使用成本居高不下，這是IEEE 1394的最大弱點。但隨著未來芯片組整合IEEE 1394控制器，相信這個問題將有所緩解。此外，值得注意的是IEEE 1394由于使用非主從架構的設計模式，周邊設備無須通過電腦即可采用點對點相互傳輸資料，這是USB 2.0所不能比的，這也是IEEE 1394存在的主要空間。因此未來一段時間內，IEEE 1394和USB 2.0這兩種接口標準仍將并存。

倘若能實現IEEE 1394和USB 2.0的兼容[5-7]，將給數據傳輸帶來極大便捷，用戶可以根據需求進行適時的相互轉換，而無需再安裝兩種接口卡，這就要求設計一轉換電路，從協議層到數據傳輸，滿足雙向讀取，而協議之間的轉換也是網絡傳輸的一個屏障，各廠家、公司為了保護自身的產品利益，定義了屬于自己的協議標準，形成了以不同核心為基本的多個發展方向，這給用戶之間的交流帶來了不便，協議轉換也就勢必提上日程，IEEE 1394和USB 2.0的兼容，將結束接口類型的分家，同時也可促進各自的優勢發展。

IEEE 1394與USB之間的相互轉換是基于數據雙向傳輸芯片PL-3507[8]實現的，框圖如圖2所示，PL-3507相關功能如圖3所示。

圖2 IEEE 1394USB接口電路框圖

圖3 PL-3507相關功能

3 結 語

多功能接口的實現需要理論支撐，除過協議的不同，各個接口的傳輸速率、傳輸模式大有不同，要實現完全傳輸，必須有個中間數據寄存器作為緩沖空間。相關研究正在進一步完善，是下一步的研究方向。

參考文獻

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