IEEE 1394

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IEEE 1394
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Conector FireWire de 6 pines y Logotipo de IEEE 1394

Tipo serial
Historia de producción
Diseñador Apple Inc. (1394a/b), IEEE P1394 Working Group
Diseñado en 1995
Fabricante Varios fabricantes
Producido 1995-presente
Especificaciones
Longitud 4,5 metros
Conectable en caliente
Externo
Voltaje máximo 30 Voltios DC
Corriente máxima 1,5 A
Señal de Datos
Ancho de banda 400–3200 Mbit/s (50–400 MB/s)
Pines 4, 6, 9, 12
Patillaje
FireWire-46 Diagram.svg
Diagramas para 6 y 4 pines
Pin 1 TPB- (4 y 9 pines); Poder (6 pines)
Pin 2 TPB+ (4 y 9 pines); Tierra (6 pines)
Pin 3 TPA- (4 y 9 pines); TPB- (6 pines)
Pin 4 TPA+ (4 y 9 pines); TPB+ (6 pines)
Pin 5 TPA- (6 pines); A-shield (9 pines)
Pin 6 TPA+ (6 pines); Tierra (9 pines)
Pin 7 Sin conexión
Pin 8 Poder (9 pines)
Pin 9 B-shield (9 pines)
Las configuraciones son diferentes dependiendo de la cantidad de pines o contactos.

IEEE 1394 es un estándar del Institute of Electrical and Electronics Engineers, destinado a la entrada y salida de datos en serie a gran velocidad y a la trasmisión Isocrona de datos en tiempo real. Sustituye a las versiones SCSI paralelo en muchas aplicaciones, debido a los menores costos de implementación y un cableado más simplificado y adaptable. Suele utilizarse para la interconexión de dispositivos digitales como cámaras digitales y videocámaras a computadoras. Es comparable a USB aunque USB tiene más cuota de mercado[1], y la aparición de USB 3.0, y el interfaz Thunderbolt han disminuido su popularidad.

IEEE 1394 es denomindo comercialmente FireWire por su creador Apple Inc., i.LINK por Sony, y Lynx por Texas Instruments.

Apple Inc. lo desarrolló a finales de la década de 1980 y principios de 1990, denominándolo FireWire. Apple incluyó FireWire por primera vez en la priemra versión del iMac y varios de sus modelos de Macintosh en 1999, y la mayoría de las computadoras Macintosh fabricadas en los años 2000 a 2011 incluyen puertos FireWire. Sin embargo, en 2011 Apple comenzó la sustitución de Firewire con la interfaz Thunderbolt y, a partir de 2014, FireWire ha sido reemplazado por Thunderbolt en los nuevos Macs.[2]

IEEE 1394 fue el interfaz de conexión estándar de la High-Definition Audio-Video Network Alliance (HANA) para comunicacione de Audio/Vídeo y de control[3] (HANA se disolvió en septiembre de 2009 y la 1394 Trade Association asumió el control de toda la propiedad intelectual generada por HANA). FireWire también está disponible en comunicaciones inalámbricas, por fibra óptica, y por cable coaxial utilizando los protocolos isócronos.

Historia y desarrollo

Un conector de 9 pines FireWire 800
La alternativa con cableado Ethernet cableado al estilo utilizado por 1394c
Conectores alfa FireWire 400 de 4 conductores (izquierda) y 6 conductores (derecha) FireWire 400 conectores alfa
Un par de conectores alfa de 6 conductores en el borde de una tarjeta de expansión
Conector alfa FireWire 400 de 6 pines

FireWire es el nombre de Apple para el IEEE 1394 High Speed Serial Bus. Fue iniciado por Apple (en 1986[4]) y desarrollada por el Grupo de Trabajo P1394 del IEEE (IEEE P1394 Working Group), en gran parte impulsado por las contribuciones de Apple, aunque importantes contribuciones también fueron hechas por los ingenieros de Texas Instruments, Sony, Digital Equipment Corporation, IBM, y INMOS/SGS Thomson (hoy STMicroelectronics).

IEEE 1394 es una arquitectura de bus serial para la transferencia de datos de alta velocidad. FireWire es un bus serial, lo que significa que la información se transfiere un bit a la vez. Los buses paralelos utilizan un número mayor de diferentes conexiones físicas, y como tales son por lo general más costosos y típicamente más pesados.[5] IEEE 1394 es totalmente compatible con aplicaciones isócronas y asíncronas.

Apple pretende que FireWire sea un reemplazo serial para el bus paralelo SCSI mientras que proporciona conectividad para equipos de audio y vídeo digital. El desarrollo de Apple comenzó a finales de 1980, más tarde lo presentó a la IEEE,[6] y se terminó en enero de 1995. En 2007, IEEE 1394 fue una combinación de cuatro documentos: el original IEEE Std. 1394-1995, la enmienda 1394a-2000, la enmienda 1394b-2002, y la enmienda 1394c 2006. El 12 de junio de 2008, todas estas enmiendas, así como erratas y algunas actualizaciones técnicas se incorporaron en un estándar superior, IEEE Std. 1394-2008[7]

Sony utiliza el estándar IEEE 1394 bajo la denominación i.Link (presente por ej. en su videoconsola PlayStation 2), que sigue los mismos estándares pero solo utiliza 4 conexiones, de las 6 disponibles en la norma IEEE 1394, suprimiendo las dos conexiones encargadas de proporcionar energía al dispositivo, que tendrá que proveerse de ella mediante una toma separada. Este tipo de conector fue luego incorporado en la revisión 1394a.[6] Este puerto es a veces etiquetado como S100 o S400 para indicar la velocidad en Mbit/s.

Suele utilizarse para la interconexión de dispositivos digitales como cámaras digitales y videocámaras DV (digital video), dispositivos de almacenamiento, pero también fue muy popular en los sistemas industriales de visión artificial y los sistemas de audio profesional. Muchos usuarios lo prefieren al más común USB 2.0 por su entoces mayor velocidad efectiva y capaidad de alimentación. Tal vez lo más importante, FireWire utiliza todas las capacidades SCSI y tiene altas tasas de transferencia de datos sostenida, importantes para los editores de audio y vídeo. Las benchmarks muestran que las tasas de transferencia de datos sostenida son más altos para FireWire que para USB 2.0, pero inferiores a USB 3.0. Los resultados son evidentes en el Mac OS X de Apple pero más variados en Microsoft Windows.[8][9]

Versiones

Las normas anteriores y sus tres modificaciones publicadas están incorporados a un estándar superior, IEEE 1394-2008.[7] Las características añadidas individualmente dan un buen historial en el camino del desarrollo.

FireWire 400 (IEEE 1394-1995)

La versión original de IEEE 1394-1995[10] especifica lo que ahora se conoce como FireWire 400. Puede transferir datos entre dispositivos a unas velocidades de 100, 200, o 400 Mbit/s full-duplex (las velocidades de transferencia reales son 98,304, 196,608 y 393,216 Mbit/s, es decir, 12,288, 24,576 y 49,152 megabytes por segundo respectivamente).[6] Estos modos de transferencia diferentes se denominan comúnmente S100, S200 y S400.

La longitud del cable se limita a 4,5 metros (14,8 pies), aunque hasta 16 cables pueden ser conectados en cadena utilizando repetidores activos; hubs externos o concentradores internos están presentes a menudo en los equipos FireWire. La norma S400 limita la longitud máxima del cable de cualquier configuración hasta 72 metros (236,2 pies). El conector de 6 conductores se encuentra comúnmente en las computadoras de escritorio, y puede alimentar eléctricamente a los dispositivos conectados.

El conector de 6 conductores con alimentación incorporada, que ahora se conoce como conector alfa, añade potencia de salida para soportar dispositivos externos. Normalmente, un dispositivo puede tirar de unos 7 a 8 vatios del puerto; sin embargo, el voltaje varía significativamente de los diferentes dispositivos.[11] El voltaje se especifica como no regulada y debe ser nominalmente alrededor de 25 voltios (rango de 24 a 30). La implementación de Apple en ordenadores portátiles está típicamente relacionado con la energía de la batería y puede ser tan bajo como 9 V.[11]

Mejoras (IEEE 1394a-2000)

Una enmienda, IEEE 1394a, fue lanzada en 2000,[12] que clarifica y mejora la especificación original. Se ha añadido soporte para la transmisión asíncrona, más rápida reconfiguración del bus, concatenación de paquetes, y ahorro de energía en modo suspendido.

IEEE 1394a ofrece un par de ventajas sobre IEEE 1394. 1394a es capaz de acelerar las arbitraje, lo que permite al bus acelerar los ciclos de arbitraje para mejorar la eficiencia. También permite para arbitraciones cortas el reset del bus, en el que un nodo puede ser añadido o retirado sin causar una gran caída en la transmisión isócrona.[13]

1394a también estandarizó el conector alfa de 4 conductores desarrollado por Sony bajo la marca registrada "i.LINK", ya ampliamente en uso en los dispositivos de consumo, como cámaras de vídeo, la mayoría de los portátiles PC, algunos PC de sobremesa y otros dispositivos FireWire pequeños. El conector de 4 conductores es totalmente compatible a nivel de datos con interfaces alfa de 6 conductores, pero carece de los conectores de alimentación.

FireWire 800 (IEEE 1394b-2000)

Publicado en 2000, llamado también FireWire 2. Duplica aproximadamente la velocidad del FireWire 400, hasta 786,5 Megabit por segundo con tecnología semidúplex, cubriendo distancias de hasta 100 metros por cable. Firewire 800 reduce los retrasos en la negociación, utilizando para ello 8b/10b (código que codifica 8 bits en 10 bits, que fue desarrollado por IBM y permite suficientes transiciones de reloj, la codificación de señales de control y detección de errores. El código 8b/10b es similar a 4B/5B de FDDI (que no fue adoptado debido al pobre equilibrio de corriente continua), que reduce la distorsión de señal y aumenta la velocidad de transferencia. Así, para usos que requieran la transferencia de grandes volúmenes de información, resulta muy superior al USB 2.0. Posee compatibilidad retroactiva con Firewire 400 utilizando cables híbridos que permiten la conexión en los conectores de Firewire400 de 6 pines y los conectores de Firewire800, dotados de 9 pines. En el 2003 lanzó Apple el primer dispositivo de uso comercial de Firewire800.

FireWire s1600 y s3200 (IEEE 1394-2008)

Anunciados en diciembre de 2007, permiten un ancho de banda de 1,6 y 3,2 Gbit/s, cuadruplicando la velocidad del Firewire 800, a la vez que utilizan el mismo conector de 9 pines. Es ideal para su utilización en aplicaciones multimedia y almacenamiento, como videocámaras, discos duros y dispositivos ópticos. Su popularidad es escasa.

FireWire s800T (IEEE 1394c-2006)

Anunciado en junio de 2007. Aporta mejoras técnicas que permiten el uso de la interfaz con puertos RJ-45 sobre cable de Categoría 5, combinando así las ventajas de Ethernet con FireWire 800.

Características

  • Alcanza una velocidad de 400 megabits por segundo (800 en la revisión FireWire 2), manteniéndola de forma bastante estable.
  • Flexibilidad de la conexión y la capacidad de conectar un máximo de 63 dispositivos. Cada elemento de la cadena FireWire es un dispositivo más, lo que hace posible conectar simultáneamente un PC y un Mac a la misma cadena de dispositivos, o hacer que la cadena empiece y termine en el mismo equipo si dispone de dos conectores.
  • Soporta la conexión de hasta 63 dispositivos con cables de una longitud máxima de 425 cm con topología en árbol. FireWire 400 envía los datos por cables de hasta 4,5 metros de longitud. Mediante fibra óptica profesional, FireWire 800 puede distribuir información por cables de hasta 100 metros.
  • Compatible con comunicación peer-to-peer que permite el enlace entre dispositivos sin necesidad de usar la memoria del sistema o el microprocesador.
  • Respuesta en el momento. FireWire puede garantizar una distribución de los datos en perfecta sincronía.
  • Alimentación por el bus de hasta 30 Voltios DC y 45 Watios. Existe un tipo de puerto Firewire que no suministra alimentación, tan sólo da servicio de comunicación de datos. Este puerto tiene sólo 4 contactos, en lugar de los 6 que tiene un puerto Firewire alimentado.
  • Compatible con plug & play. No tienes más que enchufar un dispositivo para que funcione.
  • Multiplataforma compatible con conexión en caliente. Permite la conexión con el ordenador (PC, Macintosh workstations... ), la videoconsola o cualquier dispositivo Host encendido.
  • Todos los dispositivos IEEE 1394 son identificados por un identificador IEEE EUI-64 exclusivo (una extensión de las direcciones MAC Ethernet).
  • Es un medio de transmisión isócrono, es decir, se ideó para transmitir datos en tiempo real de un punto a otro. Esto es fundamental en aplicaciones que lo que necesitan es mantener una supervisión constante (por ejemplo, videovigilancia, donde nos importa más el poder mantener vigilada una zona que el hecho de que se nos pueda ir momentáneamente la imagen).
  • Compatibilidad retroactiva. Mediante cables adaptadores es posible conectar y usar periféricos diseñados para versioens anteriores de FireWire en las más modernas.

Ventajas de FireWire

  • Es hasta cuatro veces más rápido que una Red de área local Ethernet 100Base-T y 40 veces más rápido que una red Ethernet 10Base-T.
  • Los cables FireWire se conectan muy fácilmente: no requieren números de identificación de dispositivos, conmutadores DIP, tornillos, cierres de seguridad ni terminadores.
  • Arquitectura altamente eficiente. IEEE 1394b reduce los retrasos en la negociación, gracias a 8b10b (código que codifica 8 bits en 10 bits, que fue desarrollado por IBM y permite suficientes transiciones de reloj, la codificación de señales de control y detección de errores. El código 8b10b es similar a 4B/5B de FDDI (que no fue adoptado debido al pobre equilibrio de corriente continua), que reduce la distorsión de señal y aumenta la velocidad de transferencia. Proporciona, por tanto, una mejor vivencia como usuario.
  • Flexibles opciones de conexión. Conecta hasta 63 computadoras y dispositivos a un único bus: puedes incluso compartir una cámara entre dos Macs o PCs.
  • Distribución en el momento. Fundamental para aplicaciones de audio y vídeo, donde un fotograma que se retrasa o pierde la sincronización arruina un trabajo, el FireWire puede garantizar una distribución de los datos en perfecta sincronía.
  • Ahora en muchas tiendas ya venden "kits" con cables que sirven para conectar tu IEEE 1394 con distintos adaptadores para USB, para que los conectes más fácil a tus dispositivos ya sean camaras, celulares, juegos, etc.

Comparación de velocidades

Conexiones de dispositivos externos
  • Firewire 400: 50 MB/s
  • Firewire 800: 100 MB/s
  • Firewire s1600: 200 MB/s
  • Firewire s3200: 400 MB/s
  • USB 1.0: 0,19 MB/s
  • USB 1.1: 1,5 MB/s
  • USB 2.0: 60 MB/s
Conexiones de dispositivos externos de Alta Velocidad
  • USB 3.0: 600 MB/s[14]
  • USB 3.1: 1225 MB/s
  • Thunderbolt: 1200 MB/s[15]
Conexiones para tarjetas de expansión
  • PCI Express 1.x (x1): 250 MB/s
  • PCI Express 2.0 (x1): 500 MB/s
  • PCI Express 3.0 (x1): 1000 MB/s
  • PCI Express 1.x (x8): 2000 MB/s
  • PCI Express 2 (x8): 4000 MB/s
  • PCI Express 3 (x8): 8000 MB/s
  • PCI Express 1.x (x16): 4000 MB/s
  • PCI Express 2 (x16): 8000 MB/s
  • PCI Express 3 (x16): 16000 MB/s
Conexiones de almacenamiento interno
  • ATA: 100 MB/s (UltraDMA 5)
  • PATA: 133 MB/s (UltraDMA 6)
  • SATA I: 150 MB/s
  • SATA II: 300 MB/s
  • SATA III: 600 MB/s

Aplicaciones

Edición de vídeo digital

La edición de vídeo digital con FireWire ha permitido que tuviera lugar una revolución en la producción del vídeo con sistemas de escritorio. La incorporación de FireWire en cámaras de vídeo de bajo costo y elevada calidad permite la creación de vídeo profesional en Macintosh o PC. Atrás quedan las carísimas tarjetas de captura de vídeo y las estaciones de trabajo con dispositivos SCSI de alto rendimiento. FireWire permite la captura de vídeo directamente de las nuevas cámaras de vídeo digital con puertos FireWire incorporados y de sistemas analógicos mediante conversores de audio y vídeo a FireWire.

Redes IP sobre FireWire

Como explica Apple, "con este software instalado, se pueden utilizar entre computadoras Macintosh y periféricos los protocolos IP existentes, incluyendo AFP, HTTP, FTP, SSH, etcétera. En todos los casos, se puede utilizar Bonjour (Rendezvous) para su configuración, resolución de nombres y descubrimiento." Si unimos la posibilidad de usar las conexiones FireWire para crear redes TCP/IP a las prestaciones de FireWire 2 (FireWire 800), tenemos razones muy serias para que Apple recupere rápidamente la atención de los fabricantes de periféricos para satisfacer las necesidades de los usuarios de aplicaciones que requieren gran ancho de banda en redes locales, como todas las relacionadas con el vídeo digital. Por no hablar de introducirse en un posible mercado nuevo.

Véase también

Referencias

  1. (15 de agosto de 2008) Building embedded Linux systems (en inglés). O'Reilly Media, Inc., pp. 70. ISBN 978-0-596-52968-0. Consultado el 6 de septiembre de 2015.
  2. Apple.com Apple - Mac - Compare
  3. About HANA. Hanaalliance.org. Consultado el 2010-01-25.
  4. What Is FireWire?. 1394 Trade Association.
  5. IEEE Standard 1394a "A Standard for a High-Performance Serial Bus". Dunn, Son.
  6. 6,0 6,1 6,2 Teener, Michael J.. «What is Firewire?» (en inglés). Consultado el 6 de septiembre de 2015.
  7. 7,0 7,1 «IEEE Standard for a High-Performance Serial Bus». IEEE Std. 1394-2008. 20 de octubre de 2008. doi:10.1109/IEEESTD.2008.4659233. ISBN 978-0-7381-5771-9. http://ieeexplore.ieee.org/servlet/opac?punumber=4659231. Consultado el 6 de septiembre de 2015. 
  8. «FireWire — USB Comparison» (en inglés). Usb-ware.com. Consultado el 6 de septiembre de 2015.
  9. «Go External: FireWire 800» (en inglés). Tomshardware.com. Consultado el 6 de septiembre de 2015.
  10. IEEE p1394 Working Group (30 de agosto de 2008). IEEE Std 1394-1995 High Performance Serial Bus (en inglés). IEEE. doi:10.1109/IEEESTD.1996.81049. ISBN 1-55937-583-3. Consultado el 6 de septiembre de 2015.
  11. 11,0 11,1 FireWire Developer Note. Developer.apple.com (2008-04-28). Consultado el 2010-01-25.
  12. IEEE p1394a Working Group (30 de junio del 2000). P1394a IEEE Std 1394a-2000 High Performance Serial Bus — Amendment 1 (en inglés). IEEE. doi:10.1109/IEEESTD.2000.91614. ISBN 0-7381-1958-X. Consultado el 6 de septiembre de 2015.
  13. Error en la cita: Etiqueta <ref> inválida; no se ha definido el contenido de las referencias llamadas ieee1394arch
  14. http://www.usb.org/developers/ssusb
  15. http://www.intel.com/technology/io/thunderbolt/index.htm

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Atribución

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