IEEE 1394 (FireWire): Definición y usos del estándar de bus serie

FireWire es popular en los sistemas industriales de visión artificial y en los sistemas de audio profesionales. Se prefiere sobre el más común USB por su mayor velocidad efectiva y capacidad de distribución de energía, y porque no necesita un ordenador anfitrión. Y lo que es más importante, FireWire aprovecha al máximo todas las capacidades de SCSI (antigua posibilidad de conexión). En comparación con el USB 2.0, suele tener una mayor velocidad de transferencia de datos. Esta característica es importante para los editores de audio y vídeo. Además, muchos ordenadores destinados al uso doméstico o profesional de audio/vídeo tienen puertos FireWire integrados, incluidos todos los ordenadores portátiles de Apple Inc. y Sony y la mayoría de los modelos de Dell y Hewlett-Packard que se fabrican actualmente. Está disponible para el público en general en las placas base de los ordenadores de bricolaje, junto con el USB. FireWire se fabrica en versiones inalámbricas, de fibra óptica y de cable coaxial. Sin embargo, los derechos de autor exigidos a los usuarios de FireWire y el hardware más caro necesario para implementarlo han impedido que FireWire desplace a USB en el mercado de masas, donde el coste del producto es crucial.

FireWire es el nombre de Apple Inc. para el bus serie de alta velocidad IEEE 1394. Apple pretendía que FireWire fuera un sustituto en serie del bus paralelo SCSI (Small Computer System Interface), al tiempo que proporcionaba conectividad para equipos de audio y vídeo digital. El desarrollo del IEEE 1394 original por parte de Apple finalizó en 1995 y fue seguido por varias modificaciones: La norma IEEE 1394a-2000, la norma IEEE 1394b-2002 y la modificación IEEE 1394c-2006. El objetivo de los trabajos actuales es incorporar los cuatro documentos en una nueva revisión de la norma 1394. La versión de Sony del sistema se conoce como i.LINK, y utiliza sólo los cuatro pines de señal, omitiendo los dos pines que proporcionan energía al dispositivo debido a un conector de alimentación independiente en los productos i.LINK de Sony

FireWire 400 (IEEE 1394)

FireWire 400 puede transferir datos entre dispositivos a velocidades de 100, 200 o 400 Mbit/s. El conector de 6 pines se encuentra habitualmente en los ordenadores de sobremesa y puede suministrar energía al dispositivo conectado. Normalmente, un dispositivo puede extraer unos 7 u 8 vatios del puerto; sin embargo, el voltaje varía significativamente según los distintos dispositivos.

Mejoras (IEEE 1394a)

La modificación IEEE 1394a se lanzó en el año 2000. Estandarizó el conector de 4 pines que ya se utilizaba ampliamente. La versión de 4 pines se utiliza en muchos dispositivos de consumo, como videocámaras, algunos ordenadores portátiles y otros pequeños dispositivos FireWire. Es totalmente compatible con las interfaces de 6 pines.

FireWire 800 (IEEE 1394b)

El FireWire 800 de 9 pines fue introducido comercialmente por Apple Inc. en 2003. Esta nueva especificación (1394b) y los productos correspondientes permiten una velocidad de transferencia de 786,432 Mbit/s. Es compatible con las tasas más lentas y los conectores de 6 pines de FireWire 400. Sin embargo, aunque los estándares IEEE 1394a e IEEE 1394b son compatibles, los conectores son diferentes, lo que hace que los cables utilizados por las versiones anteriores sean incompatibles.

FireWire S3200

En diciembre de 2007, la 1394 Trade Association anunció que pronto habrá productos con el modo S3200. Utilizará los mismos conectores de 9 pines que el actual FireWire 800 y será totalmente compatible con los dispositivos S400 y S800 existentes. Los futuros productos pretenden competir con el USB 3.0.

Velocidades

Los números que aparecen después del FireWire, o de la S, dan la velocidad aproximada en MBit/s, redondeada al siguiente 100. La primera versión puede transferir 98.304.000 Bits/s, o 12.288.000 Bytes/s. Las versiones posteriores pueden alcanzar esta velocidad y sus múltiplos. Usando el prefijo SI, esto es exactamente 98.304 kBit/s, usando el prefijo binario, es 96.000 kiBit/s. Para evitar confusiones, se redondea al 100 más cercano. De este modo, el S3200 no transfiere 3,200 MBit/s, ni 3,200 MiBit/s, sino 3,145,728 Mbit/s, o 3,000 MiBit/s. Esto supone aproximadamente 2,93 Gibit/s.

Direccionamiento y gestión del bus

A diferencia del USB, no hay un dispositivo que gestione el bus todo el tiempo. Cada dispositivo puede gestionar el bus. Cuando se conecta un nuevo dispositivo, habrá negociaciones entre los dispositivos para saber cuál de ellos realiza la gestión.

Las direcciones tienen una longitud de 64 bits. De ellas, 10 se utilizan para identificar segmentos (como parte de la red), 6 se utilizan para los nodos y 48 son de libre acceso. El estándar utilizado para conectar varios segmentos aún no ha sido ratificado. Por este motivo, todas las redes Firewire utilizan actualmente un solo segmento.

Cuestiones de seguridad

Los dispositivos en un bus FireWire pueden comunicarse por acceso directo a la memoria. Con el acceso directo a la memoria (DMA), un dispositivo puede utilizar el hardware para asignar la memoria interna al "espacio de memoria física" de FireWire. El SBP-2 (Serial Bus Protocol 2) utilizado por las unidades de disco FireWire utiliza esta capacidad para minimizar las interrupciones y las copias de búfer. En el SBP-2, el iniciador (dispositivo controlador) envía una petición escribiendo remotamente un comando en un área específica del espacio de direcciones FireWire del objetivo. Este comando suele incluir direcciones de búfer en el "espacio de direcciones físicas" FireWire del iniciador. Se supone que el objetivo utiliza este espacio para mover los datos de E/S hacia y desde el iniciador.

Muchas implementaciones utilizan hardware para hacer el mapeo entre el "Espacio de Memoria Física" de FireWire y la memoria física del dispositivo. Entre ellas, están las utilizadas por los PCs y Macs, especialmente las que utilizan OHCI. En este caso, el sistema operativo no interviene en la transferencia. Esto permite realizar transferencias de alta velocidad con una baja latencia y evita que los datos se copien innecesariamente. Sin embargo, puede suponer un riesgo para la seguridad si se conectan al bus dispositivos que no son de confianza. Las instalaciones en las que la seguridad es una preocupación, por lo tanto, utilizarán un hardware más nuevo, que utiliza la memoria virtual para asignar el espacio de memoria física Firewire, o desactivarán la asignación que hace la OHCI. También podrían desactivar todo el subsistema Firewire, o no proporcionar Firewire en absoluto.

Esta función también puede ser útil, por ejemplo, para depurar una máquina en la que el sistema operativo se ha bloqueado. Algunos sistemas pueden usarlo para proporcionar una consola remota. En FreeBSD, el controlador dcons proporciona ambas cosas, utilizando gdb como depurador. En Linux, existen firescope y fireproxy.

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