Домашний компьютер

Одно из достоинств USB – изохронный режим. Он применяется в устройствах, которым должна предоставляться гарантированная полоса пропускания для передачи потоковых данных, например, в видеокамерах, цифровых аудиоусилителях, колонках. В этом случае интерфейс предоставляет устройству возможность передать или получить определенный объем данных в каждую единицу времени.

Данные передаются в сети USB 1.1 фреймами, каждый из которых состоит из 1 500 байт и занимает 1 мс времени. В версии 2.0 введены микрофреймы продолжительностью 1/8 мс.

Интерфейс USB предусматривает электропитание устройств, не имеющих своего источника питания и потребляющих ток не более 500 мА при напряжении 5 В (т. е. мощностью до 2,5 Вт). При инициализации каждому устройству обеспечивается питание 0,5 Вт. Благодаря этому устройства, потребляющие мало энергии, – мыши, клавиатуры, флэш-накопители – не нуждаются в адаптерах питания. Интерфейс USB позволяет подсоединять и отсоединять устройства в любое время (разумеется, дождавшись конца передачи или записи данных), не выключая их питание и компьютер. Кроме того, при переходе компьютера в режим с пониженным энергопотреблением многие USB-устройства автоматически переключаются в ждущий режим.

В настоящее время в качестве расширения стандарта продвигается технология USB On-The-Go (OTG), которая отличается от «классического» интерфейса USB тем, что каждое устройство может одновременно выполнять роль и периферии, и контроллера. В этом случае становится возможным прямое равноправное (одноранговое) двунаправленное соединение периферийных устройств без участия компьютера по схеме «точка-к-точке» (point-to-point). Внедрение технологии OTG существенно повысит универсальность и удобство USB.

FireWire (IEEE 1394). Влияние Microsoft и Intel на компьютерную индустрию огромно, но все же не безгранично. Поэтому одновременно с USB компанией Apple при участии других компаний, включая Sony и Texas Instruments, разрабатывался альтернативный последовательный интерфейс. Он получил множество названий, среди наиболее известных – IEEE 1394, iLink, FireWire. Последнее было закреплено Институтом инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) в качестве официального. Спецификация FireWire вышла в том же 1995 году, что и USB. Причем созданный Apple стандарт оказался гораздо мощнее по пропускной способности и другим характеристикам. Благодаря громадной пропускной способности (до 400 Мбит/с) и поддержке изохронного режима FireWire с самого начала нашел применение в компьютерной периферии и цифровых устройствах, использующих мощные потоки данных. Им начали оснащать внешние винчестеры, CD– и DVD-рекордеры, сканеры и принтеры, видеокамеры. Sony дала этому интерфейсу фирменное название iLink и намерена оснастить им все свои цифровые аудио– и видеоустройства. В то же время FireWire не стал прямым конкурентом USB. Так, в компьютерах Apple прижились обе технологии. Появление FireWire позволило отказаться во внешней периферии от более дорогого и громоздкого параллельного интерфейса SCSI. FireWire радикально отличается от USB по топологии, он построен по принципу гирляндной цепи (daisy chain), состоящей из последовательно соединенных одноранговых устройств. Эта топология позволяет создавать не только линейные, но и древовидные схемы подключения. Поскольку время ожидания ответного сигнала, установленного спецификацией IEEE 1394, ограничено, длина кабеля не превышает 4,5 м. Между любыми двумя устройствами не должно быть больше 16 транзитных участков.

Каждый узел (устройство) в сети FireWire при инициализации получает 6-битный идентификационный номер (адрес узла). В каждой отдельной сети может присутствовать до 63 узлов. Кроме того, допускается соединение мостами сетей, идентифицируемых собственным 10-битным номером, максимальное число мостов – 1 023. Применение 16-битных адресов узлов позволяет объединить шиной FireWire до 64 449 узлов, а общее адресное пространство FireWire составляет 264 адреса (используются 64-битные адреса), как и в случае с USB. На практике же число устройств ограничивается пропускной способностью интерфейса. Функционально FireWire очень близок USB: поддерживаются «горячее» подключение и отключение устройств, асинхронный и изохронный режимы передачи данных, технология Plug-and-Play, подача питания на устройства через интерфейс. Номинальная скорость передачи данных составляет 100 Мбит/с (в восемь раз больше, чем у USB 1.0), но уже первая спецификация предусматривала удвоенную и учетверенную скорости, т. е. 200 и 400 Мбит/с соответственно (рис. 1.7).

Рис. 1.7