Comprendre : Les E/S externes du PC

Le FireWire (ou IEEE 1394-1995)

Partie intégrante de la norme SCSI-3, le FireWire se détache des autres normes SCSI par l´utilisation d´un bus série, facilitant ainsi le raccordement de périphériques externes (ses caractéristiques sont indiquées dans le tableau précédent).

FireWire ? IEEE 1394 ? i-Link ?

• IEEE 1394-1995 Standard for a High Performance Serial Bus est le nom de la norme originale, publié par the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) qui a définie la présente implémentation de l´IEEE-1394
• FireWire est le nom déposé par Apple Computer, Inc.´s pour son implémentation de l´IEEE-1394
• P1394 fut le nom donné à la première version de l´IEEE-1394 avant sa normalisation par l´IEEE en décembre 1995
• P1394.x désigne pour sa part les fonctions additionnelles proposées par différents constructeurs, comme l´utilisation par Sony d´un câble à 4 conducteurs (6 conducteurs composent le câble normalement, les 2 conducteurs de l´alimentation sont supprimés)
• DigitalLink, ou i-Link, est l´implémentation de l´IEEE-1394 déposée par Sony Corporation pour sa gamme de produits Digital Handycam

De bien nombreuses terminologies pour désigner en fait un seul et même bus ...

Sa définition prévoit les avantages suivants :

• Interface numérique : pas de conversion analogique/numérique dégradante pour les données.
• Taille réduite : câble fin et peu coûteux.
• Utilisation très facile, Hot Plug and Play.
• Taux de transfert importants, bus supportant des périphériques mixtes ayant une vitesse de transmission de 100, 200 ou 400 Mbits/s.
• Topologie flexible : support du Daisy Chainning.
• Garantie de bande passante pour tous les périphériques raccordés.

Grâce à ses performances, l´IEEE-1394 est destinée particulièrement à relier :

• Les ordinateurs.
• Les produits manipulant de l´audio, des images et de la vidéo.
• Les imprimantes et les scanners.
• Les disques durs.
• Les caméscopes.

D´une topologie très proche de celle du l´USB, le FireWire se démarque par sa bande passante bien supérieure.

Il ne nécessite pas de HUBs FireWire, le branchement de plusieurs périphériques ne le necessitant. Les cartes FireWire pour micro-ordinateurs possèdent également des ports pour une utilisation interne.

Par beaucoup de caractéristiques, le FireWire ressemble à l´USB. L´IEEE 1394-1995 permet de relier numériquement jusqu´à 63 périphériques (127 dans le cas de l´USB) entre-eux, ne nécessitant pas de matériel supplémentaire. En plus de l´utilisation d´une transmission isochrone, tout comme l´USB également, le FireWire supporte le transport de deux flux vidéo temps réél avec une qualité broadcast en simultanée. Aux chapitres des ressemblances, les câbles et connecteurs USB et FireWire présentent la même qualité et présente d´étranges ressemblances avec les câbles utilisés pour relier plusieurs Gameboy de Nintendo !!

A noter également, les contrôleur FireWire peut délivrer un courant de 1.5 Ampères pour alimenter les périphériques.

Les protocoles

L´IEEE 1394 utilise une technologie de transmission de donnée par paquets qui est organisée comme un espace mémoire interconnecté entre plusieurs appareils. La structure d´un réseau 1394 est constitué de deux couches : une couche physique et une couche de lien. Il y a également deux couches logiciel : une couche de transaction et une couche de gestion du bus série. Ces couches logiciel peuvent être directement intégrées en "hard". La couche PHY doit gérer le signal de mise sous tension à distance, la reconnaissance du signal de sélection de l´appareil, le signal d´initialisation du bus et la réception/émission des données. La couche de lien formate les données en paquets pour la transmission via le câble 1394 et supporte les modes de communication asynchrone et isochrone.

La couche physique supporte les différentes vitesse de transmission suivant le matériel la composant.La couche de lien définit deux modes de communication : asynchrone et isochrone.

Le mode de transmission asynchrone garanti la bonne réception des données par accusé de réception. Ce temps de latence ne peut pas être quantifier car il dépend de taux d´utilisation du bus 1394 par d´autres transmissions pour d´autres appareils communicants entre eux. Ce paquet de données peut être envoyé à une adresse d´un appareil connecté au réseau ou à toutes les adresses.

Le mode de transmission isochrone est différent. Il réserve, pour la transmission, un espace-temps de dimension particulière et cyclique, toutes les 125µs. Depuis un appareil, un espace-temps isochrone est garanti. Les communications isochrones sont prioritaires aux asynchrones de sorte que la bande passante pour les communications isochrones est assurée. Ainsi, la communication isochrone entre deux appareils ou plus est assimilable à un canal. Une fois qu´un canal a été établit, l´appareil demandeur est garanti d´avoir espace-temps demandé à chaque cycle. C´est ce mode de transmission que l´on choisit pour le transport de données vidéo ou toutes autres données qui ont besoin d´avoir une transmission garantie en "temps réel".

VIA fournit à l´heure actuelle une solution single chip pour l´IEEE 1394, le VIA Fire II. VIA proposera d´ici quelques mois des chipsets intégrant le FireWire.

Une nouvelle version de l´IEEE 1394-1995 vient de voir le jour : l´IEEE 1394b, un petit « b » pas si négligeable que cela. Explications : prévu pour concurrencer le FireWire, l´USB2 proposent des caractéristiques attrayantes. Destiné pourtant à un marché un peu différent, l´USB 2.0 pourrait faire de l´ombre au FireWire, qui dispose d´une implantation inférieure à l´USB dans le monde de la micro-informatique. Dans sa nouvelle déclinaison, l´IEEE 1394 propose des caractéristiques et fonctionnalités encore plus avancées que son concurrent et son prédécesseur :

• Bande-passante améliorée, passant ainsi de 400 Mbits/s à 800 Mbits/s. Cette vitesse devrait être amenée rapidement à 1.6 Gbits/s puis 3.2 Gbits/s grâce à l´utilisation de fibre optique plastique multimodes. Dans cette configuration, les câbles reliant deux appareils pourront dépasser les 100 mètres ! Il sera néanmoins possible d´atteindre des raccordements de 100 mètres avec des câbles UTP catégorie 5 en 100 Mbits/s.
• Nouvelle implémentation du protocole visant à améliorer la disponibilité de la bande passante grâce à une implémentation BOSS du protocole d´adressage.
• Compatibilité avec les périphériques IEEE 1394-1995 par un mode bilingue.
• Nouvelles applications dans le monde de l´automobile et de l´équipement audio-visuel.
• Réduction des coûts de fabrication des chips et de leur intégration dans les circuits analogiques.

Cette évolution du FireWire est clairement un grand pas en avant pour ce standard qui s´est récemment vu rattraper, du moins en terme de vitesse, par l´USB 2.0.

Comme nous pouvons le voir, la compatibilité avec l´"ancienne" norme IEEE 1394-1995 n´est pas oubliée puisque la version appelée 1394b "bilingual" (bilingue) garantit le fonctionnement des anciens produits. Une autre bonne nouvelle vient du prix puisque les produits à base de 1394b devraient être moins chers que leurs prédécesseurs.

La plupart des fabricants de semi-conducteurs que sont Texas Instruments Inc., NEC, Panasonic ou encore Agere qui fabriquent déjà des bus 1394 travaillent déjà sur cette nouvelle déclinaison afin de fournir le nécessaire aux assembleurs et fabricants dans les semaines à venir.