IEEE 1394标准的网络应用研究

关键词： IEEE 1394，网络

1．IEEE 1394标准概述

IEEE 1394 是为了增强外部多媒体设备与电脑连接性能而设计的高速串行总线，传输速率可以达到400 Mbps，利用IEEE 1394技术我们可以轻易地把电脑和如摄像机，高速硬盘，音响设备等多种多媒体设备连接。总体上说，IEEE 1394具有以下特点：

　 (1) 即时数据传输：IEEE 1394具有同步和异步两种数据传输模式，在同一总线下，同步及异步传输连线可能同时存在。
　　(2) 驱动程序安装简易。
　　(3) 内存映射的架构：所有IEEE 1394总线上的资源，皆可以映射到某段内存地址，并依此方式来存取数据。
　　(4) 1394接线可提供电源：对无自用电源的设备而言，可以透过IEEE 1394 6-Pin的连接头来供给电源。
　　(5) 通用I/O连接头：整合各种PC的连接头成为一种万用的连接头，使用者就不用花时间辨认不同外围设备要接到那个接头，同时也降低了系统的成本。
　　(6) 点对点的通讯架构：IEEE 1394外围设备间互传数据时，不须主机监控，因此不会增加主机的负载，CPU资源占用率低。
　　(7) 最大400Mbps的数据传输率：在相同的总线上可以有数种不同的数据传输速率100，200，或400Mbps。
(8) IEEE 1394是最理想的多媒体设备的接口：IEEE 1394支持同步传输模式，同步传输模式会确保某一连线的频宽。对于如数码摄录机这种记录容量大，又需要非常高精度的传输的设备，IEEE 1394就最适合了。　　
(9) 支持热插拔：IEEE 1394可以自动侦测设备的加入与移出动作并对系统做重新整合,无须人工干预。

2．IEEE 1394网络架构

IEEE 1394的网络共有三层，分别是物理层、链接层及传输层，其架构如图1所示。

物理层定义了传输信息的电子信号及机械的接口，它位于整个传输接口的最底层，主要的功能为数据的编码、译码与总线的判断，而其连接器分为四接脚及六接脚两种规格，四接脚连接器需搭配四蕊的缆线（为两对双绞线），六接脚连接器需搭配六蕊的缆线，六蕊缆线由一对单心的电源线和两对双绞线组成，其最大输出电压规格为直流40V，最大输出电流为1.5A，因此连接于该总线上的设备可以使用上游设备提供的电源或使用自备的电源；两对双绞线一为数据线、一为控制信号线，并采用差动输出的方式即由双绞线传递，如此可以具有较佳的抗噪能力及信号品质。

链接层主要功能为封包接收、封包传送与周期控制。传输层则是定义请求及响应协议，并用以实现读取、写入及锁住三个基本的传输动作。

3．IEEE 1394网络的连接方式

IEEE 1394的连接方式一为雏菊链，另一为接点分枝的方式，两者可以混合使用。如图2是一种典型的混合连接方式。雏菊链最多连接16段，各节点可以连接的数目为63台，所以整个IEEE 1394的网络上共可容纳1024个设备，节点间可以做点对点的数据传输，当有新设备加入网络时，此设备会被自动给予一个识别码。

4．IEEE 1394网络的传输模式

IEEE 1394网络的传输模式可分为同步传输和异步传输，同步传输其数据是连续性的，具有CRC检测，一般为视频及音频方面所应用，而异步传输的数据则是非连续性的，同样具有CRC检测，数据发生错误可以再行重送，且接收方必须有相对应的响应，即由这种机制来追踪数据的传送和接收是否无误，故其可以应用于硬盘、光驱或打印机等设备上。IEEE 1394的总线周期为125μs，每个传输周期中同步传输通道会优先处理，当64个同步传输信道处理完后再进行异步传输封包处理。而传输的寻址方式采用64位，最前面的10位为总线的编号，故可以供1024个设备（1023 个连接区段）使用，当此10位全部为 1 时，表示广播到总线上所有的设备。接下来的6位用于寻址区段上的节点号码，当此6个位全部为1时，表示广播到区段上所有的节点，剩余的48位则是各节点的缓存器区及私有数据区。