В этом пункте мы постараемся дать небольшой обзорустройств, использующих USB и FireWire.

Шина FireWire специфицируется стандартом ШЕЕ 1394-1995 (принятым в 1995 году) и его дальнейшим развитием версиями стандарта : IEEE 1394a и IEEE 1394B. Стандарт IEEE 1394a на сегодняшний день по-видимому является наиболее распространенным.
Скорости передачи данных, определяемые стандартами IEEE 1394-1995 и IEEE 1394а - это 100Mb/sec, 200Mb/sec, 400Mb/sec. Каждая из них может использоваться устройствами, подключенными к шине. Все FireWire устройства должны поддерживать работу на минимальной скорости 100Mb/sec.
В IEEE 1394В получили развитие еще большие скорости передачи: 800Mb/sec, 1.6Gb/sec, 3.2Gb/sec.
Во всех вариантах стандарта шина может функционировать в отсутствии выделенного узла (компьютера).

С момента своего введения оба стандарта претерпели развитие в частности в сторону увеличения скорости передачи, поэтому в первую очередь речь пойдет именно о различиях в скорости.

USB и FireWire изначально разрабатывались с учетом того, что программное обеспечение ОС должно самостоятельно определять какой драйвер следует использовать для работы с каждым вновь подключаемым устройством. Это особенно важно с учетом того, что устройства могут подключаться и отключаться находу к различным портам компьютера и в такой ситуации прользователю было бы слишком утомительно каждый раз сообщать системе что скажем к порту номе 8 подключено такое-то устройство.
Для того, чтобы в полной мере реализовать такую возможность каждое устройство должно иметь внутри некоторый уникальный идентификатор (идентификатор производителя и идентификатор самого устройства:Vendor ID и Product ID). Для того, чтобы идентификаторы случайно не повторились для двух различных устройств, сделанных разными производителями, они должны выдаваться некоторым центральным органом по регистрации таких идентификаторов. Соответствующим стандарту может считаться только лишь устройство, которое имеет зарегистрированные идентификаторы. На практике именно это имеет место. Получение идентификатора коммерчеси доступно любому производителю электронных устройств.
Обычно компьютеры с ОС Windows или Linux способны самостоятельно обнаруживать устройства, такие например как Web-камеры с интерфейсом USB и использовать соответствующий им драйвер устройства.
В Linux так же возможно использование USB портов и устройств подключенных к ним прикладной программой, как это всегда было с последовательными портами RS232. К сожалению в Windows в настоящее время использование USB является существенно более сложной задачей, требующей написания системного драйвера.
Для тех же кому интересна работа системных драйверов с USB устройствами в настоящее время можно так же порекомендовать использование Linux в связи с тем, что там имеется достаточно большое количество драйверов устройств с исходными текстами. В качестве примера для изучения можно порекомендовать драйвер для Web-камеры Logitech QuickCam, который по мнению автора является достаточно простым и вместе с тем иллюстрирует все основные особенности работы системного драйвера с USB устройством.

"Зачем нам новые шины вместо старых?" - этот вопрос уместно задать в первую очередь в отношении USB, так как именно USB по замыслу предназначается в качестве замены имеющимся в компьютерах СОМ и LPT портам. В отношении же FireWire можно сразу же заметить следующее, что хотя FireWire и предоставляет нам некоторые чисто компьютерные сервисы (такие, например, как подключение к PC скоростных внешних накопителей или сеть TCP/IP по FireWire в ОС Linux) она все же пришла в сферу персональных компьютеров из области цифровой передачи изображения, где традиционно используется уже на протяжении некоторого времени (например видеокамерами Sony).

Списки потребности, которые по мнению их разработчиков должны были решить USB и FireWire, во многом пересекаются и состоят в следующем:

Если во времена разработки Longhorn/Vista сложно было представить утечку TAP-сборки, то сегодня это стало, скорее, правилом, нежели исключением. Вот и сегодня - в преддверии дня России - в сеть утекла очередная (на этот раз заключительная) TAP-сборка Windows 7. Начиная с этой сборки, номер которой 7229.0.winmain.090604-1901, никто из партнеров не получит ни одной сборки Windows 7 до отправки финальной версии в печать. Так что велик шанс, что сборка под номером 7229 войдет в историю как последняя утекшая сборка перед RTM.

Очередной раунд борьбы Лонга Ченга (Long Zheng) с разработчиками Windows 7. В этот раз Лонг говорит об ущербности UAC и, в частности, наличии уязвимости в этой функции, позволяющей инъекцию произвольного кода в список "дозволенных" приложений ОС.

Индустриальная торговая ассоциация PCMCIA, курирующая разработку интерфейсов PC Card и ExpressCard, объявила о выпуске финальной версии спецификаций нового стандарта ExpressCard 2.0.

Одним из важнейших устройств, входящих в состав современного компьютера, являются дисковые накопители: жесткие диски (винчестеры) и CD-ROM и их производные (СD-R/RW, DVD и пр.). Подавляющее большинство таких накопителей для обмена информацией с процессором и памятью используют различные варианты интерфейса IDE (Integrated Device Electronics - устройство с интегрированным контроллером). Конечно, существует еще один вариант дискового интерфейса - SCSI, но он, по причине высокой стоимости и определенной трудоемкости конфигурации отдельных устройств, больше ориентирован на рынок серверов и рабочих станций, поэтому этот интерфейс в данной статье рассматриваться не будет.

Широкое применение винчестеров в качестве устройств долговременного хранения информации

USB 3.0 находится на финальных стадиях разработки. Созданием USB 3.0 занимаются компании: Intel, Microsoft, Hewlett-Packard, Texas Instruments, NEC и NXP Semiconductors. В спецификации USB 3.0 разъёмы и кабели обновлённого стандарта будут физически и функционально совместимы с USB 2.0. Кабель USB 2.0 содержит в себе четыре линии - пару для приёма/передачи данных, одну - для питания и ещё одну - для заземления. В дополнение к ним USB 3.0 добавляет пять новых линий (в результате чего кабель стал гораздо толще), однако новые контакты расположены параллельно по отношению к старым на другом контактном ряду. Теперь можно будет с лёгкостью определить принадлежность кабеля к той или иной версии стандарта, просто взглянув на его разъём. Спецификация USB 3.0 повышает максимальную скорость передачи информации до 4,8 Гбит/с - что на порядок больше 480 Мбит/с, которые может обеспечить USB 2.0. USB 3.0 может похвастаться не только более высокой скоростью передачи информации, но и увеличенной силой тока с 500 мА до 900 мА. Отныне пользователь сможет не только подпитывать от одного хаба гораздо большее количество устройств, но и само аппаратное обеспечение, ранее поставлявшееся с отдельными блоками питания, избавится от них.

Финальная спецификация USB 3.0 появилась в 2008 году, а оборудование, поддерживающее новую спецификацию, появится в 2009-2010 годах.

Фирмой Intel анонсирована предварительная версия программной модели контроллера USB 3.0.

USB 2.0 отличается от USB 1.1 введением режима Hi-speed.

Для устройств USB 2.0 регламентировано три режима работы:

* Low-speed, 10-1500 Кбит/c (используется для интерактивных устройств: клавиатуры, мыши, джойстики)
* Full-speed, 0,5-12 Мбит/с (аудио-, видеоустройства)
* Hi-speed, 25-480 Мбит/с (видеоустройства, устройства хранения информации)

Спецификация USB 2.0 подняла максимальную пропускную способность шины до 480 Мбит/с (что в 40 раз больше, чем у USB 1.X). USB 2.0 была спроектирована с поддержкой как обратной, так и прямой совместимости, т.е. устройства USB 2.0 будут работать на машинах с USB 1.1 и наоборот. Конечно, устройства USB 1.1 не получат никакого прироста скорости на USB 2.0, а устройства USB 2.0 будут ограничены 12 Мбит/с на системах USB 2.0. Все кабели и разъемы - одинаковые.

При использовании интерфейса SCSI на ВПО хост-адаптера или контролера ПУ возлагается также функция поддержки SCSI – операций.
При этом степень необходимой прграмной поддержки зависит от уровня интеллектуальности используемой БИС контроллера SCSI-шины. По некоторым оценкам, при использовании БИС SCSI-контроллеров первого, второго и третьего поколений объем необходимого для реализации SCSI-протокола ВПО составляет около 400, 2500 и несколько сотен команд соответственно.

Конечным звеном средств програмной поддержки ПУ в силу специфичности физических принципов их реализации неизбежно являются узкоспециализированные программы низкого уровня. Из-за того, что программирование на таком уровне сложно даже для общесистемных, не говоря уже о прикладных программистах, имеется тенденция к повышению уровня средств программирования ПУ за счет маскирования специфики ПУ на уровне так называемого firmware( внутреннего программного обеспечения –ВПО). Примером может служить маскирование функций непосредственного управления дисковыми накопителями на уровне внутренних команд дисковых контроллеров WD2010, 8272 и др.

Среди используемых БИС SCSI-контроллеров для шины AT доминирует модели фирмы NCR. Следом идут известные WD33C93 фирмы Western Digital и ALC 6250/60 фирмы Adaptec(США). Хост-адаптером чаще всего поддерживают как синхронный, так и асинхронный
режимы обмена по шине SCSI. Скорость обмена существенно зависит от типа используемого контроллера. В простых хост-адаптерах она колеблется от 0, 25 до 1 Мбайт/с в ассинхронном режиме и сихронном режимах соответственно.