Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
L'on nomme Firewire la norme définissant le bus de communication sériel, numérique et à haut débit. Ce terme, destiné initialement aux applications multimédias, est utilisé désormais par le grand public et trouve d’autres applications dans des domaines variés. Cet article propose dans un premier temps une énumération des grands principes de Firewire : présentation, architecture et évolution. Puis, les spécifications de cette technologie (couche physique, couche liaison de données, transactions asynchrones, actions isochrones, configuration et gestion), ainsi que ses performances (influence de la taille du réseau, résistance à la charge, sensibilité à la distribution de la charge, utilisation dans le domaine industriel) sont ensuite recensées.
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Firewire refers to the serial, digital and high-speed communication bus. This term, initially destined for multimedia applications, is now used by the general public and has found other applications in various domains. This article firstly lists the main principles of the Firewire: presentation, architecture and evolution. It then provides the specifications of this technology (physical layers, data-link layer, asynchronous transactions, isochronous mode, configuration and management), as well as its performances (influence of the size of the network, load resistance, sensitivity to load distribution, use in the industrial domain).
Auteur(s)
-
Philippe DALLEMAGNE : Docteur ès sciences - Chef de projets R&D - Centre Suisse d'Électronique et de Microtechnique (CSEM)
INTRODUCTION
Firewire est l'appellation utilisée à la fin des années 1980 par Apple, son concepteur originel, pour désigner le bus de communication sériel, numérique et à haut débit défini depuis par la norme IEEE 1394-1995 et ses dérivés. Firewire est ainsi devenu la dénomination utilisée par les constructeurs dans les produits grand public. Ce bus était destiné initialement aux applications multimédias, mais il fait aujourd'hui le bonheur de quelques autres applications, notamment dans le domaine industriel. En effet, ses performances élevées, son architecture et son modèle de communication le rendent potentiellement utilisable par de nombreuses applications dans des domaines très variés.
Malgré cela, Firewire a dû initialement se battre pendant de nombreuses années contre des anciens bus de données comme Small Computer System Interface (SCSI) avant de s'imposer difficilement. Firewire a dû aussi faire face à une concurrence importante de la part du bus USB (voir l'article « Universal Serial Bus USB » [S 8 150]). Par exemple, USB 1.1 est très présent dans les domaines où les performances importent peu et USB 2.0 l'est pour les applications où des variations de performances importantes et inopinées sont supportables. Ne présentant pas ces défauts, Firewire a trouvé une justification au travers de multiples applications, notamment dans le domaine de l'édition vidéo, le pérennisant ainsi pour de nombreuses années.
Ce document traite de la norme IEEE 1394 d'origine. Néanmoins, les extensions ou normes d'accompagnement sont détaillées dans les parties pour lesquelles elles présentent des différences notables ou des améliorations significatives. Le terme Firewire sera utilisé dans ce document pour désigner la collection de normes IEEE 1394 (IEEE 1394, IEEE 1394a, IEEE 1394b, etc.).
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Grands principes de Firewire
En anglais
3. Performances
3.1 Influence de la taille du réseau
La profondeur du réseau (nombre maximal de sauts de la racine jusqu'au nœud le plus éloigné), plus que la taille du réseau ou le nombre de nœuds, a une influence non négligeable sur les performances. En effet, la durée des silences imposés par les normes, qui définissent les changements de modes au sein du réseau, est proportionnelle à cette profondeur. La surcharge induite peut représenter jusqu'à plus de 6 % du cycle (et donc de la bande passante).
HAUT DE PAGE3.2 Résistance à la charge
Il n'y a pas de différence notable entre les chiffres annoncés par la norme et la réalité. Les seuls points délicats sont le respect des spécifications par les implémenteurs, notamment en ce qui concerne le respect des principes de l'algorithme d'équité, ainsi que la manière dont les mécanismes décrits par la norme sont implémentés dans le silicium. En effet, sans être non conforme, certaines implémentations ne permettent pas un contrôle fin des instants d'envoi et de réception des paquets (cela demeure essentiellement problématique dans le cadre d'actions isochrones).
Un aspect réellement problématique des versions initiales de Firewire était lié à la présence de nombreuses périodes de silence. Ces périodes interviennent pour indiquer des changements de mode et pour séparer les envois d'un nœud de ceux d'un autre. Cela a pour conséquence d'introduire de nombreuses périodes de silence lorsque l'application fonctionnant sur le réseau nécessite l'envoi en nombre de petits paquets. Le taux d'utilisation effective du réseau devient alors très bas.
Firewire sera d'autant plus efficace que les paquets transmis seront de grande taille et proviendront d'un nombre restreint de nœuds.
3.3 Sensibilité à la distribution de la charge
Cela recouvre la problématique de la cohérence de fonctionnement entre des distributions différentes, à trafic équivalent. Cela vaut aussi bien pour les productions et les consommations de données applicatives transmises. À ce titre, Firewire est handicapé par son prix.
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Performances
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KUNZMAN (A.), WETZEL (A.) - 1394 High Performance Serial Bus : The Digital Interface for ATV. - Texas Instruments.
-
(2) - The promoters of the Open HCI - 1394 Open Host Controller Interface Specification. - 29 sept. 1997.
-
(3) - TEENER (M.) - New technology in the IEEE P1394 Serial Bus – Making it fast, cheap and easy to use. - Apple Computer, MS:60-AR, Hot Interconnect Symposium'93, Stanford University, p. 1-15 (1993).
-
(4) - MAMMERI (Z.) - Classification des contraintes temporelles. - Contribution GDR-PRC-PRS, Groupe temps réel, Centre de recherche en informatique de Nancy (1996).
-
(5) - SCHICKHUBER (G.), McCARTHY (O.) - Distributed Fieldbus and Control Network Systems. - IEE Computing and Control Engineering Journal, fév. 1997.
-
(6) - MAMMERI (Z.), THOMESSE (J.P.) - Réseaux locaux industriels. - ...
NORMES
-
IEEE standard for a high performance serial bus - IEEE 1394-1995 -
-
IEEE Standard For A High Performance Serial Bus. Amendment 1 - IEEE 1394a-2000 -
-
IEEE Standard For A High Performance Serial Bus. Amendment 2 - IEEE 1394b-2002 -
-
IEEE Standard For A High Performance Serial Bus. Amendment 3 - IEEE 1394C-2006 -
-
IEEE Standard For A High Performance Serial Bus Bridges - IEEE 1394.1-2004 -
-
IEEE Standard For A High Performance Serial Bus Peer-to-Peer Data Transport Protocol (PPDT) - IEEE 1394.3-2003 -
-
IEEE standard for a control and status registers (CSR) architecture for microcomputer buses - IEEE 1212-2001 -
-
Bus FIP pour échange d'informations entre transmetteurs, actionneurs et automates. Couche application. Services périodiques et apériodiques - NF C46-602 - 04-90
-
...
Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
1394 Trade Association
HAUT DE PAGE2 Prestataires de bus de terrain
(liste non exhaustive)
Aerotech
FAST SA
Soft Servo Systems
WAGO
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(liste non exhaustive)
Molex
Bulgin
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