1394

1394

計算機接口IEEE1394,俗稱火線接口,主要用於視頻的採集,在INTEL高端主機板與數碼攝像機(DV)上可見。 IEEE 1394,別名火線(FireWire)接口,是由蘋果公司領導的開發聯盟開發的一種高速度傳送接口,數據傳輸率一般為800Mbps。火線(FireWire)是蘋果公司的商標。Sony的產品稱這種接口為iLink

基本介紹

  • 中文名:1394
  • 俗稱火線接口
  • 數據傳輸率:800Mbps
  • 簡介:主要用於視頻的採集
介紹,1394卡簡介,1394版本,IEEE1394特點,高速率,實時性,匯流排結構,熱插拔,即插即用,套用,1394卡分類,視頻採集卡,硬解碼功能的1394卡,軟體實現壓縮編碼的1394卡,網路適配器,

介紹

IEEE 1394的原來設計,是以其高速傳輸率,容許用戶在電腦上直接透過 IEEE 1394 接口來編輯電子影像檔案,以節省硬碟空間。在未有 IEEE 1394 以前,編輯電子影像必須利用特殊硬體,把影片下載到硬碟上進行編輯。但隨著硬碟價格愈來愈便宜,加上USB 2.0開發便宜,速度也不太慢,從而取代了IEEE 1394,成為了外接電腦硬碟及其它周邊裝置的最常用界面。
1394
由於早期,開發聯盟內部的製造許可證定價的糾紛造成了此技術在市場上的推遲適應。定價時,蘋果公司想在每一個出產接頭營利1至2美元的許可費。其他聯盟公司(如Intel)覺得此價太高,如果聯盟的所有公司都要求那么高的營利,一個接口的許可費將高達十幾美元。聯盟內許多公司也是USB開發者論壇(USB-IF)的會員。由於此糾紛,聯盟內其它公司開始重視USB 2.0。
2007年年底,Intel(英特爾)公司和微軟公司宣布了1.0版PC98規範,提出在微機作業系統基本要求中應包括具有IEEE1394連線埠的塢站。在2013年夏天北京中國家用電器博覽會上,Sony(索尼)公司以IEEE1394為接口,將微機與電視、音響、攝錄放一體機、數據存檔系統、數字相機、彩色印表機、圖像採集卡等連線起來,構成了一個標準的家庭網路環境。
隨著信息技術的迅速發展,計算機的速度不斷提高,外部設備的速度也隨之提高,從而對接口技術提出了新的要求。與此同時,計算機也一改過去非辦公室不去的老觀念,常常屈尊為家用電器的一員了。另一方面,家電產品也在數位技術的大量套用中越來越電腦化。這自然就引發了對計算機與家電間接口的研究。比較有影響的新一代接口有USB、IEEE1394、FiberChannel、SSA、Ultra SCSI等。其中IEEE1394是由美國電子電氣學會制定的高速串列匯流排接口標準,既可作為匯流排標準套用於計算機主機板,也可作為接口標準套用於計算機與各種外設的聯接,如在攝錄機、數字相機、數字音頻視頻設備之間實現高速、寬頻的數據傳輸,滿足了多媒體套用的需要。其中,適用於主機板的標準工作速率為12.5Mbit/s、25Mbit/s或50Mbit/s,適用於外設的標準所支持的數據率為100Mbit/s、200Mbit/s和400Mbit/s,兩者在連結層及以上各層是完全兼容的。
艾菲特光電1394高解析度工業數字攝像頭艾菲特光電1394高解析度工業數字攝像頭
為了使這種接口標準早日實現商品化、市場化,IEEE1394行業協會於1994年9月成立,由AdaptecAMDAppleCirrus Logic、IBM、MicrosoftMolexPhilips、 Skipstone、SonyTI等公司組成執行委員會,美國人Gary Hoffman任主席。IEEE1394行業協會促進了數字音頻視頻設備基於IEEEE1394的家庭網路標準,發表了確保IEEE1394高品質及互換性的標準書,並在IEEE1394-1995的基礎之上,開始研究和發展傳輸速率最高可達3.2Gbit/s的IEEE1394b產品。在他們的努力下,IEEE1394不斷發展完善,日益貼近市場。
類型的比較
匯流排類型的比較:
較為典型的新一代匯流排有SCSI、FiberChannel、SSA和USB。將其作一比較就可以看出,SCSI、FiberChannel、SSA主要是著眼於磁碟等計算機存儲設備的;USB最初的目標是以低速的鍵盤、滑鼠等為對象;而IEEE1394以其包含了上述所有特性而具有劃時代的意義。
@@0732100.JPG;表1 並行匯流排比較@@
@@0732101.JPG;表2 串列匯流排比較@@
@@0732102.JPG;表3 IEEE1394與USB比較@@
通用串列匯流排USB與IEEE1394的特性作逐項的比較,可以發現USB與IEEE1394的區別在於USB是一一種主從式架構,IEEE1394則為對等架構。在計算機領域,IEEE1394與USB並列,作為計算機的匯流排和接口占有重要的地位,在除鍵盤和滑鼠外的各種連線中都有可能使用。這樣就可以簡化計算機後面板及電纜,增強了通用性,使用更加方便,也降低了費用。

1394卡簡介

IEEE1394通常在數碼攝像機等外部設備,和各種網路設備使用。它常被稱之為Firewire(Apple蘋果的名稱),和i.Linksony的名稱),800MbpsIEEE1394匯流排(也可以稱之為Firewire-800)正在逐漸取代400MbpsIEEE1394匯流排。6-PIN接口包含4條信號線和2條電源線,不需要額外供電,而4-PIN接口只有信號線。Firewire-800接口增加一面針腳,使用9-PIN聯接線。
1394卡的全稱是IEEE1394 Interface Card。這一接口技術是由老牌的電腦廠商蘋果公司率先創立的,蘋果公司稱之為Firewire,所以很多人也習慣叫1394採集卡為火線卡。其初衷是把它作為一種高速數據傳輸接口。1995年電機電子工程師協會(IEEE)把它作為正式新標準,編號1394,這就是IEEE1394這個名字的由來。不同的公司對1394接口技術也有不同的叫法,源於各自廠商註冊的商標名稱不同而已,例如Sony 稱之為 i.Link,Texas Instruments 稱之為Lynx等,實際上都是一種東西。
艾菲特光電1394高速數字圖像採集卡艾菲特光電1394高速數字圖像採集卡
IEEE1394是一種外部串列匯流排標準,它可以達到400Mb/s的數據傳輸速率,十分適合視頻影像的傳輸。作為一種數據傳輸的開放式技術標準,IEEE-1394被套用在眾多的領域,包括數碼攝像機、高速外接硬碟、印表機和掃瞄器等多種設備。標準的1394接口可以同時傳送數字視頻信號以及數字音頻信號,相對於模擬視頻接口,1394技術在採集和回錄過程中沒有任何信號的損失,正是由於這個優勢,1394卡更多地是被人們當做視頻採集卡來使用,1394卡正迅速普及到更多的普通家庭。

1394版本

IEEE 1394a-2000(FireWire 400)
和IEEE 1394-1995幾乎相同,改良數個地方之後制定的新規格。為了和後述的IEEE 1394b分別,因此稱為“FireWire 400”。在工業上使用的時候,有時就單純稱呼為“.a”。
IEEE 1394b-2002(FireWire 800)
FireWire 800即是理論最高速為800Mbps的高速規格,兼容於IEEE 1394a,但是接頭的形狀從IEEE 1394a的6 Pin變成9 Pin,因此需要經由轉接線連線。在工業上使用的時候,有時就單純稱呼為“.b”。
IEEE 1394c-2006(FireWire S800T)
CAT-5e的纜線
FireWire S800T公布於2007年6月8日,提供了一個重大的技術改進,新的接頭規格和RJ45相同,並使用CAT-5(5類雙絞線)和相同的自動協定,可以使用相同的連線埠來連線任何IEEE 1394設備或IEEE 802.3(1000BASE-T乙太網雙絞線)的設備。
雖然聽起來相當地有魅力,但是直到2008年10月為止,市面上尚無任何產品或是晶片,包含這種能力。
IEEE 1394的推廣團體1394 Trade Association,在2007年12月宣布,將可以在2008年底使用新的擴張規格S1600(理論值達到1.6 Gbit/s)和S3200模式(理論值達3.2 Gbit/s)。這是為了迎戰USB 3.0規格所作的準備。

IEEE1394特點

IEEE1394的特點可以歸結如下:

高速率

IEEE1394-1995中規定速率為100Mbit/s到400Mbit/s。IEEE1394b中更高的速度是800Mbit/s到3.2Gbit/s。其實400Mbps就幾乎可以滿足所有的要求。另外,實際傳輸的數據一般都要經過壓縮處理,並不是直接傳輸原始視頻數據。因此可以說,200Mbps已經是能夠滿足實際需要的速度。但對多路數字視頻信號傳輸來說,傳輸速率總是越高越好、永無止境。

實時性

IEEE1394的特點是利用等時性傳輸來保證實時性。在這一點上,SSA,FiberChannel及Ultra SCSI也都與IEEE1394具有同樣的性能。
4根信號線與2根電源線構成的細纜使安裝十分簡單,而且價格也比較便宜。但接點間距只有4.5米,似乎略顯不足。所以也有人在探討延伸接點間距的方法。已發表的實驗品POF可以將接點間距延長至70米。

匯流排結構

IEEE1394是匯流排,不是I/O。向各裝置傳送數據時,不是像網路那樣用I/O傳送數據,而是按IEEE1212標準讀寫列入轉換的空間。總之,從上一層看,IEEE1394是與PCI相同的匯流排。
1394匯流排和常見的USB匯流排的不一樣之處在於1394是一個對等的匯流排,對等匯流排就是說,任何一個匯流排上的設備都可一主動的發出請求. 有點象圓桌會議一樣,大家地位平等. 而USB匯流排上的設備,則都是等待主機傳送請求,然後做相應的動作. 因而1394設備更加智慧型化一些,當然因此也變得複雜一些,成本高一些. 1394匯流排的這個特性決定了1394可以是脫離以桌面主機為中心的束縛,對於數位化家電來說,1394更加有吸引力.
1394匯流排的拓樸結構和USB是一樣的,是樹形結構. 樹形結構就是所有的連線在一起的設備不能形成一個環(圈). 否則就可能不能正常工作. 不過1394b提出了一個避免環狀結構的方法,在即使設備連線形成一個圓圈時,也能保證正常工作. 1394和USB這類串列匯流排和PCI這類並行匯流排不一樣,1394和USB這類匯流排,兩個設備之間如果必須經過第三個設備,那么數據必須也從第三個設備穿過,也就是說第三個設備也要參與傳輸. 而PCI這類並行匯流排,就象一條大馬路鋪到各家的門口,兩個設備如果商量好傳輸數據,並申請到了匯流排,就可以直接在兩個設備間傳輸,不用經過第三家. 當然更本質的區別是,1394是串列的,而PCI是並行的.
1394匯流排上的設備之間也會選舉一些設備作為匯流排的管理作些額外的工作,如
節點: 主要是在匯流排仲裁中做最終的裁判.
同步資源管理器: 主要是在同步傳輸中,管理頻寬,或者提供匯流排的拓樸結構和有限的電源管理.
匯流排管理器: 可以設定根節點,提供匯流排拓樸結構,最佳化網路的回響時間,和更高級的電源管理.

熱插拔

能帶電插拔。增刪新裝置,不必關閉電源,操作非常簡單。

即插即用

增加新裝置不必設定ID,可自動予以分配。SCSI使用者必須設定SCSI地址,而IEEE1394的使用者不需要任何相關知識,操作非常簡單,接上就可以用。
實際上,每當有新的設備接入某個1394連線埠時,整個匯流排將會進行一個'歡迎儀式',這個是匯流排自發的,和PC主機沒有特殊的關係,學名叫做'匯流排復位'(bus reset). 這個過程,所有設備重新給自己起名字(節點標識,NODE ID),新的設備趁機為自己取個名字. 1394的起名字的機制很簡單,從0開始往上,最多到62. 一般葉子節點的id小,樹根的id最大. 這個儀式結束後,大家又是各自乾各自的事情了. 1394的bus reset是很平常的事情,短的只要1us,長的要160us,而USB下,卻跟鳳凰涅盤一樣隆重而冗長,至少在USB2下,一個連線埠復位要150ms,而一個bus reset就要復位所有連線設備的port,所以在連線4個設備時必須600ms+以上的時間. 這個並無好壞之分,只是各自的工作方式不一樣而已。
HD Notebook DV 1394採集卡HD Notebook DV 1394採集卡

套用

IEEE1394的套用不僅限於單一的計算機接口領域。它所具有的高速、寬頻的特徵,特別是等時傳輸的能力,不僅可套用於計算機,而且在家電領域也大有用武之地。同時,也不要以為IEEE1394隻能套用於家庭區域網路這種小範圍。有關與ATM間的網橋連線的研究正在進行之中,遠程寬頻套用也已經有了成型的構想。用IEEE1394連線微機和家電產品的構想如下圖所示。從圖中可知IEEE1394的套用大致可分為三部分,一是數字錄像機、攝錄一體機等家電產品,二是印表機、掃瞄器等計算機外設,三是硬碟、DEV-ROM等微機內部外設。
IEEE1394的推廣首先受到了家電廠家的關注,因為其傳輸速率達到100Mbit/s到400Mbit/s,可以對未經壓縮的數字圖像進行實時傳送,而且既可以建立與微機的連線,也可以不經微機直接連線家用電器。1996年,由50多個家電廠商組成的數字攝錄機論壇將IEEE1394作為數字視頻/音頻的標準接口。也就是說,與數字攝錄機和數字廣播相應的數位電視接收機也採用此標準。索尼公司推出了兩款NTSC制式的數字攝錄機,備有IEEE1394標準的數字音頻、視頻接口,這是IEEE1394在全球套用的第一步。1997年11月,有關防止非法拷備的技術標準確定後,帶有IEEE1394接口的攝錄機和DVD可以上市了。歐洲數位電視廣播公司已經決定在遙控設備和其它外設上採用IEEE1393標準的匯流排。索尼公司在其數字家電產品中全面採用了IEEE1394接口,實現了數位化和網路化。其它家電公司也在利用IEEE1394方面取得了進展,如柯達公司生產出了第一台支持IEEE1394的數字相機;精工-愛普生公司備有IEEE1394接口的彩色印表機可以不通過計算機,直接與數字相機或攝錄機連線列印出彩色照片
計算機廠家對IEEE1394的反應似乎要遲一些,但是一些主要廠家已開始行動了。Intel公司1997年底決定在外設晶片(邏輯LSI)中集成IEEE1394電路。美國微軟公司已在Windows 98中支持IEEE1394連線埠,並開發了支持數字攝錄機、數字錄像機的設備驅動軟體。另一種以Intel和Microsoft等幾家公司共同倡導的被稱為設備艙位(Device Bay)的技術也正在出現。Device Bay將通過現今的兩種標準USB和IEEE1394連線各種設備。可見,這些新標準都有望獲得廣泛的使用。
總之,IEEE1394既是新一代接口,又是新一代匯流排;既是計算機外設接口標準,又是家電接口標準;作為用戶友好的多媒體連線方式,它可廣泛地用於家庭、移動環境及辦公室。作為面向音頻/視頻的低費用數字接口,數位電視、多媒體、CD-ROM(MMCD-ROM)家庭網路等新的音頻/視頻產品將是IEEE1394最初的市場。IEEE1394還將逐漸改善現存的SCSI掃描設備、CD-ROM、磁帶機、印表機等,從而在根本上消除家庭走向多媒體的障礙。

1394卡分類

視頻採集卡

1394卡是一種最常見的視頻採集卡,比如好萊塢、品尼高、友立、天敏、會聲會影等這些較好的品牌質量是很好的,並且價格與其他也有不同。
1394卡可以分為常見的兩類:一種是帶有硬體DV實時編碼功能的DV卡;另一種是用軟體實現壓縮編碼的1394卡(軟卡中最常見的是OHCI1394卡)。
1394卡帶有硬體編碼功能的DV卡一般價格是在5000以上的,比如RT2000而且許多此類卡帶有mpeg2的壓縮功能。
帶有軟體編碼的1394卡是需要套用軟體進行編輯製作的,不過在速度方面較慢,但成本比較低,一般2000元以內。隨著CPU的不斷提速,軟卡的性能也會逐漸提升。軟卡之中也分2類:一是使用廠商專門codec的軟卡,比如EZDV。二是OHCI(open host connect interface)卡。
1394卡是一種標準的電腦接口卡,和USB,SCSI等都是一種概念。在電腦套用windows98,win2000中,XP作為標準設備加以支持。此類卡生產廠商不提供軟體 DV codec,但是microsoft的DirectX中提供了免費的DV codec,也可以通過更換成別的codec提高質量。OHCI卡的一個突出優點是價格比非OHCI的軟卡更便宜,而且可以連線除了DV攝象機之外的1394設備,比如硬碟,webcam等。
我們應該如何選擇適合自己的1394卡呢:業餘愛好者請選用會聲會影HD7000 1394卡,專業工作者可考慮硬體DV卡。
有些套用者會問,不同的1394卡在DV攝像和製作中會導致視頻質量過差嗎
其實這種問題就好像是問:“用不同品牌的硬碟存儲檔案,檔案的內容有區別么?" 如果沒有產品製造質量問題,所有的1394卡捕捉得到的視頻內容是完全一樣的。
事實上,1394卡的功能不過是把DV格式的數據從攝像帶上拷貝到硬碟里,1394卡的作用僅僅是像硬碟接口一樣做數據傳輸而已。並不象MPEG捕捉卡一樣,需要有視頻壓縮的硬體。DV格式也是壓縮的格式,不過這個工作在攝象機里就完成了。即使1394卡上有壓縮編碼的硬體,也只是在編輯生成的時候起作用,而在捕捉時候不起作用。下面就聽我慢慢說說這兩種1394卡吧。

硬解碼功能的1394卡

第一種是帶有硬解碼功能的1394卡,如EZDV採集卡,它不僅能將電視機或者錄像機的視頻信號傳輸入電腦,還具備了硬體壓縮功能,可以將視頻數據實時壓縮成MPEG-1格式的視頻據流並保存為.MPEG 檔案或者.DAT 檔案,從而可以方便地製作視頻光碟,但是價格相對來說就貴了一些,一般要在數百至千元以上不等,最貴的要上萬元!
hd7000 1394卡hd7000 1394卡

軟體實現壓縮編碼的1394卡

另一種物美價廉的用軟體實現壓縮編碼的1394卡,它的功能是將視頻信號輸入電腦,成為電腦可以識別的數位訊號,然後在電腦中利用軟體進行視頻編輯。通俗的說,1394卡所要起的作用就是把數碼攝像帶中的視頻內容傳輸到硬碟里,1394卡這是就僅是一個數據傳輸接口,並不象視頻捕捉卡一樣,需要有視頻壓縮的硬體。通過1394卡傳輸到硬碟里的AVI檔案再通過軟體進行編輯、後期加工,其實,即使1394卡上有壓縮編碼的硬體,也只是在編輯生成MPEG檔案的時候起作用,在傳輸數據的時候是不起作用的。這種1394卡的最大特點就是價格便宜,適合初學者使用。
如果是一般家庭使用,用普通的1394卡就可以了,基本過程如下:通過1394卡把攝像帶的內容傳輸到電腦硬碟,生成為AVI檔案,使用軟體進行後期編輯製作,生成一個新的AVI檔案,把編輯好的素材生成為MPEG1或MPEG2檔案,刻為VCD或DVD永久保存。
IEEE1394接口是由APPLE和TI公司開始的高速串列接口標準,Apple稱之為FireWire(火線),Sony稱之為i.Link,TexasInstruments稱之為Lynx。儘管各自廠商註冊的商標名稱不同,但實質都是一項技術,那就是IEEE1394。
IEEE1394是一種外部串列匯流排標準,800Mbps的高速。2013年來隨著成本的下降,1394卡正迅速普及。也逐漸出現了其他一些相關設備,如數位相機,網路攝像機等。
1394接口具有把一個輸入信息源傳來的數據向多個輸出機器廣播 的功能,特別適用於家庭視聽AV(AUDIO-VISUAL)的連線。由於該接口具有等時間的傳送功能,確保視聽AV設備重播聲音和圖像數據質量,具有好的重播效果。
嚴格的講,IEEE1394卡像USB一樣只是通用接口,而不是視頻捕捉卡。比如說,我們可以連線一個高速外接硬碟到IEEE1394卡上。不過因為IEEE1394卡的絕大多數用途是與DV數碼攝像機相連採集數字視頻信號,所以,我們通常把它看作捕捉卡的功能。
1394按照最初的標準分類有兩種,至於1394a已近淘汰。

網路適配器

1394網路適配器基本簡介1394網路適配器的知識,同通用串列匯流排(Universal Serial Bus,即USB)一樣,IEEE 1394也是一種串列數據傳輸協定。它們都支持熱交換--也就是可以在計算機正在運行時拔插設備。但是同USB相比,IEEE 1394還具有一些優點。最常見的USB 2.0協定的數據傳輸速度為480 Mbps。而IEEE 1394可以達到800 Mbps的傳輸速度。USB通常被用在低頻寬的套用之中,例如:連線數位照相機和攜帶型音頻播放器等。而IEEE 1394一般用在高頻寬套用之中,例如:連線數碼攝像機和外部硬碟等。

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