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  FireWire^® ist ein eingetragenes Warenzeichen der Apple Computer Inc.

• FireWire^®
  • Entwicklung beginnt Mitte der 80er Jahre bei Apple
     
• i.Link^®
  • Bezeichnung durch Sony, Einführung April 1997
     
• IEEE 1394-1995
  • Beschreibung eines formalen Standards durch die IEEE
    (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
     
• IEEE 1394a
   
• IEEE 1394b
  • in Entwicklung befindliche Version bis 3,2Gb/s
  • rückwärtskompatibel zu 1394, 1394a
     
• IEEE 1394.2
  • nicht rückwärtskompatibel
     

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  FireWire^® ist ein eingetragenes Warenzeichen der Apple Computer Inc.
  i.Link^® ist ein eingetragenes Warenzeichen von Sony
 

• high speed seriell Bus

serielle Schnittstelle	115 Kb/s
USB	1,5 und 12 Mb/s
FireWire	100, 200 und 400 Mb/s

Videodaten (640x480, 24bit Farbtiefe, 30fps)	221 Mb/s
Audiodaten (44,1 kHz, 16 Bit, Stereo)	1,4 Mb/s

Steckverbinder

• skalierbare Geschwindigkeit 100, 200, 400 Mb/s
   
• hot pluggable (unabhängig von einem Hostsystem)
   
• isochrone und asynchrone Übertragung (parallel)
   
• 63 Nodes je Bus ( 1 Node != 1 Gerät)
   
• 1024 Buse
   
• peer-to-peer Übertragung, unabhängig vom Hostsystem
   
• garantierte Bandbreite für isochrone Übertragung
   
• Fehlererkennung und -behandlung
   
• nicht Propertiär, keine Lizenzbedingungen

• Audio- und Videotechnik
   
  • zukünftig einzige Verbindung der Komponenten
     
  • HAVi als "richtungsgebende" Organisation
     
  • herstellerunabhängig
     
• Telekonferenzen
   
• "kleinere" Netzwerke
   
• Massenspeicher
   
• Hochgeschwindigkeitsdrucker
   
• Scanner, Desktopkameras, ...
   

IEEE 1394 Topologie

• elektrisch Punkt-zu-Punkt Verbindung
   
• logisch einfache Kette
   
• Nodes mit Mehrfachports:
   
  • Port empfängt Paket und verteilt es über die anderen Ports
     
  • Verkettung
     

Kabelbelegung

Signalpegel (Datenübertragung!)

• NRZ-Kodierung, reduziert Pegelwechsel auf dem Bus
   
• Strobe-Signal XOR NRZ-Kodierung = Takt
   

Adressierungsschema

• 64 Bit Adressen
   
• 256 TB Node Adressraum
   
• CSR Control- und Status Register
   
• Broadcast (Nachricht an alle Nodes am Bus) über Node 63
   

• kontinuierliche Datenübertragung
   
• keine Quittung über den Erhalt der Daten
   
• geforderte Bandbreite garantiert, wenn vorhanden
   
• Broadcasts über den Bus an alle Nodes eines Kanals
   
• Bandbreitenvergabe durch Isochronous Ressource Manager = 1 Node
   

Beispiel:

• Videodatenstrom

• keine zeitkritischen Daten
   
• Datenprüfung durch CRC
   
• Bestätigung durch Quittung
   
• Wiederholung im Fehlerfall
   
• Adressierung an 1 Node
   
• Datenblockgröße begrenzt (bei 400Mb/s = 2048 Byte)
   

Beispiel:

• z.B. Steuerbefehle für Videokamera

Paketzyklus

• Bandbreitenvergabe durch Isochronous Ressource Manager
   
• isochrone Übertragung kann maximal 80% Bandbreite reservieren
   
• asynchrone Übertragung kann mindestens 20% Bandbreite nutzen
   

Nach dem Einschalten bzw nach Einfügen oder Entfernen von Geräten wird ein RESET-Broadcast verschickt, welcher zur Neukonfiguration des Buses führt.

• Tree Identification -> root Node
   
• Self Identification -> eindeutige ID für jedes Node
   
• Bus Management
   
  • Cycle Master (root Node) 125 microsecunden Takt
     
  • Isochronous Ressource Manager, wenn isochrone Übertragung angefordert wird (Node mit höchster SelfID)
     
  • Power Management (Stromversorgung über FireWire-Kabel)
     

• Ziel: Linux Subsystem für IEEE1394
   
• GPL
   
• ursprünglich Entwicklung an der Universität Klagenfurt (at)
   
• http://sourceforge.net/projects/linux1394
   
• Entwickler:
  • Andreas Bombe
  • Dan Dennedy
  • Sebastien Rougeaux

Grafik von Søren Thing Andersen

• Texas Instruments Chipfamilie
  • TSB12LV22, PCI-to-1394 Host Controller
  • TSB41LV03, 3-Port, 100/200/400Mbps Physical Layer Controller
     
• Sony Vaio Notebooks teilweise unterstützt

Mainboard ASUS P3B 1394

• experimentelle Kernelpatches fuer 2.2.x
• RedHat Standardkernel ab 2.4.x enthält IEEE1394 Subsystem
• aktuell 2.4.2-0.1.49

% /sbin/lspci   00:06.0 FireWire (IEEE 1394): Texas Instruments OHCI Compliant FireWire Controller (rev 01)

• Treiber als Module laden

% /sbin/modprobe ohci1394 % /sbin/modprobe raw1394   % /sbin/lsmod Module         Size  Used by raw1394        6688  2 ohci1394      23312  1 ieee1394      21552  0 [raw1394 ohci1394]

• Geräteinträge anlegen

% /bin/mknod -m 666 /dev/raw1394 c 171 0 % /bin/mknod -m 666 /dev/video1394 c 172 0

libraw1394 0.8.2

• Funktionen zur Nutzung von /dev/raw1394
   
• Includes unter /usr/local/include/libraw1394/
   

libdv 0.4

(Achtung: libdv 0.5 passt nicht zu kino 0.4)

• Quasar DV Codec
   
• Softwaredecoder DV-Format nach IEC 61834 und SMPTE 314M
   
  (Standards beschreiben Format für "consumers digital camcorder")
   
• Includes /usr/local/include/libdv/
   

libdc1394 0.8

• Programmierinterface zur Steuerung von DV-Camcordern
   
• Includes /usr/local/include/libdc1394/
   

gscanbus 0.6

• Topologie des FireWire-Buses
   
• Informationen über einzelne Nodes
   
• Transfers von und zu den Nodes
   

gscanbus

kino 0.4

• Aufzeichen von Audio+Videodaten von DV-Camcorder
   
• DV-Camcorder Control (Play, Pause, Stop, ...)
   
• nutzt /dev/raw1394
   

kino

BroadCast 2000

• DV-Aufzeichnung funktioniert im Anwendungsbeispiel nicht
   

MainActor

• Nachbearbeitung/Schnitt der AVIs

ether_1394

Für die Adressierung ist eine eindeutige MAC-Adresse erforderlich.

Im gewählten Ansatz wird aus der Node-Nummer die MAC-Adresse berechneten. Ein eingefügtes oder entferntes Node führt aber zur Neunummerierung der Nodes am Bus.

ARP-Problem

• bis zu 63 Netzwerkknoten mit Ethernet-Protokoll
   
• vorerst für 2.2.x Kernel, ab Version 0.2.x auch fuer 2.4.x Kernel
   
• Modul eth1394 mit Option hwaddr=0x00342367ba12
   

ip1394

• Kernelpatch erforderlich, nur 2.2.x Kernel
   
• Kernelmodul ip1394
   
• Konfiguration: /sbin/ifconfig ip1394 172.16.220.38 netmask 255.255.255.0 up

• FireWire versus USB
   
• Verbreitung im Audio-Video-Bereich
   
• rasante Entwicklung um Linux + FireWire
   
• Entwicklung derzeit auf Texas Instruments Chips beschränkt
   

Nachtrag

• SBP-2 Treiber, emuliert SCSI-Treiber für Massenspeicher, Scanner, ...
   
• Patch für PCMCIA-FireWire-Karten
   
• Patch für mehrere isochrone Kanäle
   

• Don Anderson, FireWire System Architecture
  (Addison Wesley 1998, ISBN 0-201-69470-0)
   
• linux1394.sourceforge.net
   
• www.1394ta.com
   
• standards.ieee.org
   
• www.havi.org
   
• Arne Schirmacher - kino
   
• Bill Alexander IEEE 1394 programming page
   
• Richard Akerman's Links
   
• BroadCast 2000
   
• Main Actor
   
• Texas Instruments
   
• Apple Inc, FireWire
   
• Sony Deutschland