Port FireWire

Logo caractéristique du FireWire

FireWire est le nom commercial donné par Apple à une interface série multiplexée, aussi connue sous la norme IEEE 1394 et également connue sous le nom d'interface i.LINK, nom commercial utilisé par Sony.
Il s'agit d'un bus informatique véhiculant à la fois des données et des signaux de commandes des différents appareils qu'il relie.

Plug and Play, on peut l'utiliser pour brancher toutes sortes de périphériques gourmands en bande passante et qui demandent un débit de données stable, notamment des disques durs et des caméscopes numériques. Elle permet l'alimentation du périphérique, ainsi que le raccordement de 63 périphériques par bus et leur branchement/débranchement à chaud. On peut raccorder jusqu'à 1 024 bus par l'intermédiaire de passerelles.

FireWire a été inventé par Apple au début des années 1990 et peut atteindre des débits de plusieurs dizaines de Mo/s.

Origine

FireWire est le nom donné par Apple. La société Sony le nomme i.Link, la société Texas Instruments utilisant quant à elle le terme Lynx. Le FireWire a été normalisé en 1995 sous la référence IEEE 1394.

Technologie

FireWire utilise un multiplexage temporel : le temps est découpé en tranches de 125 microsecondes (8 000 cycles par seconde), les données étant découpées en paquets. Dans chaque tranche sont tout d'abord transmis les paquets isochrones (son, vidéo…) puis les paquets asynchrones (données informatiques). Ce système garantit la bande passante pour les flux vidéo évitant ainsi des effets de saccades et autres pertes de qualité. Les flux isochrones sont identifiés par un canal (maximum : 63), et doivent tous avoir un paquet par tranche ; une fois les paquets isochrones émis le reste du cycle est utilisé pour les paquets asynchrones identifiés non pas par un canal mais par l'identifiant du périphérique émetteur et l'identifiant du périphérique destinataire.

Branchement

Connecteur FireWire 400 « mâle »

FireWire est dit Hot Plug (branchement à chaud) ; la connexion ou la déconnexion d'un périphérique déclenche un événement bus reset chez tous les autres périphériques : ainsi tout le monde sait à tout moment qui est présent sur le bus. À chaque bus reset les périphériques reçoivent un numéro d'identification de 0 à 62 ; celui qui a le plus grand numéro est élu chef du bus ou root, et c'est lui notamment qui est chargé de marquer le début des cycles de 125 microsecondes. Tout périphérique peut ainsi être root contrairement à l'USB où ce rôle est assuré par l'hôte auquel les périphériques sont reliés.

Bien qu'il serve le plus souvent à connecter des disques durs ou des caméscopes pour réaliser des montages vidéo, ou pour réaliser des captures audio via des cartes son externes, le port FireWire peut aussi, pour des besoins ponctuels, servir à relier deux machines en réseau ; il apparaît donc comme faisant partie des périphériques de « Connexions réseau » sous Windows XP et comme interface réseau sous les systèmes utilisant un noyau Linux ou UNIX. (voir les Connecteurs)

Câbles

Deux brochages distincts existent en s400 et s800 : le format à 6 broches permettant l'alimentation des périphériques et le format à 4 broches sans alimentation. Le format à quatre broches est celui des PC portables.

En s800 les connecteurs ont 9 broches. s400 et s800 sont compatibles : on peut connecter un périphérique s800 avec un s400 en utilisant un câble 9 broches vers 6 broches.

Le câble le plus répandu est constitué de fils de cuivre torsadés. Sa longueur maximale pour tous les protocoles FireWire est de 4,5 m. Il existe également une transmission par fibre optique, très coûteuse mais permettant d'atteindre 100 m.

Brochage

Connecteur FireWire "IEEE1394a (1995)" « femelle »

  • 1 → VCC : 30 V

  • 2 → Masse

  • 3 → TPB- : (Twisted-pair B) signaux différentiels

  • 4 → TPB+ : (Twisted-pair B) signaux différentiels

  • 5 → TPA- : (Twisted-pair A) signaux différentiels

  • 6 → TPA+ : (Twisted-pair A) signaux différentiels

Débits

Le FireWire permet de disposer de débits théoriques atteignant :

     • 100 Mb/s en version 1 (IEEE 1394a-s100)

     • 200 Mb/s en version 1 (IEEE 1394a-s200)

     • 400 Mb/s en version 1 (IEEE 1394a-s400)

     • 800 Mb/s en version 2 (IEEE 1394b-s800)

     • 1 200 Mb/s en version 2 (IEEE 1394b-s1200)

     • 1 600 Mb/s en version 2 (IEEE 1394b-s1600)

     • 3 200 Mb/s en version 2 (IEEE 1394b-s3200)

La norme IEEE 1394b peut également être appelée FireWire Gigabit, FireWire2 ou Firewire 800.

Le s1600 et s3200 ont été adoptés par l'IEEE en août 2008.

Présentation du bus Firewire (IEEE 1394)

Le bus IEEE 1394 (nom de la norme à laquelle il fait référence) a été mis au point à la fin de l’année 1995 afin de fournir un système d’interconnexion permettant de faire circuler des données à haute vitesse en temps réel. La société Apple lui a donné le nom commercial « Firewire », qui est devenu le plus usité. Sony lui a également donné le nom commercial de i.Link, tandis que Texas Instrument lui a préféré le nom de Lynx.

Il s'agit ainsi d'un port, équipant certains ordinateurs, permettant de connecter des périphériques (notamment des caméras numériques) à très haut débit. Il existe ainsi des cartes d'extension (généralement au format PCI ou PC Card / PCMCIA ) permettant de doter un ordinateur de connecteurs FireWire. Les connecteurs et câbles FireWire sont repérables grâce à leur forme.

Les normes FireWire

Il existe différentes normes FireWire permettant d'obtenir les débits suivants :

La norme IEEE 1394b est également appelée FireWire 2 ou FireWire Gigabit.

Fonctionnement du bus Firewire

Le bus IEEE 1394 suit à peu près la même structure que le bus USB, si ce n’est qu’il utilise un câble composé de six fils (deux paires pour les données et pour l’horloge, et deux fils pour l’alimentation électrique) lui permettant d’obtenir un débit de 800 Mb/s (il devrait atteindre prochainement 1.6 Gb/s, voire 3.2 Gb/s à plus long terme). Ainsi, les deux fils dédiés à une horloge montrent la différence majeure qui existe entre le bus USB et le bus IEEE 1394, c'est-à-dire la possibilité de fonctionner selon deux modes de transfert :

      • Le mode de transfert asynchrone : Le mode de transfert asynchrone est basé sur une transmission de paquets à intervalles de temps variables. Cela signifie que l’hôte envoie un paquet de données et attend de recevoir un accusé de réception du périphérique. Si l’hôte reçoit un accusé de réception, il envoie le paquet de données suivant, sinon le paquet est à nouveau réexpédié au bout d’un temps d’attente.

      • Le mode isochrone : Le mode de transfert isochrone permet l’envoi de paquets de données de taille fixe à intervalle de temps régulier. Un noeud, appelé Cycle Master est chargé d'envoyer un paquet de synchronisation (appelé Cycle Start packet) toutes les 125 microsecondes. De cette façon aucun accusé de réception n’est nécessaire, ce qui permet de garantir un débit fixe. De plus, étant donné qu’aucun accusé de réception n’est nécessaire, l’adressage des périphériques est simplifié et la bande passante économisée permet de gagner en vitesse de transfert.

Autre innovation du standard IEEE 1394 : la possibilité d’utiliser des ponts, systèmes permettant de relier plusieurs bus entre eux. En effet, l’adressage des périphériques se fait grâce à un identificateur de nœud (c’est-à-dire de périphérique) codé sur 16 bits. Cet identificateur est scindé en deux champs : un champ de 10 bits permettant de désigner le pont et un champ de 6 bits spécifiant le nœud. Il est donc possible de relier 1023 ponts (soit 210 -1), sur chacun desquels il peut y avoir 63 nœuds (soit 26 -1), il est ainsi possible d’adresser 65535 périphériques ! Le standard IEEE 1394 permet aussi le Hot plug’n play, mais alors que le bus USB est destiné à l’utilisation de périphériques peu gourmands en ressources (souris ou clavier par exemple), la bande passante de l’IEEE 1394 la destine à des utilisations multimédias sans précédents (acquisition vidéo, etc.)