Firewire

IEEE 1394 est une norme d'interface pour un bus série destiné aux communications à haute vitesse et au transfert de données isochrones en temps réel. Elle a été développée à la fin des années 1980 et au début des années 1990 par Apple en collaboration avec plusieurs entreprises, principalement Sony et Panasonic. Elle est plus communément connue sous le nom de FireWire (Apple), bien que d'autres noms de marque existent tels que i.LINK (Sony) et Lynx (Texas Instruments). La plupart des fabricants d'électronique grand public ont progressivement abandonné IEEE 1394 de leurs gammes de produits dans les années 2010.

Type	Série
Histoire de production
Concepteur	Apple (1394a/b), IEEE P1394 Working Group, Sony, Panasonic, etc.
Conçu	1986 ; il y a 39 ans (1986)[1]
Standardisé	Janvier 1995 ; il y a 30 ans (1995-01)
Fabricant	Divers
Produit	1994–actuel
Remplacé par	Thunderbolt (et USB 3.0 pour un usage grand public)
Spécifications générales
Longueur	4,5 m (15 ft) maximum
Largeur	1
Branchement à chaud	Oui
Chaînage	Oui, jusqu'à 63 appareils
Signal audio	Non
Signal vidéo	Non
Broches	4, 6, 9
Électrique
Tension max.	30 V
Courant max.	1,5 A
Données
Signal de données	Oui
Débit	* 1394a, semi-duplex 100–400 Mbit/s (12,5–50 MB/s) * 1394b et ultérieur, duplex intégral 800–3200 Mbit/s (100–400 MB/s)

Le câble en cuivre utilisé dans son implémentation la plus courante peut atteindre jusqu'à 4,5 m (15 ft) de long. L'alimentation et les données sont transportées par ce câble, permettant aux appareils ayant des besoins en énergie modérés de fonctionner sans alimentation séparée. FireWire est également disponible en versions Cat 5 et fibre optique.

L'interface 1394 est comparable à USB. USB a été développé ultérieurement et a gagné une part de marché beaucoup plus importante. USB nécessite un contrôleur hôte, tandis que IEEE 1394 est géré de manière coopérative par les appareils connectés.[2]

Histoire et développement

La prise alpha FireWire 400 à 6 conducteurs et 4 conducteurs

Un connecteur FireWire 800 à 9 broches

Le câblage alternatif de style Ethernet utilisé par 1394c

Connecteurs alpha FireWire 400 à 4 conducteurs (gauche) et 6 conducteurs (droite)

Une carte d'extension PCI contenant quatre connecteurs FireWire 400.

Une ExpressCard FireWire 800

FireWire est le nom donné par Apple au bus série à haute vitesse IEEE 1394. Son développement a été initié par Apple[1] en 1986,[3] et développé par le groupe de travail IEEE P1394, largement guidé par les contributions de Sony (102 brevets), Apple (58 brevets), Panasonic (46 brevets) et Philips (43 brevets), en plus des contributions d'ingénieurs de LG Electronics, Toshiba, Hitachi, Canon,[4] INMOS/SGS Thomson (aujourd'hui STMicroelectronics),[5] et Texas Instruments.

IEEE 1394 est une architecture de bus série pour le transfert de données à haute vitesse, série signifiant que les informations sont transférées un bit à la fois. Les bus parallèles utilisent plusieurs connexions physiques différentes, et sont donc généralement plus coûteux et plus lourds.[6] IEEE 1394 supporte pleinement les applications isochrones et asynchrones.

Apple a conçu FireWire pour être un remplacement série du bus SCSI parallèle, tout en offrant une connectivité pour les équipements audio et vidéo numériques. Le développement d'Apple a commencé à la fin des années 1980, présenté ultérieurement à l'IEEE,[7] et achevé en janvier 1995. En 2007, IEEE 1394 était une compilation de quatre documents : la norme originale IEEE Std. 1394–1995, l'amendement IEEE Std. 1394a-2000, l'amendement IEEE Std. 1394b-2002, et l'amendement IEEE Std. 1394c-2006. Le 12 juin 2008, tous ces amendements ainsi que des errata et des mises à jour techniques ont été incorporés dans une norme supersédante, IEEE Std. 1394–2008.[8]

Apple a d'abord inclus FireWire intégré dans certains de ses modèles Macintosh de 1999 (bien qu'il ait été une option sur commande pour certains modèles depuis 1997), et la plupart des ordinateurs Macintosh Apple fabriqués de 2000 à 2011 incluaient des ports FireWire. Cependant, en février 2011, Apple a introduit son premier Mac avec Thunderbolt, qui a remplacé FireWire. Apple a sorti ses derniers ordinateurs avec FireWire en 2012. En 2014, Thunderbolt est devenu une fonctionnalité standard sur toute la gamme d'ordinateurs Apple (plus tard à l'exception du MacBook 12 pouces introduit en 2015, qui ne disposait que d'un seul port USB-C), devenant ainsi le successeur spirituel de FireWire dans l'écosystème Apple. Les derniers produits Mac d'Apple avec FireWire, l'écran Thunderbolt et le MacBook Pro 13 pouces de 2012, ont été abandonnés en 2016. Apple a vendu un adaptateur Thunderbolt vers FireWire, avec un seul port FireWire 800, jusqu'en 2023.[9] Un adaptateur séparé était nécessaire pour l'utiliser avec Thunderbolt 3.

L'implémentation de Sony du système, i.LINK, utilisait un connecteur plus petit avec seulement quatre conducteurs de signal, omettant les deux conducteurs qui fournissent l'alimentation aux appareils au profit d'un connecteur d'alimentation séparé. Ce style a été ajouté ultérieurement dans l'amendement 1394a.[7] Ce port est parfois étiqueté S100 ou S400 pour indiquer la vitesse en Mbit/s.

Le système était couramment utilisé pour connecter des périphériques de stockage de données et des caméras DV (vidéo numérique), mais était également populaire dans les systèmes industriels pour la vision machine et les systèmes audio professionnels. De nombreux utilisateurs le préféraient à l'USB 2.0 plus courant pour sa vitesse effective supérieure et ses capacités de distribution d'alimentation. Des benchmarks montrent que les taux de transfert de données soutenus sont plus élevés pour FireWire que pour USB 2.0, mais inférieurs à USB 3.0. Les résultats sont marqués sur Apple Mac OS X mais plus variés sur Microsoft Windows.[10][11]

Considérations sur les brevets

L'implémentation de IEEE 1394[12] est dite nécessiter l'utilisation de 261 brevets internationaux émis[4] détenus par dix[5] corporations. L'utilisation de ces brevets nécessite une licence ; l'utilisation sans licence constitue généralement une infraction aux brevets.[13] Les entreprises détenant des brevets IEEE 1394 ont formé un pool de brevets avec MPEG LA, LLC comme administrateur de licences, à qui elles ont accordé des licences. MPEG LA sous-licencie ces brevets aux fournisseurs d'équipements implémentant IEEE 1394. Selon la licence typique du pool de brevets, une redevance de 0,25 US$ par unité est payable par le fabricant lors de la fabrication de chaque produit fini 1394 ;[13] aucune redevance n'est payable par les utilisateurs.

Le dernier des brevets, MY 120654 par Sony, a expiré le 30 novembre 2020. Au 30 novembre 2020, les détenteurs de brevets suivants sont...

Améliorations (IEEE 1394a)

L'amendement IEEE 1394a (2000) a ajouté la prise en charge d'un connecteur à 4 broches plus petit, destiné aux appareils alimentés, et a introduit des améliorations de performances et de gestion d'alimentation.

Améliorations (IEEE 1394b et 1394c)

IEEE 1394b (2002) a augmenté la vitesse à 800 Mbit/s (S800) et 1600 Mbit/s (S1600), et a introduit des câbles optiques pour des distances plus longues. IEEE 1394c (2006) a ajouté le support pour le câblage Ethernet-style (Cat 5e) pour des vitesses jusqu'à S800.

Comparaison avec USB

Bien que USB et FireWire soient tous deux des bus série, FireWire est conçu pour les transferts isochrones (comme la vidéo), tandis que USB est plus orienté vers les périphériques de stockage et les entrées. FireWire peut connecter jusqu'à 63 appareils en chaîne, contre un pour USB (bien que des hubs puissent étendre cela). USB nécessite un hôte, tandis que FireWire est pair-à-pair.

Utilisations

Réseautage sur FireWire

FireWire peut être utilisé pour le réseautage ad hoc. Apple a implémenté IP over FireWire dans Mac OS X, et Microsoft l'a supporté dans Windows XP jusqu'à Windows Server 2003, mais l'a abandonné dans les versions ultérieures.

IIDC

IIDC (Instrumentation & Industrial Digital Camera) est le format de données FireWire standard pour la vidéo en direct, utilisé par les caméras iSight d'Apple. Il est conçu pour les systèmes de vision machine mais aussi utilisé pour d'autres applications de vision par ordinateur et certaines webcams. Bien qu'ils soient facilement confondus car ils fonctionnent tous deux sur FireWire, IIDC est différent et incompatible avec AV/C (Audio Video Control) utilisé pour contrôler les caméscopes et autres appareils vidéo grand public.

DV

Digital Video (DV) est un protocole standard utilisé par certains caméscopes numériques. Tous les caméscopes DV enregistrant sur bande avaient une interface FireWire (généralement à 4 conducteurs). Tous les ports DV sur les caméscopes fonctionnent uniquement à la vitesse plus lente de 100 Mbit/s de FireWire. Cela pose des problèmes opérationnels si le caméscope est chaîné à un appareil S400 plus rapide ou via un hub commun, car aucun segment d'un réseau FireWire ne peut supporter plusieurs vitesses de communication.

L'étiquetage du port variait selon le fabricant, Sony utilisant soit sa marque i.LINK, soit les lettres DV. De nombreux enregistreurs vidéo numériques ont un connecteur FireWire d'entrée DV (généralement alpha) qui peut être utilisé pour enregistrer la vidéo directement depuis un caméscope DV (sans ordinateur). Le protocole permet également le contrôle à distance (lecture, rembobinage, etc.) des appareils connectés et peut diffuser le code temporel depuis une caméra.

USB n'est pas adapté au transfert de données vidéo depuis une bande car la bande par sa nature ne supporte pas les taux de données variables. USB repose fortement sur le support du processeur et cela n'était pas garanti pour servir le port USB à temps. Le passage ultérieur de la bande vers la mémoire à état solide ou les médias à disque (par exemple, cartes SD, disques optiques ou disques durs) a facilité le passage au transfert USB car les données basées sur fichiers peuvent être déplacées en segments selon les besoins.

Frame grabbers

L'interface IEEE 1394 est couramment trouvée dans les frame grabbers, des appareils qui capturent et numérisent un signal vidéo analogique ; cependant, IEEE 1394 fait face à la concurrence de l'interface Gigabit Ethernet (en citant des problèmes de vitesse et de disponibilité).

Synchronisation et charge des iPod et iPhone

Les iPods sortis avant l'iPod avec connecteur Dock utilisaient des ports IEEE 1394a pour le transfert de fichiers musicaux et la charge, mais en 2003, le port FireWire dans les iPods a été remplacé par le connecteur dock d'Apple et des câbles IEEE 1394 vers connecteur 30 broches ont été fabriqués. Apple a commencé à supprimer la compatibilité rétroactive avec les câbles FireWire à partir de la première génération d'iPod nano et de la cinquième génération d'iPod, tous deux ne pouvant synchroniser que via USB mais conservant la capacité de charger via FireWire. Cela a été reporté sur les nanos de deuxième et troisième génération ainsi que sur l'iPod Classic. La compatibilité rétroactive a été complètement supprimée à partir de l'iPhone 3G, de l'iPod touch de deuxième génération et de l'iPod nano de quatrième génération,[76] tous ne pouvant charger et synchroniser que via USB.

Problèmes de sécurité

Les appareils sur un bus FireWire peuvent communiquer par accès direct à la mémoire (DMA), où un appareil peut utiliser du matériel pour mapper la mémoire interne à l'espace mémoire physique de FireWire. Le SBP-2 (Serial Bus Protocol 2) utilisé par les disques durs FireWire utilise cette capacité pour minimiser les interruptions et les copies de tampon. Dans SBP-2, l'initiateur (appareil contrôlant) envoie une requête en écrivant à distance une commande dans une zone spécifiée de l'espace d'adresse FireWire de la cible. Cette commande inclut généralement des adresses de tampon dans l'espace d'adresse physique FireWire de l'initiateur, que la cible est censée utiliser pour déplacer les données E/S vers et depuis l'initiateur.

Sur de nombreuses implémentations, particulièrement celles comme les PC et les Mac utilisant l'OHCI populaire, le mappage entre l'espace mémoire physique FireWire et la mémoire physique de l'appareil est effectué en matériel, sans intervention du système d'exploitation. Bien que cela permette une communication à haute vitesse et à faible latence entre les sources et les puits de données sans copie inutile (comme entre une caméra vidéo et une application d'enregistrement vidéo logicielle, ou entre un disque dur et les tampons d'application), cela peut également être un risque de sécurité ou de restriction des droits médias si des appareils non fiables sont connectés au bus et initient une attaque DMA. Une des applications connues pour exploiter cela afin d'obtenir un accès non autorisé aux ordinateurs Windows, Mac OS et Linux en cours d'exécution est le spyware FinFireWire. Pour cette raison, les installations à haute sécurité utilisent généralement des machines plus récentes qui mappent un espace mémoire virtuel à l'espace mémoire physique FireWire (comme un Power Mac G5, ou toute station de travail Sun), désactivent les pilotes pertinents au niveau du système d'exploitation,[78] désactivent le mappage matériel OHCI entre FireWire et la mémoire de l'appareil, désactivent physiquement l'interface FireWire entière, ou choisissent de ne pas utiliser FireWire ou d'autres matériels comme PCMCIA, PC Card, ExpressCard ou Thunderbolt, qui exposent DMA aux composants externes.

Une interface FireWire non sécurisée peut être utilisée pour déboguer une machine dont le système d'exploitation a planté, et dans certains systèmes pour des opérations de console à distance. Windows supporte nativement ce scénario de débogage du noyau,[79] bien que les versions plus récentes de Windows Insider Preview ne incluent plus cette capacité par défaut.[80] Sur FreeBSD, le pilote dcons fournit les deux, en utilisant gdb comme débogueur. Sous Linux, firescope[81] et fireproxy[82] existent.

Lectures supplémentaires

• INCITS T10 Project 1467D (2004). Information technology—Serial Bus Protocol 3 (SBP-3). ANSI INCITS. ANSI INCITS 375-2004. {{cite book}} : CS1 maint: numeric names: authors list (link)
• Anderson, Don (1999). FireWire System Architecture. MindShare, Inc. ISBN 0-201-48535-4.
• "IEEE Standard for a High-Performance Serial Bus". IEEE STD. 1394-2008. 2008-10-21. doi: 10.1109/IEEESTD.2008.4659233. ISBN 978-0-7381-5771-9.

Pour plus d'informations, consultez Wikipedia.