IEEE-1394是将近有10年历史的技术标准。过去，它似乎一直是高价位的象征；不过，随着消费性电子产品的处理速度之不断增加，尤其是多媒体应用的普及，迟早会使1394的成本下降的。届时，恐怕又要造成一股3C产品整合的风潮。

技术简介

1394是一种高速串接的外围接口技术，它可以将硬盘、数字相机、数字摄录像机（digital video camcorder）和其它装置连接到计算机或电视上，如(图一)所示。这项技术最先是由苹果计算机（Apple）发明，并称呼它为FireWire（Sony则称之为iLink）。1995年时，它被IEEE学会采用，并正式定义为IEEE-1394标准。IEEE-1394a的数据传输率是100、200和400 Mbps；IEEE-1394b则超过800 Mbps以上。

《图一 透过1394技术，可以将许多种设备连接在一起》

开放主机控制介

1394的「开放主机控制接口（Open Host Controller Interface；OHCI）」是一种开放型的通讯协议标准，制造商可以从网络上免费下载。此通讯协议包含了3层：物理层、链结（link）层、交易（transaction）层，另外还包括一个串行总线的管理程序，如(图二)和(表一)所示。OHCI是1394的核心技术；此外，Compaq、Microsoft、National Semiconductor的USB通讯协议也叫作OHCI。

《图二 1394的OHCI架构》

在通讯时，一个1394装置必须先请求控制物理层，如果是使用等时传输，则传送者和接收者的地址会被送出，之后，数据封包也会被送出。当接收者收到封包时，它会回送「确认（acknowledgement）」讯号给传送者；如果传送者收到的是「不确认」的讯息，则它会启动「错误修复（error recovery）」的机制。传送者完成「控制请求」之后，能够启动高达64个「交易」──亦即传送者和接收者之间，可能形成高达64个数据传收管道。

当使用等时传输时，传送者会申请一个特定带宽的信道。之后，传送者送出一个信道的统一编号（ID），然后再传送数据。接收者监控数据串流，并只接收具有此特定信道编号的数据。如(图三)所示。

《图三 1394等时传输的讯框（frame）格式》

等时数据的传输优先次序比异步数据高。在逻辑上，这表示传输等时数据的装置将具有一个「专属的」信道，直到它将等时数据传输完毕为止。不同的是，异步数据是在时槽（slot）可以被使用时，才能传输。因此，等时传输可以确保实时数据（譬如：视讯串流）可以被正确地传收。

要注意的是，在OHCI标准中，并没有定义数据调变或解调。1394是一种完全数字化的通讯协议，它传输时，并不需要将数字讯号转换成模拟讯号，它的数据串流是「端点对端点」数字化的。因此，可以节省许多设计成本。

应用趋势

在2005年元月的Las Vegas消费性电子产品展（CES）中，全世界主要的制造商都推出具有1394功能的消费性电子产品。这似乎显示了1394应用到消费性电子产品的时机已经来到了；而1394的普及化也比以前更有可能实现。

在2005 CES展中，新一代的高画质电视机（HDTV）、DVD录/放影机（recorder/player）、影音接收机（A/V receiver）...等家电产品，都已经采用1394接口。它们所张贴的技术商标有：i.LINK、FireWire和DTV-Link。DTV-Link是Consumer Electronics Association的1394商标。虽然这些商标不一样，但是全都指同样的1394标准。

LG、Samsung、Sharp、Sony、Philips和Toshiba的HDTV、30多种新型的DVD录/放影机、20种笔记本电脑、新型的影音接收机、Tablet PC、数字摄录像机，甚至可录像或放影的Blu-ray DVD原型机都具有1394接口。Blu-ray DVD可以将高画质的电影储存在一个DVD盘片里。由于Blu-ray DVD的出现，如今可以预知的是，目前市面上的一般DVD录/放影机之价格势必会降到200美金以下，以迎接Blu-ray DVD的到来（它可能会在2005年底问世）。

这些厂商大多数是第一次采用1394技术，可见得1394已经受到PC厂商和消费性电子厂商的重视，这应该是10年来的头一回。在2005 CES展中，具有1394接口的产品和厂商，在此整理条列如下（厂商后之括号内代表产品种类数量）：

应用到HAVi

「家庭影音互通（Home Audio Video Interoperability；HAVi）组织」使用IEEE-1394-1995总线，当成HAVi网络的基础，可以传输实时的视讯/音频串流（譬如：DV和MPEG-2）；参见(图四)。这表示HAVi装置是符合IEEE-1394-1995和IEC 61883标准──这是由国际电工委员会（International Electrotechnical Commission）制定的通讯协议标准，它使用IEEE-1394来定义影音设备的数字接口。更明确的规格要求，可以在HAVi标准的1.5节里查到。大致而言，因为IEEE-1394-1995具有下列的功能，所以被HAVi采用：

《图四 HAVi多媒体家庭网络》

1394可以让所有的HAVi 和BAV（Base AV device）装置可以连接在一起。BAV装置具有1394通讯端口，并具有Java程序（储存在ROM中）。它没有HAVi通讯协议堆栈，不过，可以透过IAV（intermediate AV device）或FAV（full AV device）装置来控制它。因此，BAV装置的成本比较低。对用户而言，1394具有下列的优点：

不过，厂商仍然可以在他们的HAVi装置内，自行设计多重接口，譬如：无线电链路、模拟...等，因此，可以连接更多的不同装置。厂商可以自行决定他们的HAVi装置是否要支持「装置控制模块（device control module）」。如果必要，可以将影音串流「转码（transcode）」，以允许其它的HAVi装置能控制这些装置，并从那个装置传送或接收实时的影音串流。例如：将MPEG-2档案转换为MPEG-1或MPEG-4；MPEG-4或DivX AVI档案转换为MPEG-1或MPEG-2等等。

连接至以太网络

以太网络（IEEE 802.3）是目前分布最广、用户最多、安装最容易的有线电网络技术。任何想要普及于办公室、家庭网络的技术似乎都要能够与它连接，如(图五)所示。但是1394想要和以太网络连接在一起，会遇到一些挑战，必须先克服才行。这主要是因为它们处理影音数据串流的方法不同所致。尤其是1394和「因特网通讯协议（Internet Protocol）」对「服务质量（quality-of-service；QoS）」的实践方式不一样。

《图五 1394和以太网络相互连接》

其实，家庭网络快成为一种「零售名词」了。1394转以太网络的接口装置将来可能会像以太网络卡一样普遍。然而，一般的影音娱乐设备和传统的信息（IT）设备是不能直接连接，因为后者的通讯特性本质上是「突发的（bursty）」，而前者传收的是连续的数据串流。1394通讯协议是被设计用来处理影音串流的，它具有一个「被保证的」QoS；但是以太通讯协议支持「最大努力的」QoS。因此，它们之间需要一种新的QoS模式。

2003年底，CEA已经采用了新的QoS标准（CEA-2007），可以解决这个问题。它是一种接口标准，能够将1394网络所使用的参数式QoS机制（可以保留带宽），映像到以太网络所使用的802.1Q优先级中。CEA-2007认得三种不同等级的QoS：最大努力（best effort）、顺序路由（priority routing）、完全被管理的连接。其中，「最大努力」是没有QoS保证的，它是以太通讯协议的「QoS」；「顺序路由」也称为「优先级被区分的QoS」；「完全被管理的连接」就是「参数化的（parameterized）」QoS。几个以太网络所支持的更高优先级，都被CEA-2007舍弃了。

CEA-2007利用剩余的优先级，来定义高速的影音数据串流的应用。CEA-2007使用简单的QoS实践方式，有助于中途不可中断的影音数据串流（电影或音乐）之传输。据CEA宣称，CEA-2007标准可以向后和向前兼容，因此厂商不用担心QoS的稳定性问题。此外，在进入以太网络之前，1394的影音数据串流必须先以新方法编码，但是，这并不会影响到质量。

在以太网络上，使用802.1Q的优先级被区分好的QoS之后，影音应用能够指定比数据应用还高的优先级，这样就可以让影音应用具有网络的优先传输权。但是，如果影音串流的总数量超出了以太网络能够支持的带宽大小，则所有的影音串流传输将会拥塞。

一个参数化的QoS（完全被管理的连接）模式，具有为端点对端点的路径保留资源之效能。因此，当没有足够的带宽来支持一个新的串流时，此串流是不会开始传输的。而其它既存的串流不会受到影响，仍将继续传输。参数化的QoS是有一点复杂，不过，对一般企业而言，不是所有的公司都需要这样高级的网络。

802.1Q的优先级字段（priority field）将传输的优先级分成四个等级，由大至小依序是：网络管理、参数化的QoS、优先级被区分的QoS、最大努力。网络管理的优先级是最高的，因为它要确保网络带宽能够被充份利用和回收资源。参数化的QoS能够确保在网络上已经取得资源的串流，具有最优先的传输权。优先级被区分的QoS按照传输的优先级，来决定资源的分配与取得。但是，参数化QoS的优先级仍然比「优先级被区分的QoS」高。「最大努力」的优先级是最低的，当属于其它等级的QoS的串流被传输后，才会轮到属于「最大努力」的串流。传统装置的QoS默认值就是「最大努力」。

除了QoS以外，1394转以太网络的接口装置还必须解决下列的通讯协议问题：

连接至MBOA

「1394贸易协会（Trade Association）」于2005年初，决定开发支持「多频带OFDM媒体访问控制器（multiband OFDM medium access controller；MBOA MAC）」的「通讯协议适应层（protocol adaptation layer；PAL）」。这个PAL是位于MAC和应用层之间，在1394的通讯协议架构上建置而成，这包含：数据格式、连接管理、时间同步的程序，以确保高质量的无线电FireWire服务。简言之，和无线电USB一样，无线电FireWire将不再有缆线，取而代之的是MBOA的MAC和物理层。

FireWire的（软件）基础架构是可以延伸的，而且是经过验证的，非常可靠的。PAL将提供「中间软件（middleware）」给MBOA MAC使用，使MBOA MAC具有无线电的QoS功能。由于MBOA MAC支持多频带通讯，所以需要能够重复使用的中间软件，来存取影音串流或其它多媒体应用数据，PAL正是具有这样功能的中间软件。

PAL可以让1394装置和通讯协议能够在无线电的环境里，以高达480 Mb/s的速度传输，同时其有线的另一端可以和现存的1394装置连接。无线的1394装置彼此之间必须能够互通，并且透过无线的1394网桥（bridge），可以和其它的FireWire产品通讯；在1394.1网桥里面，将具有1394 PAL。无线的1394.1网桥的通讯协议是依据IEEE 1394.1-2004标准设计的，但是它结合了有线的1394节点和无线的1394节点。它支持「最大努力」的QoS，也支持其它两种QoS（为多媒体串流所需要的），在有线和无线的环境里自由传输。

不过，在无线的1394世界里，这个PAL并不是唯一的。其实，它排名第三位。排名第一的PAL是为802.15.3 MAC设计的，已经在2004年的第一季完成了。并且，它现在正被修改以符合802.15.3b标准；所以，这是排名第二的PAL。MBOA（MultiBand OFDM Alliance）和1394贸易协会是在2004年的第三季开始合作开发「超宽带（UWB）」和无线1394，这就包含能够支持MBOA MAC的无线1394的PAL。

此外，1394贸易协会也参加了「WiMedia联盟的MAC聚集架构（WiMedia Alliance's MAC Convergence Architecture；WiMCA）」，致力于使不同厂牌、不同通讯协议（UWB、1394、TCP/IP......等）、不同应用的无线电装置可以在UWB的环境中互通或共存，共享UWB的带宽资源。

WiMedia是一种高速的、无线的多媒体网络应用技术，它是在无线的个人局域网络（personal area network；WPAN）内工作。WiMedia的射频技术是使用UWB。UWB标准是由MBOA联盟制定的，包含UWB的物理层和MAC层。

结语

从1394a、1394b，到1394.1、无线的1394（透过802.15.3、UWB），1394不再只是有线电的化身了，这样的演变实际上是由两股力量推动着，那就是：影音多媒体的普及和无线电技术的成熟。

有趣的是，不管物理层和MAC层未来会怎么变化，只要有「通讯协议适应层」，1394的大多数软件都可以不用改变。这正是芯片设计商和OEM厂商所希望的。此外，在延伸应用方面，1394是胜过USB的。

延 伸 阅 读

1394TA（1394贸易协会）下的无线工作组（WWG）2004年9月底在“Ultra wide band World 2004”会议中宣布，"IEEE1394 over UWB"已经进入规格制定的最后阶段。此规格是以UWB作为物理层来无线传输IEEE1394分组信息。相关介绍请见「无线1394进入规格制定的最后阶段」一文。 MAX5943/MAX5944，该系列组件允许在带电的IEEE 1394/FireWire埠上安全地插入或拔出IEEE 1394/FireWire外围设备。你可在「Maxim推出首款IEEE 1394/FireWire标准热插入控制器」一文中得到进一步的介绍。 德州仪器（TI）宣布推出高速、高整合度FlashMedia控制器，可同时支持1394、双插槽CardBus、智能卡以及各种记忆卡，包含SD、SDIO、MMC、Memory Stick、Memory Stick Pro、XD、Smart Media以及Compact Flash。在「TI推出内建1394的高速FlashMedia-Cardbus控制器」一文为你做了相关的评析。

相关组织网站	IEEE1394 Trade Association官方网站 MultiBand OFDM Alliance官方网站 家庭影音互通（Home Audio Video Interoperability；HAVi）组织官方网站