2011년 5월 31일 화요일

IEEE-1394

IEEE-1394 개요
미국 전기 전자 학회(IEEE)가 표준화한 새로운 직렬 인터페이스(serial interface)의 규격. 처음에는 애플 컴퓨터사가 스카시(SCSI)를 대체할 규격으로 파이어와이어(FireWire)라는 이름으로 개발을 추진하다가, IEEE가 1995년에 정식으로 규격을 채택하였다.
IEEE 1394는 컴퓨터 주변 장치뿐만 아니라 비디오 카메라, 오디오 제품, 텔레비전, 비디오 카세트 녹화기(VCR) 등의 가전 기기를 개인용 컴퓨터(PC)에 접속하는 인터페이스로서 개발되었다. 데이터 전송 속도는 초당 100MB, 200MB, 400MB의 3종류가 규정되어 있다. PC의 가동 상태에서 그대로 접속할 수 있는 핫 플러그인(hot plug-in)을 지원하며, 최대로 63대까지 접속이 가능하다. 데이터 전송은 동시(isochronous) 전송과 비동기(asynchronous) 전송의 2가지 방식이 가능하다. 동시 전송은 실시간 전송이기 때문에 동화(動畵)나 음성 등 동시성이 요구되는 멀티미디어 정보를 전달하는 인터페이스로 적합하고, 비동기 전송은 데이터를 분할하여 전송하는 방식이므로 PC와 하드 디스크나 인쇄기 등의 주변 장치 사이의 데이터 전달에 사용될 수 있다. 마이크로소프트사는 차세대 PC의 하드웨어 규격으로 발표한 PC 98의 인터페이스로 IEEE 1394가 필수적이라고 규정하고 있고, IEEE 1394를 갖추고 있는 디지털 비디오 카메라가 이미 발매되고 있다.

IEEE-1394 표준의 역사
1986년 Apple의 기술자가 1394 디지털 링크에 대한 개념을 세워 상표로 "FireWire"로 지었는데 이는 그만큼 속도가 빠르다는 것을 의미하고 있으며, 이 링크에 대한 최초 규격은 1987년에 완성되었습니다. 이후 1995년 IEEE-1394 규격으로 채택되어 현재에는 IEEE-1394제품이 점차 많아 지고 있는데, 디지털캠코더, 디지털비디오 편집장비, 디지털 VCR, 디지털 카메라, 디지털 오디오 플레이어등의 제품과 1394 IC들과 커넥터, 케이블, 테스트장비, 소프트웨어 툴킷 등 1394 기본적인 부품들이 속속 발표되고 있습니다.

IEEE-1394 주요 특징
IEEE-1394는 USB와 여러면에서 비슷하고 이들 두가지 기술을 펜티엄시스템에 동시에 적용할 수 있습니다. USB가 키보드, 마우스, 조이스틱 같은 저속의 장치에 훌륭한 반면 IEEE-1394는 비디오 캠코더, 뮤직 신디사이저, 하드디스크와 같은 고속의 멀티미디오용 주변기기에 적합. 이 두가지 기능 모두 hot plug기능이 있어 새로운 주변기기를 컴퓨터에 부착시킬때 시스템을 끄거나 재부팅 시킬 필요가 없다. 그밖에 자동적으로 환경을 설정하고, ID나 터미네이션을 할 필요가 없으며, 케이블 작업이 아주 쉽고 간편하다. USB는 한 컴퓨터에 최대 127개의 장치를 연결할 수 있고 IEEE-1394는 최대 63개의 장치를 연결할 수 있다. USB와 IEEE-1394 모두 자체에서전원이 공급.
  • IEEE-1394의 가장 큰 특징은 빠른 전송속도에 있다.

모드에 따라 100Mbps, 200Mbps, 400Mbps 등 세가지 속도를 내기 때문에 디지털 오디오나 비디오를 High Quality로 실시간 전송을 하는데 무리가 없기 때문에 스캐너, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라 등과 같은 멀티미디어 주변기기를 연결하여 사용할 수 있다.
  • IEEE-1394의 또 다른 특징은 PnP 와 Hot Plug가 가능하다는 점이다.

모든 버스가 동작중인 상태에서 노드를 붙였다, 떼었다 할 수 있으며 버스 배열이 바뀌자 마자 그 배열을 자동으로 인식하는 것을 의미한다. 이 Plug & Play의 형태는 지정된 스위치가 필요 없고 사용자가 일일이 다시 설정할 필요도 없다. SCSI와 같이 데이지 체인 형태의 인터페이스를 사용하는 시스템이나 혹은 LAN을 구성하는 이더넷(ETHERNET)시스템에서는 항상 터미네이터를 사용해야 했다. 이것이 제대로 설정되어 있지 않으면 동작에 이상이 생긴다. IEEE-1394에서는 터미네이터를 달 필요가 없다 왜냐 하면 IEEE=-1394는 데이지 체인이라기 보다는 POINT TO POINT방식의 버스 기술을 사용하기 때문이다. 이제까지 scsi와 같은 고속 전송 속도를 내는 인터페이스를 보면 병렬 통신 방식을 사용했다.따라서 커넥터 하나만 해도 50핀이나 되는 묵직한 것이었고, 이를 이어주는 케이블 역시 만만치 않게 굵은 것을 사용해야 했다.
  • IEEE-1394는 직렬 통신 방식의 인터페이스이다.

IEEE-1394는 병렬 통신 방식의 USB와는 달리 직렬 통신 방식의 인터페이스이다. 가느다란 6가닥의 전선이 한데 어울려 있는 케이블을 사용할 뿐이다. 이들 가운데 4가닥은 데이터와 제어 신호를 위한 것이고, 나머지 2가닥은 +,-의 전원을 위한 것이다. 다른 인터페이스와 달리 전원까지 포함한 것은 IEEE-1394가 네트워크로 구성되었을 때 네트워크에서 전원이 차단됨으로써 벌어질 수 있는 문제를 방지하기 위해서이다.
  • IEEE-1394 인터페이스에서는 두가지 데이터 전송방법이 있다.

IEEE-1394인터페이스에서 데이터를 전송하는 방법으로는 비동기 전송(Asynchronous Transfer)과 동기전송(Isochronous Transfer)의 두가지가 모두 지원된다. 비동기 전송에는 데이터와 계층 정보를 명시된 어드레스로 전송한다. 그에 비해 동기 전송에서는 데이터를 보낼 때 어드레스를 사용하지 않고. 채널번호를 포함시켜서 전송한다. 이런 동시 전송은 동화상이나 음성 정보처럼 시간적인 제약이 많은 멀티미디어 정보를 전송할 때 사용된다. 그리고 비동기 전송은 프린터나 스캐너처럼 실시간으로 동작하지 않아도 되는 정보를 전송할 때 이용된다.
  • IEEE-1394표준은 장치가 버스 소켓으로 부터 4.5M 이내에 있을것을 요구한다.

단일 체인에 16개까지의 장치들이 연결된 수 있으므로, 각각 최대 4.5M를 계산하면, 이론상 PC로 부터 72M 떨어져 있는 장치가 있을 수 있다. IEEE-1394버스는 현존하는 대부분의 주변 장비 연결 방식을 능가한다. 또한 향후 사용될것으로 보이는 주변기기들의 요구에도 부응한다. 프린터 포트,시리얼 포트, SCSI,그리고 심지어는 PCI와 같은 확장 버스나 애플에서 사용하는 데스크탑 버스도 IEEE-1394로 통합될 것으로 예상된다.

IEEE-1394의 장점
IEEE-1394의 뛰어난 점은 비선형 비디오 제작 및 편집, 데스크탑 인쇄, 서류의 이미지화, 홈 멀티미디어 및 개인의 컴퓨터 활용에서 나타난다. 1394의 적은 부하와 고속의 데이타 전송율로 실시간데이타와 비동기 데이타를 동시에 처리하고, 동일의 네트워크 환경에서 저속의 장비와 고속의 장비를 같이 사용할 수 있어 거의 모든 가전제품과 컴퓨터 및 주변기기를 포괄적으로 연결할 수 있다.. IEEE-1394의 등장으로 데스크탑 컴퓨터를 이용하여 일반 가전제품의 가격으로 방송용 화질의 비디오를 제작할 수 있는 큰 변혁이 일어 났다. 이는 또한 신세대의 디지털캠코더가 IEEE-1394를 채택한 것도 커다란 기여를 하였다. 이들 캠코더는 가격도 저렴하고 기존의 아날로그 포맷의 비디오와 비교할 때 훨씬 깨끗하다고 할 수 있으며, 또한 IEEE-1394를 이용하여 컴퓨터에 비디오를 직접 넣을 수 있어 변환에 따른 손실이 전혀 없는 디지털 복사본을 만들 수 있다.

IEEE-1394의 빠른 확장성
빠르고 쓰기 쉬우며 확장성이 아주 좋다. IEEE-1394 장비가 공급될 때, 다른 주변기기 업체들이 기존의 아날로그 비디오 장비를 IEEE-1394에서 사용할 수 있는 제품을 발표하고 있다. 이것은 오래된 기존의 캠코더라도 IEEE-1394에서 사용할 수 있게 될 것으로 새로운 비디오 장비를 구매하지 않아도 된다는 것을 의미한다. 마지막으로 IEEE-1394는 peer-to-peer 방식으로 IEEE-1394 버스상에서는 다른 시스템들을 연결할 수 있다. IEEE-1394 버스에서 연결되어 있으면, 2대 또는 그 이상의 컴퓨터가 IEEE-1394 비디오 카메라나 스캐너를 공유할 수 있어, 모든 주변기기들이 묶여 질 수 있는 것이다.

IEEE-1394 기술 응용
컴퓨터 및 주변기기와 캠코더, VCR, 프린터, PC, TV, 디지탈 카메라 같은 가전제품 간의 데이타를 IEEE-1394를 이용하여 실시간으로 쉽고 적은 비용으로 연결할 수 있다. IEEE-1394와 호환되는 시스템으로 사용자는 카메라나 캠코더에서 프린터, PC, TV에 이미지의 열화없이 비디오나 스틸이미지를 전송할 수 있다.
  • 디지털 비디오(DV) 캠코더 및 데크

이 분류의 제품은 이미 1995년 부터 출시되고 있다. 디지털 포맷을 제공함으로써 프레임이 드롭되거나 전송에 따른 화질의 손실이 없이 원본 비디오를 복사할 수 있다. 디지털 캠코더는 내부의 전자장치가 모두 디지털이어서 입력되는 오디오와 비디오를 High8과 같이 아날로그 포맷이 아닌 DV라고 불리우는 디지털 포맷 형태로 저장한다. DV는 초당 30 프레임으로 720x480 픽셀의 full-size, full-motion의 비디오를 제작할 수 있다. IEEE-1394를 이용하면 DV를 펜티엄 PC에 전송한다는 것은 단순히 파일을 전송하는 의미로 초당 3.5MB로 카메라에서 컴퓨터로 파일을 전송하는 것이다. 입력되는 光을 디지털로 바꾸기 위해 대부분의 카메라는 하나의 charge-coupled device( CCD, 이미지를 캡쳐하는 전자 장치 )를 사용하고 있으나, 고급 사용자용 카메라는 빨간색, 녹색, 파란색용으로 3개의 CCD를 채택하고 있다. 고급 사용자용 카메라는 일반적으로 빛이 적은 환경에서도 잘 작동하며, 렌즈를 바꿔 낄수도 있다.
  • 디지털 스틸 카메라

컴퓨터 분야에서 디지털 스틸 카메라는 가장 성장이 빠른 주변기기 중의 하나다. 디지털 스틸 카메라를 이용하여 고화질의 스틸 이미지를 캡쳐하고 펜티엄 시스템에 전송할 수 있다. 이 과정은 디지털로 처리되기 때문에 사진을 현상하거나 스캐닝을 할 필요가 없습니다. 이미지를 카메라에서 컴퓨터로 전송하는데는 IEEE-1394를 이용하는 것이 시리얼, 페러럴, USB보다 훨씬 빠르고 편리하다. USB의 디지털 스틸 카메라 역시 이미지 전송에 사용되지만 IEEE-1394 카메라를 이용하면 더 좋은 화질의 이미지를 더 빠른 속도로 전송할 수 있다. IEEE-1394는 초기에는 고화질, 대용량 이미지용의 고급 카메라만 채택하고 비싼 가격에 판매 되었다. 이러한 카메라는 CCD 기술을 점점 정교하고 우수하게 됨으로써 한번에 6백만 화소의 픽셀을 캡쳐할 수 있게 되었다. 이런 카메라에서 출력된 이미지를 고성능 사진용 칼라 프린터에서 보면 기존의 사진과의 차이를 한눈에 알아 볼 수 있다.
  • 프린터

프린터가 다음 단계로 발표될 IEEE-1394 장치중의 하나다. 스틸 카메라와 같이 IEEE-1394 프린터는 전문가용 고급의 제품으로 나올 것으로 보이며, USB용 보다는 고가로 판매될 것 같다. 가격때문에 USB 프린터가 일반 가정에서 사용되는 것을 목표로 하는 반면, 초기의 IEEE-1394 프린터는 전문가용으로 채택될 것으로 본다.
  • 대용량 저장 장치

IEEE-1394를 채택함으로써 가장 근본적으로 바뀌는 주변기기는 대용량 저장장치일 것이다. 간단히 꽂아서 연결되는 방법으로서 외장 하드디스크를 마운트하는 사용하기 아주 쉬운 새로운 개념이다. SCSI 대용량 저장장치를 사용할때의 복잡함이라던지 제약을 완전히 배제하였다. 드라이브 장치에 필요한 DC전원을 AC전원의 플러그를 사용하지 않고 자체적으로 공급함으로써 더욱 간단하다. IEEE-1394 대용량 저장 장치는 SBP-2(Serial Bus Protocol-2)를 통해 비동기(Asynchronous) 모드로 컴퓨터와 통신합니다. 이 프로토콜을 이용하여 고속으로 데이타를 전송하며 IEEE-1394 자체의 로직으로 속도 비율을 조정하여 IEEE-1394 하드디스크의 속도를 더욱 빠르게 한다. IEEE-1394 대용량 저장 장치에는 하드디스크 드라이브, 광 드라이브, 대용량 이동 드라이브, 테이프 드라이브, CD/DVD ROM R/W가 있다.
  • Analog-to-Digital YUV 비디오 컨버터

이 컨버터를 이용하면 IEEE-1394를 채택한 펜티엄에서 기존의 아날로그 캠코더, TV, VCR을 사용할 수 있다. PCI 슬롯을 사용하는 것이 아니고 컴퓨터의 1394 포트에 연결된 작은 외장 박스에서 아날로그-디지탈 변환이 되는 것이다. 변환된 비디오 파일은 QuickTime movie로 원시 상태의 비디오 포맷 상태입니다. QuickTime을 사용하여 DV, MPEG, M-JPEG 나 Sorenson 파일로 변환 시킬 수 있다.
  • Analog-to-Digital 컨버터

이 컨버터는 입력되는 아날로그 오디오와 비디오를 펜티엄 시스템에 전송하기전에 디지털 스트림으로 압축된 DV로 변환한다. 변환은 실시간으로 되며, 컴퓨터가 아날로그 오디오/비디오 제품을 고화질의 비디오 스트림을 가진 DV 장치로 인식하게 한다. 또한, DV 비디오를 아날로그 비디오로 변환시킬 수 있다.

1394의 미래
멀티미디어에 적합성, 자동 환경 설정력, peer-to-peer 접속성, 1394의 고성능 등으로 새로운 혁신적인 제품 개념이 발표될 것이며, 현재에도 개발되고 있다. Microsoft Windows OS가 IEEE-1394를 본격적으로 지원함에 따라 가전제품과 컴퓨터 제품을 연결하는 많은 새로운 1394 제품이 나올 것이다.

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