一、USB2.0規(guī)范
USB是英文Universal Serial Bus的縮寫，中文含義是“通用串行總線”。它是一種應(yīng)用在PC領(lǐng)域的接口技術(shù)，是由Intel、NEC、Compaq、DEC、IBM、Microsoft、Northern Telecom聯(lián)合制定。不過USB不屬于總線標(biāo)準(zhǔn)，而是電腦系統(tǒng)與外圍設(shè)備連接的輸入/輸出接口標(biāo)準(zhǔn)。USB通過一個(gè)4針的標(biāo)準(zhǔn)插頭，采用菊花鏈形式把所有的外設(shè)連接起來，理論上USB可以掛接127臺(tái)設(shè)備。USB系統(tǒng)的硬件部分一般由3個(gè)部分組成：USB主機(jī)控制器/根集線器、USB集線器、USB設(shè)備。
小知識(shí)：每個(gè)USB設(shè)備使用7bit的數(shù)據(jù)來定址，2的7次方為128，減去主機(jī)占用的00地址，最多支持127個(gè)設(shè)備。當(dāng)然127個(gè)只是個(gè)理論值，實(shí)際上并不一定能達(dá)到，目前一般只能連接111個(gè)外設(shè)。
目前，USB的規(guī)格主要有V1.1和V2.0。二者相比，USB2.0除了擁有USB1.1中規(guī)定的1.5Mbps和12Mbps兩個(gè)傳輸模式以外，還增加了480Mbps高速數(shù)據(jù)傳輸模式(注：第二版USB2.0的傳輸速率將達(dá)800Mbps，最高理想值1600Mbps)。雖然USB2.0的傳輸速度大大提升了，但其工作原理和模式是完全與USB1.1一樣的，而提高到480 Mbps的傳輸速度的最關(guān)鍵技術(shù)就是提高單位傳輸速率：USB1.1的單位數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間是1毫秒，而USB2.0的單位數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間則達(dá)到了125微秒。
同時(shí)USB2.0采用向下兼容設(shè)計(jì)，USB2.0中的“增強(qiáng)主機(jī)控制器接口”(EHCI)定義了一個(gè)與USB1.1相兼容的架構(gòu)，采用了一組通訊協(xié)議的延伸技術(shù)與針對(duì)連結(jié)端口研發(fā)的全新硬件組件：傳輸轉(zhuǎn)譯器。傳輸轉(zhuǎn)譯器的緩沖存儲(chǔ)器，可以利用全速與低速傳輸裝置進(jìn)行存取，直接與連結(jié)埠進(jìn)行連結(jié)傳輸。這樣它可以用USB2.0的驅(qū)動(dòng)程序驅(qū)動(dòng)USB1.1設(shè)備來實(shí)現(xiàn)向下兼容功能。不過USB2.0 HUB并不像USB1.1 HUB那樣可以直接利用12Mbps的傳輸速率來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這里要經(jīng)過識(shí)別、轉(zhuǎn)換過程：即USB2.0 HUB首先辨別所插入的USB設(shè)備具體是USB1.1還是USB2.0，如果使用的是USB1.1設(shè)備，則要將USB2.0的480Mbps轉(zhuǎn)換成USB1.1的12Mbps。
小提示：USB2.0的最高傳輸速率為480Mbps，即60MB/s。不過，大家要注意這是理論傳輸值，如果幾臺(tái)設(shè)備共用一個(gè)USB通道，主控制芯片會(huì)對(duì)每臺(tái)設(shè)備可支配的帶寬進(jìn)行分配、控制。如在USB1.1中，所有設(shè)備只能共享1.5MB/s的帶寬。如果單一的設(shè)備占用USB接口所有帶寬的話，就會(huì)給其他設(shè)備的使用帶來困難。這有點(diǎn)類似于共享上網(wǎng)的情況。
二、IEEE 1394規(guī)范
1987年，Apple公司在SISI接口的基礎(chǔ)之上推出了一種高速串行總線──Fire Wire，希望能取代并行的SCSI總線。后來IEEE聯(lián)盟在此基礎(chǔ)上制定了IEEE 1394標(biāo)準(zhǔn)(SONY稱為i.Link)。
IEEE 1394采用菊花鏈?zhǔn)脚渲?，也允許采用樹形結(jié)構(gòu)配置，不過仍是以線性連接菊花鏈組成樹形結(jié)構(gòu)的各種線性分支。IEEE 1394總線也需要一個(gè)主適配器和系統(tǒng)總線相連。通常我們將主適配器及其端口稱為主端口。主端口是IEEE 1394總線樹形配置結(jié)構(gòu)的根節(jié)點(diǎn)。一個(gè)主端口最多可連接63臺(tái)設(shè)備，這些設(shè)備稱為節(jié)點(diǎn)，它們可構(gòu)成親子關(guān)系(如圖)，兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的線纜最長(zhǎng)為4.5m，但兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行通信時(shí)中間最多可經(jīng)越15個(gè)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)接再驅(qū)動(dòng)，因此通信的最大距離是72m，線纜不需要終端器。
與USB不同的是，IEEE 1394標(biāo)準(zhǔn)接口結(jié)構(gòu)的所有資源都是以統(tǒng)一存儲(chǔ)編址形式，并用存儲(chǔ)變換方式識(shí)別，實(shí)現(xiàn)資源配置和管理。因此從這種意義上來說，IEEE 1394可以看做等同于PCI總線的總線體系結(jié)構(gòu)。此外與USB相比，IEEE 1394具有支持同步和異步傳輸?shù)奶攸c(diǎn)。異步傳輸是傳統(tǒng)的傳輸方式，它在主機(jī)與外設(shè)傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候，不是實(shí)時(shí)地將數(shù)據(jù)傳給主機(jī)，而是強(qiáng)調(diào)分批地把數(shù)據(jù)傳出來，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性卻非常高，這是它的主要特點(diǎn)。而同步傳輸則強(qiáng)調(diào)其數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，利用這個(gè)功能設(shè)備可以將數(shù)據(jù)直接通過IEEE 1394的高帶寬和同步傳輸直接傳到電腦上，從而少了以往的昂貴緩沖設(shè)備。這也是數(shù)碼攝像機(jī)一直采用IEEE 1394作為標(biāo)準(zhǔn)接口的原因之一。
目前IEEE 1394只有兩種規(guī)格。一種是IEEE 1394a，是目前的主流規(guī)格，主要支持兩種模式──Backplane模式和Cable模式，其中Backplane模式只支持12.5Mbps、25.5Mbps或50Mbps的傳輸速率，而Cable模式則提供了我們需要的100Mbps、200Mbps和400Mbps。不過，IEEE 1394的傳輸速度是遵守從低原則：由于其在同一網(wǎng)絡(luò)里數(shù)據(jù)可以使用不同的速率進(jìn)行交換，但如果兩個(gè)傳輸速率為400Mbps的設(shè)備中間加入了一個(gè)200Mbps的設(shè)備，數(shù)據(jù)的傳輸速度則會(huì)以200Mbps為準(zhǔn)。另一種是IEEE 1394b，這是為下一代PC所制定的標(biāo)準(zhǔn)，它將由IEEE 1394a的400Mbps直接擴(kuò)大到800Mbps和1600Mbps，如果使用光纖的話，最高傳輸速率提高到了3.2Gbps。此外與IEEE 1394a相比，IEEE 1394b使用連接距離達(dá)到100米(注意：這要以降低傳輸速率為代價(jià)，此時(shí)傳輸速率將減低到100MB/s)及提供內(nèi)部設(shè)備供電解決方案。除此之外，IEEE聯(lián)盟在IEEE 1394b規(guī)格中又引入了一種稱為“Betamode”的新物理層配置，用來提高IEEE 1394b系統(tǒng)的管理能力。
三、誰勝誰負(fù)
1.成本高低
在成本方面，USB2.0較占優(yōu)勢(shì)。因?yàn)槟壳暗闹靼逍酒M中都內(nèi)建了USB主控制器，并且目前大多數(shù)外設(shè)都以USB接口為標(biāo)配。因此用戶基本上不需要再投入其他費(fèi)用，就可以享受USB所帶來的便利。而對(duì)于IEEE 1394來說，IEEE 1394控制器的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，要想將它集成進(jìn)主板芯片組中，無論在技術(shù)上還是在成本上都有一定難度，所以目前市面上幾乎很少有集成IEEE 1394控制器的芯片組。要想實(shí)現(xiàn)IEEE 1394功能，除了主板以集成附加芯片的形式提供外，我們一般只能通過插接IEEE 1394擴(kuò)展卡來實(shí)現(xiàn)，這樣直接導(dǎo)致的的結(jié)果就是使用成本上升了。
2.易用性
在易用性方面，IEEE 1394則占優(yōu)勢(shì)。雖然這兩種規(guī)范都支持熱拔插功能，USB2.0在操作系統(tǒng)方面，需要Windows XP SP1才能提供支持(注：雖然Windows 2000/XP都對(duì)USB提供了支持，但此時(shí)只支持USB1.1標(biāo)準(zhǔn)，因此USB2.0的傳輸速率大打折扣，而在Windows2000以下版本的操作系統(tǒng)則需要安裝驅(qū)動(dòng)才能使用)。而從Windows 98開始，便提供了對(duì)IEEE 1394的全力支持，安裝IEEE 1394無須任何驅(qū)動(dòng)便可以使用，這點(diǎn)USB2.0完全比不上。而且IEEE 1394支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的功能，如果兩臺(tái)電腦相連，我們也不必對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行IP或任何設(shè)置就可以直接使用。此外，USB2.0只提供了5V的直流電壓和0.5A的電流，雖然對(duì)于一般的設(shè)備來說已經(jīng)夠用了，不過如果是像外置刻錄機(jī)、MO驅(qū)動(dòng)器和打印機(jī)等耗電比較大的設(shè)備時(shí)，就必須外接電源才能使用；而IEEE 1394提供了8V～40V的電壓及5A的電流，理論上最大可以提供200W(40V×5A)的功率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于USB2.0(如果要達(dá)到如此高的功率需要更為強(qiáng)勁的電源，不過只有在串連很多IEEE 1394設(shè)備的情況下才會(huì)用到這么高的電力。有誰會(huì)一下子使用如此多的IEEE 1394設(shè)備呢？)。
3.傳輸速度
雖然USB2.0可以提供480Mbps，略高于IEEE 1394a提供的400Mbps，那么是否意味著USB2.0更具優(yōu)勢(shì)呢？答案是否定的。在一般情況下，USB2.0的實(shí)際傳輸速度只有USB1.1的2～13倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到其理論值，而且如果幾臺(tái)設(shè)備共用一個(gè)USB通道，主控制芯片會(huì)對(duì)每臺(tái)設(shè)備可以支配的帶寬進(jìn)行分配、控制，這時(shí)的傳輸速度就更低了。而目前主流的IEEE 1394a則很少存在這種情況。從相關(guān)的對(duì)比測(cè)試來看(見表)，IEEE 1394a在突發(fā)傳輸率、平均讀速率/寫速率、工作站性能、文件拷貝速率等方面都要遠(yuǎn)優(yōu)于USB2.0，可以想象IEEE 1394b的優(yōu)勢(shì)將更為明顯。不過，IEEE 1394有一個(gè)缺點(diǎn)，就是IEEE 1394總線需要占用大量的資源，因此要讓其達(dá)到最佳傳輸速率需要高速CPU來配合。
可以說，IEEE 1394從性能、應(yīng)用面來說都比USB2.0較具優(yōu)勢(shì)。但由于IEEE 1394最先的定位是在多媒體應(yīng)用這方面，與USB的大眾化路線不一樣，所以IEEE 1394的設(shè)備相對(duì)于USB設(shè)備會(huì)貴很多，加上IEEE 1394還要收高額的專利費(fèi)，造成了使用成本居高不下。這是IEEE 1394的最大弱點(diǎn)。但隨著未來芯片組整合IEEE 1394控制器，相信這個(gè)問題將有所緩解。此外值得注意的是：IEEE 1394由于使用非主從架構(gòu)的設(shè)計(jì)模式，周邊設(shè)備毋需通過電腦即可采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相互傳輸資料，這是USB2.0所不能比的，這也是IEEE 1394存在的主要空間。
因此未來一段時(shí)間內(nèi)，IEEE 1394和USB2.0這二種接口標(biāo)準(zhǔn)仍將并。
