텅빈하늘 : IEEE1394

출처:여기저기

1. IEEE1394의 유래
현재 메인보드에는 보조 기억 장치를 연결하기 위한 커넥터가 두 가지로 나눠져 있다. 플로피디스크 컨트롤러와 E-IDE용 하드디스크 컨트롤러가 바로 그것이다. 만약 여기에 SCSI 기기를 연결하고 싶다면 SCSI 카드를 따로 설치해야 한다.
물론 각각의 컨트롤러는 다른 커넥터를 사용하기 때문에 플로피디스크 커넥터에 하드디스크를 연결할 수는 없다.
또한 E-IDE형 하드디스크와 SCSI형 기기 사이에서 호환성이 없는 SCSI기기를 사용하기 위해서는 어쩔 수 없이 고가의 SCSI 컨트롤러를 구해야 했다.
또한 요새 컴퓨터의 뒷면을 보면 키보드 커넥터, 마우스 커넥터, Serial/Parallel 커넥터, 사운드 카드, 모뎀 등 많은 멀티미디어 커넥터들로 선이 복잡하게 얽혀 있다.
이러한 모습은 외관상 보기에도 좋지 않고 또한 컴퓨터에 익숙하지 않은 사용자들에게는 너무나도 어렵게만 느껴진다. 이런 단점을 보완하고자 주변기기(특히 고속의 주변기기)를 하나의 케이블에 연결하기 위한 새로운 표준 규격을 개발하게 되었고 그 결과로 만들어 진 것이 바로 IEEE1394이다.
IEEE1394는 애플사와 텍사스인스트루먼트사가 공동으로 제창한 Serial Bus Interface규격으로 FireWire라는 코드네임으로 개발되어왔다.
1986년부터 연구되어온 IEEE1394는 미국전기전자기술자협회(IEEE)에서 1995년 12월에 공식으로 협약되었고 그것을 표준화한 것이 바로 IEEE1394이다.
IEEE1394를 한 마디로 표현하자면 최근 혜성처럼 떠오르는 네트워크 PC와 휴대용 컴퓨터를 위한 표준 버스 인터페이스 규격이라고 할 수 있다. 현존하는 확장 버스나 인터페이스는 현재와 같은 고성능 멀티미디어 시대에는 다른 기술의 발전 속도를 제대로 따라잡지 못하고 오히려 방해만 되는 한계상황에 와있다. 알다시피 주변기기와 본체간의 병목현상은 컴퓨터 시스템의 전체적인 속도를 향상시키는 데 커다란 장애물이 되어 왔다. 이 문제를 해결하기 위해 개발된 새로운 인터페이스가 바로 IEEE1394이다.
참고로 각 Bus Interface별 전송속도를 알아보면 다음과 같다.

RS-232 : 1,200∼39,200 bps
SCSI, II, III : 5∼320 Mbps
USB : 12∼40 Mbps
IEEE1394 : 100∼400 Mbps
Fiber Cahnnel : 133∼4,000 Mbps

IEEE1394와 같은 차세대 네트워크 기술은 전달해야 할 정보의 양이 점점 방대해져 감에 따라 그 필요성이 강조되어 왔다. 일반적으로 사용되는 LAN은 그에 필요한 주변기기를 구비하는 데만도 가격 부담이 크다.
또한 음성이나 영상 데이터를 다루는 멀티미디어 장비에 요구되는 빠른 전송 속도와 안정성도 현재 기술로는 따라가기 어렵다. 일례로 우리가 잘 알고 있는 SCSI(Small Computer System Interface)만 봐도 병렬 통신 방식의 고속 통신은 주변기기간의 거리를 짧게 해야 하고, 핫플러그(Hot-Plugging)도 지원하지 않는 단점이 있다. 때문에 사용자는 전원을 끄고 연결한 다음 다시 전원을 올려야 하는 번거로움을 감수해야 했다.
더욱이 SCSI는 표준화에 실패한 인터페이스란 오명까지 갖고 있다. 왜냐하면 업체들마다 프로토콜과 드라이브가 조금씩 다르고, 심지어는 연결되는 주변기기마저도 Spec을 타는 경우가 있기 때문이다.
또한 전송 속도를 향상시키기 위해서 표준 SCSI의 50핀이 모자라 핀 수를 높인 새로운 버전이 만들어지기까지 했다.
범용 인터페이스로서의 SCSI는 더 이상 앞이 보이지 않는 상황에 와있다. 이런 이유로 IEEE1394가 이 세상에 나오게 되었다. 그럼 이제부터 다가오는 21세기 멀티미디어 시대에 큰 역할을 하게 될 IEEE1394에 대하여 자세히 알아보도록 하겠다.

2. 직렬 전송 버스를 사용한 이유
우리는 지금까지 RS-232C와 같은 직렬 전송 버스는 병렬 전송 버스보다 속도가 한참 느릴 수밖에 없다고 알아 왔다. 그래서 새로운 형태의 전송 버스가 나타난다면 그것은 SCSI처럼 병렬 버스일 것이라고 추측해 왔다. 왜냐하면 직렬 버스는 1비트씩 신호를 보내지만, 병렬 버스는 그보다 몇 배 많은 8비트, 혹은 16비트씩 전송하므로 훨씬 효율적이기 때문이다.
그런데 왜 차세대 버스 전송 규격으로 직렬 전송을 사용하는 것일까. 병렬 버스를 사용하지 않는 이유는 여러 가지가 있다.
우선 커넥터의 크기가 커진다는 점이다. SCSI 케이블과 커넥터를 보면, 표준 SCSI에서는 50가닥의 선이 하나의 굵은 케이블 안에 들어가야 하고 커넥터 역시 마찬가지다. 속도를 더 빠르게 만든 Wide-SCSI의 경우는 이런 이유로 핀이 무려 68핀씩이나 된다. 점점 소형화되어 가는 컴퓨터 환경에서 이런 덩치 큰 인터페이스는 당연히 바람직한 솔루션이 되지 못한다. 또한 케이블이 굵으면 길이를 길게 만들 때마다 비용이 배로 늘어날 것이다. 또한 병렬 전송 방식은 전송 거리를 길게 할 수 없다. 케이블에는 수십 가닥의 전선줄이 빽빽하게 들어차서 서로 다른 신호를 동시에 전송하면 전기적인 간섭현상이 벌어지는데, 이는 전송 거리에 비례해서 커진다. 이 같은 이유로 인해 병렬 전송은 단거리에서만 이용되어 온 것이다.
IEEE1394 인터페이스는 기존 RS-232C 시리얼 포트의 문제를 LAN 기술을 통해 해결했다. 그렇다고 IEEE1394가 LAN에 사용할 수 있는 네트워크 기술이라는 말은 아니다. 물론 작은 방 안에서 여러 대의 컴퓨터와 주변기기를 연결하는 네트워크의 대용으로 사용할 수는 있겠지만, 실질적인 네트워크를 구성할 수는 없다.
IEEE1394는 컴퓨터와 고속 전송을 필요로 하는 주변기기 사이의 인터페이스로서의 위치를 계속 유지할 것이다.

3. IEEE1394의 특징
IEEE1394 인터페이스의 가장 큰 특징은 빠른 전송 속도에 있다. 모드에 따라 100Mbps, 200Mbps, 400Mbps 등 세가지 속도를 낼 수 있다. 또한 지금 개발중인 800, 1.6Gbps의 속도라면 디지털 오디오나 동화상 정보를 전송하기에는 무리가 없기 때문에 스캐너, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라 등과 같은 멀티미디어 주변기기를 그대로 연결해 실시간으로 사용할 수 있다. 이 세가지 속도 모드에 있어서 높은 속도 모드는 그보다 낮은 속도 모드에 대해 호환성을 갖는다.

즉 200Mbps 모드는 100Mbps로도 동작할 수 있고, 400Mbps 모드는 100Mbps와 200Mbps의 두 가지 모드 가운데 어떤 것으로나 동작할 수 있다. 이는 또 단순한 호환에 그치지 않는다. 가령 0Mbps 속도의 컴퓨터와 200Mbps 속도의
프린터, 그리고 100Mbps 속도의 광 디스크가 동일한 IEEE1394 인터페이스 케이블에 물려 있다고 생각해 보자.
이들은 모두 문제없이 동작하고 서로 데이터를 주고받을 수 있다. 데이터를 주고받을 주변기기 또는 컴퓨터끼리 속도를 맞춰 가며 동작하기 때문이다.

또 다른 큰 특징은 쌍방향 통신 기능이 뛰어나다는 사실이다.
즉 모든 주변기기마다 IEEE1394 인터페이스를 제어할 수 있는 IC를 내장할 수 있기 때문에 PC를 통한 화상회의 등의 응용 분야에서 성능을 제대로 발휘할 수 있게 해 줄 것이다. 따라서 아직 정식으로 시장에 나오지 않았지만, 영상 및 음향 가전제품이 디지털화되면서 컴퓨터에 연결되기 위해서는 IEEE1394 인터페이스가 채택되리란 것을 쉽게 짐작할 수 있다.
IEEE1394의 또 다른 특징은 PnP(Plug-and-Play)를 지원하며, 이와 함께 Hot-Plugging가 가능하다. IEEE1394의 프로토콜은 케이블로 연결된 여러 시스템 가운데 뭔가 변화가 생기면 즉시 그에 대처하도록 만들어져 있다. 또한 사용중인 주변기기라도 마음대로 장착하거나 분리할 수 있고 다른 장치에는 전혀 영향을 주지 않고 하던 동작을 계속한다. 일일이 컴퓨터를 Shutdown하고 전원을 내린 다음 주변기기를 설치하고, 다시 전원을 넣는 과정을 수행할 필요가 없어지는 것이다. 데이지 체인이 동작중인 상태에서 어떤 주변기기가 붙거나 떨어져 나가면 형태가 달라지므로 모든 정보는 리셋되고 이 체인의 주변기기들은 다시 어드레스를 부여받는다. 그런 다음, 주변기기들은 자신의 위치를 이 체인에 붙어 있는 모든 기기들에게 알리고 재동작을 하기 위하여 준비 상태로 돌아간다.
또한 SCSI와 같이 데이지체인 형태의 인터페이스를 사용하는 시스템이나, 혹은 LAN을 구성하는 Ethernet 시스템에서는 항상 Terminator를 사용해야 했다. 이것이 제대로 설정되어 있지 않으면 동작에 이상이 생긴다. IEEE1394에서는 Terminator를 달 필요가 없다. 왜냐하면 IEEE1394는 Daisy Chain이라기 보다는 Point-to-Point 방식의 버스 기술을 사용하기 때문이다. 이 밖에도 Thin cable을 사용하여 기존의 크고 비싼 케이블을 대신하고 쉽게 사용자가 이용할 수 있는 특징이 있다.

4. IEEE1394의 장점
- 디지털 데이터를 아날로그로 변환할 필요가 없어 데이터의 손실이 적다.
- 얇은 케이블을 사용하여 작고, 저렴하다.
- 사용하기가 쉽다.
- Terminator나 device ID가 필요 없다.
- Hot-Plugging, PnP
- 100, 200, 400Mbps의 서로 다른 속도를 혼합하여 사용할 수 있다.
- Flexible topology - daisy chaining와 true peer-to-peer communication을 지원함
- 멀티미디어 데이터도 실시간으로 전송이 가능할 정도로 빠른 전송속도Serial Bus에는 여러 가지의 종류가 있다. 그 중에서 최근에 가장 각광을 받고 있는 USB에 대해서 잠깐 살펴보고 IEEE1394와의 차이점을 알아보도록 하겠다.

(1) USB(Universal Serial Bus)에 대해
USB는 기존의 시리얼 포트와 마찬가지로 직렬 포트의 일종이다. 그 동안 모뎀이나 프린터, 스캐너 등의 장비를 직렬, 병렬 포트에 연결하려면 속도가 느리고, 제한된 연결 장치 수로 인해 불편을 겪었다. USB는 이런 불편을 해소해주는, 현재의 직렬 포트를 대신할 수 있는 규격으로 기존에는 모두 다른 방식으로 연결하던 키보드, 모니터, 마우스, 프린터, 모뎀 등 기본적인 주변기기들을 한번에 연결해 버릴 수 있는 방식으로 IBM, Intel, Microsoft, Compaq, DEC, Northern Telecom, NEC 등 7개 업체의 공동 연구결과로 만들어 졌다. 초당 12MB를 전송하므로 기존 시리얼 포트보다 빠르고 최대 127개까지의 장치를 연결할 수 있다.
일반적으로 PC에는 2개의 USB 포트가 있지만 SCSI처럼 Daisy Chain으로 일렬로 장착한다. 또는 USB 허브가 있어서 하나의 포트를 다수의 포트로 나누어주기 때문에 다양한 주변장치를 연결한다.
IEEE1394가 고속의 주변기기를 연결하는 수단이라면 USB는 저속의 장비를 연결하는 수단으로 사용된다. USB를 사용하는 장비는 최근에 많은 업체에서 지원하므로 상당히 많다.
키보드에서 마우스, 조이스틱, 스캐너 등의 입력장치에서 프린터, 모뎀에 이르기까지 다양하며 이미 250여가지 제품이 판매되고 있다. 또한 펜티엄 이상의 메인보드에는 대부분 USB 포트가 탑재되어 있고 윈도 98에서 본격적으로 드라이버를 제공하기 때문에 USB는 이미 현실화되고 있다.

(2) USB와 IEEE1394의 차이점
가장 근본적인 차이점이라면 속도를 들 수 있다. USB의 속도가 12Mbps인데 반해 IEEE1394는 기본적으로 100Mbps, 200Mbps, 400Mbps의 속도를 가진다.
또한 최근에 개발되고 있는 규약에서는 800, 1600Mbps가 개발되고 있다. 그래서 USB는 키보드, 마우스등 저속 주변 장치를 위한 인터페이스로 사용되고, IEEE1394는 하드디스크, 그래픽카드와 같은 고속 주변 장치에서 사용된다.
두 번 째로는 USB가 최대 127개의 주변기기를 연결할 수 있는데 반해 IEEE1394는 하나의 Bridge 당 63개의 기기를 연결할 수 있다. USB에서는 항상 PC가 주, 기기는 종이라는 상하관계 형태로 접속되고 모든 관리는 호스트인 PC가 처리한다. 따라서 기기 들을 제어하기 위해서 호스트 컨트롤러가 필요하다. 실제 접속은 허브를 통해 트리 형태로 연결되기 때문에 모든 기기를 직접 PC의 USB커넥터에 접속할 필요는 없다. 반면에 IEEE1394는 모든 기기가 호스트가 되는 것이 가능하고 각각의 기기는 대등한 관계를 가진다. PC를 통하지 않고 기기 간에 데이터를 송수신할 수 있는 것은 그
때문이다.
세 번째로는 5∼40V의 전원을 공급받는 점이다. 그러나 USB와는 다르게 IEEE1394에서는 어느 한 기기의 전원이 꺼지더라도 다른 기기의 전원이 나가는 일이 없다는 점이다.
마지막으로 IEEE1394는 등시 전송이 가능하다는 특징이 있다. 등시 전송은 네트워크에 접속된 개개의 단말기들이 송신한 데이터를 송출할 수 있을 때까지의 시간이 일정하고 보증되어 있는 상태를 말하는데, 쉽게 말하면 채널을 일정한 시간 내에 한 방향으로 전송하는 방식이다. 실시간으로 지속적으로 자료를 전송할 수 있도록 해주는 것이다. 이러한 등시 전송은 디지탈 비디오와 같이 시간에 민감한 자료를 전송하는데 반드시 필요한 기술이다. 그리고 디지탈 데이터를 아날로그로 바꿀 필요가 없는 디지탈 인터페이스를 가지고 있으며, 가느다란 직렬 케이블로 다른 인터페이스를 대체할 수 있다.
뿐만 아니라 디바이스 ID나 터미네이터가 필요 없고, 따로 설정할 필요가 없을 정도로 사용이 쉽다. 하지만 USB와 IEEE1394는 사용목적이 달라서, 즉 USB는 저속의 주변기기(마우스, 키보드)를 위한 연결 규약이고 IEEE1394는 고속 전송을 위한 규약이기 때문에 서로 대립할 일은 그리 많지 않을 것으로 생각되지만, 한편으로는 "USB 2.0" 규격의 고속화에 따라 비슷한 인터페이스를 제공하는 양 규격간의 경쟁이 발생한 소지도 있다. 두 시리얼 버스 간의 차이점은 아래에 간단히 표로 정리하였다.

5. IEEE1394의 응용과 시제품
IEEE1394는 향후 미래의 컴퓨터 산업 및 멀티미디어 방향에 크게 영향을 끼치게 될 것이다. 앞으로의 데이터 전송은 초고속 전송이 될 것이고 이것은 IEEE1394를 통하여 원활하게 이루어질 수 있을 것이다. IEEE1394는 본격적인 디지털시대로 급진전하는 현재 시점에서 폭증하는 데이터를 가장 안정적이면서도 효과적으로 전송할 수 있게 해주는 대안으로 등장했다는 점 때문에 영상과 사운드 분야를 중심으로 큰 반향을 불러일으키고 있는 것이다.
현재 IEEE1394규격은 칩 제조업체와 운용체계(OS) 개발회사, PC 주변기기 제조사들을 중심으로 접근이 이뤄지고 있다.
아직 IEEE1394를 지원하는 운영체제는 윈도우 98밖에 없고 이 기술을 지원하는 디바이스도 현재로선 디지탈 캠코더와 카메라, 프린터, CD-ROM 드라이브등 미약한 상태이지만 무한한 잠재력을 지닌 이 기술에 대해 벌써부터 많은 업체들이 이 표준을 따르려고 하고 있다.
세계 PC OS시장을 석권하고 있는 MicroSoft는 이미 자사의 Windows98과 NT5.0에 IEEE1394 규약을 적용, 빌 게이츠가 천명한 PC와 가전기기의 통합을 추진하고 있다. 또한 컴팩과 함께 Device Bay를 추진하고 있다.
SCSI Controller를 개발하고 있는 Adaptec도 이미 8940이라는 PCI용 IEEE1394 인터페이스 카드를 개발하고 본격적인 IEEE1394시대에 대비하고 있다.
인텔은 최근 IEEE1394 표준을 채택한 메인보드(Digital Creative)를 개발해 개인용 컴퓨터의 활용분야를 넓혀나가고 있다. 또 한국의 삼성전자나 현대전자(MAXTOR) 등 하드디스크 드라이브 업체들도 IEEE1394를 지원하는 제품을 개발하는 등 저장매체와 메인보드 등 컴퓨터 분야에서 IEEE1394를 지원하는 업체가 줄을 잇고 있다. 영상, 사운드 분야에서도 다양한 제품개발이 진행되고 있다.
JVC, 소니 등 일본 전자업체들은 IEEE1394용 디지털 다기능 디스크(DVD) 플레이어를 개발하고 있으며 NEC사는 이 기술을 수용한 PC용 카메라 개발을 완료했으며 현재 다른 종류의 제품도 개발하고 있는 것으로 알려졌다. 또한 사운드카드 표준업체인 싱가포르 Creative도 IEEE1394규격 지원을 천명한 상태다.
역시 국내업체들도 최근 IEEE1394를 채용한 제품개발에 적극 나서고 있다. 대우전자는 IEEE1394를 채용한 위성방송 수신기와 디지털 VTR를 개발중이라고 밝혔다. 삼성전자는 HDD, 모니터, IEEE1394 칩, 캠코더등에 IEEE1394를 채용했다고 밝혔다. LG전자는 디지털 무비카메라, 디지털 TV 등 대용량, 고속전송을 필요로 하는 영상분야를 중심으로 발전할 가능성이 큰 것으로 관측하고 적극적으로 개발에 착수하고 있다.
특히 영상, 사운드, 게임, 통신 등 멀티미디어를 중심으로 발전하고 있는 디지털 가전 분야에서도 활용도가 많아질 전망이다.

6. IEEE1394의 미래
IEEE1394 버스는 현존하는 대부분의 주변 장비 연결 방식을 능가한다. 또한 향후 사용될 것으로 보이는 주변 기기들의 요구에도 부응한다. 프린터 포트, 시리얼 포트, SCSI, 그리고 심지어는 PCI와 같은 확장 버스나 애플에서 사용하는 데스크탑 버스도 IEEE1394로 통합될 것이다.

특히 IEEE1394에서는 메모리 어드레싱 방식을 사용하기 때문에 확장을 위해 슬롯을 사용할 필요가 전혀 없다. 이로써 공간을 절약할 수 있고 특히 노트북 컴퓨터나 PDA와 같은 소형 정보 기기에겐 희망을 주기까지 한다. 뿐만 아니라 IEEE1394의 핫플러그, 전원공급 기능, 동적 재배열 기능은 컴퓨터 환경을 사용자 중심으로 만들어 준다. 그저 TV를 보거나 오디오를 듣기 위해서 전원 플러그를 꽂고 전원을 넣기만 하면 되는 정도로 쉽게 컴퓨터 사용 환경이 바뀌는 것이다.

많은 업체들이 IEEE1394를 지원하는 많은 디바이스와 가전기기들을 개발하고 있고. 또한 다른 Serial Bus에 비해 많은 장점을 가지고 있어서 2000년대에 무한히 성장할 가능성을 가지고 있다. 이런 여러 가지 움직임과 IEEE1394 인터페이스의 장점을 볼 때 몇 년 이내에 IEEE1394는 컴퓨터와 영상 기기의 벽을 무너뜨리는 멀티미디어 인터페이스로 확고한 자리를 차지할 것으로 기대된다.

2006년 2월 09일:위의 내용이 좀 오래된 자료라. 최근 비교자료를 추가함.