El estándar IEEE 1355-1995, IEC 14575 o ISO 14575 es un estándar de comunicaciones de datos para interconexión heterogénea (HIC).
IEC 14575 es un sistema de interconexión en serie escalable, de bajo costo y baja latencia, originalmente destinado a la comunicación entre grandes cantidades de computadoras de bajo costo.
IEC 14575 carece de muchas de las complejidades de otras redes de datos. El estándar definió varios tipos diferentes de medios de transmisión (incluidos cables y fibra óptica), para abordar diferentes aplicaciones.
Dado que la lógica de red de alto nivel es compatible, son posibles adaptadores electrónicos económicos. IEEE 1355 se usa a menudo en laboratorios científicos. Los promotores incluyen grandes laboratorios, como el CERN, y agencias científicas.
Por ejemplo, la ESA aboga por un estándar derivado llamado SpaceWire .
Objetivos El protocolo fue diseñado para una red conmutada simple y de bajo costo hecha de enlaces punto a punto . Esta red envía paquetes de datos de longitud variable de manera confiable a alta velocidad. Enruta los paquetes mediante el enrutamiento de agujeros de gusano . A diferencia de Token Ring u otros tipos de redes de área local (LAN) con especificaciones comparables, IEEE 1355 escala más allá de mil nodos sin requerir mayores velocidades de transmisión. La red está diseñada para transportar tráfico desde otros tipos de redes, especialmente el Protocolo de Internet y el Modo de transferencia asincrónica (ATM), pero no depende de otros protocolos para la transferencia o conmutación de datos. En esto, se parece al cambio de etiquetas multiprotocolo (MPLS).
IEEE 1355 tenía objetivos como Futurebus y sus derivados Interfaz coherente escalable (SCI) e InfiniBand . El sistema de enrutamiento de paquetes de IEEE 1355 también es similar a VPLS, y utiliza un esquema de etiquetado de paquetes similar a MPLS.
IEEE 1355 logra sus objetivos de diseño con electrónica digital relativamente simple y muy poco software. Esta simplicidad es valorada por muchos ingenieros y científicos. Paul Walker (ver enlaces ) dijo que cuando se implementa en un FPGA, el estándar toma aproximadamente un tercio de los recursos de hardware de un UART (un puerto serie estándar) y brinda cien veces la capacidad de transmisión de datos, mientras implementa una red de conmutación completa y es más fácil de programar .
Históricamente, IEEE 1355 deriva de las redes seriales asíncronas desarrolladas para las interfaces de datos en serie del chip Transputer modelo T9000. El Transputer fue un microprocesador desarrollado para implementar computación paralela a bajo costo. IEEE 1355 fue el resultado de un intento de preservar la red de datos inusualmente simple del Transputer. Este esquema de codificación estroboscópica de datos hace que los enlaces sean automáticos, capaces de adaptarse automáticamente a diferentes velocidades. Fue patentado por Inmos con el número de patente del Reino Unido 9011700.3, reivindicación 16 (codificación de nivel de bits DS-Link), y en 1991 con la patente estadounidense 5341371, reclamo 16.
Uso IEEE 1355 inspiró SpaceWire . A veces se usa para conexiones de datos digitales entre instrumentos científicos, controladores y sistemas de grabación. IEEE 1355 se utiliza en instrumentación científica porque es fácil de programar y gestiona la mayoría de los eventos por sí solo sin un software complejo en tiempo real.
IEEE 1355 incluye una definición de medios de red baratos, rápidos y de corta distancia, diseñados como protocolos internos para la electrónica, incluidos equipos de conmutación y enrutamiento de red. También incluye protocolos de red de media y larga distancia, destinados a redes de área local y redes de área amplia .
IEEE 1355 está diseñado para uso punto a punto. Por lo tanto, podría ocupar el lugar del uso más común de Ethernet, si utilizara tecnologías de señalización equivalentes (como la señalización diferencial de bajo voltaje ). describes a successful Linux network that provides Ethernet functions using commercial spacewire interfaces. Spacewire is derived from IEEE 1355 and uses LVDS.
IEEE 1355 podría funcionar bien para dispositivos digitales de consumo. El protocolo es más simple que Universal Serial Bus (USB), FireWire, Peripheral Component Interconnect (PCI) y otros protocolos de consumo. Esta simplicidad puede reducir los gastos del equipo y mejorar la fiabilidad. IEEE 1355 no define ninguna transacción a nivel de mensaje, por lo que debería definirse en estándares auxiliares.
Un banco de pruebas de 1024 nodos llamado Macramé fue construido en Europa en 1997. Los investigadores que midieron el rendimiento y la confiabilidad del banco de pruebas Macramé proporcionaron información útil al grupo de trabajo que estableció el estándar.Stefan Haas. "The IEEE 1355 Standard: Developments, Performance and Application in High Energy Physics". 1998. p. 121.
Qué es El trabajo del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos fue patrocinado por el Comité de Estándares de Arquitectura de Bus como parte de la Iniciativa de Sistemas de Microprocesador Abierto. El presidente del grupo era Colin Whitby-Strevens, el copresidente era Roland Marbot y el editor Andrew Cofler. El estándar fue aprobado el 21 de septiembre de 1995 como estándar IEEE para Interconexión heterogénea (HIC) (interconexión en serie escalable de bajo costo y baja latencia para la construcción de sistemas paralelos) y publicado como IEEE Std 1355-1995. Se formó una asociación comercial en octubre de 1999 y mantuvo un sitio web hasta 2004.
La familia de estándares utiliza una lógica y un comportamiento similares, pero operan a una amplia gama de velocidades en varios tipos de medios. Los autores del estándar dicen que ningún estándar único aborda todos los puntos de precio y rendimiento de una red. Por lo tanto, el estándar incluye cortes (sus palabras) para interfaces eléctricas de un solo extremo (baratas), diferenciales (confiables) y de alta velocidad (rápidas), así como interfaces de fibra óptica. Las interfaces de larga distancia o rápidas están diseñadas para que no haya transferencia de potencia neta a través del cable.
Las velocidades de transmisión varían de 10 megabits por segundo a 1 gigabit por segundo. Los datos normales de la red consisten en bytes de 8 bits enviados con control de flujo. Esto lo hace compatible con otros medios de transmisión comunes, incluidos los enlaces de telecomunicaciones estándar.
La longitud máxima de los diferentes medios de transmisión de datos varía de un metro a 3 kilómetros. El estándar de 3 km es el más rápido. Los otros son más baratos.
Los conectores se definen de modo que si un enchufe encaja en un conector, se supone que la conexión funciona. Los cables tienen el mismo tipo de enchufe en ambos extremos, por lo que cada estándar tiene solo un tipo de cable. Los "extensores" se definen como conectores de dos extremos que conectan dos cables estándar.
La electrónica de interfaz realiza la mayor parte del manejo de paquetes, enrutamiento, limpieza y administración de protocolos. El software no es necesario para estas tareas. Cuando hay un error, los dos extremos de un enlace intercambian un intervalo de silencio o un reinicio, y luego reinician el protocolo como si estuvieran encendidos.
Un nodo de conmutación lee los primeros bytes de un paquete como una dirección y luego reenvía el resto del paquete al siguiente enlace sin leerlo ni cambiarlo. Esto se llama " cambio de agujero de gusano " en un anexo a la norma. El cambio de agujero de gusano no requiere software para implementar una estructura de cambio. La lógica de hardware simple puede organizar fallas a enlaces redundantes.
Cada enlace define una conexión punto a punto full-duplex (transmisión y recepción bidireccionales continuas) entre dos componentes electrónicos en comunicación. Cada ruta de transmisión tiene un protocolo de control de flujo, de modo que cuando un receptor comienza a obtener demasiados datos, puede disminuir el flujo. La electrónica de cada ruta de transmisión puede enviar datos de control de enlace por separado de los datos normales. Cuando un enlace está inactivo, transmite caracteres NULL. Esto mantiene la sincronización, finaliza cualquier transmisión restante rápidamente y prueba el enlace.
Algunos usuarios de Spacewire están experimentando con versiones semidúplex. El esquema general es que half-duplex usa un canal de transmisión en lugar de dos. En el espacio, esto es útil porque el peso de los cables es la mitad. Los controladores revertirían el enlace después de enviar un carácter de fin de paquete. El esquema es más efectivo en los sistemas eléctricos de auto reloj, como Spacewire. En los cortes ópticos de alta velocidad, el rendimiento semidúplex estaría limitado por el tiempo de sincronización de los bucles de fase bloqueada utilizados para recuperar el reloj de bits.
Definición Esta descripción es un breve resumen. El estándar define más detalles, como las dimensiones del conector, los márgenes de ruido y los presupuestos de atenuación.
IEEE 1355 se define en capas y sectores. Las capas son características de red que son similares en diferentes medios y codificaciones de señal. Los cortes identifican un corte vertical de capas compatibles. La capa más baja define las señales. El más alto define los paquetes. Las combinaciones de paquetes, la capa de aplicación o transacción, están fuera del estándar.
Un segmento, una implementación interoperable, se define mediante un código descriptivo conveniente, SC-TM-dd, donde:
SC es el sistema de codificación de señal. Los valores válidos son DS ( codificación estroboscópica de datos ), TS (tres de seis) y HS (alta velocidad). TM es el medio de transmisión. Los valores válidos son SE (electricidad unipolar), DE (electricidad diferencial) y FO (fibra óptica) dd es la velocidad en cientos de megabaudios (MBd). Una velocidad de transmisión se refiere a un cambio de la señal. Las codificaciones de transmisión pueden enviar varios bits por segundo por baudios, o varios baudios por bit por segundo.
Las rebanadas definidas incluyen:
DS-SE-02, barato, útil dentro de equipamiento electrónico, (200 Mbit/s, <1 metro longitud máxima). DS-DE-02, ruido-conexiones eléctricas resistentes entre equipamiento (200 Mbit/s, <10 metros). TS-FO-02, bien, útil para conexiones de distancia larga (200 Mbit/s, <300 metros). HS-SE-10, conexiones muy rápidas cortas entre equipamiento (1 Gbit/s, <8 metros). HS-FO-10, mucho tiempo conexiones muy rápidas (1 Gbit/s, <3000 metros).
Spacewire es muy similar al DS-DE-02, excepto que utiliza un conector microminiatura de 9 pines "D" (menor peso) y señalización diferencial de bajo voltaje . También define algunos formatos de mensajes estándar de nivel superior, métodos de enrutamiento y materiales de conectores y cables que funcionan de manera confiable en vacío y vibración severa.
Capa 0: La capa de señal En todos los segmentos, cada enlace puede transmitir continuamente en ambas direcciones ("full duplex"). Cada enlace tiene dos canales de transmisión, uno para cada dirección.
En un cable de enlace, los canales tienen un "medio giro" para que la entrada y la salida siempre vayan a los mismos pines del conector en ambos extremos del cable. Esto hace que los cables sean "promiscuos", es decir, cada extremo de cualquier cable se conectará a cualquier conector de un equipo.
Cada extremo del cable de un enlace debe estar claramente marcado con el tipo de enlace: por ejemplo, "Cable de enlace IEEE 1355 DS-DE".
Capa 1: la capa de personaje Cada segmento define 256 caracteres de datos. Esto es suficiente para representar 8 bits por carácter. Estos se llaman "datos normales" o "caracteres N".
Cada segmento define una serie de caracteres especiales de control de enlace, a veces llamados "caracteres L". El corte no puede confundirlos con N-caracteres.