4.3 - DMA & Chipset. CEFET-RS Curso de Eletrônica. Profs. Roberta Nobre & Sandro Silva. e

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1 CEFET-RS Curso de Eletrônica DMA & Chipset Profs. Roberta Nobre & Sandro Silva e Unidade

2 DMA Dados podem ser transferidos entre dispositivos periféricos e o computador, por duas maneiras: * Pelo processador * Por DMA (Direct Memory Access) Por DMA, o processador não se ocupa com a transferência de cada byte, ficando disponível para executar tarefas mais importantes. Unidade

3 O controlador DMA Controlador de Palavras: contém o tamanho do bloco a ser transferido. É decrementado a cada transferência até zerar; Endereço de Memória: endereça a posição de memória que contém ou que recebera o dado. É incrementado a cada transferência; Status: Registrador que indica o status atual do controlador de DMA; Controle: Registrador que define a operação do controlador. Unidade

4 Esquema de um controlador DMA Controlador de DMA Periférico Memória CPU HOLD Controlador de Palavras Endereço de Memória Status Porta de I/O DRQ HLDA Controle DACK Endereço Comando para Escrita ou Leitura em memória Dado Unidade

5 O DMA no PC Nos modelos mais antigos,o acesso direto a memória era realizado por um controlador específico da Intel conhecido por 8237, e com as seguintes características: 4 canais de DMA independentes; 64kB de tamanho máximo de bloco a ser transferido; Cada canal possui um registrador de 6 bits para controle e 4 de 16 bits; 4 registradores gerais de controle comuns a todos os canais; Registrador de mascaramento de canal; Registrador de requisição de canal; Registrador básico de comando; Registrador de status ; Unidade

6 A evolução do DMA no PC Nos modelos posteriores, os canais foram aumentados de 4 para 8 canais, sendo os canais superiores de 16 bits. Após o 8237 da Intel, o chip mais utilizado passou a ser o 82258, que poderia até ser visto como um processador, e não apenas um controlador, tamanha a sua complexidade. Possuía também 4 canais independentes, mas permitia encadear comandos e dados e endereçar blocos em qualquer posição da memória. Unidade

7 O circuito de Refresh O canal 0 do controlador de DMA era utilizado originalmente como controlador de refresh. Uma posição de memória é lida a cada 72 ciclos de relógio (T = 15µs); T = 15µs timer DMA memória DRQ Endereçamento de memória Atualmente, o refresh da memória é realizado por um circuito específico para este fim. Unidade

8 O DMA nos PC s atuais Canal de DMA Dados Uso típico 0 8 ou 16 bits Áudio 1 8 ou 16 bits Áudio e rede 2 8 ou 16 bits Floppy 3 8 ou 16 bits Paralela (ECP ou EPP) 4 16 bits Canal de cascateamento 5 16 bits Livre 6 16 bits Livre 7 16 bits IDE ISA Obs: Os controladores IDE (HD, CD, DVD) utilizam controlador de barramento próprio, que realiza as operações de transferência de modo semelhante ao controlador de DMA. Unidade

9 Padrão IDE/ATAPI Modo Ciclo (ns) Taxa de transferência (MBytes/s) Padrão (ano) DMA simples, modo ,04 ATA (1986) DMA múltiplo, modo ,17 ATA (1986) PIO Modo ,67 ATA (1986) PIO Modo ,61 ATA (1986) PIO Modo ,17 ATA (1986) DMA simples, modo ,08 ATA-2 (1995) DMA simples, modo ,17 ATA-2 (1995) DMA múltiplo, modo ,33 ATA-2 (1995) DMA múltiplo, modo ,67 ATA-2 (1995) PIO Modo ,11 ATA-2 (1995) PIO Modo ,67 ATA-2 (1995) PIO Modo ATA-3 (1997) UDMA, modo ,67 ATA/ATAPI-4 (1998) UDMA, modo ATA/ATAPI-4 (1998) UDMA, modo ,33 ATA/ATAPI-4 (1998) UDMA, modo ATA/ATAPI-5 (2000) UDMA, modo ,66 ATA/ATAPI-5 (2000) UDMA 5, UDMA/ ATA/ATAPI-6 (2002) UDMA 6, UDMA/133 SATA/ ,33 ATA/ATAPI-7 (2005) Unidade

10 Timer (8253) Endereço de hardware (portas 40H a 43H) Canal 0: Relógio do sistema Contagem em tics (f=18,206hz ou 54,936ms); IRQ 0 (INT 08); Canal 1: Refresh da RAM DRQ 0 a cada 15,12µs; Canal 2: sinal do alto-falante Freqüência: contador (18,2Hz e 1193KHz); Controle do alto falante feito pelos bits 0 e 1 da porta 61H; Unidade

11 Timer (8253) CLK Hz Porta 61H bit 0 Timer Canal Canal 1 18 Canal 2 enable 15,12µs 18,206Hz S Q latch reset Controlador IRQ 0 de Interrupções DRQ 0 Controlador de DMA DACK 0 memória Porta 61H bit 1 Unidade

12 Chipset Depois do processador, um dos componentes mais inteligentes no PC. Ele comanda toda a comunicação entre o processador e os demais componentes, assim como entre os próprios componentes, como a placa de vídeo e o HD, através dos canais DMA por exemplo. Unidade

13 Chipset A maioria dos chipset s são compostos de dois chips, sendo possível encontrar, em alguns casos, apenas 1 ou mesmo 3 ou 4 chips. Os recursos que serão suportados pelo PC, assim como a compatibilidade ou não de novas tecnologias, são determinadas pelo chipset. Unidade

14 Principais componentes do Chipset Controlador de memória: quantidade suportada, tipo e velocidade de acesso, de memórias que podem ser instaladas na placa. Interfaces IDE: define a velocidade com que as portas IDE da placa podem trabalhar com os HD s. PCI Bridge: controle barramento PCI, definição de quantos slots poderam ter no barramento. Real Time Clock: relógio da máquina que funciona mesmo com micro desligado, sendo alimentado por uma bateria. Unidade

15 Principais componentes do Chipset Controlador de DMA Controlador do teclado: controla a comunicação do teclado. Controlador PS/2: controle da porta OS/2 (mouse). Controlador de cache L2: somente em placas que possuem cache na placa mãe. Controlador super I/O: portas seriais, paralela,infravermelha e controladora de drives e disquetes. Cmos: pequena parcela da memória volátil que armazena as configurações do SETUP. Unidade

16 Principais componentes do Chipset AGP: suporte ao barramento AGP, dependendo do chipset pode ser usado, AGP 2x ou 4x ou PRÓ ou 8x. USB: encontrado em todos os chipsets atuais, define o numero de portas da placa. Unidade

17 O Ponte Norte e Ponte Sul Termo bastante comum, refere-se a divisão de todos os componentes listados anteriormente, e até mais, dependendo da tecnologia, em dois chips. No Ponte Norte normalmente os circuitos de maior desempenho e no Ponte Sul os de menor desempenho. Unidade

18 Exemplos de Estruturas Unidade

19 Exemplos de Estruturas Unidade

20 Exemplos de Estruturas Unidade

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