Barramentos. Prof: André Luiz da Costa Carvalho h6p://scufam.wordpress.com

Transcrição

1 Barramentos Prof: André Luiz da Costa Carvalho h6p://scufam.wordpress.com

2 Hierarquia de Barramentos Princípio da Localidade de Referência Dados e programa que estão sendo usados devem ficar próximos ao componente que o usa e sofrer atraso mínimo de transmissão. Dados e programas acessados com pouca freqüência não possuem tais restrições. Minimizar concorrência do barramento Com objenvo de aumentar o processamento que pode ser realizado em paralelo Evitar gargalos desnecessários DisposiNvos com taxas de transmissão e processamentos baixas não podem interferir no desempenho de outros disposinvos com melhor desempenho.

3 Hierarquia Tradicional CPU local bus cache memória System bus buffer expansão expansion bus impressora mouse LAN

4 Hierarquia Tradicional CPU local bus Cache/ bridge System bus memória Barramento de alto desempenho buffer expansão placa de vídeo FDDI expansion bus impressora mouse LAN

5 Tipos de Barramento ISA EISA VL- VESA AGP PCI USB Firewire

6 ISA Industry Standard Architecture Lançado em 1984 pela IBM no PC AT, virou um barramento padrão; Barramento de 16 bits único para todos os disposinvos de E/S e memória; CPU, memória e disposinvos de E/S comparnlhavam um relógio comum de 8 MHz; Freqüência de operação de 8 MHz; Taxa de transmissão máxima 16Mbytes/s

7 EISA Desenvolvido em 1987, com o intuito de melhorar a performance do ISA; Compafvel com ISA e sogware para PC; Padrão não IBM Surgiu da tentanva da Compaq e outros (AST, Epson, HP, NEC, Olivek, Tandy, Wyse e Znith) de se criar um novo padrão de barramento de expansão mais rápido e com arquitetura aberta. Possui a seguintes caracterísncas: Barramento de dados de 32 bits. Barramento de endereços de 32 bits. Freqüência de operação de 8 MHz. Para manter total companbilidade com o barramento ISA, o barramento EISA unlizava a mesma freqüência de operação o que era um gargalo para interfaces que exigiam alto desempenho.

8 VL- VESA Video Eletronics Standards Assigment; Com o advento da CPU 486, a idéia de se usar disposinvos de E/ S a 8 ou 10 MHz colidiu com a alta freqüência dos chips da placa mãe, 33MHz; Foi a primeira solução para esse gargalo, sendo unlizada por máquinas desktops para suportar placas controladoras de vídeo de alta velocidade e mais um outro periférico de alta velocidade. CaracterísNcas: Barramento conectado diretamente a CPU; 32 bits no barramento de dados; Suporta apenas 2 cartões a 33MHz; Expansões devem ser feitas via barramento ISA ou EISA.

9 PCI Peripheral Component Interconnect A Intel desenvolveu seu próprio padrão de barramento de periféricos, o PCI. O PCI não é conectado diretamente ao barramento local do micro, não se prendendo a nenhum Npo de processador específico. Para a interligação do barramento local com o PCI, é unlizada uma ponte (bridge) barramento local- PCI e para a interligação do barramento PCI com o ISA, há uma ponte PCI- ISA.

10 PCI Barramento Síncrono de alta performance; PCI foi definido com o objenvo primário de estabelecer um padrão industrial e uma arquitetura de barramento que ofereça baixo custo e permita diferenciações na implementação. Um dos problemas do slot PCI é o fato de não ter nenhum contato com o slot ISA, mas em compensação obtemos um desempenho maior. Podemos diferenciar os vários modelos de barramento PCI de acordo com o tamanho do barramento de dados (32 ou 64 bits) e a freqüência de operação máxima (33 ou 66 MHz).

11 Plug- and- Play Plug and Play Cada disposinvo PCI possui uma pequena memória ROM contendo informações que são repassadas aos demais disposinvos (também conhecidas como cabeçalho de configuração). Toda placa PCI é plug- and- play. Para que um micro seja plug- and- play são necessários: BIOS plug- and- play. Barramento ISA plug- and- play. Placas plug- and- play. Sistema operacional plug- and- play.

12 PCI

13 Comparações

14 AGP Accelerated Graphics Port; A taxa de transferência fpica do barramento PCI 32 bits a 33 MHz 132 MH/s não é alta o suficiente para aplicações modernas, em especial animações 3D e videoconferência; Padrão desenvolvido pela Intel; Oferece um caminho rápido para que a placa de vídeo consiga acessar a memória RAM do micro; Uma placa de vídeo AGP armazena informações complexas na memória RAM do micro. Foi desenvolvido exclusivamente para uso com placas de vídeo 3D. O barramento AGP opera Npicamente a 66 MHz e 32 bits, podendo unlizar três taxas de transferência: Modo 1x: 264 MB/s. Modo 2x: 528 MB/s. Modo 4x: 1GB /s.

15 AGP

16 USB Barramento Serial Universal Surgiu da necessidade de solucionar o problema de conectar disposinvos aos computadores. Principais problemas que deveria solucionar: Impressoras e aparelhos como o Zip drive, que precisam de uma conexão de alta velocidade com o computador, unlizam- se da porta paralela. A maioria dos computadores têm no máximo duas portas seriais, geralmente uma ocupada pelo mouse e elas são muito lentas na maioria dos casos. A quanndade de slots é limitada. O objenvo do USB é acabar com todos estes problemas.

17 USB CaracterísNcas: O computador funciona como host; Até 127 disposinvos podem se conectar ao host, de forma direta ou unlizando- se de Hubs USB; Os cabos USB podem ter um comprimento máximo de 5 metros, e com hubs acoplados, pode anngir o máximo de 30 metros de distância do host; O barramento tem uma taxa máxima de transferência de 12 megabits por segundo; DisposiNvos USB são hot- swap, significando que podem ser conectados e desconectados a qualquer momento do barramento; Muitos disposinvos USB podem ser colocados no modo de economia de energia quando o computador entra neste estado.

18 USB Um cabo USB tem dois fios para alimentação (+5volt e terra) e um par trançado de fios para transportar os dado; DisposiNvos de baixo consumo (por exemplo, mouses) podem renrar alimentação elétrica diretamente do barramento; DisposiNvos de alto consumo devem ter sua própria fonte de alimentação e renrar uma quanndade mínima de energia do barramento; Num cabo USB o par trançado é consntuído pelos fios amarelo e azul e a alimentação pelos vermelho e marrom; O cabo é todo blindado.

19 USB Quando o computador é ligado: Consulta todos os disposinvos conectados ao barramento e atribui a cada um um endereço (um processo chamado de enumeração); O host também negocia com cada disposinvo qual Npo de transferência de dados irão realizar entre si; À medida em que os disposinvos são enumerados, o host acompanha a largura de banda total que todos os disposinvos solicitam.

20 USB 1.1 Lançado em 1998 Velocidade de 1,5 a 12 Mbps Mesmo quando foi lançado, já era lento em comparação com barramentos como SCSI e FireWire

21 USB 2.0 Em 2000 Velocidade: 480Mbps (40x mais rápido) HDs externos, pendrives, monitores se tornam unlizáveis nesse nível

22 USB 3 Velocidade teórica: 4.8GBps 80% mais energia Ainda se popularizando Conector diferenciado: 9 pinos ao invés de 4 + Energia e + dados Retrocompafvel.

23 FireWire IEEE 1394 A idéia é parecida com a do USB. Pretende subsntuir o padrão SCSI. A taxa de transferência é muito maior que a do USB. Atualmente 200 Mbps, podendo anngir até 400 Mbps. Pode- se conectar até 63 periféricos. O cabo pode ter até 4,5 m.

24 FireWire

25 PCI Express Cada Slot possui uma comunicação direta com a CPU Não é um barramento em paralelo. Cada um tem seu canal de comunicação. Velocidade de 1x a 32x Número de caminhos. 250MB/s vezes número de caminhos. Até 8GB/s Mais comum é 16x (4GB/s) Slot pode ser compafvel com velocidades acima dele. 8 entradas, mas só um caminho pra CPU. Velocidade negociável 2.0: Dobro da velocidade