Sâmia Rodrigues Gorayeb. Arquitetura de Computadores Barramento

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1 Sâmia Rodrigues Gorayeb Arquitetura de Computadores Barramento

2 Arquitetura de Computadores Agenda: Barramento 1. Introdução (definição). 2. Função 3. Vantagem e Desvantagem 4. Característica 5. Tipos 6. Conceitos Importantes 7. Exemplos de Barramento Externo 8. Comparações 9. Conclusão 10.Exerc Exercíciocio

3 Introdução É um conjunto de circuitos e linhas de comunicação que permitem a interligação entre dispositivos São os caminhos por onde passam as informações que circulam em um computador. É o conjunto de condutores por onde passam os bits.

4 Função Conduzir sinais eletrônicos (comunicação) para os componentes. Responsável pela transmissão dos dados. Vantagem Elimina a necessidade de se conectar cada dispositivo com todos os outros. Desvantagem Caso mais de um dispositivo compartilhem um barramento haverá perda de velocidade.

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6 Características O seu desempenho é medido: Largura de Barramento: número n de bits transportados numa operação, ou seja, é a quantidade de bits que podem ser transmitidos ao mesmo tempo. Geralmente potências de 2: 8 bits, 16 bits, 32 bits, 64 bits, etc. Freqüência de Operação: velocidade da transmissão dos dados, medida em bps (bits por segundo). Por exemplo: 10 bps,, 160 Kbps,, 100 Mbps,, 1 Gbps,, etc.

7 Tipos Existem diversos tipos de barramentos, entre eles estão: Barramento Interno - É o que interliga elementos no interior de um componente Barramento do processador. Barramento de cache.

8 Tipos (cont( cont) Barramento Externo - É aquele que conecta os diversos componentes do sistema de computação. Existem os seguintes tipos de barramento externo: Barramento local - É o barramento que liga o processador à memória cache, à memória principal e ao chipset (circuito de apoio) da placa-mãe, por isso é vital para o funcionamento do computador. É dividido em: dados (transporta( a informação ), endereços(identifica pra onde a informação vai) e controle(descreve aspectos sobre a informação e a forma de transmissão).

9 Tipos (cont( cont) Barramento Externo (cont( cont) Barramento de expansão - É o barramento que liga o barramento local aos slots de expansão, utilizados para se colocar novos periféricos ricos no micro. São exemplos: ISA, EISA, MCA, Pipeline,, VLB, PCI, AGP e PCI Express.

10 Tipos (cont( cont) Barramento Externo (cont) Barramento de extensão - É uma extensão do barramento de expansão, utilizado para acrescentar periféricos ricos externos ou mesmo quando se tem placas de som e vídeo v "on" on- board".

11 Conceitos importantes Os barramentos deverão incluir o tráfego de dados, endereços e informações de controle. A largura do barramento corresponde à quantidade de bits que flui simultaneamente em um barramento. O desempenho do barramento será diretamente proporcional à largura e à freqüência de funcionamento (clock( clock) ) do mesmo.

12 Conceitos importantes (cont) Controle de acesso ao barramento Como alguns barramentos são compartilhados por vários v componentes, e esses não podem utilizar o barramento ao mesmo tempo, háh a necessidade de se utilizar algum método m de controle de acesso ao barramento. Geralmente existe algum equipamento que é considerado o mestre do barramento e os outros são escravos.

13 Conceitos importantes (cont) Controle de acesso ao barramento Por exemplo, quem controla o acesso ao barramento local é o processador. Para liberar o processador, utiliza-se um método chamado DMA (acesso direto à memória). Este é um método m em que a comunicação entre periféricos ricos e a memória é controlada por um circuito de apoio (controlador de DMA) e não pelo processador.

14 Conceitos importantes (cont) Sincronização Operação síncrona s - os pulsos emitidos pelo relógio regulam o aparecimento e desaparecimento dos sinais nas diversas linhas do barramento. Operação assíncrona - não háh pulsos de relógio para o barramento, e sim sinais de controle. O barramento síncrono s é mais simples de implementar, mas pode apresentar problemas para trabalhar com dispositivos que tenham tempos de resposta diferentes.

15 Exemplos de Barramento Externo (cont( cont) ISA (Industry Standard Architecture): Foi padronizado em 1981 e é formado por slots que trabalham com 8 e 16 bits. A versão 8 bits veio com o PC original (barramento XT). A versão 16 bits veio (barramento AT). Freqüência de operação é 8 MHz. Velocidade máxima m de transmissão é 8 M bytes por segundo.

16 Exemplos de Barramento Externo (cont( cont) O barramento e o microprocessador são dissociados, ou seja, processador pode ter freqüências de trabalho muito maiores que a do barramento. Não foi projetada para ser auto- configurável (não permite Plug and Play).

17 Exemplos de Barramento Externo (cont( cont) EISA (Extended Industry Standard Architecture) É uma evolução do barramento ISA e continua compatível com os antigos de 8 e 16 bits. É um padrão não-propriet proprietário. rio. Velocidade máxima m de transmissão é 30 Mbytes por segundo. Transmite dados em 32 bits. Tem duas camadas. A superior é exatamente igual ao do ISA e a inferior contém m a extensão EISA.

18 Exemplos de Barramento Externo (cont( cont) Possui proteção para evitar que uma placa ISA acesse os pinos da camada da extensão EISA.

19 Exemplos de Barramento Externo (cont( cont) MCA (Micro Channel Architecture) É proprietário rio e de uso exclusivo da IBM na linha OS. Não é compatível com o ISA/EISA Velocidade máxima m de transmissão é de 30 M bytes por segundo. Transmite dados em 32 bits.

20 Exemplos de Barramento Externo VESA LOCAL BUS (VLB): Foi desenvolvido pela Video Electronics Standards Association para os microcomputadores IBM PC e compatíveis. Tem 32 bits e fisicamente é uma extensão do slot ISA presente na placa-mãe dos computadores desenvolvidos durante a era Com o avanço o tecnológico veio incrementar a performance de exibição em vídeo exigida pelo novo mercado.

21 Exemplos de Barramento Externo (cont( cont) Além m de placas de vídeo, v o VLB foi também utilizado para interfaces de disco e placas de rede. Devido a problemas com a impedância envolvida no projeto, uma placa-mãe pode ter apenas três slots VLB, o que é mais que suficiente para a maioria das aplicações.

22 Exemplos de Barramento Externo (cont( cont) PCI (Peripheral( Component Interconnect) É um barramento intermediário rio que fica entre o barramento local e tradicional. Desenvolvido pela INTEL e lançado ado em 1992, logo após s a VESA ter apresentado o VL-Bus. Pode trabalhar independente do microprocessador. Pode ter seus periféricos ricos auto configuráveis (Plug and Play). No início = 33 MHz, depois 66 MHz e atualmente com até 133 MHz é síncrono.

23 Exemplos de Barramento Externo (cont( cont) Multiplexa os pinos de endereços e dados. Existe PCI para trabalhar com 5 Vcc e PCI para trabalhar com 3,3 Vcc. Tem conector à parte do barramento normal do microcomputador, que possui 124 pinos para versão de 32 bits e 178 pinos para versão de 64 bits.

24 Exemplos de Barramento Externo (cont( cont) AGP (Accelerated Graphics Port) Visando obter uma maior taxa de transferência entre a placa-mãe e as placas de vídeo v (principalmente para uma melhor performance nas aplicações 3D), a Intel desenvolveu um barramento especialmente desenvolvido para a comunicação com o vídeo. O uso desse barramento iniciou-se através de placas-mãe que usavam o chipset i440lx, da Intel, jáj que esse chipset foi o primeiro a ter esse tipo de suporte.

25 Exemplos de Barramento Externo (cont( cont) A principal vantagem é o uso de uma maior quantidade de memória para armazenamento de texturas para objetos tridimensionais, além m da alta velocidade no acesso a essas texturas para aplicação na tela. O primeiro AGP (1X) trabalhava a 133 MHz, o que proporciona uma velocidade 4 vezes maior que o PCI. Além m disso, sua taxa de transferência chegava a 266 MB por segundo quando operando no esquema de velocidade X1, e a 532 MB quando no esquema de velocidade 2X (hoje, é possível encontrar AGPs com velocidades de 4X e 8X). Geralmente, sós se encontra um único slot nas placas-mãe, visto que o AGP sós interessa às placas de vídeo. v

26 Exemplos de Barramento Externo (cont( cont)

27 Exemplos de Barramento Externo (cont( cont) PCI Express Para suprir a necessidade de mercado que tinham chips gráficos mais rápidos r e de novas tecnologias de rede, como a Gigabit Ethernet,, e da tecnologia RAID, a taxa de transferência máxima m do barramento PCI mostrou ser insuficiente. É uma conexão ponto-a-ponto ponto,, isto é,, não compartilha conexão entre dispositivos.

28 Exemplos de Barramento Externo Conta com um recurso que permite o uso de uma ou mais conexões seriais, isto é,, vários v caminhos (lanes( lanes) ) para transferência de dados. Cada lane pode ser bidirecional, ou seja, recebe e envia dados.

29 Esquema Barramento

30 Comparação Barramento

31 Comparação (cont( cont) Barramento

32 Conclusão A tecnologia de barramento se mostra muito promissora e flexível a ponto de aumentar ainda mais velocidade ou ainda criar novos tipos de conexão. Com o aumento na velocidade dos chips de memória e com a elevação da capacidade de processamento, máquinas m cada vez mais poderosas estão por vir.

33 Exercício cio 1. O que é o barramento? 2. Qual é a função do barramento? 3. Cite uma vantagem do uso de um barramento? 4. Cite uma desvantagem do uso de um barramento? 5. Para que serve a largura do barramento? 6. O que é a freqüência de operação de um barramento?

34 Exercício cio 7. Qual a diferença a do barramento interno para o externo? 8. Pra que serve o barramento local? 9. Explique pra que serve: a. Dados; b. Endereços; c. Controle. 10. O que é o controle de acesso ao barramento? 11. Pra que serve o DMA?

35 Exercício cio 12. Qual a diferença a do barramento síncrono s pro assíncrono? 13. Cite uma característica dos seguintes barramentos: a. ISA b. EISA c. MCA d. VLB e. PCI f. AGP g. PCI Express