Barramentos Prof: André Luiz da Costa Carvalho h6p://scufam.wordpress.com
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.
Hierarquia Tradicional CPU local bus cache memória System bus buffer expansão expansion bus impressora mouse LAN
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
Tipos de Barramento ISA EISA VL- VESA AGP PCI USB Firewire
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
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.
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.
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.
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).
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.
PCI
Comparações
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.
AGP
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.
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.
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.
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.
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
USB 2.0 Em 2000 Velocidade: 480Mbps (40x mais rápido) HDs externos, pendrives, monitores se tornam unlizáveis nesse nível
USB 3 Velocidade teórica: 4.8GBps 80% mais energia Ainda se popularizando Conector diferenciado: 9 pinos ao invés de 4 + Energia e + dados Retrocompafvel.
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.
FireWire
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