Aula 04 A Barramentos Prof. Ricardo Palma
Definição Em ciência da computação barramento é um conjunto de linhas de comunicação que permitem a interligação entre dispositivos, como o CPU, a memória e outros periféricos. Esses fios estão divididos em três conjuntos: via de dados: onde trafegam os dados; via de endereços: onde trafegam os endereços; via de controle: sinais de controle que sincronizam as duas anteriores. O desempenho do barramento é medido pela sua largura de banda (quantidade de bits que podem ser transmitidos ao mesmo tempo), geralmente potências de 2: 8 bits, 16 bits, 32 bits, 64 bits, etc. Também pela velocidade da transmissão medida em bps (bits por segundo) por exemplo: 10 bps, 160 Kbps, 100 Mbps, 1 Gbps etc. 2
Definição Barramento do processador: é utilizado pelo processador internamente e para envio de sinais para outros componentes da estrutura computacional. Barramento de cache: é um barramento dedicado para acesso à memória cache do computador. Barramento de memória: é responsável pela conexão da memória principal ao processador. É um barramento de alta velocidade. Barramento de entrada e saída (I/O ou E/S): é um conjunto de circuitos e linhas de comunicação que se ligam ao resto do PC com a finalidade de possibilitar a expansão de periféricos e a instalação de novas placas no PC. Barramento de dados: é responsável por transferir as informações contidas nos periféricos de entrada de um computador para serem manipuladas no processador. 3
Barramentos de Entrada e Saída Permitem a conexão de dispositivos como: Placa gráfica, Rede, Placa de Som, Mouse, Teclado, Modem, etc. São exemplos de Barramentos de Entrada e Saída: AGP, AMR, EISA, FireWire, IrDA, ISA, MCA, PCI, PCI Express, Pipeline, VLB, VESA, USB, PS/2. 4
Barramentos ISA ISA (acrônimo para Industry Standard Architecture), é um barramento para computadores, padronizado em 1981, inicialmente utilizando 8 bits para a comunicação, e posteriormente adaptado para 16 bits. 5
Barramentos VESA O barramento VESA é uma extensão física do barramento ISA aceitando placas adaptadoras de 8 ou 16 bits ISA. Foi desenvolvida para processadores 486 não permitindo mais de três slots nas motherboards. O barramento VESA vem sendo substituido pelo barramento PCI. VESA Local Bus (normalmente abreviado para VLB) é um barramento local definido pela Video Electronics Standards Association, principalmente usado em computadores pessoais baseados no processador 80486 da Intel. 6
Barramentos VESA Características Projetado inicialmente para placas de vídeo rápidas. Compatível com placas ISA 8/16 bits. Capacidade de transferência de dados de 32 bits. Velocidade de transferência de dados na mesma freqüência do processador. Taxa de transferência de dados 132 MBps. 7
Barramentos PCI O Barramento PCI (Peripheral Component Interconnect - Interconector de Componentes Periféricos) é um elemento para conectar periféricos em computadores baseados na arquitetura IBM PC. Foi criado pela Intel em junho de 1992 na mesma época em que desenvolvia o processador Pentium. Tem capacidade de trabalhar a 32 bits ou 64 bits e as freqüências de 33MHz ou 66MHz, oferecendo altas taxas de transferência de dados. Barramentos PCI suportam os recursos Plug and Play (PnP), permitindo que a placa instalada seja automaticamente reconhecida pelo computador. De forma geral, os barramentos PCIs são usados por vários tipos de periféricos, como placas de vídeo, placas de som, placas de rede, modem, adaptadores USB. 8
Barramentos PCI De forma geral, os barramentos PCIs são usados por vários tipos de periféricos, como placas de vídeo, placas de som, placas de rede, modem, adaptadores USB. 9
Barramentos PCI Express PCI Express (também conhecido como PCIe ou PCI-EX) é o padrão de slots para placas de PCs sucessor do AGP e do PCI. Sua velocidade vai de x1 até x32 (sendo que atualmente só existe disponível até x16). Mesmo a versão x1 consegue ser duas vezes mais rápido que o PCI tradicional. No caso das placas de vídeo, um slot PCI Express x16 é duas vezes mais rápido que um AGP 8x. A tecnologia PCI Express conta com um recurso que permite o uso de uma ou mais conexões seriais para transferência de dados. Sua arquitectura diferencial, que permite grande imunidade ao ruído (pelo fato de ser um barramento serial), e arquitectura de baixa voltagem que permite aumentar a largura de banda, foi possível graças à redução de signal skew (atrasos na linha de transmissão). 10
Barramentos PCI Express PCI Express 2.0 Em janeiro de 2007 foi concluído o desenvolvimento do padrão PCI Express 2.0, que oferece o dobro de velocidade do padrão antigo, ou seja, 500 MB/s (também bidirecional) ao invés dos 250 MB/s. Um slot PCI Express x16, no padrão 2.0, poderá transferir até 8 GB/s contra 4 GB/s do padrão anterior. 11
Barramentos AGP A Accelerated Graphics Port (Porta Gráfica Acelerada) (AGP, muitas vezes também chamada Advanced Graphics Port (Porta Gráfica Avançada)) é um barramento de computador (computer bus) pontoa-ponto de alta velocidade, padrão para conectar um tipo de periférico a uma placa-mãe de computador, geralmente é acoplado a esse slot uma aceleradora gráfica, que tem a função de acelerar o processamento de imagens 3D (terceira dimensão). O AGP aloca dinamicamente a memória RAM do sistema para armazenar a imagem da tela e para suportar o mapeamento de textura, z-buffering e alpha blending. 12
Barramentos AGP AGP provê um desenho da gerência de memória coerente, o qual permite ler dados dispersos da memória do sistema em rajadas. AGP reduz o custo geral de criar subsistemas gráficos de última geração usando a memória do sistema existente. Porém, a memória genérica do sistema, mesmo sendo barata, é muito mais lenta que a memória integrada na aceleradora gráfica, e tanto as aceleradoras gráficas de baixo custo como as de alto custo, tem sua alta performance dependente das memórias. Aceleradoras gráficas simples com pouca memória integrada foram beneficiadas pelo barramento AGP desde o começo dessa tecnologia, mas com a queda dos preços das memórias desde 2000, mesmo simples aceleradoras gráficas contam com grande quantidade de memória integrada, e por esse motivo gráficos 3D pouco usam da memória do sistema. 13
Barramentos AGP 14
Bus Mastering Em computação, bus mastering é um recurso suportado por algumas arquiteturas de barramento que permitem que um controlador conectado ao barramento se comunique diretamente com outro dispositivo no barramento sem ser através da CPU. As arquiteturas de barramentos modernas, incluindo PCI, suportam o bus mastering devido ao seu significante ganho de performance. 15