Franklin Lima 1 Larissa Moraes 1 Marco Túlio 1 Miguel de Jesus 1 Poliana Ferreira 1 1 Departamento de Tecnologia Eletro-Eletrônica Instituto Federal da Bahia Seminário IEC, 2010 Prof. André Ferreira
1 2 Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela
Sumário 1 2 Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela
O que é barramento? Sumário É um caminho elétrico comum entre vários dispositivos. Andrew S. Tanenbaum
Os barramentos podem ser classificados quanto a sua funcionalidade: Processador - Dados - Controle - Endereço Cache Memória I/O ou E/S Dados
Sumário Especificações Largura Relógio - Síncrono - Assíncrono Arbitragem - Centralizada - Descentralizada Características Frequência de operação Capacidade Taxa de transferência
O que motivou a criação de barramentos? Padronização x Competitividade
ISA - Industry Standard Architecture MCA - Micro Channel Architecture EISA - Extended Industry Standard Architecture VLB - Vesa Local Bus PCI - Peripheral Componnet Interconnect AGP - Accelerated Graphics Port USB - Universal Serial Bus FireWire ou IEEE 1394
ISA - Industry Standard Architecture Criado pela Intel em 1981 na versão de 8 bits para conectar placas de expansão e periféricos; barramento síncrono; baixo custo; dependência da arquitetura (x86 na época).
ISA - Industry Standard Architecture Figura: Operação do barramento ISA
ISA - Industry Standard Architecture ISA 8 bits Freqüência de operação de 4,77 MHz; Barramento de dados bidirecional de 8 bits; Barramento de endereços de 20 bits; Taxa de transferência máxima de 3.5 Mbit/s; Implementação de Direct Memory Access (DMA).
ISA - Industry Standard Architecture Figura: Barramento ISA de 8 bits
ISA - Industry Standard Architecture ISA 16 bits Freqüência de operação de 8,33 MHz; Barramento de dados bidirecional de 16 bits; Taxa de transferência máxima de 6.5 Mbit/s.
ISA - Industry Standard Architecture Figura: Barramento ISA de 16 bits
ISA - Industry Standard Architecture Slots ISA Figura: Slot ISA de 8 bits Figura: Slot ISA de 16 bits
ISA - Industry Standard Architecture Aplicações Placa de fax/modem Placa de som Placa de interface para scanner proprietárias Placas de rede
MCA - Micro Channel Architecture Criado em 1987 pela IBM na tentativa de reconquistar o mercado; plug and play; não havia compatibilidade com o padrão anterior (ISA); alto custo; comunicação em 32 bits.
MCA - Micro Channel Architecture Figura: Slot MCA
EISA - Extended ISA Sumário Criado em 1988 pela Compaq e Intel para substituir o ISA; mantinha a retrocompatibilidade com ISA; transmissão em 32 bits; configuração via software.
EISA - Extended ISA Sumário Figura: Operação do barramento EISA
EISA - Extended ISA Sumário Figura: Comparação dos Slots ISA e EISA.
EISA - Extended ISA Sumário Aplicações Placa de fax/modem Placa de som Placa de interface para scanner proprietárias Placas de rede
VLB - VESA Local Bus Criado pela VESA em 1993 como expansão do slot ISA; barramento síncrono local; fácil implementação; transmissão em 32 bits; problemas de carga.
VLB - VESA Local Bus Figura: Operação do barramento VLB
VLB - VESA Local Bus Figura: Slot VLB
VLB - VESA Local Bus Aplicações Placas de vídeo Placas de rede de disco
PCI - Peripheral Component Interconnect Criado em meados de 1990 pela Intel com intuito de interconectar dispositivos periféricos; mesclava os barramentos VLB e ISA; frequência de clock própria (CI ponte); operação em 32 bits; plug and play; implementação do Bus Mastering.
PCI - Peripheral Component Interconnect Figura: Operação do barramento PCI
PCI - Peripheral Component Interconnect Figura: Slot PCI
PCI - Peripheral Component Interconnect Aplicações Placas de rede e modens Placas de vídeo (antigas) Adaptadores USB Adaptadores Serial e Paralelo Placas de áudio
AGP - Accelerated Graphics Port Criado em 1996 pela Intel para substituir o PCI; barramento ponto-a-ponto para aceleração de gráficos 3D; alimentação 3.3V e 1.5V; dedicado essencialmente à placas de vídeo.
AGP - Accelerated Graphics Port Figura: Placa AGP de 3.3V e placa AGP universal
AGP - Accelerated Graphics Port Figura: Slots AGP
AGP - Accelerated Graphics Port Figura: Slot AGP de 1.5V
AGP - Accelerated Graphics Port Vantagens Altas taxas de transferência; permite o uso da RAM como extensão da memória de vídeo; taxa de transferência 16x maior que a do PCI. Desvantagens Tamanho; velocidade; tensão; drivers de compatibilidade.
AGP - Accelerated Graphics Port Aplicações Placas de vídeo Extensão da memória de vídeo Figura: Formação da imagem 3D
AGP - Accelerated Graphics Port Figura: Comparação entre PCI e AGP
PCI Express Sumário Substitui, ao mesmo tempo, os barramentos PCI e AGP; disponível em vários segmentos: 1x, 2x, 4x, 8x e 16x; taxas de transmissão de até 4GB/s na versão 16x.
PCI Express Sumário Figura: Slots PCI Express
USB - Universal Serial Bus Criado em 1996 num consórcio entre grandes empresas, entre elas: Microsoft, Apple, Hewlett-Packard, NEC, Intel e Agere; transmissão serial; alta velocidade de transmissão; facilidade de uso; plug and play; hot-swappable.
USB - Universal Serial Bus Cronograma evolutivo USB 0.7 - novembro de 1994 USB 0.8 - dezembro de 1994 USB 0.9 - abril de 1995 USB 0.99 - agosto de 1995 USB 1.0 - janeiro de 1996 USB 1.1 - setembro de 1998 USB 2.0 - abril de 2000 USB 3.0 - novembro de 2008
USB - Universal Serial Bus Enumeração; tipo de transferência de dados: - Interrupção - Bulk - Isócrono
USB - Universal Serial Bus Figura: Arquitetura típica de um sistema USB
USB - Universal Serial Bus É responsabilidade do Host: detectar a inclusão e remoção de dispositivos; gerenciar o fluxo de controle de dados entre os dispositivos conectados; fornecer alimentação (tensão e corrente) aos dispositivos conectados; monitorar os sinais do barramento USB.
USB - Universal Serial Bus Pinagem e Simbologia Figura: Pinagem dos conectores USB A e B, respectivamente. Figura: Símbolo padrão USB
USB - Universal Serial Bus Tipos de conectores Figura: Conectores tipo A, B, Mini 4P e 5P, respectivamente.
USB - Universal Serial Bus Cabos Pino Símbolo Função Cor 1 V BUS Alimentação (+5 V DC ) Vermelho 2 D - Dados Branco 3 D + Dados Verde 4 GND Alimentação (Terra) Preto Tabela: Pinagem e conexão do cabo USB
USB - Universal Serial Bus Hubs e Extensores Figura: Hub USB com alimentação externa
USB - Universal Serial Bus Vantagens Padrão de conexão; plug and play; alimentação elétrica; conexão de vários aparelhos ao mesmo tempo; ampla compatibilidade; hot-swappable; cabos de até 5 metros;
USB - Universal Serial Bus Aplicações Figura: Imagem, armazenamento, vídeo, impressão e IrDA são algumas classes.
FireWire ou IEEE 1394 Especificado em 1995 pelo IEEE, também conhecido como i.link e High Performance Serial Bus/HPSB; substituto da interface SCSI; transmissão serial. Figura: Interface FireWire
FireWire ou IEEE 1394 Características Velocidade de transmissão de dados de 400 Mbps (aproximadamente 50 MB/s); possibilidade de funcionar em três velocidades: 100 Mbps (S100), 200 Mbps (S200), 400 Mbps (S400) e 800 Mbps (S800); capacidade de trabalhar com até 63 dispositivos ao mesmo tempo; conexão Plug and Play e Hot pluggable; fornecimento de até 45 Watts de potência; funcionamento integral com cabos de conexão de até 4,5 metros.
FireWire ou IEEE 1394 Figura: Arquitetura do FireWire
FireWire ou IEEE 1394 Conectores e Cabos Figura: Conector FireWire
FireWire ou IEEE 1394 Conectores e Cabos Figura: Conector FireWire 6 pinos
FireWire ou IEEE 1394 Conectores e Cabos Figura: Conectores 4, 6 e 9 vias, respectivamente.
FireWire ou IEEE 1394 Aplicações Computadores pessoais; aparelhos digitais de áudio e vídeo; serviços de dados em tempo real.
FireWire ou IEEE 1394 USB x FireWire
Conclusão Sumário
Conclusão Sumário Barramento Largura Frequência Taxa de transferência ISA (8 bits) 8 8.33 7.9 MB/s ISA (16 bits) 16 8.33 15.9 MB/s EISA 32 8.33 31.8 MB/s VLB 32 33 127.2 MB/s PCI 32 33 127.2 MB/s PCI (64 bits) 64 66 508.6 MB/s AGP 32 66 254.3 MB/s AGP (x2) 32 66x2 508.6 MB/s AGP (x4) 32 66x4 1 GB/seg AGP (x8) 32 66x8 2.1 GB/seg Tabela: Comparação entre principais tipos de barramentos
Sumário Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela 1 2 Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela
Sumário Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela Interface pode ser definida como sendo o local de conexão entre dois meios, sejam eles físicos ou lógicos. No computador as interfaces são ligadas através de barramentos à placa-mãe e através delas é possível a troca de dados com o mundo externo.
Comunicação de dados Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela Conceitos importantes Comunicação - Simplex, Half-Duplex e Full Duplex - Síncrona e Assíncrona - Série e Paralela
Comunicação em Paralelo Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela Figura: Representação da comunicação em paralelo
Vantagens e Desvantagens Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela Vantagens Maior velocidade de transmissão Desvantagens Transmissão de dados mais custosa e complexa Requer mais de um canal de comunicação
Comunicação em Série Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela Figura: Representação da comunicação em série
Vantagens e Desvantagens Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela Vantagens Transmissão de dados mais simples Utiliza apenas um canal de comunicação Desvantagens Menor velocidade de transmissão
Série x Paralela Sumário Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela Característica Paralelo Serial Custo alto baixo Distância baixa alta Taxa de transferência alta baixa Tabela: Tabela comparativa Paralelo versus Serial
Interface Serial Sumário Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela Aplicações Modens Impressoras Scanners Mouses Outras Figura: Conector DB9 da porta serial
Interface Serial: Cabos e Conectores Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela Figura: Pinagem DB9 e Cabo serial
Interface Serial: Pinagem Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela Pino Função Símbolo 1 Data Carrier Detect DCD 2 Receive Data RX 3 Transmitted Data TX 4 Data Terminal Ready DTR 5 Signal Ground GND 6 Data Set Ready DST 7 Request To Send RTS 8 Clear To Send CTS 9 No connect NC Tabela: Pinagem do DB9
Interface Serial: Características Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela Características elétricas Nível lógico baixo (0): +3V até + 25V Nível lógico alto (1): -3V até -25V Indefinido: -3V até +3V Esses níveis são incompatíveis com as famílias TTL e CMOS! Veja mais em http://www.camiresearch.com/data Com Basics/RS232 standard.html
Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela Interface Serial: Exemplo de aplicação Figura: Circuito básico de comunicação utilizando o MAX232
Interface Paralela Sumário Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela Aplicações Impressoras Scanners Outras Figura: Conector DB25 da porta paralela
Interface Paralela: Endereços Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela Nome da porta Endereço de memória Endereço da porta LPT1 0000:0408 378 hexadecimal LPT2 0000:040A 278 hexadecimal Tabela: Endereços da Porta Paralela
Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela Interface Paralela: Modos de Operação Transmissão Unidirecional - SPP Transmissão Bidirecional - EPP Transmissão Bidirecional com DMA - ECP
Interface Paralela: Pinagem Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela Figura: Pinagem do conector DB25 da porta paralela.
Interface Paralela: Pinagem Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela Figura: Pinagem do conector DB25 da porta paralela.
Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela Interface Paralela: Cabos e Conectores Figura: Conectores DB25 e Centronics, respectivamente.
Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela Interface Paralela: Cabos e Conectores Figura: Cabo paralelo DB25-DB25 e DB25-Centronics, respectivamente.
Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela Interface Paralela: Características Elétricas Nível lógico alto (1) - tensão entre 3,1 e 5V Nível lógico baixo (0) - tensão entre 0 e 0,4V
Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela Interface Paralela: Controle de Dispositivos (Hardware) Figura: Controle de LEDs.
Comunicação em Série x Paralelo Interface Serial Interface Paralela Interface Paralela: Controle de Dispositivos (Software) Figura: Código em C e Terminal do Linux
Andrew S. Tanenbaum Organização Estruturada de Computadores, 4 a Edição Ronald J. Tocci; Neal S. Widmer Sistemas Digitais: Princípios e Aplicações, 8 a Edição Alberto Noboru Miyadaira Microcontroladores PIC18: Aprenda e Programe em Linguagem C Antonio Rogério Messias Porta Paralela e Serial http://www.rogercom.com/