Placas Mãe Componentes/Barramentos 1
Sistemas de barramentos Intel e AMD -CHIPSET Hyper-Transport Vídeo CHIPSET 690 Controladora IDE,SATA,FDD USB Áudio PCI Ethernet Serial Paralelela 2
Placa mãe para processador Pentium II 3
Mother-board para processadores Pentium-4 4
Placa mãe para processadores dual core AGP Processador PCI Ponte-Norte FDD Memória Ponte-Sul IDE 5
Formato AT e ATX AT (1983 1996) conecta se a fonte através um conector de 12 pinos. Fornece tensão de 12V e 5V. Utiliza se de conectores DIN para teclados. Desligamento por hardware. ATX (a partir de 1996) conecta se a fonte por um conector de 20 (ATX 1.0) ou 24 (ATX 2.0) pinos. Fornece tensão de 12V, 5V e 3.3V. Utiliza se de conectores Mini DIN para teclados. Desligamento por hardware e software. Evolui para as Mini ATX e Micro ATX. Flex ATX (Intel), Nini ITX, nano ITX, pico ITX (Via) e BTX (Intel). 6
Plane Circuit Board PCB Na placa de circuito impresso são soldados os demais componentes. É formada por 4 a 10 placas (8 a 20 faces). Podemos encontrar num PCB: Slots de expansão; Socket; Banco de memória; Conectores IDE's; Chipset's (Norte e Sul); Capacitores, resistores, Jumpers, etc...; Barramentos (ISA, EISA, PCI, AGP, USB, etc...) Bios; etc... 7
O que uma placa-mãe top de linha deve ter? Fonte: http://www.tecmundo.com.br/placa-mae/9798-o-que-uma-placa-mae-top-de-linha-deve-ter-.htm A placa deve ser futureproof ; O soquete certo: Intel: FCLGA1366, FCLGA 1150, FCLGA 1155, etc... AMD: AM3, FM1, FM2, etc... O chipset faz toda diferença; Compatibilidade com memória DDR3 de alta velocidade (1333/1600MHz); SATA III 6 Gb/s para alto desempenho; USB 3.0 é imprescindível; Porta HDMI; Múltiplos slots PCI Express; Porta esata; Adicionais são sempre bem vindos (Placa de rede Gigabit / Som / Bluetooth / 7,8 canais / HDMI / etc...) 8
O que uma placa-mãe top de linha deve ter? Fonte: http://www.tecmundo.com.br/placa-mae/9798-o-que-uma-placa-mae-top-de-linha-deve-ter-.htm O chipset faz toda diferença
OnBoard x OffBoard OnBoard uma placa mãe com dispositivos onboard integra placa de som, placa de vídeo (opcional) e placa de rede. Custo / Qualidade OffBoard os dispositivos são acoplados a placa mãe através de slots de expansão. + Custo / + Qualidade A opção por onboard ou offboard se dá pelo cálculo de custo x benefício. 10
Barramento: definição O barramento de um sistema de computação é o elemento responsável pela interligação dos demais componentes, conduzindo de modo sincronizado o fluxo de informações de dados, endereços e sinais de controle de acordo com uma programação de atividade previamente definida pela UC. O barramento em um sistema computacional divide se em: 1 Barramento de dados; 2 Barramento de endereços; 3 Barramento de controle. 11
Compartilhamento entre dispositivos de um sistema computacional UCP Memória Dispositivo Entrada Dados Endereço Controle 12
Barramento de dados Consiste em múltiplas linhas condutoras cada uma permitindo a passagem de um bit de informação (seja de uma instrução ou de um dado). Tais barramentos possuem diferentes tamanhos (quantidades de bits), dependendo do modelo do processador utilizado. Valores típicos são 8, 16, 32, 64 e 128 bits. 13
Barramento de endereços O barramento de endereço é utilizado para o processador indicar de onde quer lê (buscar) um dado ou para onde deseja gravá-lo. Normalmente, a quantidade de bits de um endereço específica a máxima capacidade de um módulo de memória principal. O valor binário colocado no barramento de endereços, também pode representar o endereço de um dispositivo de entrada e saída. Em geral, um ou mais bits do endereço, mostram se o endereço indicado se refere a um módulo de memória principal ou dispositivo de E/S. 14
Barramento de controle O barramento de controle é constituído de inúmeras linhas pela quais fluem sinais específicos da programação do sistema. Sinais de controle comumente empregados nos barramentos de controle são: Leitura de dados ( Memory read )- sinaliza para o controlador de memória decodificar o endereço colocado no barramento de endereços e transferir o conteúdo do barramento de dados para as células para o barramento de dados. Escrita de dados ( Memory write )- sinaliza para o controlador de memória decodificar colocado no barramento de endereços e transferir o conteúdo do barramento de dados para as células especificadas. 15
Sinais de controle Leitura de E/S ( I/O read ) processo semelhante ao de leitura de dados na memória. Escrita de E/S ( I/O write) processo semelhante ao de leitura de dados na memória. Certificação de transferência de dados ( transfer ACK ) o dispositivo acusa o término da transferência para a UCP Pedido de interrupção ( Interrupt request ) Indica ocorrência de uma interrupção. Relógio ( clock ) por onde passam os pulsos de sincronização dos eventos durante o funcionamento do sistema. 16
Tipos de barramentos Atualmente os modelos de organização de sistemas de computação adotados pelos fabricantes possuem diferentes tipos de barramentos. Barramento local : É o barramento de maior velocidade de transferência de dados, funcionando, normalmente, na mesma freqüência do relógio do processador. Este barramento costuma interligar o processador aos dispositivos de maior velocidade (para não atrasar as operações do processador), que são: Memória cache Memória principal. 17
Barramento de sistema : Alguns fabricantes adotam o modelo em que o barramento local interliga o processador à memória cache e esta se interliga aos módulos de memória principal (RAM) por um outro barramento denominado barramento do sistema, de modo a não permitir acesso do processador diretamente à memória principal. Uma interface de controle sincroniza o acesso entre as memórias. Barramento de expansão : onde se interligam os dispositivos de E/S, como discos magnéticos, vídeos, impressoras, DVDs, CD-ROMs, etc. Este barramento se conecta ao barramento do sistema por interfaces de controle (costumam ser conhecidas como pontes ou bridges), que sincronizam as diferentes velocidades dos barramentos. 18
Modelo convencional de barramento UCP Barramento Local Cache Memória Principal Barramento do Sistema Ponte (Interface) Barramento de E/S (Expansão) Teclado Modem Rede SCSI: Small Computer System Interface 19
Modelo aperfeiçoado de barramento UCP Cache Barramento local Ponte Memória Principal Barramento do sistema Ponte Barramento de E/S de alta velocidade (PCI ou AGP) Vídeo Rede SCSI Ponte Barramento de E/S de convencional (ISA) Modem Teclado Mouse 20
A largura ou tamanho de um barramento é uma unidade de medida que caracteriza a quantidade de informações (bits em geral) que pode fluir simultaneamente pelo barramento. No caso de fiação consiste na quantidade de fios paralelos existentes no barramento, ao passo que em circuitos impressos (placas), consiste nos traços impressos na placa com material condutor, por onde flui a corrente elétrica. Esta largura, maior ou menor, se constitui também em um dos elementos que afetam a medida de desempenho de um sistema, juntamente com a duração de cada bit ou sinal. A taxa de transferência, que, em geral, é dada em bits (K bits, Mbits) por segundo, depende fundamentalmente da largura do barramento. O intervalo de tempo requerido para mover um grupo de bits ao longo do barramento é denominado ciclo de tempo do barramento ou simplesmente ciclo do barramento ( bus cicle ). 21
Protocolos de barramento Para entender o funcionamento do barramento de um computador, é preciso enfatizar o aspecto do compartilhamento que caracteriza esse componente, ou seja, o barramento interliga diversos componentes; as informações só podem fluir uma de cada vez, senão haverá colisão e a informação será perdida. Largura do barramento: quantidade de informação (num de bits) que pode fluir pelo barramento; Protocolos de barramento: padrões adotados para a sincronização, largura, método de acesso 22 e velocidade.
Taxas de transferência: define o número máximo de bytes que o barramento pode transferir. Exemplo 1: Pentium 4 com BUS de 32 bits trabalhando a 400MHz: 32 bits = 4 bytes taxa = 4 * 400MHz taxa = 1600MB/s 23
Tipo de protocolos Os próprios fabricante de UCP têm procurado criar uma padronização na definição de protocolos, com a intenção de facilitar a conexão de uma gama maior de componentes. UNIBUS: (definido pela Digital Equipment Co.) DEC, praticamente fora de uso MCA Micro Channel Architecture (definido pela IBM, para o sistema PS-2). Nunca conseguiu adoção por outro fabricante, nem mesmo a IBM o adotou por completo, tendo sido abandonado. 24
ISA (Industry Standard Architecture) Barramento do PC da IBM foi padrão de fato para os sistemas baseados no processador 8088, pois quase todos os clones de PC eram baseados nele. Para tornar possível o aproveitamento em seus sistemas de placas de E/S fabricadas por terceiros. Características: O barramento PC da IBM possuía 62 linhas de sinais, sendo: 20 linhas para endereçar a memória;(capacidade de endereçar 1MBytes ) 8 linhas para dados; 1 linha para ativar a leitura na memória; 1 linha para ativar a escrita na memória; 1 linha para ativar leitura de E/S; 1 linha para ativar a escrita em E/S; Além dessas existiam também linhas de sinais para requisição e garantia de interrupções e utilização da técnica DMA. 25
ISA (Industry Standard Architecture) PC-AT exigia um bus de 16 bits compatível com I/O Channel 16 bits de dados; freqüência: 8MHz; taxa = 16MB/s. Detalhes do conector ( slot ) 26 ISA
EISA (Extend Industry Standard Architecture) Proposto pela Compaq para ser compatível com o ISA-16, adicionando novos recursos: Barramento de dados de 32 bits; Freqüência de operação compatível (8MHz). taxa = 32MB/s Slot muito parecido com o ISA, porém mais alto e com percurso limitado. O barramento EISA é compatível com o barramento ISA, entretanto pode transferir 4 bytes por ciclo, enquanto o ISA só pode transferir 2 bytes por ciclo. Assim,o barramento EISA pode alcançar 33,3 27 Mhz.
EISA (Extend Industry Standard Architecture) 28
VLB VESA Local Bus VESA ( Video Electronic Standards Association) Até então os barramentos eram muito lentos para o processamento de imagens. Barramento de dados: 32 bits; Freqüência idêntica a freqüência de barramento do processador Ex: para um 486DX4-100 que trabalha com um barramento a 33MHz, o bus VLB teria: taxa = 4*33M = 132MB/s (podendo chegar a 400MB/s) 29
VLB VESA Local Bus 30
PCI (Peripheral Component Interconnect) Desenvolvido pela Intel, tornando-se quase um padrão para todo o mercado, como barramento de E/S de alta velocidade. Permite transferência de dados em 32 e 64 bits a velocidade de 33MHz e de 66MHz, no máximo. Interconecta-se ao barramento local e outro barramento, tipo ISA, através de um circuito para compatibilizar as diferentes características entre eles. Apresenta taxas de transferência de até 132 MB/s, com 32 bits Possui suporte para o padrão PnP (Plug and Play) 31
PCI Peripheral Component Interconnected 32
PCI Peripheral Component Interconnected 33
PCI (Peripheral Component Interconnect) Conexão do bus do microprocessador com barramento PCI é através de um chip chamado PONTE BUS LOCAL PCI; Há duas pontes: Norte: Conecta o BUS LOCAL ao PCI; Sul: Conecta o PCI ao ISA. 34
PCI (Peripheral Component Interconnect) Microprocessador Memória Principal BUS local Cache Ponte Norte HD PCI Vídeo Barramento X ROM Periféricos Lentos Ponte Sul ISA Dispositivo A Dispositivo B 35
PCI-X (Peripheral Component Interconnect Extended) PCI-X (Peripheral Component Interconnect Extended) foi desenvolvido para melhorar a performance do barramento PCI de 64 bits. A principal diferença, com relação ao PCI tradicional, é o aumento da freqüência de operação, que são duas: 100 e 133 MHz. O barramento PCI-X de 133 MHz é capaz de transferir 1064 MB/s, a mesma taxa de operação do AGP 4x. Não confundir PCI-X com PCI-Express. 36
PCI-X (Peripheral Component Interconnect Extended) Esta é uma evolução do PCI de 64 bits, que dá mais um passo adiante em termos de velocidade, mantém a compatibilidade com as placas PCI atuais. Na verdade, as evoluções do PCI-X se limitam ao nível lógico e a uma maior freqüência de operação. O número de trilhas e o formato físico dos slots continua o mesmo. Existem duas versões do PCI-X, que operam a 100 e a 133 MHz, sempre com 64 bits por ciclo de clock. O PCI-X é um sucessor natural para o PCI de 64 bits nos servidores. 37
PCI-X (Peripheral Component Interconnect Extended ) 38
PCI Express A tecnologia PCI Express conta com um recurso que permite o uso de uma ou mais conexões seriais, isto é, "caminhos" (também chamados de lanes) para transferência de dados. Se um determinado dispositivo usa um caminho, então diz-se que este utiliza o barramento PCI Express 1X, Se utiliza 4 conexões, sua denominação é PCI Express 4X e assim por diante. Cada lane pode ser bidirecional, ou seja, recebe e envia dados. Cada conexão usada no PCI Express trabalha com 8 bits por vez, sendo 4 em cada direção. A freqüência usada é de 2,5 GHz, mas esse valor pode variar. Assim sendo, o PCI Express 1X consegue trabalhar com taxas de 250 MB por segundo, um valor bem maior que os 132 MB do padrão PCI. Atualmente, o padrão PCI Express trabalha com até 16X, o equivalente a 4000 MB/s. Certamente, com o passar do tempo, esse limite aumentará. 39
PCI Express Conector PCI Expres macho Conector PCI Expres fêmea (SLOT) 40
PCI Express 41
PCI vs. PCI-X vs. PCI Express 42
PCI PCI X PCIexp 43
pci Pci - x Pci - express 44
PCI Peripheral Component Interconnected 45
AGP ( Accelerated Graphics Port ) Barramento desenvolvido por vários fabricantes, porém, liderados pela Intel, com o propósito de acelerar as transferências de dados do vídeo para a memória, especialmente dados para 3D. Trata-se, pois, de um barramento específico (para vídeo), não genérico, porém, de alta velocidade de transferência por ligar vídeo diretamente à memória principal. 46
AGP ( Accelerated Graphics Port ) Objetivo: gráficos 3D e vídeos full-motion; Disponível a partir do Pentium II; Conector semelhante ao PCI; Microprocessador Slot AGP BUS local Ponte Norte PCI Barramento X Cache Memória Principal Slots PCI... Ponte Sul 47
AGP ( Accelerated Graphics Port ) AGP usa a memória do microcomputador para a renderização, permitindo rápida atualização pelo processador; Geralmente há apenas um único slot, pois aplica-se a vídeo; Taxas: 266MB/s (1x); 533MB/s (2x); 1GB/s (4x); 2.1GB/s (8x). 48
Comparação entre o AGP e o PCI Express AGP 1X: 266 MB/s PCI Express 1X: 250 MB/s AGP 4X: 1064 MB/s PCI Express 2X: 500 MB/s AGP 8X: 2128 MB/s PCI Express 8X: 2000 MB/s PCI Express 16X: 4000 MB/s 49
USB - Universal Serial Bus Um padrão de barramento externo que permite a conexão de vários periféricos externos ao computador, através de uma única interface e um único protocolo, eliminando a necessidade de instalação e configuração de placas extras. Utiliza quatro contatos 2 para dados (1 para enviar e outro para receber) e 2 para transmissão de energia (2.5 watts). 50
USB - Universal Serial Bus Versões: 1.x) Transmitem apenas 1,5 MB/s (ou seja, 12 megabits) 2.0) Transmitem até 60 MB/s (ou seja, 480 megabits) 3.0) Transmitem até 600 MB/s (ou seja, 4,8 gigabits) 51
USB - Universal Serial Bus Tipos: Tipo A/M O mais comum, padrão utilizado nos pendrives; Tipo B/M conector quadrado, utilizado em impressoras, modem's adsl e outros dispositivos; Tipo Mini-USB 5P/M e Mini-USB 4P/M utilizado em celulares, câmeras digitais, mp3players, palmtops e outros dispositivos. 52
USB - Universal Serial Bus Tipos: Tipo Micro-USB (A e B) utilizado em celulares, câmeras digitais, mp3players, palmtops e outros dispositivos. Taxa de transferencia de 480 Mbps. B A B B 53
USB - Universal Serial Bus USB 3.0 A-Type Known as "SuperSpeed", is commonly found on host controllers in computers and hubs, the A-style connector is a flat, rectangular interface. This interface holds the connection in place by friction which makes it very easy for users to connect and disconnect. Instead of round pins, the connector uses flat contacts which can withstand continuous attachment and removal very well. The A-socket connector provides a "downstream" connection that is intended for use solely on host controllers and hubs. This connector is similar in size and shape to the A-Type connector used in USB 2.0 & USB 1.1 applications. However, the USB 3.0 A-type has additional pins that are not found in the USB 2.0 & USB 1.1 A-Type. The USB 3.0 connector is designed for USB SuperSpeed applications, however, it will carry data from slower speed connections, and it is backwards compatible with USB 2.0 ports. USB 3.0 A connectors are often blue in color to help identify them from previous versions. 4.8 Gbps (600 MBps) 54
USB - Universal Serial Bus Um padrão de barramento de dados que permite a conexão de vários periféricos externos ao computador, através de uma única interface e um único protocolo, eliminando a necessidade de instalação e configuração de placas extras. 55