Barramentos

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Arquitetura de Computadores

- Barramentos e Estruturas de Interconexão
por Helcio Wagner da Silva

Barramentos
• Para que servem:
– Integrar os diferentes componentes da placa-mãe – Permitir instalação de placas de expansão

• Evoluíram de forma expressiva nas últimas décadas
– ISA, portas seriais, etc → PCI Express, USB 2.0, etc – Imagine uma placa de rede Gigabit Ethernet (1 Gbps ≈125 MB/s) conectada em um barramento ISA (5 MB/s)
• Seriam usados apenas 4 % da capacidade nominal da placa
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Algumas Estruturas de Conexão
• • • • • • • • Portas serial Porta paralela Interfaces IDE Interfaces SATA Barramentos SCSI Barramentos ISA Barramentos MCA Barramentos EISA • • • • • Barramentos VLB Barramentos PCI Barramentos PCI-X Barramentos AGP Barramentos PCI Express •Barramentos USB

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Porta Serial (COM)
• • • • Conexão de mouse, p.ex. Transmite 1 bit por vez Mais antiga e comum Padrões
– RS-232 (mais antigo)
• Até 20 Kbps

– RS-422 (mais atual)
• Até 115 Kbps • Mais imune a ruídos

• Infravermelho é uma porta serial
– Até 4 Mbps
Porta serial
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Porta Paralela (LPT)
• Conexão de impressoras • Transfere oito bits de uma só vez • Taxas de transmissãoeram limitadas em 50 Kbps • Padrão IEEE 1284 (mais atual)
– EPP (Enhanced Paralell Port) – ECP (Enhanced Capabilities Port)

• Taxas de transmissão superiores a 8 Mbps • Padrão permite ainda a compatibilidade com o SPP (Standard Paralell Interface)

Porta paralela
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Interfaces IDE
• Padrão no qual a controladora (módulo de E/S) é integrada ao disco
– IDE significa Integrated DriveEletronics

• Em 1990, o padrão foi ratificado pelo ANSI, que o denominou ATA (AT-Attachment)
– A denominação original seria PC-ATA, mas foi modificado haja vista critérios de marca registrada

• Inicialmente, a IDE prestava-se apenas à conexão de HDs
– Leitores de CD eram conectadas através de interfaces proprietárias

• Isso mudou a partir da criação do protocolo ATAPI (AT Attachment PacketInterface)
– Leitores de CD passaram a ser conectados na interface IDE 6

Interfaces IDE
• Tipicamente, uma placa-mãe contém duas portas IDE, a primária e a secundária • Em cada uma delas podem ser conectados até dois dispositivos • A conexão se dá através de cabos flat

• Para diferenciar dois dispositivos instalados na mesma porta, um dos dispositivos é configurado como mestre e o outrocomo escravo
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Interfaces IDE
• Apesar dos nomes, não há nenhuma relação de hierarquia entre os dispositivos definidos como mestres e os dispositivos escravos • Quando dois dispositivos compartilham uma mesma porta IDE, tem-se um barramento compartilhado
– Obviamente, há uma degradação do desempenho

• Havendo apenas um dispositivo por porta, ele deverá ser conectado ao conector daextremidade do cabo
– A conexão do dispositivo no conector do meio do cabo fará com que o cabo fique sem terminação e os dados voltem sob a forma de interferência 8

Interfaces IDE
• As interfaces antigas utilizavam a técnica de E/S Programada (PIO – Programmed I/O). • Mais especificamente:
– PIO mode 0: 3.3 MB/s – PIO mode 1: 5.2 MB/s – PIO mode 2: 8.3 MB/s – PIO mode 3: 11.1 MB/s – PIO mode 4:16.6 MB/s
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Interfaces IDE
• As interfaces atuais utilizam o DMA como técnica de E/S • Mais especificamente:
– – – – ATA-4 (Ultra ATA/33, UDMA 33): 33 MB/s ATA-5 (Ultra ATA/66, UDMA 66): 66 MB/s ATA-6 (Ultra ATA/100, UDMA 100): 100 MB/s ATA-7 (Ultra ATA/133, UDMA 133): 133 MB/s

• A partir do ATA/66, são utilizados cabos de 80 vias
– Possuem o mesmo conector do cabo de 40 vias – Viasadicionais são fios terra para cancelamento de ruído
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Interfaces SATA
• Padrão criado para substituir as interfaces IDE • Utiliza transmissão serial (SATA = Serial ATA), enquanto IDE usa transmissão paralela • A taxa de transferência máxima do padrão original é de 150 MB/s
– Contra os 133 MB/s de um disco IDE

• A evolução para o padrão SATA II trouxe novos recursos:
– tecnologia...
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