Download - Barramentos de Expansao
OrganizaoeArquiteturade ComputadoresMaterialdeapoio
Barramento de expanso: ISA, PCI, AGP, PCI Express. Tpico 24PORTALUNIGTI2010
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Esclarecimentos
Essematerialdeapoioparaasaulasdadisciplinaenosubstituia leituradabibliografiabsica. Osprofessoresdadisciplinairofocaralgunsdostpicosdabibliografia assimcomopoderoadicionaralgunsdetalhesnopresentesna bibliografia,combaseemsuasexperinciasprofissionais. OcontedodeslidescomottuloComentrioseguidodeumtexto,se refereacomentriosadicionaisaoslidecujotextoindicaetempor objetivoincluiralgumainformaoadicionalaoscontedodoslide correspondente. Bibliografiabsica: PATTERSON,A.D.E.;HENNESSY,L.J..Organizaoeprojetosde computadores:ainterfacehardware/software.SoPaulo:Campus, 2005.; MONTEIRO,MrioA..Introduoorganizaodecomputadores. 5.ed.RiodeJaneiro:LTC,2007. STALLINGS,William.Arquiteturaeorganizaodecomputadores: projetoparaodesempenho.SoPaulo:PearsonEducation,2005.
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BarramentoConceitoRelembrandoconceitos:
Barramento=Bus(Ingls)
Paraqueprocessador,memriaedispositivosdeE/Ssecomuniquem, necessrio que exista uma estrutura de interconexo entre cada um dos componentesdocomputador.
queoelementoresponsvelpelainterligaodosdemaiscomponentes, conduzindo de modo sincronizado o fluxo de informaes de dados, endereos e sinais de controle de acordo com uma programao de atividadepreviamentedefinidapelaUC.Divideseem:BarramentodeDados(BD) BarramentodeControle(BC) BarramentodeEndereos(BE)
Aestaestruturaoucaminhodeconexodamosonomedebarramento
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BarramentoConceito
CompartilhamentoentredispositivosdeumsistemacomputacionalUCP Memria Dispositivo E/S
Dados
Endereo
Controle
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BarramentoConceitoAtualmente,osmodelosdeorganizaodecomputadoresadotadospor fabricantes, possuem diferentes tipos de barramento que servem para melhorarodesempenhodossistemas,poiscadauminterligadispositivos comvelocidadesafins. Ostiposdebarramentoqueefetuamestasinterligaespodemser:
BarramentoLocal BarramentodeSistema BarramentodeExpanso
Barramentolocal:
o barramento de maior velocidade de transferncia de dados, funcionandonormalmentenamesmafreqnciadorelgiodoprocessador. Estebarramentocostumainterligaroprocessadoraosdispositivosdemaior velocidade (para no atrasar as operaes do processador), que so a memriacacheeamemriaprincipal.5
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BarramentoConceito
Barramentodesistema:
Algunsfabricantesadotamomodeloemqueobarramentolocalinterligao processador memria cache e esta se interliga aos mdulos de memria principal (RAM) por um outro barramento denominado barramento do sistema, de modo a no permitir acesso do processador diretamente memriaprincipal. Umainterfacedecontrolesincronizaoacessoentreasmemrias.
Barramentodeexpanso:
onde se interligam os dispositivos de E/S, como discos magnticos, vdeos,impressoras,DVDs,CDROMs,etc.ouseja,omecanismooumeio peloqualpodemosconectarperifricosexternosplacameaocomputador. Este barramento se conecta ao barramento do sistema por interfaces de controle (costumam ser conhecidas como pontes ou bridges), que sincronizamasdiferentesvelocidadesdosbarramentos.6
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ModeloconvencionaldebarramentoUCP Memria PrincipalBarramentodoSistema BarramentoLocal
Cache
Ponte (Interface)BarramentodeE/S(Expanso)
Modem
Teclado
Mouse
Rede7
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Tiposdeprotocolosde BarramentosdeExpanso Protocolos so adotados por diversos fabricantes para sincronizao, largura, mtodo de acesso e velocidade dos dispositivos facilitando a conexocomaCPU.
Entreosmaisconhecidosaolongodessesanos,temos:
UNIBUS: DefinidopelaDECDigitalEquipmentCo. Praticamenteforadeuso. MCA: MicroChannelArchitecture(definidopelaIBM,paraosistemaPS2). Nuncaconseguiuadooporoutrofabricante,nemmesmoaIBMo adotouporcompleto,tendosidoabandonado.8
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Tiposdeprotocolosde BarramentosdeExpanso
Foi um barramento utilizado no PC da IBM e tornouse padro de fato para os sistemas baseados no processador 8088, pois quase todos os clonesdePCerambaseadosnele. ParatornarpossveloaproveitamentoemseussistemasdeplacasdeE/S fabricadasporterceiros. Apesar de possuir baixa taxa de transferncia, foi adotado para os barramentosdeperifricosdebaixavelocidade. Caractersticas:obarramentoPCdaIBMpossua62linhasdesinais,sendo: 20 linhas para enderear a memria; (Capacidade de enderear 1MBytes) 8linhasparadados; 1linhaparaativaraleituranamemria; 1linhaparaativaraescritanamemria; 1linhaparaativarleituradeE/S; 1linhaparaativaraescritaemE/S;
ISA(IndustryStandardArchitecture):
Almdessas,existiamtambmlinhasdesinaispararequisioegarantiade 9 interrupeseutilizaodatcnicaDMA.
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BarramentoISA (IndustryStandardArchitecture)
PCATexigiaumbusde16bitscompatvelcomI/OChannel 16bitsdedados; Freqncia:8MHz; Taxa=16MB/s.
Detalhesdoconector(slot)ISA
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Tiposdeprotocolosde BarramentosdeExpanso
EISA(ExtendISA): Definido por um grupo de fabricantes em resposta ao MCA (IBM) por fabricanteslideradospelaCompaq. Caractersticasprincipais: Palavrasbinriasde32bits Funcionaa8MHz CompatvelcomplacasISA Devido a um alto custo de produo e diversos problemas de especificao,dificultaramsuapopularizaoefoiabandonado. VESA(VideoElectronicStandardsAssociation): TambmconhecidocomoVLBVESALocalBus At ento os barramentos eram muito lentos para o processamento de imagens. OBarramentoVESAfoicriadocomoobjetivodeaumentaravelocidade para processamento de imagens na controladora de Vdeo, mas faltou compatibilidadecomosPentiumeatecnologiaPlug&Play. ForamsubstitudospelosbarramentosPCI.11
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Tiposdeprotocolosde BarramentosdeExpanso
PCI(PeripheralComponentInterconnect): Desenvolvido pela Intel, tornandose quase um padro para todo o mercado,comobarramentodeE/Sdealtavelocidade. Permitetransfernciadedadosem32e64bitsavelocidadede33MHze de66MHz,nomximo. TorpidoquantooVLB,pormmaisbaratoemuitomaisverstil Interconectaseaobarramentolocaleoutrobarramento,tipoISA,atravs deumcircuitoparacompatibilizarasdiferentescaractersticasentreeles (pontes). Apresentataxasdetransfernciadeat132MB/s,com32bits Utilizadoemconjuntocomqualquerprocessador Nocontroladopeloprocessador,esimporumacontroladoradedicada Diminuiautilizaodoprocessador PossuisuportenativoaopadroPnP(PlugandPlay) Baixocustoedaaltavelocidade
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PCI (PeripheralComponentInterconnect)
Barramento PCI
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PCI (PeripheralComponentInterconnect)
AconexodobusdomicroprocessadorcombarramentoPCIatravsdeum chipchamadoPONTEBUSLOCALPCI.Hduaspontes: PonteNorte:ConectaoBUSLOCALaoPCI; PonteSul:ConectaoPCIaoISA.Microprocessador MemriaPrincipal PCI BarramentoX BUSlocal Ponte Norte HD Vdeo Ponte Sul ISA DispositivoA DispositivoB14
Cache
ROM
Perifricos Lentos
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Tiposdeprotocolosde BarramentosdeExpanso
AGP(AcceleratedGraphicsPort): Barramento desenvolvido por vrios fabricantes, porm, liderados pela Intel, com o propsito de acelerar as transferncias de dados do vdeo paraamemria,especialmentedadospara3D. Tratase, pois, de um barramento especfico para vdeo, no genrico, porm, de alta velocidade de transferncia por ligar vdeo diretamente memriaprincipal.
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AGP(AcceleratedGraphicsPort)
AGP usa a memria do microcomputador para a renderizao (processo pelo qual se pode obter imagens digitais), permitindo rpidaatualizaopeloprocessador; Geralmentehapenasumnicoslot,poisaplicaseavdeo; Taxas: 266MBps(1x); 533MBps(2x); 1GBps(4x); 2.1GBps(8x).SLOTde barramento AGP(nico)
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AGP(AcceleratedGraphicsPort)
Objetivo:grficos3Devdeosfullmotion; DisponvelapartirdoPentiumII; ConectorsemelhanteaoPCI;Microprocessador BUSlocal Cache Memria Principal SLOTPCI
SLOTAGP
Ponte Norte PCI
BarramentoX
Ponte Sul17
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PCIExpress
AtecnologiaPCIExpresscontacomumrecursoquepermiteousodeumaou maisconexesseriais,isto ,"caminhos(tambmchamadosdelanes)para transfernciadedados. Seumdeterminadodispositivousaumcaminho,entodizsequeesteutiliza obarramentoPCIExpress1X,seutiliza4conexes,suadenominaoPCI Express 4X e assim por diante. Cada lane pode ser bidirecional, ou seja, recebeeenviadados. CadaconexousadanoPCIExpresstrabalhacom8bitsporvez,sendo4em cadadireo.Afreqnciausadade2,5GHz,masessevalorpodevariar. Assimsendo,oPCIExpress1Xconseguetrabalharcomtaxasde250MBpor segundo,umvalorbemmaiorqueos132MBdopadroPCI. Atualmente,opadroPCIExpresstrabalhacomat16X,oequivalentea4000 MBporsegundo.Certamente,comopassardotempo,esselimiteaumentar.
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PCIExpressConectorPCIExpress macho
ConectorPCIExpressfmea (SLOT)19