PDF - (05 1) Atividade 3 - ARQUITETURA DE COMPUTADORES E MICROPROC (02 03 2022)

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ATIVIDADE 3 (A3)
05.1 (ARQUITETURA DE COMPUTADORES E MICROPROCESSADORES)
No mundo da computação, mais especificamente nas tecnologias voltadas aos sistemas 
embarcados, existem diversos padrões de barramentos, como o I2C, o I3C, o Wishbone, o SPI, o
CoreConnect, o AMBA e o Silicon Backplane Micronetowork. 
Para ter uma ideia de barramentos em sistemas embarcados, você poderá acessar o artigo disponibilizado 
neste endereço eletrônico: https://www.embarcados.com.br/barramento-can-entre-arduinos-uno/. Nesse 
artigo, é descrito um barramento denominado CAN. Essa leitura o ajudará no entendimento dos aspectos 
inerentes aos barramentos em sistemas embarcados. 
Para esta questão, escolha um padrão de barramento utilizado em sistemas embarcados e construa um 
pequeno relatório com as seguintes informações do barramento escolhido:
• descrição sucinta do barramento;
• topologia utilizada;
• sistema de arbitragem (controle);
• aplicações.
Olá ANGELO.
Para responder a questão, envie um arquivo ou escreva sua resposta na caixa de texto abaixo. 
Formato de arquivos aceitos: doc, docx, odt, pdf, rtf ou txt. Tamanho máximo: 5mb.
Importante: será aceito apenas uma submissão para essa atividade. 
02/03/2022 – QUARTA
5 SEMESTRE DE 2022 (BLOCO 1) - 1o PROVA
https://www.embarcados.com.br/barramento-can-entre-arduinos-uno/
ATIVIDADE 3.2
(ARQUITETURA DE COMPUTADORES E MICROPROCESSADORES)
5 SEMESTRE DE 2022 (BLOCO 1) - 1o PROVA
RESPOSTA
O barramento escolhido foi o SPI 
Serial Peripheral Interface (SPI)
O SPI é um barramento de comunicação serial síncrono utilizado para pequenas distâncias. Ele opera em 
full-duplex no modo mestre-escravo.
O SPI é baseado em quatro sinais, como mostrado abaxo: 
SCLK: clock, saída do mestre 
MOSI: Saída do mestre, entrada no escravo 
MISO: Entrada no mestre, saída do escravo 
#SS: Seleção do escravo, saída do mestre
Embora menos comum, o SPI também pode funcionar em uma topologia daisy chain (ligação em cadeia 
de dispositivos SPI).
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ATIVIDADE 3.3
(ARQUITETURA DE COMPUTADORES E MICROPROCESSADORES)
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TOPOLOGIA – Uma interface de comunicação serial básica (Daisy Chain)
Muitos dispositivos SPI não são endereçáveis individualmente. Conseqüentemente, a comunicação entre 
esses dispositivos e um único dispositivo em um barramento requer hardware adicional ou organização de 
software. A Figura 1 mostra um sistema no qual um microcontrolador se comunica com vários dispositivos 
escravos. 
Microcontrolador com chip independente seleciona vários dispositivos escravos. 
Figura 1.
Microcontrolador com seleção de chip independente para vários dispositivos escravos.
Serial Peripheral Interface ou SPI é um protocolo que permite a comunicação do microcontrolador com 
diversos outros componentes, formando uma rede. É uma especificação de interface de comunicação série 
síncrona usada para comunicação de curta distância, principalmente em sistemas embarcados. A interface 
foi desenvolvida pela Motorola e tornou-se um padrão de facto. Aplicações típicas incluem cartões SD e 
mostradores de cristal líquido. 
Os dispositivos SPI comunicam entre si em modo"full duplex" usando uma arquitectura "master-slave" 
com um único mestre. O dispositivo mestre origina a trama para a leitura e a escrita. Múltiplos dispositivos 
escravos são suportados através de seleção com linhas de seleção de escravos individuais (SS). 
Às vezes SPI é chamado de barramento serial de quatro fios, contrastando com os barramentos seriais de 
três, dois (como o I2C) e um (como o One Wire) fio. O SPI po de ser descrito com precisão como uma 
interface de série síncrona, mas é diferente do protocolo síncrono de interface de série (SSI), que também é 
um síncrono protocolo de comunicação em série de quatro fios, mas emprega sinal diferencial e fornece 
apenas um único canal de comunicação simples. 
Em modo "escravo", o microcontrolador comporta-se como um componente da rede, recebendo o sinal de
Clock. Em modo "mestre", o microcontrolador gera um sinal de relógio e deve ter um pino de 
entrada/saída para habilitação de cada periférico.
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ATIVIDADE 3.4
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5 SEMESTRE DE 2022 (BLOCO 1) - 1o PROVA
Utilizando a Comunicação SPI no Mbed 
O Mbed é um sistema que engloba hardwares de prateleira e uma plataforma online que permite 
desenvolver firmwares de forma intuitiva para microcontroladores ARM. É mantido, testado e 
administrado pela própria ARM. A intenção principal é remover todas as barreiras que existem de 
configuração de registradores, manipulação de periféricos e instalação de softwares. 
É possível, dessa forma, atender diversos tipos de público, o que, com certeza, ajuda a divulgar os projetos
de protótipos de sistemas eletrônicos de baixo consumo e permite o desenvolvimento de sistemas de controle
ou monitoramento caseiros ou para testes. Sendo assim, se apresenta de forma mais democrática entre os 
sistemas com microcontroladores. 
Disponibiliza atualmente para desenvolvimento de software as linguagens C e C++ e é conforme com 
CMSIS, e funciona com os microcontroladores dos fabricantes Freescale, Nordic, NXP, u-blox e ST
Tão simples quanto o Arduíno, o Mbed já possui uma biblioteca pronta para a comunicação SPI. Neste 
caso, há a necessidade de indicar quais os pinos MISO, MOSI e SCK do dispositivo. Como trabalharemos c 
omo Master de com unicação, a seleção do Slave é feita por um pino digital padrão. No entanto, vale 
identificar que a documentação do Mbed sempre apresenta este como CS, e não como SS. No entanto, 
possui a mesma função. Os pinos de comunicação são passados no construtor da classe, e para o nosso 
exemplo são: 
• format() 
Essa instrução faz a configuração do número de bits (de 4 a 16 bits) e do modo (de 0 a 3), através de seus 
parâmetros. 
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ATIVIDADE 3.5
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5 SEMESTRE DE 2022 (BLOCO 1) - 1o PROVA
• frequency() 
Configura a frequência em Hz do SCK. O valor default é 1MHz. 
• write() 
Este é a instrução de transferência. Apensar de o nome trazer a ideia apenas de escrita, este método envia 
o dado atribuído ao parâmetro e retorna o dado recebido.
Resumo: Em sistemas SPI típicos com um mestre e vários escravos, um sinal de seleção de chip dedicado é 
usado para endereçar um escravo individual. À medida que o número de escravos aumenta, também aumenta 
o número de linhas de seleção de chips. Nesta situação, o layout da placa do sistema pode se tornar um grande 
desafio.
Aplicação: Uma alternativa de layout é o encadeamento. Este artigo explica os detalhes de um sistema SPI
encadeado em série e mostra como o software pode ser usado para propagar comandos por meio de uma 
sequência de escravos. 
Um microcontrolador compatível com SPI ™ / QSPI ™ / MICROWIRE ™ padrão se comunica com seus 
dispositivos escravos por meio de um a interface serial de 3 ou 4 fios. A interface típica inclui um sinal de 
seleção de chip (CS ativo-baixo), um relógio serial (SCLK), um sinal de entrada de dados (DIN) e, 
ocasionalmente, um sinal de saída de dados (DOUT). Dispositivos que são endereçáveis individualmente, 
como é comum em sistemas I²C, comunicam-se facilmente com um único dispositivo em um barramento. 
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ATIVIDADE 3.5
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RESPOSTA DO PROFESSOR
Avaliação final do texto: 10 
Comentários
 
Parabéns pela participação nesta atividade. A sua resposta contemplou base conceitual para contribuir na 
construção do conhecimento. 
Siga em frente e bons estudos! 
Tutoria Ânima 
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