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ARQUITETURA DE COMPUTADORES BARRAMENTOS Carlos Mágno CAMPUS GARANHUNS • Barramento, é o conjunto de sinais digitais que conduzem a informação entre o processador (CPU) e as diversas placas, memórias e periféricos. • É um subsistema que permite a transferência de dados e energia entre componentes dentro do computador ou entre computadores. Ao contrário de uma ligação ponto-a-ponto, esta permite que vários periféricos se liguem usando o mesmo conjunto de ligações. • Um barramento é apenas um “caminho” através do qual dados viajam num computador. Esse caminho é usado para comunicação entre dois ou mais elementos do computador 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 2 Barramentos • Barramentos são semelhantes a uma avenida • Veículos -> Sinais Elétricos • Pistas -> Fios • A largura do barramento é propriedade relativa a quantidade de fios •10 fios paralelos -> passam 10 sinais elétricos -> largura 10 bits 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 3 Barramentos • O barramento possui conjuntos de fios separados por funcionalidades: •Barramento de dados (BD) • Barramento de endereços (BE) • Barramento de Controle (BC) 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 4 Barramentos • Barramento de dados (BD) • Barramento de endereços (BE) • Barramento de Controle (BC) • Razão desses barramentos: Processador acessa memória para leitura ou escrita • Onde ler/escrever? -> local ou endereço de memória • O que leu/vai escrever? -> dado • Ler ou escrever? -> controle 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 5 Barramentos 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 6 Leitura de dado da Memória 1. O processador inicia o procedimento interrogando a MP através do Barramento de Controle (BC) 2. A MP envia um OK através do BC 3. O processador envia um sinal de controle para a memória (através do BC), indicando que irá realizar uma leitura 4. O processador passa o endereço que deseja para MP através do Barramento de Endereços (BE) 5. A MP transfere o dado do endereço para o processador através do Barramento de Dados (BD) 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 7 Leitura de dado da Memória • BC é um conjunto de fios com funções independentes • Fios possuem funções específicas 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 8 Barramento de Controle - BC • Uma característica importante é a largura L • Largura representa a quantidade de fios • Quanto maior o valor de L, maior a quantidade de endereços que podem ser referenciados • L -> largura -> quantidade de bits • 2L -> quantidade de endereços de memória • Exemplo: Barramento com 10 fios • 10 fios -> 10 bits -> 210 = 1024 endereços • 32 fios paralelos -> passam 32 sinais elétricos -> largura 32 bits -> 4Gb • 64 fios paralelos -> passam 64 sinais elétricos -> largura 64 bits -> 16.8 milhões de Terabytes 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 9 Barramento de Endereços – BE • O desempenho da transferência de dados está ligado com: • Largura L do barramento • Velocidade V do barramento T = L X V • A largura L assemelha-se com a quantidade de pistas de uma avenida • A velocidade V está intimamente ligada ao relógio • Indica a quantidade de bits que são transferidos nos fios • A unidade mais comum é Hertz (Hz) • 1Hz é aproximadamente 1bps (bits por segundo) 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 10 Barramento de Dados – BD • Exemplo: • Considere um BD com: • L = 10 bits • V = 100MHz • Qual a taxa de transferência? • T = L × V • T = 10 bits x 100MHz (1Hz = 1bps) • T = 1000Mbps -> 1Gbps 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 11 Barramento de Dados – BD • Todos os componentes do computador ligados por um único barramento é uma abordagem ineficaz • Dispositivos com diferentes velocidades • Processador e memória -> velocidade alta • Teclado -> velocidade baixa 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 12 Barramentos • Imagine uma cidade com uma avenida de pista única: • Circulam carros de corrida, carros de passeio e bicicletas • Se uma bicicleta está passando, os demais veículos mais rápidos tem que esperar um longo tempo para que ela termine o percurso e assim, cruzar a avenida 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 13 Barramentos • SOLUÇÃO: Diferentes barramentos conectados por pontes • Barramento do Sistema – system bus: • processador, memória principal e memória cache; • Barramento de Expansão E/S de alta velocidade: • disco rígido, placa de rede, placa de vídeo; • Barramento de Expansão E/S de baixa velocidade: • teclado, mouse, impressora, scanner; 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 14 Barramentos 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 15 Barramentos 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 16 Tipos de Barramentos Expansão Barramentos Internos Barramentos Externos •Industry Standard Architecture (1º barramento); • Barramento utilizado no PC da IBM e 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. • Apesar de possuir baixa taxa de transferência, foi adotado para barramentos de periféricos de baixa velocidade. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 17 Barramentos ISA • Duas versões (IBM PC (1981) 8 bits e IBM-AT (1984) 16 bits (286)); • 4.77 MHz – 8.33 MHz; • Desafio: Preservar a compatibilidade entre 8btis e 16bits (98 contatos); 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 18 Barramentos ISA • O barramento PC da IBM possuía 62 linhas de sinais: •20 linhas para endereçar a memória; •8 linhas para dados; •1 linha para ativar a leitura na memória, a escrita na memória, a leitura de E/S e a escrita em E/S. •Requisição e garantia de interrupções e utilização da técnica DMA 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 19 Barramentos ISA •DMA é abreviação de "Direct Memory Access“. •O DMA permite que os periféricos acessem diretamente a memória RAM, sem ocupar o processador; • PC original e barramento externo no processador 8080 trabalhavam em 8 bits. Os 286 e o barramento de dados do processador, usavam 16 bits. Nunca foram introduzidos canais de 32 bits (PCI e Bus Mastering). • Placas ISA, portas paralelas e drives de disquete; • Por serem muito lentos, os canais de DMA caíram em desuso desde a década de 1990. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 20 Barramentos ISA • Overhead causado pelo protocolo usado; • 8.33 MB/s -> 5 MB/s; •Usado para: placas de vídeo, placas de rede, interfaces IDE, modems e placas de som; • Placas legacy ISA (Jumpers), • Placas ISA plug-and-play (BIOS); 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 21 Barramentos ISA •MCA (IBM) - 32 bits -> 10 MHz -> 32 MB/s • 1º Suportar plug-and-play (manual) • Suportar bus mastering (HD -> RAM) • EISA (Compaq) - 32 bits -> (90 novos contatos) -> 20MB/s 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 22 Barramentos MCA, EISA E VLB •VLB (VESA Local Bus) -> 32bits -> 33 MHz -> 133 MB/s •Placa de vídeo 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 23 Barramentos MCA, EISA E VLB Very Long Bus • Desenvolvido pela Intel (1992), 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. •Apresenta taxas de transferências de até 133MB/s, com 32 bits; •Suporte nativo: Plug-and-play e bus mastering (criado um padrão realmente confiável); 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 24 Barramentos PCI 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 25 Barramentos PCI • Bus Mastering é um sistema avançado de acesso direto à memória, que permite que HDs, placas de vídeo e outros periféricos leiam e gravem dados diretamente na memória RAM, deixando o processador livre. •Por essa tecnologia, nos micros atuais ainda continua respondendo aos movimentos do mouse e às teclas digitadas no teclado, os downloads e transferências de arquivosatravés da rede não são interrompidos e assim por diante, muito diferente dos micros antigos que literalmente "paravam" durante transferências de arquivos e carregamento dos programas. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 26 Barramentos PCI • Plug-and-play: Tudo começa durante a inicialização do micro. O BIOS envia um sinal de requisição para todos os periféricos instalados no micro. • Um periférico PnP é capaz de responder ao chamado, permitindo ao BIOS reconhecer os periféricos PnP instalados. O passo seguinte é criar uma tabela com todas as interrupções disponíveis e atribuir cada uma a um dispositivo. O sistema operacional entra em cena logo em seguida, lendo as informações disponibilizadas pelo BIOS e inicializando os periféricos de acordo. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 27 Barramentos PCI 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 28 PnP - Plug ´nPlay •Criado em 1990, inicialmente, para expansão de memória RAM em notebook; •2.0 (1991), Outros periféricos: como modems, placas de rede, placas de som, adaptadores de cartões e assim por diante. • 16 bits por ciclo, resultando em um barramento de 20 MB/s 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 29 Barramentos PC CARD (PCMCIA) 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 30 Barramentos PC CARD (PCMCIA) Adaptador PC Card > PCI • 1997 (Intel) - é ser um barramento rápido, feito sob medida para o uso das placas 3D de alto desempenho. • 66 MHz -> 266 MB/s •AGP 2X -> 66 MHz, mas introduz o uso de duas transferências por ciclo 532 MB/s •AGP 4X -> 1066 MB/s •AGP 8X -> 2133 MB/s •AGP 3.3V -> 1.5V (AGP 4X) -> 0,8V (8X) 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 31 Barramentos AGP (Accelerated Graphics Port) • Vantagem do AGP é que o barramento é reservado unicamente à placa de vídeo, enquanto os 133 MB/s do barramento PCI são compartilhados por todas as placas PCI instaladas. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 32 Barramentos AGP • O AGP também permite que a placa de vídeo faça uso de parte da memória RAM do computador como um incremento de sua própria memória, um recurso chamado Direct Memory Execute. • Quanto ao slot, o AGP é ligeiramente menor que um encaixe PCI. No entanto, como há várias versões do AGP, há variações nos slots, essas diferenças ocorrem principalmente por causa das definições de alimentação elétrica existentes entre os dispositivos que utilizam cada versão. • Também foi criado uma versão para placas de vídeo que tenham necessidade de uma grande quantidade de energia, esse padrão É chamado de AGP Pro. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 33 AGP (Accelerated Graphics Port) 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 34 AGP (Accelerated Graphics Port) 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 35 AGP (Accelerated Graphics Port) 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 36 AGP (Accelerated Graphics Port) •O barramento PCI também passou por evoluções: uma versão que trabalha com 64 bits e 66 MHz foi lançada, tendo também uma extensão em seu slot. Sua taxa máxima de transferência de dados é estimada em 512 MB por segundo. Apesar disso, o padrão PCI de 64 bits nunca chegou a ser popular. Um dos motivos para isso é o fato de essa especificação gerar mais custos para os fabricantes. Além disso, a maioria dos dispositivos da época de auge do PCI não necessitava de taxas de transferência de dados maiores. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 37 PCI-X •Algum tempo depois surgiu uma novas versões do PCI, a versão PCI 1.0 é capaz de operar nas frequências de 100 MHz e 133 MHz. Neste última, o padrão pode atingir a taxa de transferência de dados de 1.064 MB por segundo. O PCI-X 2.0, por sua vez, pode trabalhar também com as frequências de 266 MHz e 533 MHz. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 38 PCI-X 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 39 PCI-X 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 40 PCI – 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 41 Barramentos Internos 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 42 Barramentos Internos PCI-X PCI EXPRESS •O padrão PCI Express (PCIe) foi concebido pela Intel em 2004 e se destaca por substituir, ao mesmo tempo, os barramentos PCI e AGP. •Isso acontece porque o PCI Express está disponível em vários segmentos: 1x, 2x, 4x, 8x e 16x. (Quanto maior esse número, maior é a taxa de transferência de dados) 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 43 PCI Express 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 44 PCI Express 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 45 PCI Express 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 46 PCI Express •Com o passar do tempo novas versões do PCI Express foram criadas essas são o PCI Express 2.0 até PCI Express 6.0 que possuem um clock maior e uma maior taxa de transferência de dados. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 47 PCI Express • A principal característica dessa nova versão é a maior largura de banda (bandwidth) de cada faixa: até 500 MB/s. Isso significa que uma conexão PCIe 2.0 com x16 pode alcançar até 8 GB/s na transferência de dados (16 x 500 MB/s). •Além disso, o PCIe 2.0 pode trabalhar com 5 GHz. Para fins de comparação, o PCIe 1.x trabalha com até 2,5 GHz. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 48 PCI Express 2.0 • O PCI Express 3.0 surgiu em 2010. • Essa versão trabalha com 8 GHz. A largura de banda de cada faixa é de 1 GB/s. Isso significa que um dispositivo PCIe 3.0 com x16 pode lidar com até 16 GB/s. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 49 PCI Express 3.0 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 50 PCI Express • As especificações do PCI Express 4.0 foram finalizadas em 2017. • O PCI-SIG teve dificuldades para fazer o desempenho dobrar em relação ao PCIe 3.0 e manter a compatibilidade com as versões anteriores. •Mas os esforços valeram a pena: o PCIe 4.0 é capaz de trabalhar com 16 GHz e 2 GB/s por pista. Em virtude disso, uma conexão PCI Express 4.0 x16 tem velocidade teórica de até 32 GB/s. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 51 PCI Express 4.0 •O PCI Express 5.0 foi anunciado oficialmente em junho de 2019, um intervalo de mais ou menos um ano e meio em relação ao PCI Express 4.0. Uma das razões disso é que as duas versões são, tecnicamente, muito parecidas, tanto que o PCIe 5.0 é visto como uma extensão do PCIe 4.0. • Pode até ser uma extensão, mas a lógica de dobrar a velocidade foi mantida: conexões PCIe 5.0 podem trabalhar com 32 GHz e até 4 GB/s por faixa, ou seja, 64 GB/s em x16. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 52 PCI Express 5.0 •O PCI Express 6.0 deverá ser anunciado oficialmente em 2021, no entanto. A nova versão deverá ainda ter mais largura de banda: até 128 GB/s (o dobro da largura do PCI Express 5.0). Se essa característica for confirmada, a tecnologia terá as seguintes velocidades: •PCIe 6.0 x1: 8 GB/s •PCIe 6.0 x4: 32 GB/s •PCIe 6.0 x8: 64 GB/s •PCIe 6.0 x16: 128 GB/s 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 53 PCI Express 6.0 •Sempre que a abordagem for bidirecional, as velocidades do PCI Express aparecerão dobradas, observe: •PCIe 1.0: 8 GB/s •PCIe 2.0: 16 GB/s •PCIe 3.0: 32 GB/s •PCIe 4.0: 64 GB/s •PCie 5.0: 128 GB/s •PCie 6.0: 256 GB/s (previsto) 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 54 PCI Express - Abordagem for bidirecional •Com o passar do tempo novas versões do PCI Express foram criadas essas são o PCI Express 2.0 e o PCI Express 3.0 que possuem um clock maior e uma maior taxa de transferência de dados. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 55 PCI Express • IDE (ATA) – HD, CD, DVD, DISQUETE •133 Mb/s • SCSI – HD, CD, DVD, DISQUETE, IMPRESSORAS •320 Mb/s • SATA – HD, CD, DVD, BLU-RAY, SSD •150-600 Mb/s • SAS – HD, CD, DVD, BLU-RAY, SSD • 600-1500 Mb/s 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 56 BARRAMENTOS PARA MÍDIAS 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 57 Barramentos Externos • SERIAL – Mouse/teclado/monitor • RS-232 / Conector DB9 • PARARELA – Impressoras/Scanners •LPT1 / Conector DB25 • PS/2 – Mouse/Teclado/Monitor• Conector Mini-din / S-VIDEO • USB • Firewire • HDMI • USB é a sigla de Universal Serial Bus, criado em 1995 a partir de um consórcio de empresas: a USB Implementers Forum, formada por companhias como Intel, Microsoft e Philips. • Este consórcio tem o intuito de desenvolver uma tecnologia que permita o uso de um tipo de conexão comum entre computador e periférico. • O barramento USB adota um conector comum a todos os aparelhos que o usam. Assim, uma porta USB pode ser usada para instalar qualquer dispositivo que use esse mesmo padrão. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 58 USB - Universal Serial Bus •Com todas as vantagens, o barramento USB tornou-se o meio mais fácil de conectar periféricos ao computador. Qualquer usuário pode instalar dispositivos USB na máquina, pois, utilizando o padrão PnP (Plug and Play), o sistema operacional reconhece e disponibiliza imediatamente o dispositivo a ser instalado. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 59 USB - Universal Serial Bus • Outra facilidade é a de se conectar e desconectar qualquer dispositivo com o computador ligado – Hot Putting – sem que ele sofra danos, não sendo necessário reiniciar o computador para que o aparelho instalado possa ser usado. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 60 USB - Universal Serial Bus •Teclado •Alto falante •Drive de disquetes •Mouse •Joystick •Disco rigido / CD-ROM •Impressora •Câmera digital 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 61 USB - Universal Serial Bus Scanner WebCam Modem Microfone Tablet Gravadores de CDs 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 62 USB - Universal Serial Bus 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 63 USB - Universal Serial Bus 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 64 USB - Universal Serial Bus • Em uma única porta USB pode-se, teoricamente, conectar até 127 dispositivos, mas isso não é viável, uma vez que a velocidade de transmissão de dados de todos os equipamentos envolvidos seria comprometida. • Cabos de até 5 metros • Alimentação no barramento dispensa fontes de alimentação 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 65 USB - Universal Serial Bus •As primeiras interfaces USB atendiam à especificação 1.0. Posteriormente, foram introduzidas modificações que deram origem à especificação 1.1, na qual seguem a maioria dos computadores produzidos antes de 2000. •Estas especificações suportam duas velocidades: •Low speed taxa de transferência de 1,5 Mbits/s •Full speed taxa de transferência de 12 Mbits/s 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 66 USB – 1.0 e 1.1 • Já os computadores produzidos a partir de meados de 2001 possuem barramento USB 2.0. A principal diferença é uma nova taxa de transferência, de 480Mbits/s – High speed; • Considerada bastante elevada, viabilizando a utilização de periféricos mais velozes, como discos rígidos e câmeras de vídeo de alta resolução. Além disso, operam com os mesmos cabos da versão 1.1 e suportam qualquer periférico originalmente criado para esta versão. •Estas especificações suportam três velocidades: •Low speed taxa de transferência de 1,5 Mbits/s •Full speed taxa de transferência de 12 Mbits/s •High speed taxa de transferência de 480 Mbits/s 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 67 USB – 2.0 •As especificações desse padrão foram definidas no final de 2008, no entanto, os primeiros produtos compatíveis com o novo padrão começaram a chegar aos consumidores no segundo semestre de 2010. •Transmissão bidirecional de dados: até a versão 2.0, o padrão USB permite que os dados trafeguem do dispositivo A para o B e do dispositivo B para o A, mas cada um em sua vez. No padrão 3.0, o envio e a recepção de dados entre dois dispositivos pode acontecer ao mesmo tempo. •Maior velocidade: a velocidade de transmissão de dados é de até 4,8 Gb/s, equivalente a cerca de 600 MB por segundo, um valor absurdamente mais alto que os 480 Mb/s do padrão USB 2.0. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 68 USB – 3.0 •Alimentação elétrica mais potente: o padrão USB 3.0 pode oferecer maior quantidade de energia: 900 miliampéres contra 500 miliampéres do USB 2.0. •Compatibilidade: conexões USB 3.0 poderão suportar dispositivos USB 1.1 e USB 2.0, já os dispositivos 3.0 necessitam de uma conexão especial para que possam desempenhar todo seu potencial, quando o dispositivo USB 3.0 é conectado em uma porta USB comum ele vai funcionar, mas ele perde o suporte de velocidade High speed e passa a funcionar nas velocidades Low speed e Full speed. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 69 USB – 3.0 •Uma grande mudança no padrão USB 2.0 para o 3.0 foi o conector e os cabos: os cabos da tecnologia USB 3.0 são compostos por nove fios, enquanto que os cabos USB 2.0 utilizam apenas 4. •Isso acontece para que o padrão novo passa suportar maiores taxas de transmissão de dados. Assim, os conectores do USB 3.0 possuem contatos para esses fios adicionais na parte do fundo. Caso um dispositivo USB 2.0 seja utilizado, este usará apenas os contatos da parte frontal do conector, e caso um dispositivo 3.0 seja conectado a uma porta 2.0 o dispositivo 3.0 só usará as conexões básicas que são as mesmas do USB 2.0. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 70 USB – 3.0 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 71 USB – 3.1 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 72 USB – 3.1 x 2.0 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 73 USB – 3.2 • Lançado no final de fevereiro de 2019; • De acordo com o USB-IF, componentes com USB 3.2 deverão ser fabricados a partir do segundo semestre. Com isso, os primeiros dispositivos baseados no novo padrão chegarão ao mercado, no mais tardar, em 2020. • velocidade de até 20 Gb/s (1,2GB/s) 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 74 USB – 3.2 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 75 USB – 3.0 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 76 USB – 3.0 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 77 USB – 3.0 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 78 Cabo USB 2.0 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 79 Cabo USB – 2.0 e 3.0 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 80 Conectores USB 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 81 Conectores USB 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 82 Hub USB 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 83 Funcionalidade USB •Os dispositivos USB não possuem números fixos. •Eles dão ao sistema informações como o identificador do fabricante, identificador do modelo / revisão, e o número de série. •Nunca existirão dois dispositivos USB com os mesmos parâmetros. •Não usam endereços de E/S. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 84 Enumeração USB • Nomenclatura: FireWire, IEEE 1394 ou i.LINK; • Padrão original da Apple; • Dados digitais transmitidos em formato serial; • Ideal para transmissão de dados em altíssimas velocidades; • Dispositivos são ligados em daisy-chain (em cascata) • Permite conectar até 63 dispositivos; • Reconhecimento imediato do dispositivo pelo sistema operacional ao conectar (plug-and-play); • "Hot pluggable", isto é, um dispositivo pode ser conectado ou desconectado a qualquer momento, sem ser necessário desligá-lo; 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 85 Firewire 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 86 Firewire • Velocidade de transmissão de dados de 400 Mb/s (50 MB/s); • Velocidade flexível: pode funcionar em três velocidades: 100 Mb/s, 200 Mb/s e 400 Mb/s; • As conexões podem contar com até 45 Watt de potência; • Funcionamento integral com cabos de conexão de até 4,5 metros. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 87 "FireWire 400" ou "IEEE 1394a" • Velocidade de transmissão de dados de 800, 1600 e 3200 Mbits/s; • Compatibilidade com cabos de conexão de até 100 metros; • Compatibilidade com dispositivos que usam o barramento FireWire 400 (na prática, essa característica pode depender do equipamento). 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 88 IEEE 1394b 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 89 Firewire12/09/2019 Arquitetura de Computadores 90 Firewire 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 91 Firewire 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 92 Relação Firewire x USB 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 93 HDMI •HDMI é um acrônimo para High-Definition Multimidia Interface (Interface Multimídia de Alta Definifição) • Existem dois tipos de conectores HDMI: o HDMI tipo A e o HDMI tipo B. •HDMI 1.0 -> 4,95 Gbps •HDMI 1.3 -> 10,2 Gbps 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 94 CORREÇÃO DA ATIVIDADE 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 95 ATIVIDADES 1 - O que é barramentos? Um barramento é apenas um “caminho” através do qual dados trafegam entre o processador (CPU) e as diversas placas, memórias e periféricos. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 96 ATIVIDADES 2 - Sabe que os barramentos são separados por funcionalidades, apresente quais são essas funcionalidades e explique-as. Exemplifique a ação do processador escrever o número 100, no endereço 850 da memória RAM. a) Barramento de dados – através dele trafegam os dados que são transmitidos ou recebidos pelo processador. Os dados transmitidos podem ser enviados para a memória ou para um dispositivo de saída. Eles podem também ser recebidos da memória, ou de um dispositivo de entrada. b) Barramento de endereços – é utilizado pelo processador para especificar qual é a posição de memória a ser acessada ou qual é o dispositivo de E/S a ser ativado. c) Barramento de controle – é utilizado para definir se a operação a ser realizada é uma leitura ou gravação na memória ou num dispositivo de E/S, entre outras funções de controle. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 97 ATIVIDADES 2 - Sabe que os barramentos são separados por funcionalidades, apresente quais são essas funcionalidades e explique-as. Exemplifique a ação do processador escrever o número 100, no endereço 850 da memória RAM. 1. O processador inicia o procedimento interrogando a MP através do Barramento de Controle (BC); 2. A MP envia um OK através do BC; 3. O processador envia um sinal de controle para a memória (através do BC), indicando que irá realizar uma escrita; 4. A MP passa o endereço disponível para o processador através do Barramento de Endereços (BE); 5. O processador transfere o dado 100 do endereço para a MP através do Barramento de Dados (BD). 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 98 ATIVIDADES 3 – Calcule a taxa de transferência do barramento de dados, que tenha uma largura de 32bit e velocidade de 150Mhz? T=LxV T= 32 x 150 T= 4800Mbits/s ou 4,8Gbits/s 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 99 ATIVIDADES 4 – Classifique os barramentos e exemplifique a quais componentes estão relacionados? Barramentos de Sistemas Processador, Memória Principal e Memória Cache Barramentos de Expansão de Alta Velocidade Placa de vídeo, Placa de rede e HD Barramentos de Expansão de Baixa Velocidade Impressora, mouse, teclado e Scanner 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 100 ATIVIDADES 5 – Apresentas as principais características dos Barramentos ISA, MCA, EISA, VLB, PCI, PC CARD, AGP E PCI-EXPRESS? 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 101 ATIVIDADES 6 – Quais os tipos das placas ISA? Qual sua diferença? Placas legacy ISA (Jumpers): Uso de jumpers, que permitiam definir os endereços de IRQ, DMA e I/O usados pela placa. Em um PC com vários periféricos, os valores precisam ser ajustados com cuidado, já que duas placas configuradas para utilizar o mesmo endereço entravam em conflito, fazendo com que ambas não funcionassem corretamente. Placas ISA plug-and-play (BIOS): A configuração de endereços é feita pelo BIOS durante o boot. Ele verifica quais endereços estão ocupados por outros dispositivos e tenta atribuir os endereços livres aos novos periféricos instalados, evitando conflitos. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 102 ATIVIDADES 6 – Qual principal diferença entre o barramentos IDE e o SCSI? O barramento SCSI pode ser utilizado para conectar impressoras e possue uma taxa de transmissão de dados de 320Mbits/s contra os 132Mbits/s do barramento IDE, que pode conectar apenas HD, CD, DVD e DISQUETE. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 103 ATIVIDADES 7 – Cite exemplos de barramentos externos? Serial, paralelo, PS/2, USB, HDMI, FireWire. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 104 ATIVIDADES 8 – Quais são as principais características dos barramento USB, de acordo com suas versões? USB – 1.0 e 1.1 - Low speed 1,5 Mbit/s E Full speed 12 Mbit/s; USB – 2.0 - Acrescimo do High speed 480 Mbit/s USB – 3.0 - Transmissão bidirecional de dados, velocidade máxima de 4,8Gbit/s e Alimentação elétrica mais potente (900 miliampéres contra 500 miliampéres) USB – 3.1 - Aumento taxa de transmissão com velocidade máxima de 10Gbit/s 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 105 ATIVIDADES 9 – Apresente diferenças entre o barramento USB (3.0) e o Firewire (1394b)? Número de dispositivos, o USB permite 127 e o Firewire apenas 63. Comprimento máximo do cabo é de 5m no USB e 100m no Firewire. Taxas máximas de transfências são de 4800Mbits/s no USB e 3200Mbits/s no Firewire. Por fim, o Firewire permite a comunicação direta entre dispositivos. 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 106 ATIVIDADES 10 - O slot AGP, dependendo da sua versão, pode funcionar em quais níveis de tensão? AGP 3.3V (AGP e AGP 2X) 1.5V (AGP 4X) 0,8V (AGP 8X) 12/09/2019 Arquitetura de Computadores 107 ATIVIDADES 11 - Uma porta USB 2.0 , modo high speed, pode gerar um tráfego máximo de quantos MB por segundo? Modo high speed 480Mbits/s 480Mbit/s = 480000000bits/s 480000000bits/s / 8 = Bytes = 1024 = KB = 1024 = MB 57,22MB – aproximado = 60MB
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