Arquitetura de ComputadoresArquitetura de Computadores Barramento Agenda: 1.Introdução (definição). 2.Função 3.Vantagem e Desvantagem 4.Característica 5.Tipos 6.Conceitos Importantes

Arquitetura de ComputadoresArquitetura de ComputadoresBarramentoBarramento

Sâmia Rodrigues GorayebSâmia Rodrigues Gorayeb

Arquitetura de ComputadoresArquitetura de ComputadoresBarramentoBarramento

Agenda: Agenda: 1.1. IntroduIntroduçção (definião (definiçção).ão).2.2. FunFunççãoão3.3. Vantagem e DesvantagemVantagem e Desvantagem4.4. CaracterCaracteríísticastica5.5. TiposTipos6.6. Conceitos ImportantesConceitos Importantes7.7. Exemplos de Barramento ExternoExemplos de Barramento Externo8.8. ComparaComparaççõesões9.9. ConclusãoConclusão10.10.ExercExercííciocio

BarramentoBarramentoIntroduIntroduççãoão

ÉÉ um conjunto de circuitos e linhas de um conjunto de circuitos e linhas de comunicacomunicaçção que permitem a interligaão que permitem a interligaçção ão entre dispositivosentre dispositivosSão os caminhos por onde passam as São os caminhos por onde passam as informainformaçções que circulam em um ões que circulam em um computador.computador.ÉÉ o conjunto de condutores por onde o conjunto de condutores por onde passam os bits.passam os bits.

BarramentoBarramentoFunFunççãoão

Conduzir sinais eletrônicos (comunicaConduzir sinais eletrônicos (comunicaçção) ão) para os componentes.para os componentes.ResponsResponsáável pela transmissão dos dados.vel pela transmissão dos dados.

VantagemVantagemElimina a necessidade de se conectar cada Elimina a necessidade de se conectar cada dispositivo com todos os outros.dispositivo com todos os outros.

DesvantagemDesvantagemCaso mais de um dispositivo compartilhem Caso mais de um dispositivo compartilhem um barramento haverum barramento haveráá perda de velocidade.perda de velocidade.

BarramentoBarramento

BarramentoBarramentoCaracterCaracteríísticassticas

O seu desempenho O seu desempenho éé medido:medido:Largura de Barramento: nLargura de Barramento: núúmero de bits mero de bits transportados numa operatransportados numa operaçção, ou seja, ão, ou seja, éé a a quantidade de bits que podem ser quantidade de bits que podem ser transmitidos ao mesmo tempo. Geralmente transmitidos ao mesmo tempo. Geralmente potências de 2: 8 bits, 16 bits, 32 bits, 64 bits, potências de 2: 8 bits, 16 bits, 32 bits, 64 bits, etc.etc.FreqFreqüüência de Operaência de Operaçção: velocidade da ão: velocidade da transmissão dos dados, medida em transmissão dos dados, medida em bpsbps (bits (bits por segundo). Por exemplo: 10 por segundo). Por exemplo: 10 bpsbps, 160 , 160 KbpsKbps, 100 , 100 MbpsMbps, 1 , 1 GbpsGbps, etc., etc.

BarramentoBarramentoTiposTipos

Existem diversos tipos de barramentos, Existem diversos tipos de barramentos, entre eles estão: entre eles estão: Barramento Interno Barramento Interno -- ÉÉ o que interliga o que interliga elementos no interior de um componenteelementos no interior de um componente

Barramento do processador.Barramento do processador.Barramento de Barramento de cachecache..

BarramentoBarramentoTipos (Tipos (contcont))

Barramento Externo Barramento Externo -- ÉÉ aquele que conecta aquele que conecta os diversos componentes do sistema de os diversos componentes do sistema de computacomputaçção. Existem os seguintes tipos de ão. Existem os seguintes tipos de barramento externo:barramento externo:

Barramento local Barramento local -- ÉÉ o barramento que liga o o barramento que liga o processador processador àà memmemóória cache, ria cache, àà memmemóória ria principal e ao chipset (circuito de apoio) da principal e ao chipset (circuito de apoio) da placaplaca--mãe, por isso mãe, por isso éé vital para o funcionamento vital para o funcionamento do computador. do computador. ÉÉ dividido em: dados (dividido em: dados (transporta a informatransporta a informaçção ão ), ), endereendereçços(identifica pra onde a informaos(identifica pra onde a informaçção vai) ão vai) e controle(descreve aspectos sobre a e controle(descreve aspectos sobre a informainformaçção e a forma de transmissão).ão e a forma de transmissão).


Barramento Externo (Barramento Externo (contcont))Barramento de expansão Barramento de expansão -- ÉÉ o barramento que o barramento que liga o barramento local aos slots de expansão, liga o barramento local aos slots de expansão, utilizados para se colocar novos perifutilizados para se colocar novos perifééricos no ricos no micro .micro .São exemplos: ISA, EISA, MCA, São exemplos: ISA, EISA, MCA, PipelinePipeline, VLB, , VLB, PCI, AGP e PCI Express.PCI, AGP e PCI Express.


Barramento Externo (cont)Barramento Externo (cont)Barramento de extensão Barramento de extensão -- ÉÉ uma extensão do uma extensão do barramento de expansão, utilizado para barramento de expansão, utilizado para acrescentar perifacrescentar perifééricos externos ou mesmo ricos externos ou mesmo quando se tem placas de som e vquando se tem placas de som e víídeo "deo "onon--boardboard".".

BarramentoBarramentoConceitos importantesConceitos importantes

Os barramentos deverão incluir o trOs barramentos deverão incluir o trááfego fego de dados, enderede dados, endereçços e informaos e informaçções de ões de controle.controle.A largura do barramento corresponde A largura do barramento corresponde ààquantidade de bits que flui quantidade de bits que flui simultaneamente em um barramento. O simultaneamente em um barramento. O desempenho do barramento serdesempenho do barramento seráádiretamente proporcional diretamente proporcional àà largura e largura e ààfreqfreqüüência de funcionamento (ência de funcionamento (clockclock) do ) do mesmo.mesmo.

BarramentoBarramentoConceitos importantes (cont)Conceitos importantes (cont)

Controle de acesso ao barramentoControle de acesso ao barramentoComo alguns barramentos são Como alguns barramentos são compartilhados por vcompartilhados por váários componentes, e rios componentes, e esses não podem utilizar o barramento ao esses não podem utilizar o barramento ao mesmo tempo, hmesmo tempo, háá a necessidade de se a necessidade de se utilizar algum mutilizar algum méétodo de controle de todo de controle de acesso ao barramento. Geralmente existe acesso ao barramento. Geralmente existe algum equipamento que algum equipamento que éé considerado o considerado o mestre do barramento e os outros são mestre do barramento e os outros são escravos.escravos.


Controle de acesso ao barramentoControle de acesso ao barramentoPor exemplo, quem controla o acesso ao Por exemplo, quem controla o acesso ao barramento local barramento local éé o processador.o processador.Para liberar o processador, utilizaPara liberar o processador, utiliza--se um se um mméétodo chamado DMA (acesso direto todo chamado DMA (acesso direto ààmemmemóória). Este ria). Este éé um mum méétodo em que a todo em que a comunicacomunicaçção entre perifão entre perifééricos e a ricos e a memmemóória ria éé controlada por um circuito de controlada por um circuito de apoio (controlador de DMA) e não pelo apoio (controlador de DMA) e não pelo processador.processador.


SincronizaSincronizaçção ão OperaOperaçção são sííncrona ncrona -- os pulsos emitidos pelo os pulsos emitidos pelo relrelóógio regulam o aparecimento e gio regulam o aparecimento e desaparecimento dos sinais nas diversas linhas desaparecimento dos sinais nas diversas linhas do barramento.do barramento.OperaOperaçção assão assííncrona ncrona -- não hnão háá pulsos de relpulsos de relóógio gio para o barramento, e sim sinais de controle.para o barramento, e sim sinais de controle.

O barramento sO barramento sííncrono ncrono éé mais simples de mais simples de implementar, mas pode apresentar implementar, mas pode apresentar problemas para trabalhar com dispositivos problemas para trabalhar com dispositivos que tenham tempos de resposta diferentesque tenham tempos de resposta diferentes..

BarramentoBarramentoExemplos de Barramento Externo (Exemplos de Barramento Externo (contcont))

ISA ISA ((IndustryIndustry Standard Standard ArchitectureArchitecture):):Foi padronizado em 1981 e Foi padronizado em 1981 e éé formado por formado por slots que trabalham com 8 e 16 bits. slots que trabalham com 8 e 16 bits. A versão 8 bits veio com o PC original A versão 8 bits veio com o PC original (barramento XT).(barramento XT).A versão 16 bits veio (barramento AT).A versão 16 bits veio (barramento AT).FreqFreqüüência de operaência de operaçção ão éé 8 MHz.8 MHz.Velocidade mVelocidade mááxima de transmissão xima de transmissão éé 8 M 8 M bytes por segundo.bytes por segundo.


O barramento e o microprocessador são O barramento e o microprocessador são dissociados, ou seja, processador pode dissociados, ou seja, processador pode ter freqter freqüüências de trabalho muito maiores ências de trabalho muito maiores que a do barramento.que a do barramento.Não foi projetada para ser autoNão foi projetada para ser auto--configurconfiguráável (não permite vel (não permite PlugPlug andand Play).Play).


EISA EISA ((ExtendedExtended IndustryIndustry Standard Standard ArchitectureArchitecture))ÉÉ uma evoluuma evoluçção do barramento ISA e ão do barramento ISA e continua compatcontinua compatíível com os antigos de 8 e vel com os antigos de 8 e 16 bits. 16 bits. ÉÉ um padrão nãoum padrão não--proprietproprietáário.rio.Velocidade mVelocidade mááxima de transmissão xima de transmissão éé 30 30 MbytesMbytes por segundo. por segundo. Transmite dados em 32 bits.Transmite dados em 32 bits.Tem duas camadas. A superior Tem duas camadas. A superior ééexatamente igual ao do ISA e a inferior exatamente igual ao do ISA e a inferior contcontéém a extensão EISA.m a extensão EISA.


Possui protePossui proteçção para evitar que uma placa ão para evitar que uma placa ISA acesse os pinos da camada da extensão ISA acesse os pinos da camada da extensão EISA.EISA.


MCA MCA (Micro (Micro ChannelChannel ArchitectureArchitecture))ÉÉ proprietproprietáário e de uso exclusivo da IBM rio e de uso exclusivo da IBM na linha OS.na linha OS.Não Não éé compatcompatíível com o ISA/EISAvel com o ISA/EISAVelocidade mVelocidade mááxima de transmissão xima de transmissão éé de de 30 M bytes por segundo.30 M bytes por segundo.Transmite dados em 32 bits.Transmite dados em 32 bits.

BarramentoBarramentoExemplos de Barramento ExternoExemplos de Barramento Externo

VESA LOCAL BUS (VLB): VESA LOCAL BUS (VLB): Foi desenvolvido pela Foi desenvolvido pela VideoVideo ElectronicsElectronicsStandards Standards AssociationAssociation para os para os microcomputadores IBM PC e compatmicrocomputadores IBM PC e compatííveis.veis.Tem 32 bits e fisicamente Tem 32 bits e fisicamente éé uma extensão uma extensão do do slotslot ISA presente na placaISA presente na placa--mãe dos mãe dos computadores desenvolvidos durante a era computadores desenvolvidos durante a era 80486. Com o avan80486. Com o avançço tecnolo tecnolóógico veio gico veio incrementar a performance de exibiincrementar a performance de exibiçção em ão em vvíídeo exigida pelo novo mercado.deo exigida pelo novo mercado.


AlAléém de placas de vm de placas de víídeo, o VLB foi tambdeo, o VLB foi tambéém m utilizado para interfaces de disco e placas de utilizado para interfaces de disco e placas de rede.rede.Devido a problemas com a impedância Devido a problemas com a impedância envolvida no projeto, uma placaenvolvida no projeto, uma placa--mãe pode mãe pode ter apenas três slots VLB, o que ter apenas três slots VLB, o que éé mais que mais que suficiente para a maioria das aplicasuficiente para a maioria das aplicaçções. ões.


PCI (PCI (PeripheralPeripheral ComponentComponent InterconnectInterconnect))ÉÉ um barramento intermedium barramento intermediáário que fica rio que fica entre o barramento local e tradicional. entre o barramento local e tradicional. Desenvolvido pela INTEL e lanDesenvolvido pela INTEL e lanççado em ado em 1992, logo ap1992, logo apóós a VESA ter apresentado o s a VESA ter apresentado o VLVL--Bus. Pode trabalhar independente do Bus. Pode trabalhar independente do microprocessador.microprocessador.Pode ter seus perifPode ter seus perifééricos auto configurricos auto configurááveis veis ((PlugPlug andand Play). No inPlay). No iníício = 33 MHz, depois cio = 33 MHz, depois 66 MHz e atualmente com at66 MHz e atualmente com atéé 133 MHz 133 MHz ééssííncrono.ncrono.


Multiplexa os pinos de endereMultiplexa os pinos de endereçços e dados.os e dados.Existe PCI para trabalhar com 5 Existe PCI para trabalhar com 5 VccVcc e PCI e PCI para trabalhar com 3,3 para trabalhar com 3,3 VccVcc..Tem conector Tem conector àà parte do barramento normal parte do barramento normal do microcomputador, que possui 124 pinos do microcomputador, que possui 124 pinos para versão de 32 bits e 178 pinos para para versão de 32 bits e 178 pinos para versão de 64 bits.versão de 64 bits.


AGP AGP ((AcceleratedAccelerated GraphicsGraphics PortPort))Visando obter uma maior taxa de Visando obter uma maior taxa de transferência entre a placatransferência entre a placa--mãe e as placas mãe e as placas de vde víídeo (principalmente para uma melhor deo (principalmente para uma melhor performance nas aplicaperformance nas aplicaçções 3D), a Intel ões 3D), a Intel desenvolveu um barramento especialmente desenvolveu um barramento especialmente desenvolvido para a comunicadesenvolvido para a comunicaçção com o ão com o vvíídeo.deo.O uso desse barramento iniciouO uso desse barramento iniciou--se atravse atravéés s de placasde placas--mãe que usavam o mãe que usavam o chipsetchipseti440LX, da Intel, ji440LX, da Intel, jáá que esse que esse chipsetchipset foi o foi o primeiro a ter esse tipo de suporte.primeiro a ter esse tipo de suporte.


A principal vantagem A principal vantagem éé o uso de uma maior o uso de uma maior quantidade de memquantidade de memóória para armazenamento de ria para armazenamento de texturas para objetos tridimensionais, altexturas para objetos tridimensionais, aléém da alta m da alta velocidade no acesso a essas texturas para velocidade no acesso a essas texturas para aplicaaplicaçção na tela.ão na tela.O primeiro AGP (1X) trabalhava a 133 MHz, o que O primeiro AGP (1X) trabalhava a 133 MHz, o que proporciona uma velocidade 4 vezes maior que o proporciona uma velocidade 4 vezes maior que o PCI. AlPCI. Aléém disso, sua taxa de transferência m disso, sua taxa de transferência chegava a 266 MB por segundo quando operando chegava a 266 MB por segundo quando operando no esquema de velocidade X1, e a 532 MB quando no esquema de velocidade X1, e a 532 MB quando no esquema de velocidade 2X (hoje, no esquema de velocidade 2X (hoje, éé posspossíível vel encontrar encontrar AGPsAGPs com velocidades de 4X e 8X). com velocidades de 4X e 8X). Geralmente, sGeralmente, sóó se encontra um se encontra um úúnico nico slotslot nas nas placasplacas--mãe, visto que o AGP smãe, visto que o AGP sóó interessa interessa ààs s placas de vplacas de víídeo.deo.



PCI ExpressPCI ExpressPara suprir a necessidade de mercado que Para suprir a necessidade de mercado que tinham chips grtinham chips grááficos mais rficos mais ráápidos e de pidos e de novas tecnologias de rede, como a novas tecnologias de rede, como a GigabitGigabitEthernetEthernet, e da tecnologia RAID, a taxa de , e da tecnologia RAID, a taxa de transferência mtransferência mááxima do barramento PCI xima do barramento PCI mostrou ser insuficiente.mostrou ser insuficiente.ÉÉ uma conexão uma conexão pontoponto--aa--pontoponto, isto , isto éé, não , não compartilha conexão entre dispositivos.compartilha conexão entre dispositivos.

BarramentoBarramentoExemplos de Barramento ExternoExemplos de Barramento Externo

Conta com um recurso que permite o uso de Conta com um recurso que permite o uso de uma ou mais conexões seriais, isto uma ou mais conexões seriais, isto éé, v, váários rios caminhos (caminhos (laneslanes) para transferência de ) para transferência de dados. Cada dados. Cada lanelane pode ser bidirecional, ou pode ser bidirecional, ou seja, recebe e envia dados.seja, recebe e envia dados.

BarramentoBarramentoEsquemaEsquema

BarramentoBarramentoComparaComparaççãoão

BarramentoBarramentoComparaComparaçção (ão (contcont))

BarramentoBarramentoConclusãoConclusão

A tecnologia de barramento se mostra A tecnologia de barramento se mostra muito promissora e flexmuito promissora e flexíível a ponto de vel a ponto de aumentar ainda mais velocidade ou ainda aumentar ainda mais velocidade ou ainda criar novos tipos de conexão. Com o criar novos tipos de conexão. Com o aumento na velocidade dos chips de aumento na velocidade dos chips de memmemóória e com a elevaria e com a elevaçção da capacidade ão da capacidade de processamento, mde processamento, mááquinas cada vez quinas cada vez mais poderosas estão por vir.mais poderosas estão por vir.

BarramentoBarramentoExercExercííciocio1.1. O que O que éé o barramento?o barramento?2.2. Qual Qual éé a funa funçção do barramento?ão do barramento?3.3. Cite uma vantagem do uso de um Cite uma vantagem do uso de um

barramento?barramento?4.4. Cite uma desvantagem do uso de um Cite uma desvantagem do uso de um

barramento?barramento?5.5. Para que serve a largura do Para que serve a largura do

barramento?barramento?6.6. O que O que éé a freqa freqüüência de operaência de operaçção de um ão de um

barramento?barramento?

BarramentoBarramentoExercExercííciocio7.7. Qual a diferenQual a diferençça do barramento interno a do barramento interno

para o externo?para o externo?8.8. Pra que serve o barramento local?Pra que serve o barramento local?9.9. Explique pra que serve:Explique pra que serve:

a.a. Dados;Dados;b.b. EndereEndereçços;os;c.c. Controle.Controle.

10.10. O que O que éé o controle de acesso ao o controle de acesso ao barramento?barramento?

11.11. Pra que serve o DMA?Pra que serve o DMA?

BarramentoBarramentoExercExercííciocio12.12. Qual a diferenQual a diferençça do barramento sa do barramento sííncrono ncrono

pro asspro assííncrono?ncrono?13.13. Cite uma caracterCite uma caracteríística dos seguintes stica dos seguintes

barramentos:barramentos:a.a. ISAISAb.b. EISAEISAc.c. MCAMCAd.d. VLBVLBe.e. PCIPCIf.f. AGPAGPg.g. PCI ExpressPCI Express

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