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
