UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARFACULDADE DE COMPUTAOCURSO DE BACHARELADO EM CINCIA DA COMPUTAOSISTEMAS DE COMPUTAO

PESQUISA SOBRE BARRAMENTOSDOCENTE: REGIANE KAWASAKIDISCENTE: THIAGO SYLAS ANTUNES DA COSTA

BELM, 02 DE JULHO DE 2010

1. CONCEITOSO que um barramento?Um barramento apenas um caminho atravs do qual dados viajam num computador. Esse caminho usado para comunicao entre dois ou mais elementos do computador. Existem vrios tipos de barramentos:- Barramento do processador- Barramento de endereos- Barramento de entrada/sada- Barramento de memriaNo entanto, quando nos referimos ao barramento de um computador pretendemos quase sempre referir o Barramento de entrada/sada, o qual tambm designado por slots de expanso. Este o principal Barramento do sistema e atravs do qual a maior parte dos dados circula, tendo como origem ou como destino, dispositivos como os drives, impressoras ou o sistema de vdeo. Sendo este ltimo o mais exigente em termos de recursos. 1.1. O Barramento do ProcessadorO Barramento do processador o caminho atravs do qual o CPU comunica com o chip de suporte conhecido como Chipset nos sistemas mais recentes. Este barramento usado para transferir dados entre o CPU e a memria Cache, por exemplo.1.2. O Barramento da MemriaO Barramento da Memria usado para transferir informao entre o CPU e a memria principal do sistema. Este barramento pode ser parte integrante do processador ou na maioria dos casos implementado separadamente com auxlio de um chipset dedicado.1.3. Tipos de Barramentos:Basicamente existem dois:1.3.1. Barramento externo - interliga os diversos componentes de um sistema computacional tais como UCP, ou CPU, memria, unidades de entrada/sada etc. 1.3.2. Barramento interno - interliga elementos no interior de um componente (pastilha), como, por exemplo, os registradores, ou registros, de um microprocessador.1.4. Tipos de Barramentos Quanto ao Tipo de InformaesAlm da classificao acima, os barramentos tambm podem ser ordenados quanto ao tipo de informaes que neles fluem. A saber:1.4.1. Barramento de dados (data bus) - o barramento transporta as instrues e os valores (numricos ou no ) manipulados pelas instrues;1.4.2. Barramento de endereos (address bus) - este tipo de barramento transporta valores que indicam a localizao dos dados ou dispositivos de E/S etc. e1.4.3. Barramento de controle (control bus) - responsvel pela transferncia de sinais (de controle) como READ, WRITE, HOLD, de incio de operao aritmtica, de interrupo, de sincronizao, de reciclagem (reset) entre outros.Algumas publicaes mencionam a existncia do barramento de energia (em ingls Power bus), cuja coleo de fios usada para distribuio de energia para os vrios componentes de um sistema computacional. Outras publicaes, ainda que no se concorde com elas, referem-se ao barramento de dados como bus de direes.

1.5. Classificaes dos Barramentos Quanto ao Fluxo de Informaes:1.5.1. Barramento unidirecional - s pode transferir dados em um sentido; sendo tipicamente utilizados para interligar dois dispositivos um dos quais sempre a origem e o outro sempre o destino;1.5.2. Barramento bidirecional - pode transferir dados nos dois sentidos, mas no em ambos simultaneamente; eles so tipicamente utilizados quando qualquer um dos dispositivos pode ser a origem e qualquer outro pode ser o destino.A comunicao da CPU, com o restante do sistema feita atravs de um barramento de dados bidirecional e de um barramento de endereos unidirecional (sada)1.6. Estados do BarramentoComo tanto a CPU, como a memria, dispositivos de entrada e sada podem colocar, ou retirar, informaes no barramento de dados, havendo necessidade desses dispositivos conectarem-se e desconectarem-se eletricamente dos barramentos aos quais esto fisicamente ligados. Um barramento cujos dispositivos possuem essa capacidade (conexo ou no) chamado barramento tri state pois cada linha pode assumir o valor lgico 0, 1 ou estar desconectada (trs estados, da a designao tri state). Barramentos tri state so comumente usados quando os dispositivos ligados ao barramento potencialmente podem colocar informaes neste ltimo, ou sejam, tm a capacidade de tomar o barramento - essas conexes normalmente so feitas ou desfeitas em pouco tempo, algo em torno de uns poucos nanosegundos ou menos.1.7. Largura do BarramentoA largura, ou tamanho, de um barramento uma unidade de medida que caracteriza a quantidade de informaes (bits de uma forma geral) que pode fluir simultaneamente pelo barramento. No caso de fiao, conforme visto, consiste a priori, na quantidade de fios paralelos existentes no barramento ao passo que, em circuitos impressos (placas), consiste nos traos impressos na placa com material condutor (filetes de cobre) por onde flui a corrente eltrica, em ltima estncia, as informaes.Esta largura, maior ou menor, tambm se constitui em um dos elementos que afetam a medida de desempenho de um sistema, juntamente com a durao (largura) de cada bit ou sinal - a taxa de transferncia, velocidade do fluxo de informaes, geralmente especificada em bits (ou Kbits ou Mbits etc.) por segundo e depende, fundamentalmente, da largura do barramento: quanto maior esta maior ser a taxa.O intervalo de tempo requerido para mover um grupo de bits (tantos quanto a quantidade de bits definida pela largura do barramento) ao longo do barramento, denominado ciclo de tempo do barramento ou, simplesmente, ciclo de barramento (bus cycle), semelhantemente ao que entendemos para o ciclo do processador e para o ciclo de memria.1.8. Barramentos Sncronos e AssncronosO barramento sncrono simples de implementar e testar justamente devido sua natureza inflexvel (periodicidade) quanto ao tempo; em conseqncia qualquer atividade entre mestre e escravo somente pode realizar-se em quantidades fixas de tempo, o que acaba tornando-se uma desvantagem porque o barramento pode ter problemas como, por exemplo, ao trabalhar com dispositivos que tenham tempos de transferncias diferentes nesta situao h necessidade da insero de estados de espera (wait states) que nada mais so do que ciclos de barramento extras.Esse inconveniente no ocorre com o barramento assncrono que, por no depender de relgio com intervalos fixos de tempo, pode conviver com dispositivos que velocidade baixa e alta que utilizam tecnologia antiga e avanada, tirando vantagens das melhorias na tecnologia. Em contrapartida requer sinais adicionais para prover a devida sincronizao dos eventos. Para fechar por o protocolo completo (handshake) nesta tcnica assncrona utilizado o par de sinais a seguir os quais so ativados em nvel baixo: MSYN - Master SYNchronization - sincronizao do mestre e SSYN - Slave SYNchronization - sincronizao do escravo.Esses dois sinais operam segundo um processo que basicamente consiste de quatro eventos:- inicialmente MSYN ativado pelo mestre para pedir uma ao a um escravo;- o escravo ativa o sinal SSYN em resposta ao MSYN, informando que ele est disponvel;- ao encerrar a tarefa, o sinal MSYN desativado pelo mestre e, finalmente,- o sinal SSYN desativado pelo escravo em resposta desativao do sinal MSYN originrio do mestre.

2. A NECESSIDADE DE NORMALIZAO2.1. Slots de ExpansoOs slots do Barramento de entrada/sada permitem ao CPU comunicar com os perifricos. O barramento e os respectivos slots de expanso so necessrios porque os sistemas tm de se adaptar s necessidades de evoluo.Possibilitam assim que se adicionem dispositivos ao computador para aumentar as suas capacidades. Como exemplos, temos as placas de som ou vdeo e mesmo dispositivos mais especficos como placas de rede ou placas SCSI.Nos computadores atuais alguns dispositivos como o controlador IDE, portas srie e porta paralela esto integradas na placa-me. Alguns mais recentes surgiram com placas-me com mais dispositivos integrados, tais como porta de rato e teclado, controlador grfico e de som, adaptador de rede e modem. Mas mesmo estes controladores e portas usam sempre o barramento de entrada/sada para comunicar com o CPU. Na essncia, mesmo estando integrados, eles funcionam como se fossem placas encaixadas nos slots do sistema.2.2. Tipos de Barramentos de Entrada/SadaDesde o aparecimento dos primeiros computadores pessoais que muitos tipos destes barramentos foram criados. A razo simples: maiores velocidades de entrada/sada so necessrias para a melhoria global do desempenho do sistema. Esta necessidade de maiores velocidades envolve estas trs reas principais:- CPUs mais rpidos- Software mais exigente- Maiores exigncias multimdiaQualquer uma destas reas requer que o barramento de entrada/sada seja to rpido quanto possvel.Surpreendentemente, e apesar de estar previsto h anos o seu desaparecimento, quase todos os PC atuais ainda incorporam ainda a mesma arquitetura de barramentos do IBM PC/AT de 1984. Todavia, todos eles incorporam novos barramentos de alta velocidade que se adaptam mais s exigncias atuais de performance das novas placas.Uma das principais razes pela quais novos tipos de barramentos de entrada/sada tm um aparecimento lento a compatibilidade, j que esta, juntamente com a uniformizao, essencial ao sucesso que os PCs tem tido. Esta uniformizao permitiu que milhares de placas de entrada/sadas sejam fabricadas por diversos fabricantes de acordo com as especificaes do barramento usado. Se um novo barramento for introduzido muito provavelmente esse barramento ter de ser compatvel fisicamente com os anteriores para que essas placas no fiquem obsoletas. Concluindo, as tecnologias de barramento tendem a evoluir, em vez de fazerem cortes abruptos com o passado.Podemos identificar diferentes tipos de barramentos de entrada/sada pela sua arquitetura. Os principais tipos de arquitetura so:- ISA (8 e 16 bits) Industry Standard Architecture- MCA Micro Channel Architecture- EISA Extended Industry Standard Architecture- VESA Local Bus - Video Electronics Standards- AMR (Audio Modem Riser)- PCI Peripheral Component Interconnect- PCI Express- PC Card (ex PCMCIA)- SCSI (Small Computer System Interface)- AGP - Accelerated Graphics Port- USB Universal Serial Bus- PS/2 (Personal System/2)- IrDA (Infrared Data Association)- FireWire IEEE 1394A principal diferena entre eles a quantidade de dados que conseguem transferir num dado tempo e a velocidade a que o conseguem. Cada uma destas arquiteturas implementada por um chipset conectado ao barramento do processador. Tipicamente este chipset controla tambm o barramento de memria.

3. OS PRIMEIROS BARRAMENTOS3.1. O Barramento ISA

Este barramento foi introduzido no IBM PC original em 1981, na sua verso de 8 bits. Mais tarde com o aparecimento do IBM PC/AT em 1984 este barramento foi expandido para 16 bits. E at h poucos anos este barramento era a base dos PCs e ainda hoje est presente na maioria deles, embora com apenas um ou dois slots. Numa rea da tecnologia como a informtica, que evolui to rapidamente, pode parecer estranho que uma arquitetura to antiquada ainda persista em sistemas topo de gama dos dias de hoje, mas existem vrias razes para que tal acontea, tais como: a fiabilidade demonstrada, as economias de escala conseguidas e a compatibilidade. Alm de que suficientemente rpida para muitos dos perifricos que lhe so conectados!3.2. O Barramento ISA de 8 bitsA verso de 8 bits corria a uma velocidade de 4.77 MHz no IBM PC/XT. Embora j no seja usada em nenhum computador atual, ainda h placas desenhadas para esta arquitetura que esto em funcionamento. Alguns modems, placas de rede e placas de som so exemplos disso.Fisicamente este slot tem 62 contactos, com 8 linhas de dados e 20 linhas de endereos podendo assim gerir 1 MB de memria.

As dimenses das placas para este barramento so: 106.68 x 333.5 x 12.7 mmEmbora o desenho deste barramento seja simples, a IBM s em 1987 publicou as especificaes completas para os tempos de acesso e linhas de endereos, levando os primeiros fabricantes de PCs compatveis a ter de adivinhar como fazer as placas. Este problema foi resolvido quando os PCs compatveis se tornaram um standard incentivando assim os fabricantes a disponibilizarem mais tempo para desenhar e construir placas que funcionassem corretamente com o barramento.3.3. O Barramento ISA de 16 bitsEm 1984 foi lanado o IBM PC/AT com o processador 286 com um barramento de dados de 16 bits, permitindo que as comunicao entre o processador e a placa-me ou a memria tenha 16 bits de largura em vez dos anteriores 8 bits.Embora este processador possa ser instalado numa placa-me com um barramento de entrada/sada de apenas 8 bits, isso significaria um grande desperdcio de velocidade em qualquer placa ou dispositivo ligado a esse barramento.De fato, a introduo deste novo processador criou um problema IBM sobre a prxima gerao de PCs. Deveria a companhia criar um novo barramento de entrada/sada e respectivos slots de expanso, ou deveria tentar arranjar um mtodo de o sistema suportarambos os barramentos de 8 e 16 bits? A IBM optou por esta ltima soluo e o PC/AT foi introduzido com slots de expanso nos quais se podia ligar placas de 8 bits na primeira parte do slot ou placas de 16 bits em ambas as partes.Este barramento corria velocidade de 6 MHz ou a 8 MHz. Mais tarde, os fabricantes acordaram que 8,33 MHz seria a mxima velocidade para ambas as verses do barramento ISA para garantir retrocompatibilidade.O slot de 16 bits incorpora mais 36 conectores, que so necessrios para transportar os sinais adicionais. Este slot pode ser observado na figura seguinte.

As dimenses das placas para este barramento so: 121.92 x 333.5 x 12.7 mm

3.4. SCSI (Small Computer System Interface)

SCSI (pronuncia-se "sczi"), sigla de Small Computer System Interface, uma tecnologia que permite ao usurio conectar uma larga gama de perifricos, tais como discos rgidos, unidades CD-ROM, impressoras e scanners. Caractersticas fsicas e eltricas de uma interface de entrada e sada (E/S) projetadas para se conectarem e se comunicarem com dispositivos perifricos so definidas pelo SCSI.Padres SCSIExiste uma grande variedade de padres de dispositivos SCSI, sendo que estes inicialmente usavam interfaces paralelas. Alguns exemplos: SCSI-1 (barramento de 8 bits, clock de 5 MHz e taxa de transferncia de 5 MB/s), Fast SCSI (barramento de 8 bits, clock de 10 MHz e taxa de transferncia de 10 MB/s), Ultra SCSI (barramento de 8 bits, clock de 20 MHz e taxa de transferncia de 20 MB/s), Ultra2 Wide SCSI (barramento de 16 bits, clock de 40 MHz e taxa de transferncia de 80 MB/s) e Ultra-320 SCSI (barramento de 16 bits, clock de 80 MHz DDR e taxa de transferncia de 320 MB/s).Posteriormente foram tambm criadas interfaces seriais, como a SSA (Serial Storage Architecture), com taxa de transferncia de 40 Mb/s e SAS (Serial Attached SCSI) de 300 Mb/s, tambm chamado de SASCSI.SCSI desbalanceado e diferencialO SCSI desbalanceado e o diferencial so eletricamente diferentes: voc no pode conectar dispositivos e terminadores em ambos. Infelizmente, no possvel diferenciar um do outro s olhando. Voc ter que consultar o manual do usurio ou poder tentar achar na pgina Web do fabricante. SCSI desbalanceado, a forma mais comum do SCSI, conduz suas transmisses em um nico fio. A maior desvantagem do SCSI desbalanceado o rudo, sinais eltricos aleatrios gerados por componentes de circuito ou por distrbios naturais que causam corrupo e erro nos dados. O SCSI diferencial conduz sinais em dois fios.O SCSI diferencial detecta sinais medindo a diferena de tenso entre dois fios. A grande vantagem do SCSI diferencial sobre os SCSI desbalanceados a distncia maior e a alta imunidade ao rudo. O comprimento de um barramento diferencial de 25 metros, comparado com os 6 metros do SCSI desbalanceado. Se voc descobrir que tem dispositivos que no se conectam, os Conversores Diferenciais SCSI podem resolver o problema de modo rpido e fcil. O cabo SCSI no pode ter mais de 6 metros de comprimento do perifrico interno at o ltimo perifrico externo. O cabo pode ser de 50, 68 ou de 80 vias.FuncionamentoPara que um dispositivo SCSI funcione em seu computador necessrio ter uma equipamento que realize a interface entre a mquina e o hardware SCSI. Essa interface chamada de Host Adapter.O mximo de conexes permitidas no padro SCSI so de 15 dispositivos que so identificados por um cdigo binrio, chamado ID SCSI. S permitido a transmisso entre dois dispositivos ao mesmo tempo.

4. BARRAMENTOS DE 32 BITSQuando foram lanados os processadores de 32 bits, no havia ainda barramentos de 32 bits disponveis. Para tirar partido desta caracterstica do novo processador alguns fabricantes no esperaram pelo surgimento de novas normas e criaram os seus sistemas proprietrios, que na maior parte dos casos eram extenses do barramento ISA. Embora no tenham sido muito populares, esses barramentos foram usados em algumas placas de vdeo ou para expanso de memria.4.1. O Barramento MCAA introduo dos processadores de 32 bits significa que o barramento ISA j no se revela adequado para esta nova gerao de CPUs. O processador 386DX pode transferir 32 bits de dados de uma s vez e o barramento ISA apenas est preparado para um mximo de 16 bits.Em vez de implementar uma nova extenso ao barramento ISA, a IBM decidiu criar um novo barramento chamado MCA (Micro Channel Architecture), que completamente diferente do barramento ISA e muito superior tecnicamente. Mas o domnio da IBM no mercado dos PCs j no era to forte como ela pensava. E a tentativa de cobrar direitos de autor aos fabricantes pelo uso da nova norma MCA, bem como da anterior ISA, levou ao desenvolvimento de um barramento concorrente chamado EISA apoiado por muitos fabricantes, que diminuiu a aceitao desta nova arquitetura.Outra razo para a no adoo mais universal desta norma foi a falta de retrocompatibilidade com o barramento ISA, j que placas desenhadas para o barramento ISA no so compatveis com o barramento MCA.Esta arquitetura inclua algumas inovaes, entre elas o fato de correr assincronamente em relao ao processador principal, diminuindo muito possveis problemas. Tambm se revelou extremamente fcil de instalar uma placa num slot, j que no inclua jumpers ou switches.4.2. Barramento ElSA (Extended Industry Standard Architecture)Para usar essa CPU a IBM projetou um outro computador: o PS/2. Para ele, foi utilizado um novo barramento chamado MCA (Micro Channel Architecture). Por trs disso, existia a inteno de conter o mercado de clones. Porm, a Compaq antecipou-se IBM e lanou o primeiro computador 386: o Compaq Deskpro 386, que aproveitava a arquitetura e a especificao de barramento do AT. Todos os fabricantes apostaram que a arquitetura AT teria uma longa durao. Assim, depois de algum tempo, estavam fabricando clones, s que, dessa vez, no copiavam a IBM, mas sim a Compaq. Esse foi um marco muito importante, pois iniciou o divrcio da indstria com a IBM.De qualquer forma a utilizao de um barramento proprietrio pela IBM foi um balde de gua fria nos principais concorrentes. Fabricantes que quisessem construir microcomputadores compatveis teriam de formular o seu prprio padro. E como no havia qualquer tipo de padronizao e muito menos entendimento entre os diversos fabricantes independentes, alguma coisa a respeito havia de ser feita.Foi a prpria Compaq uma das primeira a levantar sua bandeira em defesa da arquitetura aberta e compatibilidade e padronizao entre os diversos fabricantes, liderando um grupo formado pelos nove maiores fabricantes de micros de marca do mundo na poca (AST, Epson, HP, NEC, Otivetti, Tandy, Wyse, Zenith e, logicamente, a prpria Compaq) na tentativa de se criar um novo padro de barramento de expanso mais rpido e com arquitetura aberta - ou seja, quem quisesse poderia utiliz-lo em seu projeto.O novo padro criado por esse grupo de fabricantes chamava-se EISA (Extended Industry Standard Architecture), totalmente compatvel com o antigo ISA. O barramento EISA tem as seguintes caractersticas:

- Barramento de dados de 32 bits.

- Barramento de endereos de 32 bits.

- Freqncia de operao de 8 MHz.

O slot EISA muito parecido com o slot ISA pois ambos apresentam o mesmo tamanho. No slot EISA as linhas adicionais de dados, controle e endereos, que no existiam no ISA, foram colocadas entre os contatos convencionais do ISA, fazendo com que o slot EISA fosse compatvel tanto com interfaces ISA quanto EISA.O padro EISA adiciona 100 novos contatos, que, se fossem colocados em linha com os dos slots ISA, certamente gerariam um conector de tamanho impraticvel. A soluo adotada para acomodar os 100 novos contatos e ainda manter compatibilidade ISA foi simples: uma segunda camada de contatos, em profundidade maior, deslocados em relao aos contatos ISA - a placa ISA no provoca curto porque ela no pode entrar to fundo no slot pois um dispositivo mecnico trava seu encaixe no slot EISA.Um slot EISA muito parecido com o slot ISA, a primeira diferena est na 'altura' do primeiro que maior que a do segundo, isto para permitir a colocao dos contatos adicionaisque so dispostos na parte inferior do slot enquanto os contatos convencionais do padro ISA ficam dispostos na parte superior do slot mantendo-se a to almejada compatibilidade entre os dois sistemas.Vejamos bem: ao inserir uma interface ISA em um slot EISA o percurso dela limitado por travas no conector, impedindo que ela faa contato com os sinais EISA; j quando inserimos uma interface EISA essa limitao no ocorre e os seus contatos ajustam-se plenamente com todos os sinais EISA vide croqui.Mas havia ainda um problema: para manter total compatibilidade com barramento ISA, o barramento EISA teve de usar a mesma freqncia de operao dos sinais do barramento ISA, mesmo tendo a capacidade de trabalhar com dados de 32 bits, enderear at 4 GB de memria e ser uma arquitetura aberta (alm de ter modos de transferncia de dados ausentes no barramento ISA), o EISA no se tomou to popular pois ainda apresentava o gargalo para interfaces que exigiam alto desempenho.Ainda que em teoria o barramento EISA pudesse operar a 33 MH/s, na prtica a velocidade inferior (o padro trabalha a 8,33 MHz), porm apresenta um modo de operao, denominado rajada ou burst, em que um pequeno bloco de dados pode ser transferido velocidade do relgio do barramento.Nas placas que trabalham com EISA no existem chaves ('jumpers') para configurao: ela configurada por software. Toda placa EISA vem com um disco onde existe um arquivo de configurao (*cfg) que, junto com o utilitrio, presente em todo computador ElSA, gera dados para uma RAM CMOS estendida (ela dita estendida porque ela guarda todos os dados de um PC convencional e mais os dados pertinentes s placas ElSA).4.3. Barramentos LocaisTodos os barramentos de entrada/sada discutidos at agora tem uma caracterstica em comum: so relativamente lentos. Esta limitao vem desde os tempos do primeiro PC, quando o barramento de entrada/sada operava mesma velocidade do barramento do processador. medida que a velocidade do barramento do processador aumentava, o barramento de entrada/sada apenas realizava pequenos ganhos de desempenho, devido ao aumento do nmero de bits. O barramento de entrada/sada teve de manter-se em velocidades mais baixas devido quantidade de placas instaladas que apenas funcionam corretamente assim.A idia de um PC a funcionar mais devagar do que pode, ser algo estranha para muitos utilizadores. Mas, muitas vezes a baixa velocidade do barramento de entrada/sada perfeitamente suficiente para comunicar com um rato um teclado. O verdadeiro problema estem subsistemas mais exigentes como o controlador grfico ou de disco.O problema da velocidade foi agravado com o aparecimento de interfaces grficas, como o Microsoft Windows que requeriam muito processamento atravs do barramento de entrada/sada, o qual rapidamente se tornou um estrangulamento para todo o sistema. Poroutras palavras, de pouco servia ter um CPU a 66MHz se os dados apenas podem circular a 8 MHz pelo barramento de entrada/sada.Uma soluo para este problema foi mover alguns slots de entrada/sada para zonas onde poderiam atingir a velocidade do barramento do processador, processo muito semelhante ao acesso memria cache.Este processo conhecido como Barramento Local (Local Bus), porque assim dispositivos externos podem aceder parte do barramento localizada no CPU o barramento do processador. Fisicamente, os slots destinados a esta nova configurao tero de ser diferentes dos existentes para evitar que placas desenhadas para barramentos mais lentos sejaconectadas a este novo barramento de velocidade mais elevada. interessante reparar que os primeiros barramentos ISA de 8 e 16 bits tinham uma arquitetura semelhante aos Barramentos Locais. Estes sistemas tinham o barramento do processador como o barramento principal e tudo corria velocidade do processador. Quando os processadores ultrapassaram os 8 MHz , o barramento ISA teve de ser desligado do barramento do processador pois as placas de expanso, memria e etc. no suportavam esta velocidade. Em 1992, comeou a aparecer em vrios PCs uma nova extenso ao barramento ISA chamada VESA Local Bus, que indiciava o regresso arquitetura de Barramento Local.De salientar que um sistema no necessita de ter um slot de expanso para incorporar a tecnologia de Barramento Local. Esta pode ser diretamente incorporada na placa me, sendo at a forma como apareceu em primeiro lugar.As solues baseadas em Barramentos Locais no vieram substituir as anteriores normas, como a ISA, j que foram concebidas como uma extenso a esta. Um sistema tpico baseado em barramentos ISA ou EISA possua sempre um ou dois slots Barramento Local,permitindo que placas antigas funcionassem ao lado de placas mais recentes e rpidas que tiram partido de todas as potencialidades destes.4.3.1. Barramento VLB (VESA Local Bus)A VESA (Video Electronic Standards Association - Associao de Padres Eletrnicos de Vdeo) formada pelos fabricantes de interface de vdeo a fim de definir padronizaes como, por exemplo, a padronizao VGA.Essa associao era a maior interessada em que um padro de barramento de expanso de alto desempenho fosse logo definido, pois era o cmulo que um micro com alto poder de processamento, como um 486, ainda apresentasse no vdeo imagens na mesma velocidade de um 'msero' 286!Como nenhum outro grande fabricante como a IBM ou a lntel havia decidido definir esse padro, a prpria VESA resolveu projetar o seu prprio modelo de barramento. O projeto, chamado VESA Local Bus (Barramento Local VESA), ou simplesmente VLB teve uma aceitao imediata no mercado graas aos associados da VESA: mais de 150 fabricantes. Havia outros motivos para o sucesso do padro VLB: era uma arquitetura aberta, assim como o ISA com o qual manteve total compatibilidade.O barramento VLB conectado diretamente ao barramento local, atravs de um buffer; dessa forma a freqncia de operao do VLB igual freqncia de operao do barramento local. Em um micro com o processador 486DX4-100, por exemplo, o barramento VLB podia trabalhar a 33 MHz, igual ao barramento local da placa-me.O barramento VESA Local Bus tem as seguintes caractersticas:- Barramento de dados igual ao do processador.- Barramento de endereos de 32 bits.- Freqncia de operao igual freqncia do barramento local.A nica restrio do slot VLB refere-se quantidade de perifricos possveis por computador. Por trabalhar sob altas freqncias a interferncia eletromagntica torna impossvel operar com mais de trs slots VLB acima de 33 MHz simultaneamente:

- 33 MHz: trs placas VLB.

- 40 MHz: duas placas VLB.

- 50 MHz: uma placa VLB.

Isso no era to problemtico, pois o slot VLB foi amplamente utilizado na poca do 486 quando poucos processadores trabalhavam com uma freqncia de operao externa acima de 33 MHz. Alm disso, devemos lembrar que somente trs classes de perifricos necessitam de alto desempenho: vdeo, disco rgido e rede local.O conector para o barramento local de 112 pinos (estilo MCA), que normalmente colocado alinhado com os slots ISA e por estar conectado diretamente ao barramento local da CPU, h um limite de dois ou trs slots (a CPU no tem capacidade para suportar muitas cargas no seu barramento local.Com um barramento de dados de 32 bits e um relgio de 33 MHz, o limite terico do barramento VESA de 132 MB/s - existe a especificao VESA de 64 bits, que possui um limite de velocidade de 264 MB/s. O barramento VESA no est limitado aos controladores grficos. Qualquer placa que atenda s especificaes VESA pode ser conectada ao VL-BUS e transferir dados velocidade da CPU - os outros dois fortes candidatos a ocupar os slots VL-BUS que sobram, so o controlador de disco rgido e a placa de rede.Na utilizao do slot VLB acima de 33 MHz, h a necessidade do emprego de estados de espera (wait states) no barramento; tal configurao deve ser feita tanto na placa-me quanto na placa VLB que estiver sendo instalada no micro.

4.3.2. (AMR) Audio Modem Riser

O slot Audio Modem Riser, mais conhecido como AMR, um slot de expanso encontrado em placas-me de alguns computadores pessoais Pentium III, Pentium 4 e Athlon. Foi desenhado pela Intel para interfacear alguns chipsets e fornecer funes analgicas necessrias em placas de som, rede e modems do tipo HSP.ObjetivosUm dos principais objetivos da Intel com o AMR foi permitir que fabricantes de placas-me implementassem funes analgicas de entrada/sada (udio e modem) numa placa de expanso, com vistas certificao FCC. Uma economia de custos podia ento ser obtida reutilizando-se a placa de expanso em vrios projetos de placas-me de baixo custo, evitando assim que estas necessitassem de uma certificao FCC individual.TecnologiaFisicamente, o slot apresenta duas fileiras de 23 pinos, totalizando 46 pinos. Trs deficincias do AMR que ele elimina um slot PCI, no plug and play, e no pode ser usado para placas aceleradas por hardware (somente por software).Tecnologicamente, o padro foi superado pelo Advanced Communications Riser (ACR) e por um outro padro da Intel, o Communications and Networking Riser (CNR). Todavia, as tecnologias riser em geral nunca chegaram realmente a decolar. Os modems continuaram em sua maioria como placas PCI, ou, como no caso das placas de som, foram incorporadas placa-me.

4.3.3. Barramento PCI (Peripheral Component Interconnect)

A Intel resolveu criar o seu prprio padro de barramento de perifricos: o PCI. Este simplesmente "matou os barramentos EISA e VLB ainda que alguns destes continuem sendo utilizados para manter compatibilidade com perifricos antigos e que sejam lentos, como a placa de som e a interface fax modem entre outras.Ao contrrio do VLB, o PCI no conectado diretamente ao barramento local do micro e dizer que o PCI uma extenso do barramento local est tecnicamente errado, muito embora diversos fabricantes tenham divulgado (erroneamente, claro) que isso acontece.Ao contrrio de todos os barramentos apresentados at agora, o PCI no se prende a nenhum tipo de processador especfico, o que lhe concede segurana para que todos os futuros processadores utilizem, sem maiores problemas, o barramento PCI. Para a interligao do barramento local com o barramento PCI, utilizada uma ponte1 (bridge) barramento local-PCI. No caso da interligao do barramento PCI com o barramento ISA, h uma ponte PCI-ISA. Em um PC tpico so disponveis somente essas duas pontes, tambm chamadas de ponte norte e ponte sul respectivamente.Um dos problemas do slot PCI que ele um slot "a parte, sem nenhum "contato" com o slot ISA, como ocorre no ElSA e no VLB, em compensao, obtemos um desempenho muito maior. Existem vrios modelos de barramento PCI: diferenciam-se os barramentos PCI de acordo com o tamanho de seu barramento de dados (que pode ser de 32 bits ou 64 bits) e com sua freqncia de operao mxima (33 MHz ou 66 MHz).No caso de micros com processadores 486 e com barramento PCI no h dvida de que o barramento PCI ser de 32 bits e trabalhar, no mximo, a 33 MHz.J no caso de micros com processadores Pentium e superiores, podemos encontrar diversos tipos de barramento PCI:- Barramento PCI 32 bits a 33 MHz: taxa de transferncia mxima terica de 132 MB/s.- Barramento PCI 64 bits a 33 MHz: taxa de transferncia mxima terica de 264 MB/s- Barramento PCI 32 bits a 66 MHz: taxa de transferncia mxima terica de 264 MB/s.- Barramento PCI 64 bits a 66 MHz: taxa de transferncia mxima terica de 528 MB/s.Entretanto, por ser muito difcil a construo de componentes capazes de trabalhar a 66 MHz, o mais comum encontrar placas-me que utilizam o barramento PCI trabalhando a somente 33 MHz, mesmo em micros com processadores com o barramento local trabalhando a 66 MHz, como o Pentium- 200 e superiores2. Da mesma forma, no muito comum a utilizao do barramento PCI de 64 bits: O slot PCI 64 bits fisicamente maior de modo que a maioria das placas-me utiliza o barramento PCI de 32 bits, ou seja, tanto em um 486 quanto em um Pentium, o barramento PCI, em geral, tem as mesmas caractersticas.1 Uma ponte um circuito capaz de converter sinais e protocolos de um tipo de barramento para outro. Na verdade, quando utilizado em placas-me 486, o barramento PCI ter a mesma freqncia de operao do barramento local. J em placas-me Pentium e superiores, o barramento PCI de 33 MHz trabalha na metade da freqncia de operao do barramento local. E no caso dos novos (?!) processadores que trabalham externamente a 100 MHz, o barramento PCI trabalha a um tero da freqncia de operao do barramento local (portanto, a 33,3 MHz).No Quadro adiante, podemos acompanhar a freqncia de operao do barramento PCI para alguns processadores.

QuadroObservar que no caso de processadores que trabalhem abaixo de 66 MHz a taxa de transferncia ser menor que a taxa de transferncia tpica do barramento PCI, que de 132 MB/s. por esse motivo que no se recomenda o uso de processadores que operem a menos de 66 MHz, como o 'velho' Pentium-75, Pentium-120, Pentium-150, K5-PR12O e 6x86-PRI 50+ e mais outros.Em um primeiro instante pode parecer que o barramento PCI tecnicamente inferior ao barramento VLB o qual trabalha na mesma freqncia de operao do processador. Entretanto devemos lembrar que o barramento VLB utiliza os mesmos sinais do barramento local, portanto est preso ao processador; no caso de futuros processadores o barramento VLB teria de ser redesenhado. Alm disso, sendo preso ao processador, os perifricos conectados ao barramento VLB no tm autonomia e so controlados pelo processador.H duas caractersticas que tornam o barramento PCI bem mais interessante: bus mastering e atecnologia plug and play.Bus MasteringComo quem controla tanto o barramento local quanto o barramento de expanso geralmente o prprio processador, ele comandar a comunicao entre dois perifricos como, por exemplo, a transferncia de dados do disco rgido para a memria RAM. claro que, enquanto est comandando a conversa entre os dois perifricos, o processador no pode fazer mais nada, desperdiando tempo que poderia estar sendo usado para a execuo de um programa; isso tudo, transparente ao usurio, no percebido por ele, achando tudo 'normal' em seu sistema computacional.H duas formas de aumentar o desempenho nesse processo: a utilizao do controlador de DMA ou da tcnica de bus mastering. Enquanto o DMA comanda a troca de dados entre um perifrico e a memria RAM e necessita de uma ligao fsica do perifrico com um dos canais do controlador de DMA, o bus mastering bem mais flexvel: o perifrico pode tomar conta do barramento, fazendo o que ele bem entender.Entretanto, exceo do barramento PCI, todos os barramentos de expanso utilizam os mesmos sinais do barramento local do processador. Isso significa que, embora teoricamente o bus mastering seja possvel, no h independncia entre o processador e os dispositivos conectados ao barramento de expanso para que essa tcnica seja utilizada com freqncia. E tambm no h velocidade. Devemos lembrar que um bus mastering no barramento ISA seria ridculo, pois o perifrico s poderia acessar um outro dispositivo a 8 MHz o que d uma taxa de transferncia mxima de apenas 8,33 MB/s. Um dispositivo PCI 32 bits a 33 MHz consegue atingir a taxa de transferncia mxima de 132 MB/s, o que torna o processo de bus mastering bem mais interessante.Como, no barramento PCI no h essa dependncia (o barramento PCI independente), os perifricos podem conversar diretamente entre si aumentando o desempenho do micro. Na prtica, o bus maste ring acaba sendo um DMA mais rpido e mais flexvel (o controlador de DMA em geral, no to rpido quanto uma interface perifrica).PIug and PIayVimos duas caractersticas do barramento PCI: ele no "preso" ao processador e, ao mesmo tempo, suas interfaces so mais inteligentes do que as interfaces desenhadas para os outros tipos de barramento de expanso. No barramento PCI cada interface pode controlar o barramento, portanto, cada uma tem autonomia.Essa autonomia gerou um novo conceito: Plug and Play. Como o prprio barramento inteligente, no h porque ficar se preocupando mais com nveis de interrupo e canais de DMA na hora de configurar uma interface PCI: as interfaces se ajustam sozinhas pois so capazes de identificar outros clientes PCI que estejam conectados ao micro.Toda interface PCI plug-and-play. Para termos um micro verdadeiramente plug-and-play so necessrios:- BIOS plug-and-play.- Barramento ISA plug-and-play.- Interfaces plug-and-play.- Sistema operacional plug-and-play (como o Windows 95 e o Windows 98).Aps a criao do barramento PCI, houve uma reviso no barramento ISA, denominada ISA plugand- play, para permitir que perifricos ISA tambm possam se autoconfigurar. Se todas as exigncias forem atendidas o prprio sistema operacional ser capaz de resolver automaticamente problemas de configurao e conflito bem como reconhecer os perifricos instalados para que um driver especifico seja instalado no sistema operacional. Por exemplo, basta que o micro tenha uma placa de vdeo PCI para que o Windows 9X a reconhea automaticamente e instale automaticamente o driver de vdeo necessrio.Uma das caractersticas das placas perifricas plug-and-play a ausncia de jumpers de configurao pois toda a configurao executada por software.Slots CompartilhadosComo as placas perifricas PCI tm orientao invertida em relao s placas ISA, algumas placas-me apresentam um slot ISA e um slot PCI que so compartilhados. Esses so os slots ISA e PCI mais prximos um do outro - impossvel encaixar simultaneamente uma placa PCI e uma placa ISA naquele espao.Slots de 5 V e de 3,3 VExistem dois tipos de slot PCI: slots PCI de 5 V e slots PCI de 3,3 V. A diferena eltrica bvia enquanto a diferena fsica fica por conta de um chanfrado delimitador interessante notar que slots PCI que trabalham a 66 MHz so de 3,3 V.H trs tipos de placas PCI: as que trabalham com 3,3 V, portanto s encaixam em slots de 3,3 V; as que trabalham com 5 V e que, analogamente, s encaixam em slots de 5 V e as chamadas universais que podem ser utilizadas em qualquer um dos dois tipos de slot.4.3.4. Barramento PCI Express

PCI Express (tambm conhecido como PCIe ou PCI - EX) o padro de slots para placas de expanso utilizadas em PCs. criada pela Intel. Introduzido pela Intel em 2004, o PCI Express foi concebido para substituir os padres AGP e PCI. Sua velocidade vai de 1x at 32x (sendo que atualmente s existe disponvel at 16x). Mesmo a verso 1x consegue ser seis vezes mais rpido que o PCI tradicional. No caso das placas de vdeo, um slot PCI Express 16x duas vezes mais rpido que um AGP 8x. Isto possvel graas a sua tecnologia, que conta com um recurso que permite o uso de uma ou mais conexes seriais para transferncia de dados.A tecnologia utilizada no PCI Express conta com um recurso que permite o uso de uma ou mais conexes seriais ("caminhos", tambm chamados de lanes) para transferncia de dados. Se um determinado dispositivo usa apenas um caminho (conexo) a demais que o PCI comum, ento diz-se que este utiliza o barramento PCI Express 1x, se utiliza 4 conexes, sua denominao PCI Express 4x e assim por consequentemente. Cada lane pode ser bidirecional, ou seja, recebe e envia dados (250 MB/s em cada direo simultaneamente). O PCI Express utiliza, nas suas conexes, linhas LVDS (Low Voltage Differential Signalling).Pelo fato de ser um barramento serial, sua arquitetura de baixa voltagem, permite grande imunidade ao rudo e tambm permite aumentar a largura de banda. Isso foi possvel graas reduo de atrasos nas linhas de transmisso (timing skew).Cada conexo usada no PCI Express trabalha com 8 bits por vez, sendo 4 em cada direo. A frequncia usada de 2,5GHz, mas esse valor pode variar. Assim sendo, o PCI Express 1x consegue trabalhar com taxas de 250 MB por segundo, um valor bem maior que os 133 MB/s do padro PCI de 32 bits. Existem algumas placas-me que possuem um slot PCIe x16 (por exemplo) que na verdade trabalha em x8 ou x4, fato que ocorre por depender da quantidade de linhas disponveis para uso no chipset e tambm por ser possvel o uso de slots maiores com menos caminhos de dados.O PCI Express um barramento ponto a ponto, onde cada perifrico possui um canal exclusivo de comunicao com o chipset. Isto contrasta fortemente com o padro PCI, que um barramento em que todos os dispositivos compartilham a mesma comunicao, de 32 bits (ou 64 bits), num caminho paralelo.H contradies quanto a forma de se referir ao PCI Express como sendo um barramento, j que, no sentido estrito da palavra, o termo "barramento" surgiu para descrever um canal de comunicao compartilhado por vrios dispositivos ou perifricos, no entanto, em toda a sua documentao usado o termo "PCI Express bus" para mencion-lo.

Foto de uma placa de vdeo PCI Express x16.- Cada caminho do PCIe 1.1 envia informaes a uma taxa de 250 MB/s (250 milhes de bytes por segundo) em cada sentido. - O PCIe 2.0, introduzido em finais de 2007, dobra essa taxa de transferncia de dados. O barramento PCI Express encontrado nos mais novos sistemas como os baseados na Intel X38 ou na AMD 780G chipsets. - As ltimas propostas para o lanamento do padro PCIe 3.0, que est previsto para 2009-2010, que a velocidade das ligaes aumente ainda mais. Cada slot PCIe roda a um, dois, quatro, oito, dezesseis ou trinta e dois caminhos de dados entre a placa me e a placa ligada ao slot. A contagem dos caminhos escrita com um sufixo "x", por exemplo, 1x para um nico caminho e 16x para uma placa de dezesseis caminhos.Trinta e dois caminhos de 250 MB/s (PCIe 1.1) apresenta uma taxa mxima de transferncia de 8 GB/s (250 MB/s multiplicado por 32x, ou seja, 8 bilhes de bytes por segundo) em cada sentido. No entanto, o maior tamanho de uso comum de 16x, resultando numa taxa de transferncia de 4 GB/s (250 MB/s multiplicado por 16x) em cada sentido. Por isso em perspectiva, um nico caminho do PCIe 1.1 tem quase o dobro da taxa de dados do barramento PCI tradicional. Um slot de 4x tem uma taxa de transferncia comparvel ao da verso mais rpida do antigo barramento paralelo PCI-X 1.0, e um slot de 8x tem uma taxa de transferncia comparvel ao da verso mais rpida do AGP.Slots PCIe suportam uma variedade de tamanhos diferentes referenciados a seu nmero mximo de caminhos, ou seja, 1x, 2x, 4x, 8x, 16x e 32x. Uma placa PCIe caber em um slot de seu tamanho ou de tamanhos maiores, mas no caber em um slot PCIe menor.O nmero de caminhos realmente conectados a um slot, pode ser menor que o nmero suportado pelo tamanho fsico do slot. Como exemplo: um slot 8x que na verdade s executado em 1x (esse slot permitir o uso a qualquer placa 1x, 2x, 4x ou 8x), embora apenas funcionar velocidade de 1x. Este tipo de soquete descrito como um slot 8x (Modo 1x), o que significa que esse slot aceita fisicamente conexes de at 8x, mas que neste exemplo s funcionar com 1x de velocidade. A vantagem que uma gama de placas PCIe podem ser utilizadas sem que haja necessidade de que o hardware da placa me d suporte a taxa de transferncia total.O nmero de caminhos "negociado" durante a inicializao ou explicitamente durante a operao. Esta flexibilidade na contagem de caminhos pode proporcionar um padro nico para as necessidades de placas de banda larga (por exemplo, placas grficas, placas 10 Gigabit Ethernet e placas Multiport Gigabit Ethernet), enquanto tambm pode ser rentvel para as placas menos exigentes. Esse recurso permite que uma placa de 1x possa ser inserida em um slot 4x. O sistema ir desabilitar a ligao para o slot 4x e passar a fornecer dados para a placa utilizando apenas 1 caminho. O que no impossibilita que a placa-me realize operao a 4x neste slot em particular, se estiver conectado a uma placa de 4x.Assim como nas placas de expanso para desktops e servidores, a interface eltrica PCIe usada em uma variedade de outros formatos de interface, incluindo o ExpressCard, interface de expanso para laptops. PCIe tambm muitas vezes usado para conectar-se perifricos integrados na placa-me.As especificaes do formato esto sendo mantidas e desenvolvidas por um grupo de mais de 900 lderes industriais da empresa denominada PCI-SIG (PCI Special Interest Group).

4.3.5. ISA PIug-and-playCom a utilizao do barramento PCI (que plug-and-play), os fabricantes resolveram criar um padro plug and play tambm para o barramento ISA o qual, nativamente, no muito chegado a essas 'modernidades'. Sendo assim no raro encontrar problemas de configurao com placas ISA plug-and-play.A idia do plug and play abandonar a problemtica da configurao manual de um perifrico, como, por exemplo, definio de nveis de interrupo, canais de DMA e endereos de I/O (o que normalmente feito atravs de jumpers de configurao no perifrico). Em placas ISA plug-and-play, no h qualquer ajuste a ser feito por parte do usurio pois no existem jumpers de configurao. A configurao feita automaticamente pelo sistema operacional que trata de ajustar o micro automaticamente de acordo com os perifricos instalados - em caso de problemas, especialmente conflitos, podem ser feitos ajustes do perifrico problemtico manualmente.Para que o sistema plug-and-play funcione h a necessidade de que o micro seja plug-and-play e que o seu sistema operacional tambm (Windows 9x). Caso isso no ocorra, necessrio configurar na mo o perifrico ISA plug-and-play; a nica diferena ser que, em vez de configurar a placa atravs de jumpers ou DIP switches como nas placas no plug-and-play, a configurao ser feitas atravs de software.Mais uma vez lembrando: esse tipo de configurao s necessrio caso o sistema operacional no seja plug-and-play. O software de configurao genericamente chamado ICU (ISA Configuration Utility) e normalmente vem em conjunto com o perifrico. Na falta de um programa desse tipo, qualquer um similar produz o mesmo efeito; em geral, no precisa ser do mesmo fabricante da placa, j que o barramento ISA plug-and-play padronizado.4.3.6. Barramento AGP

O AGP (Acccleratcd Graphics Port) um barramento de dados para aplicaes grficas em 3D e vdeos full-motion desenvolvido para a plataforma PC. Abre-se, ento, uma nova expectativa para os usurios fascinados pelos recursos de vdeo e grficos 3D antes s disponveis nas workstations. A Intel ds envolveu o AGP de forma a aproveitar todo o potencial do seu processador Pentium II. Para trabalhar-se com grficos em 3D necessrio atender a rigorosos requisitos, que vo desde uma plataforma robusta at a rapidez de realizao de clculos geomtricos, renderizaes sofisticadas e texturas detalhadas.Uma das principais restries aos requisitos acima o tamanho da memria local de vdeo usada pelo controlador grfico - aplicaes em 3D podem utilizar at mais de 20 MB para disponibilizar um nico mapeamento de textura. A memria de vdeo poderia ser estendida para atender a esses requisitos, mas essa uma soluo cara e fisicamente invivel.Na poca em que foi especificado o AGP, havia uma segunda restrio quanto banda passante do barramento PCI, que , para essas aplicaes, no era suficiente para se obter um desempenho adequando; isso porque os controladores grficos realizam uma busca antecipada dos mapeamentos de textura nas suas memrias RAM locais. Uma vez que os mapeamentos de textura cresceram muito em tamanho, o barramento PCI comeou a tornar-se um gargalo para esse tipo de execuo. Contudo, a especificao PCI foi estendida a 66 MHz e 64 bits, isso sem contar os barramentos operando em overclock (por exemplo, 83 MHz). Dessa forma esse problema foi atenuado.A tecnologia utilizada no AGP melhora o desempenho do sistema oferecendo uma via de dados de alta velocidade entre o controlador grfico do PC e a memria do sistema. Essa via habilita o controlador grfico para executar os mapeamentos de textura diretamente da memria, em vez de carreg-lo para a limitada memria local e s ento executar os mesmos mapeamentos.Vejamos agora, de forma resumida, como os grficos 3D so tratados no PC atual.Os grficos tridimensionais de alta resoluo, para serem animados, precisam da realizao de uma srie de contnuos clculos geomtricos altamente custosos ao processador atravs dos quais determinada a posio dos objetos no espao tridimensional. Tipicamente tais clculos geomtricos so realizados pelo processador do PC, uma vez que ele projetado para as operaes em ponto flutuante necessrias, geralmente associadas imagem principal. Enquanto isso, o controlador grfico deve processar dados de textura (imagem de fundo) para poder criar as superfcies e as sombras das imagens em 3D.Um aspecto crtico do processamento de grficos 3D o associado aos mapas de textura, ou seja, os bitmaps que descrevem, em detalhes, as superfcies tridimensionais dos objetos. Basicamente, tal processamento composto por quatro etapas:- Os mapas de textura geralmente so lidos de um arquivo e carregados para a memria do sistema - os dados trafegam da interface de disco para a memria.- Quando uma textura deve ser usada em uma cena, ela lida pelo processador, que realiza transformaes espaciais (mudana de observador) e de luminescncia na estrutura e ento guarda o resultado de volta na memria.- Em seguida, o controlador grfico l todas as texturas transformadas da memria do sistema e as escreve na memria local de vdeo.- O controlador grfico l as prximas texturas, acrescidas da informao de cores bidimensionais, da memria local de vdeo. Esses dados so utilizados para renderizar um quadro, o qual pode ser mostrado na tela bidimensional do monitor.Assim sendo, podem-se constatar alguns problemas relacionados maneira pela qual as texturas so normalmente tratadas. Primeiro, as texturas devem ser armazenadas tanto na memria do sistema quanto na memria local de vdeo, criando cpias redundantes do mesmo dado. Segundo, o fato de armazenar as texturas na memria local de vdeo, mesmo que temporariamente, estabelece um limite mximo no tamanho das texturas. Finalmente, a banda de 132 MB/s do barramento PCI 33 MHz por 32 bits original limitava a taxa qual os mapas de textura podiam ser transferidos para o subsistema grfico, principalmente quando se levava em considerao o que vrios outros dispositivos de I/O dividem essa mesma banda.Atualmente, os aplicativos utilizam vrias estratgias para compensar as limitaes inerentes aos PCs atuais, entre elas a de um algoritmo de cache para decidir quais texturas devem ser armazenadas na memria local de vdeo e na memria do sistema. Se o hardware somente for capaz de manipular texturas na memria local de vdeo, o algoritmo normalmente tentar realizar uma pr busca das texturas necessrias para cada quadro ou cena da memria local de vdeo - sem a pr busca, os usurios perceberiam uma pausa considervel na cena enquanto o software parasse de desenhar para realizar o cache, ou seja, o carregamento da nova textura necessria na memria local de vdeo. Aplicativos podem reservar parte da memria local para troca de texturas e deixar o restante dela permanentemente carregada como texturas "fixas ou comumente usadas.Os grficos 3D certamente se beneficiaro das vrias evolues da plataforma PC, como o fato do processador Pentium II ter a caracterstica de uma arquitetura de barramento dual independente (em ingls, DIB), na qual dois barramentos independentes conectam o ncleo do processador ao cache e ao barramento do sistema PC, o que aumenta o desempenho do processador.A adio do AGP , com certeza, uma alternativa para o processador tratar grficos 3D. O AGP alivia o gargalo provocado pelos grficos, colocando um novo barramento dedicado e de alta velocidade que liga diretamente o barramento local do processador ao controlador grfico. Isso remove o intenso trfego 3D e de vdeo do barramento PCI compartilhado. Alm disso o AGP permite que as texturas sejam processadas diretamente da memria do sistema durante a renderizao, em vez de serem previamente buscadas para a memria grfica local.Com isso, segmentos da memria do sistema podem ser dinamicamente reservados pelo sistema operacional para uso pelo controlador grfico. Tal memria denominada memria AGP, ou memria no local de vdeo. Isso resulta na manuteno de menos texturas na memria local (pelo controlador grfico), diminuindo o custo total do sistema. Essa inovao tambm elimina a limitao do tamanho que a memria grfica local impe para as texturas, consequentemente possibilitando aos aplicativos usarem texturas maiores e ento melhorarem o realismo e a qualidade da imagem.O AGP implementado com um conector similar ao usado pelo PCI , com 32 linhas para multiplexao de endereos e dados. Existem ainda oito linhas adicionais para o endereamento sideband, que permite uma leitura antecipada e paralela de sinais de endereo.O aumento de velocidade do AGP ocorre porque ele transfere dados tanto na borda de subida quanto na borda de descida do seu clock de 66 MHz e tambm porque so utilizados modos de transferncia mais eficientes. O AGP oferece dois modos para o controlador grfico acessar os mapeamentos de texturas localizados na memria: o pipelining e o endereamento sideband. No barramento PCI, uma transao n+1 no pode ser comeada at que a transao n tenha terminado, o que no ocorre com o AGPEmbora tanto o AGP quanto o PCI possam transferir mltiplos itens de dados em resposta a um nico pedido (rajada), tal fluxo de dados somente atenua a caracterstica de no pipelining do barramento PCI. No AGP, entretanto, existe de fato um pipeline. A profundidade desse pipeline varia de acordo com a implementao e transparente para o software de aplicao.Podemos listar os seguintes benefcios do AGP:- A banda passante mxima quatro vezes maior do que a do barramento PCI convencional, graas ao pipelining, ao endereamento sideband e transferncia de dados que ocorre nas bordas de subida e descida do clock.- A execuo dos mapas de textura existentes na memria local acontece de forma direta uma vez que, com o AGP, permite-se um acesso rpido e direto memria do sistema pelo controlador grfico em vez de forar-se um carregamento prvio dos dados sobre a textura na memria local.- H um menor congestionamento no barramento PCI que conecta uma variedade de dispositivos de entrada e sada como controladores de disco, controladores de rede e sistemas de captura de vdeo. O AGP opera independentemente da maior parte das transaes efetuadas no barramento PCI graas ao isolamento eltrico efetivado pela ponte PCI. Outro ponto que o acesso da CPU memria pode ser feito concorrentemente ao acesso a memria de vdeo feito pelo AGP.- O processador Pentium II pode executar outras atividades em paralelo enquanto o chip grfico est acessando os dados da textura na memria do sistema.

5. BARRAMENTO USB (UNIVERSAL SERIAL BUS)

O USB uma idia fantstica para o PC: um barramento para perifricos onde, atravs de um nico plug na placa-me, todos os perifricos externos podem ser encaixados - podem conectar-se at 127 dispositivos diferentes ao barramento USB.O barramento USB acaba com inmeros problemas de falta de padronizao do PC moderno. Para cada perifrico normalmente h necessidade de uma porta no micro e, dependendo do perifrico (como alguns modelos de scanner de mo, por exemplo), h a necessidade de instalao de uma placa perifrica dentro do micro que, ainda por cima, deve ser configurada. Uma das grandes vantagens do USB o fato do usurio poder instalar um novo perifrico sem a menor possibilidade de gerar algum tipo de conflito ou, ento, "queimar" alguma placa.O plug USB padronizado utilizado por todos os tipos de perifricos USB. Em perifricos pequenos (como o mouse), encontraremos somente um plug USB a ser conectado a uma tomada USB. J no caso de perifricos maiores (como teclados e impressoras), temos, alm de um plug USB, algumas tomadas USB para a conexo de perifricos, portanto fazendo o cascateamento do barramento. Alm disso novas tomadas podem ser conseguidas com a instalao de hubs USB (concentradores), perifricos que expandem a quantidade de tomadas do barramento.Cada cabo USB s pode ter no mximo 5 metros de comprimento em cada trecho ou seja, entre um perifrico e uma tomada. Como cada perifrico concentrador amplifica o sinal do barramento que vem pelo cabo, podemos ter um barramento extremamente grande.Esse barramento plug-and-play no sentido estreito do termo, ou seja, voc pode realmente encaixar e desencaixar perifricos com o micro ligado que o sistema operacional automaticamente detecta que um novo perifrico USB foi adicionado (hot-plugging3). Isso possvel graas ao controlador USB presente na placa-me e que, em geral, est integrado no chipset (ponte sul). Caso o sistema operacional necessite de um driver para um perifrico recm instalado (pode ser uma impressora, por exemplo), ele pedir ao usurio que insira o disco contendo o driver necessrio.O Windows 98 j vem com suporte a perifricos USB. No caso de outros sistemas operacionais (inclusive o Windows 95) necessrio instalar um driver para que o sistema consiga acessar o barramento USB (exceto as ltimas verses lanadas do Windows 95, OSR 2.l e OSR 2.5).Teoricamente podemos ter qualquer tipo de perifrico que seja externo ao micro utilizando barramento USB. No caso de perifricos de baixo consumo (teclados, mouse, scanners de mo etc.), a alimentao provida pelo prprio barramento USB.O barramento USB utiliza basicamente duas taxas de transferncia: 12 Mbps, usada por perifricos que exigem mais velocidade (como cmaras digitas, modems, impressoras e scanners,) e 1,5 Mbps para perifricos mais lentos (como teclados, joysticks e mouse).Ateno: A utilizao do barramento USB depende sobretudo da placa-me: seu chipset dever ter o controlador USB.Um uso bastante interessante do USB na ligao micro a micro. Com o USB podemos montar pequenas redes ponto a ponto sem a necessidade de qualquer hardware adicional. Alm disso, podemos facilmente compartilhar perifricos entre micros diferentes.Tudo leva a crer que o USB passar a ser cada vez mais utilizado: alm de todos os chipsets atualmente suportarem o barramento USB, ele tem arquitetura aberta para informaes adicionais sobre o USB recomendamos a leitura do artigo 'USB Universal Serial Bus', ocorrida na Revista no 332 (setembro/ 2000).

6. IBM PERSONAL SYSTEM/2Personal System/2 ou PS/2 foi um sistema de computador pessoal criado pela IBM em 1987 com um conjunto de interfaces prprias. Um "computador PS/2" tinhas inmeras vantagens em relao ao PC tradicional, como equipamento (hardware) homologado e todos os drivers escritos pela IBM e um sistema operacional prprio rodando nele o OS/2.PS/2 foi pensado como um computador de aplicaes comerciais e financeiras. Na poca havia um ecosistema de padres incompatveis dificultando a adoo do PC em aplicaes de pequeno porte. A primeira verso foi lanada em 1987 com o processador 8087 8Mhz. Posteriormente foram lanados 80286 (1990) e 80386 (1992).O PS/2 foi o pioneiro na introduo de vrios padres PC difundidos anos depois pela plataforma. Introduziu o formato VGA (640x480) de varredura progressiva, o padro VESA, o mouse de 3 botes, o disquete 3.5" de alta densidade (1,44 MB), as memrias RAM SIMM e as interfaces de entrada/sada PS2 que so utilizadas at hoje.

Portas PS/2Os conectores PS2 so usados at hoje em PCs modernos desafiando a praticidade do USB. Placa-mes, mouses e teclados usam esta interface por ocuparem menos espao e liberar as conexes USB para perifricos.Em 1997 foram definidas cores para os padres de entrada/sada dos PCs e os conectores PS2 ganharam as cores lils para teclado e verde para mouse.

7. BARRAMENTO FIREWIRE (IEEE 1394) A idia do barramento firewire bastante parecida com a do USB. A grande diferena o seu foco. Enquanto o USB voltado basicamente para perifricos normais que todo PC apresenta externamente, o firewire vai mais alm: pretende simplesmente substituir o padro SCSI.Como sua taxa de transferncia muito maior que a do USB, em um futuro prximo o firewire poder ser utilizado at mesmo na conexo de perifricos que exigem uma alta taxa de transferncia como discos rgidos. Pelo que conhecemos, a taxa de transferncia do barramento firewire de 200 Mbps, podendo atingir at 400 Mbps em sua segunda verso. Devido complexidade na construo de circuitos 3 Ou hot wapping, ou seja, conectar o perifrico a "quente": sem a necessidade de iniciar ou desligar/desligar o sistema. mais rpidos a tecnologia firewire mais cara do que a USB.Dentre os perifricos alvo do firewire, encontram-se, alm dos 'convencionais': cmaras de vdeo, scanners de mesa, videocassetes, fitas DAT, aparelhos de som etc. Com isso a utilizao do micro como ferramenta de trabalho poder dar um salto surpreendente, pois atualmente, para que PCs consigam controlar unidades de vdeo profissional, por exemplo, necessrio ter perifricos caros e exticos. Basta que os fabricantes de equipamentos de udio e vdeo passem a disponibilizar o barramento firewire em seus equipamentos (o que tecnicamente no difcil de fazer, j que os modernos equipamentos de udio e vdeo so digitais).Exceto o que foi discutido, o firewire apresenta as demais idias e caractersticas do barramento USB. Podem conectar-se at 63 perifricos ao barramento firewire. Seu cabo pode ter at 4,5 m em cada trecho (ou seja, entre dois perifricos).Em tempo: o Windows 98 j reconhece o barramento firewire. Em outros sistemas operacionais (inclusive no Windows 95), necessrio que seja instalado um driver apropriado para que esse barramento possa ser acessado.

8. BARRAMENTO IRDA (INFRARED DEVELOPERS ASSOCIATION)

O IrDA um barramento sem fios: a comunicao feita atravs de luz infravermelha da mesma forma que ocorre na comunicao do clssico controle remoto do televisor podem ter-se at 126 perifricos IrDA conversando com uma mesma porta. E muito comum notebooks com uma porta lrDA; podemos, assim, transferir arquivos de um notebook para outro (ou mesmo para um micro desktop) sem a necessidade de cabos ou imprimir em uma impressora com porta IrDA sem a necessidade de cabos.O barramento IrDA pode ser utilizado para conectar vrios tipos de perifricos sem fio ao micro, tais como teclado, mouse e impressora. O barramento pode estar conectado diretamente placa-me do micro ou ento disponvel atravs de um adaptador IrDA conectado porta serial do micro.Existem dois padres IrDA:- IrDA 1.0: comunicaes a at 115.200 bps- IrDA 1.1: comunicaes a at 4.194.304 bps (4 Mbps).Tanto o Windows 98 quanto o Windows 95 OSR2 reconhecem automaticamente portas IrDA instaladas no micro. No caso das primeiras verses do Windows 95, preciso instalar um driver.No caso de placas-me com porta IrDA voc dever habilit-la no setup do micro. Voc pode configurar seu funcionamento em dois modos:- Full-duplex: em que os perifricos podem trocar dados simultaneamente e- Half-duplex: em que somente um perifrico pode transmitir dados por vez.

9. CONCLUSESOs barramentos so um componente relativamente estvel, nesta rea em constante revoluo. Em quase vinte anos da histria do PC, existiram numerosos barramentos, mas a opo pela retrocompatibilidade com os dispositivos j instalados garantiu uma suave evoluo. Podemos praticamente afirmar que s existiram duas grandes normas: ISA e PCI, sendo o VLBus uma tecnologia de transio entre elas e o AGP a natural evoluo do PCI.Esta poltica dever ser continuada no futuro, pois j se fala em slots PCI-X e AGP PRO (ambas compatveis com as placas existentes).O Mercado dos PCs condiciona todas as evolues na rea da informtica, mesmo plataformas para uso mais profissional usam tecnologias inicialmente destinadas ao mercado domstico, essencialmente destinado ao lazer e entretenimento. Foi assim na utilizao do barramento PCI e ser agora com a tecnologia de processamento de imagem tridimensional. O contrrio tambm acontece, pois tipicamente um sistema topo de gama ou as suas tecnologias, estaro disponveis no mercado de grande consumo, a baixo preo, poucos anos aps o seu lanamento destinado exclusivamente ao mercado profissional. Exemplo dentro da rea deste trabalho o novo barramento usado pelo processador Athlon da AMD, que usa tecnologia do processador Alpha.A convergncia dos sistemas informticos, de telecomunicaes e vdeo levar adoo de novas normas e equipamentos de que a tecnologia FireWire o primeiro exemplo. Certamente que se seguiro outras normas que tornaro ainda mais difusa a separao entre barramentos e interfaces no sentido fsico em que os conhecemos.O futuro tambm poder trazer computadores num s chip que incluiro embebidos numa nica pastilha de silcio processador, memria, chipset, etc. Ou seja, elimina-se alguns barramentos (dados, memria) no sentido fsico, j que internamente eles tero de existir, mas ganham preponderncia os barramentos de entrada/sada para conectar esses dispositivos ao exterior.