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9 De Fevereiro de 2012
INTERFACES DE LIGAÇÃO
Formador – PEDRO SANTOSFormando - HUMBERTO SANTOS
9 De Fevereiro de 2012
INTERFACES DE LIGAÇÃO
Índice1. Desenvolvimento de um trabalho referente a interfaces de ligação 3
1.1. Interface ATA ou IDE................................................................3
1.2. Interface IDE Ultra DMA............................................................4
1.3. Interface SATA..........................................................................5
1.4. Interface PATA..........................................................................6
1.5. Interface ATAPI.........................................................................7
1.6. Interface SCSI...........................................................................8
2. Apresentação e definição de alguns dispositivos/periféricos com as
ligações anteriores..............................................................................................9
2.1. Dispositivos/periféricos ATA ou IDE.........................................9
2.2. Dispositivos/periféricos SCSI..................................................10
Webgrafia...............................................................................................13
Ilustração 1 - Cabo flat de 40 pinos ligação IDE.......................................4
Ilustração 2 - Conector fêmea IDE............................................................4
Ilustração 3 - Conector Ultra DMA............................................................5
Ilustração 4 - Interface SATA....................................................................6
Ilustração 5 - Interface PATA....................................................................6
Ilustração 6 - Interface ATAPI...................................................................8
Ilustração 7 – Conectores de Interface SCSI............................................9
Ilustração 8 - Disco rígido com ligação IDE e SATA...............................10
Ilustração 9 -CD ROM com ligação IDE.................................................11
Ilustração 10 - Disco rígido com interface SCSI.....................................11
Ilustração 11 - Disco rígido com ligação SCSI........................................13
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Ilustração 1 - Cabo flat de 40 pinos ligação IDE
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INTERFACES DE LIGAÇÃO
1. Desenvolvimento de um trabalho referente a interfaces de
ligação
1.1. Interface ATA ou IDE
ATA, cuja expressão inglesa significa Advanced Technology
Attachement, ou também conhecida como IDE é um modelo de ligação para
interligar dispositivos de armazenamento, tais como, discos rígidos e drivers de
CD_ROMs, no interior dos computadores. A transferência de dados nesta
interface é feita através do cabo flat que pode ser de quarenta vias, utilizado
normalmente para a conexão dos drivers de CD-ROM, ou de oitenta vias
utilizado para a ligação dos HD ou discos rígidos.
Conforme se pode verificar na
ilustração 2, a posição da fenda no
conector fémea, quando voltado para
baixo, indica que o pino 1 está para a esquerda.
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Ilustração 2 - Conector fêmea IDE
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1.2.Interface IDE Ultra DMA
A técnica do DMA (Direct Memory Access) permite descongestionar o
processador permitindo a cada um dos periféricos aceder directamente à
memória. Distinguem-se dois tipos de modos DMA:
O DMA dito “individual Word” permite transmitir uma palavra simples (2
bytes são 16 bits) a cada sessão de transferência.
O DMA dito “multi-word” permite transmitir sucessivamente várias
palavras a cada sessão de transferência.
O padrão ATA baseia-se originalmente num modo de transferência
assíncrono, ou seja, os envios de comandos e os envios de dados são
ritmados à frequência do canal e fazem-se a cada rising edge do sinal do
relógio (strobe). Contudo, o envio de dados e comandos não se faz
simultaneamente, ou seja, um comando não pode ser enviado enquanto o dado
não for recebido e vice-versa.
Para aumentar a taxa de transferência dos dados pode por conseguinte
parecer lógico aumentar a frequência do sinal de relógio. Todavia, num
interface onde os dados são enviados em paralelo o aumento da frequência
coloca problemas de interferência electromagnéticos.
Assim, o Ultra DMA (às vezes apontado UDMA) foi pensado com o
objectivo de optimizar no máximo o interface ATA. A primeira ideia do Ultra
DMA consiste em utilizar o rising edge bem como os falling edges do sinal para
as transferências, o que
resulta num lucro de
velocidade de 100% (com um
débito que passa de 16.6
Mo/s a 33.3 Mo/s). Além
disso, o Ultra DMA introduz a
utilização de códigos CRC
para detectar os erros de
transmissão. Assim, os
diferentes modos Ultra DMA
definem a frequência de
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Ilustração 3 - Conector Ultra DMA
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transferência dos dados. Quando um erro é encontrado (quando o CRC
recebido não corresponde aos dados) a transferência passa para um modo
Ultra DMA inferior, ou mesmo sem Ultra DMA.
A partir do Ultra DMA modo 4 um novo tipo de cobertura foi introduzido a
fim de limitar as interferências; trata-se de uma cobertura que acrescenta 40
fios de massa (ou seja, um total de 80), intercalados com os fios de dados a fim
de os isolar e possuindo os mesmos conectores que a cobertura de 40 fios.
1.3. Interface SATA
O padrão Serial ATA começou a ser desenvolvido oficialmente no ano
de 1997 e surgiu a partir de uma iniciativa da Intel junto a 70 empresas,
aproximadamente. A ideia foi formada pela previsão de que tecnologias futuras
de armazenamento de dados
exigiriam taxas de transferência
até então não suportadas. A
tecnologia SATA surgiu como
solução para essa questão sem,
no entanto, reverter isso em
custo de produção maior, um dos
factores que foram determinantes
para a sua ampla aceitação no
mercado. O padrão SATA é uma
tecnologia para discos rígidos,
unidades ópticas e outros
dispositivos de armazenamento
de dados que surgiu no mercado no ano 2000 para substituir a tradicional
interface PATA (Paralell ATA ou somente ATA ou, ainda, IDE). A transmissão é
em série, tal como se cada bit estivesse um atrás do outro. No caso do padrão
SATA o ruído praticamente não existe, mesmo porque o seu cabo de conexão
ao computador possui apenas 4 vias e também é blindado. Isso acaba
trazendo outro ponto de vantagem ao SATA, pois como o cabo tem dimensão
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Ilustração 4 - Interface SATA
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reduzida, o espaço interno do computador é melhor aproveitado, facilitando
inclusive a circulação de ar.
1.4. Interface PATA
O Interface do tipo PATA faz transferência de dados de forma paralela,
ou seja, transmite vários bits por vez, como se estes estivessem lado a lado. A
transmissão paralela de dados (geralmente com 16 bits por vez) causa um
problema conhecido como "ruído", que nada mais é do que a perda de dados
ocasionada por interferência. Para lidar com isso nos HDs PATA, os
fabricantes utilizam mecanismos para diminuir o ruído. Um deles é a
recomendação de uso de cabos IDE (o cabo que liga o HD à placa-mãe do
computador) com 80 vias (ou seja, oitenta fios) em vez dos tradicionais cabos
com 40 vias. As
vias a mais atuam
como uma espécie
de blindagem
contra ruídos. O
padrão Paralell
ATA tem a sua
velocidade de
transmissão de
dados limitada por
causa do ruído. A última especificação dessa tecnologia é o ATA 133 que
permite, no máximo, uma taxa de transferência de 133 MB por segundo.
1.5. Interface ATAPI
Inicialmente, a interface IDE/ATA foi desenvolvida apenas para trabalhar
com discos. As drives de CD-ROM e cassetes usavam interfaces proprietárias.
No início dos anos 90, tornou-se óbvio de que se teriam enormes vantagens
em usar a interface IDE/ATA para suportar outros dispositivos além de discos,
devido à sua elevada performance, simplicidade e universalidade.
Infelizmente, devido à forma como a estrutura dos comandos ATA
funcionava, não era possível ligar um dispositivo, que não fosse um disco, ao
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Ilustração 5 - Interface PATA
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canal IDE e esperar que este funcionasse. Por isso, foi desenvolvido um
protocolo especial chamado AT Anexo Packet Interface ou ATAPI. O standard
ATAPI é usado para dispositivos ópticos, cassetes e drives de armazenamento
móveis. Permite ligar os vários dispositivos ao cabo standard IDE usado pelos
discos IDE/ATA e serem configuradas como master ou slave.
Internamente, o protocolo ATAPI não é idêntico ao conjunto de
comandos do standard ATA (ATA-2, etc.) usado pelos discos. ATAPI, em geral,
é uma interface muito mais complexa do que a interface ATA.
O primeiro standard que descreve a interface ATAPI não foi
desenvolvido pelos responsáveis pela manutenção dos standards ATA. Foi
definido pelo Small Form Factor Committee, um grupo industrial que
normalmente defina standards para componentes físicos como cabos. O
primeiro documento do standard ATAPI produzido por este grupo foi designado
SFF-8020 (mais tarde renomeado para INF-8020), que se encontra agora
obsoleto. No final dos anos 90 o T13 Technical Committee tomou o controlo do
conjunto de comandos e protocolo ATAPI, combinando-o com a interface ATA,
convergindo no standard ATA/ATAPI-4.
1-ATAPI Interface2-1/4 inch Ground
Spade3-Auxiliary Connector4-Ground Hole5-RF #16-ATAPI Configuration
Block7-Power Plug8-Cable Select
(Factory Setting)9-Slave10-Master
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Ilustração 6 - Interface ATAPI
Ilustração 7 – Conectores de Interface SCSI
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1.6. Interface SCSI
Uma opção às interfaces IDE são as controladoras SCSI (Small
Computer Systems Interface). Numa controladora SCSI, podemos usar até 15
dispositivos simultaneamente (já que um ID é usado pela própria controladora)
sem que haja degradação de performance, como acontece quando usamos
mais de um dispositivo IDE numa mesma controladora. Outra grande vantagem
do SCSI é uma menor utilização do processador quando o HD é acessado1,
justamente porque praticamente todo trabalho é executado pelos próprios
discos rígidos (sob orientação da controladora), e não pelo processador.
Basicamente, o processador precisa apenas informar à controladora, quais
dados devem ser transferidos, onde estes dados estão gravados e para onde
eles serão transferidos, para que a controladora possa fazer o restante do
trabalho, avisando ao processador quando tiver terminado. Durante este
tempo, o processador ficará livre para executar outras tarefas. Embora as
interfaces IDE UDMA também ofereçam este recurso, ele é implementado de
maneira muito mais transparente e eficiente nas controladoras SCSI.
O primeiro modelo de controladora SCSI foi lançado em 1986. Era uma
controladora de 8 bits, que
permitia um barramento de
dados de até 5 Megabytes
por segundo. Esta
controladora antiga é
chamada de SCSI 1. Em
1990, foi lançada a segunda
geração de controladoras
SCSI, chamadas de SCSI 2.
Estas novas controladoras já
eram muito mais rápidas,
incluindo também outros
recursos, como o suporte de
até 15 dispositivos por
1 Informática Acção de alcançar um dado memorizado
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controladora, em oposição aos 7 suportados pelas controladoras antigas. Além
da divisão em modelos, as interfaces SCSI dividem-se também em
controladoras Narrow e Wide. As controladoras Narrow trabalham com
transferências de dados a 8 bits e suportam o uso de até 8 dispositivos por
interface. As controladoras Wide, por sua vez, trabalham com transferências de
16 bits. Os cabos também mudam; as controladoras Narrow usam cabos de 50
vias, enquanto as Wide usam cabos de 68 vias.
2. Apresentação e definição de alguns dispositivos/periféricos
com as ligações anteriores
2.1.Dispositivos/periféricos ATA ou IDE
Inicialmente, as interfaces IDE suportavam apenas a conexão de HDs.
Na motherboard podemos encontrar duas portas IDE (primária e
secundária). Mesmo com a popularização das interfaces SATA, as portas IDE
ainda continuam sendo
incluídas nas motherboards
recentes. Cada uma das
portas permite instalar dois
drivers, de forma que
podemos instalar um total
de 4 HDs ou CD-ROMs na
mesma placa. Este
interface é muito utilizado
para discos rígidos, CD-
ROMs, DVD, entre outros.
Ilustração 8 - Disco rígido com ligação IDE e SATA
.
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Ilustração 9 -CD ROM com ligação IDE
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2.2.Dispositivos/periféricos SCSI
SCSI é uma tecnologia que permite ao usuário conectar uma larga gama
de periféricos, tais como discos rígidos, unidades CD-ROM, impressoras e
scanners.
Centronics-50
Conector SCSI externo de 8 bits, usado em placas de interface antigas.
HPDB50
Conector
SCSI externo de
8 bits, usado em placas de interface mais recentes.
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Ilustração 10 - Disco rígido com interface SCSI
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IDC50
Conector SCSI interno de 50 pinos. Usado em placas SCSI novas e
antigas, dedicado à ligação de dispositivos que operam com 8 bits.
DB-25
Usado por interfaces SCSI dos computadores Apple e MACs. Muitas
placas de interface SCSI simplificadas que acompanham scanners também
usam este conector.
HPDB68
Conector SCSI de 68 pinos, 16 bits. Usado nas conexões internas e
externas com placas SCSI-2 e SCSI-3
SCA-80
Novo conector SCSI de 80 pinos, ainda pouco utilizado.
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INTERFACES DE LIGAÇÃO
Webgrafia
China, M. i. (2012). Obtido em Fevereiro de 2012, de ATA 66/100 IDE
Cable/Ultra Dma Eide Flat Ribbon Interface Cables for Hard :
http://www.made-in-china.com/showroom/xly-cable/product
futuro, B. d. (13 de Setembro de e 2010). ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA
DE COMPUTADORES . Obtido em 2 de 2012, de
http://biblioufam.blogspot.com/2010_09_12_archive.html
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Ilustração 11 - Disco rígido com ligação SCSI
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INTERFACES DE LIGAÇÃO
hardware, G. d. (2012). Obtido em Fevereiro de 2012, de Hardware Manual
Completo :
http://www.hardware.com.br/livros/hardware-manual/interfaces-scsi.html
Hope, C. (2012). Obtido em Fevereiro de 2012, de CD-ROM:
http://www.computerhope.com/jargon/c/cdrom.htm
IDE. (s.d.). Obtido em Fevereiro de 2012, de Interfaces IDE:
http://www.gta.ufrj.br/grad/01_1/levitan/interhd.htm
PCs, F. (2012). Obtido em Fevereiro de 2012, de Um SSD da Buffalo com
interface PATA: http://blogs.forumpcs.com.br/noticias/2010/07/08/um-
ssd-da-buffalo-com-interface-pata/
Wester, I. (2012). Obtido em Fevereiro de 2012, de Tecnologia SATA (Serial
Advanced Technology Attachment):
http://www.infowester.com/serialata.php
Wikipédia. (2012). Obtido em Fevereiro de 2012, de SCSI:
http://pt.wikipedia.org/wiki/SCSI
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