unidade 3 barramentos

8/19/2019 Unidade 3 Barramentos

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Barramentos

Professor André Miranda

Organização de Computadores


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BARRAMENTO

Os barramentos são os canais pelos quaiso processador e o restante dos dispositivoscomunicam entre si. Se os bits que

circulam numa placa-mãe fossemautomóveis, os barramentos seriam auto-estradas e os diversos circuitos seriam ascidades...


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Em uma auto estrada existem também as placasque indicam a velocidade máxima, em umbarramento é a frequência que determina avelocidade em que os dados são transportados.


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BARRAMENTO INTERNOOs barramentos internos transportam informaçãoentre os vários componentes internos doprocessador, isto é, coprocessador aritmético,cache L1, registradores, etc.


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Unidade de ControleUnidade Lógica e Aritmética

Registradores

Cache L1

Cache L2

Cache L3Ordens da UC.

Tráfego de


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BARRAMENTO LOCAL

Faz a conexão entre processador e memória. O Front Side Bus (Barramento Frontal) liga o

processador à NorthBridge (Ponte Norte),Memória RAM e o Barramento PCI Express.

Processador

Front Side Bus

North Bridge

Chip

Memória RAMBarramento

PCI Express


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BARRAMENTO EXTERNOExistem três tipos de barramentos(relativos ao tipo de dados que nelecircula) no interior do computador quesão:


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BARRAMENTO DE DADOS(DATABUS)

São os condutores por onde circulam osdados que o processador vai buscar àmemória RAM ou aos dispositivos de I/O.

Processador Memória

RAM

Dispositivos deEntrada e Sada

Dados


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BARRAMENTO DEENDEREÇOS(ADRESS BUS)

O acesso aos dados que a CPU necessita éfeito pelo envio dos endereços das posiçõesde memória ou de dispositivos de I/O ondeeles se encontram. Esses endereços

circulam neste barramento.


RAM

Dispositivos deEntrada e Sada

Endere!o


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BARRAMENTO DE CONTROLE(CONTROL BUS)

Existem sinais elétricos que controlam osdispositivos eletrônicos para que o sistemapossa ler/escrever os dados. Esses sinaisviajam neste barramento.

Responsável pela transferência de sinais (decontrole) como, READ, WRITE, HOLD, deinicio de operação aritmética, de interrupção,de sincronização, de reciclagem (RESET),

entre outros.


RAM

Dispositivos de

Entrada e Sada Contro"e


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RAM

Dispositivos de

Entrada e Sada

Dados

Contro"e

Endere!o


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CLOCK

É responsável pela sincronia de diversoscomponentes incluindo o processador.


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CLOCK

Gera impulsos elétricos que definem a frequênciados barramentos podendo ser multiplicado edividido para atender a barramentos de diversasvelocidades.


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Clock200 Mhz

Processador1Ghz

PonteNorte200 Mhz

PonteSul200 Mhz

C l o c k x

5 FS

5!! M"#

Man $é% &!! M"#

C l o c k

' &

M a n $ é

% & ! !

M " #

BarramentoPCI33 Mhz

C l o c k

' (


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OVERCLOCK E MULTIPLICADOR

A maioria das placas-mãe possui no Setup umaárea específica voltada à configuração doprocessador. Nesta área você pode alterar o

multiplicador, que é uma configuração para vocêfazer overclock do processador. Como o próprionome já diz, o multiplicador é um recurso que servepara multiplicar um fator por outro.


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DIREÇÃO DE TRANSPORTE

DE DADOS.


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DispositivoOrigem

DispositivoDestinoDADOS

S) *ode $ransferir dados e% u% sen$ido+sendo $i*ica%en$e u$ili#ado *ara in$erligardois dis*osi$ivos, u% dos quais é se%*re aorige% e o ou$ro des$ino.

Unidirecional

# Au$oes$rada de %-o nica.


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Dispositivo A Dispositivo BDADOS

Pode $ransferir dados nos dois sen$idos,%as n-o e% a%/os si%ul$anea%en$e+eles s-o $i*ica%en$e u$ili#ados quandoqualquer u% dos dis*osi$ivo *ode ser o

des$ino.

idirecional

# 0in"a Férrea


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OS BARRAMENTOSMAIS COMUNS SÃO:


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BARRAMENTOS DE EXPANSÃO

Os mais conhecidos são:ISA/EISAPCI AGP

PCI ExpressUSB ATAPS2

Responsável pela comunicação dasdiversas interfaces e periféricosligados à placa-mãe, possibilitando ainstalação de novas placas


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ISA

•

ISA XT (8 bits)• Defne um único barramento parainterligar CPU, A! e to"os osoutros "ispositi#os

• Sincroni$a%&o com o processa"or• ISA AT (' bits)

• Dessincroni$a%&o entre CPU ebarramento

• ISA trabal*a sempre a 8 !+$,enuanto o processa"or #ariaentre '-.' !+$


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EISA

Criado pela Compaq para responder ao MCA daIBM;

Aumento da taxa de transferência de 16-bits para32-bits;

Não atingiu grande popularidade, tendo apenasserviu de tecnologia de transição para os novosbarramentos locais.


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PCI

O barramento PCI surgiu no início de 1990 pelasmãos da Intel. O padrão PCI se tornou atraenteporquê possui o recurso Bus Masteringque se tratade um sistema que permite a dispositivos que fazem

uso do barramento ler e gravar dados direto namemória RAM, sem que o processador tenha que"parar" e interferir para tornar isso possível, o PCIé compativel com o recurso Plug and Play.


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PS2

Os conectores PS2 são usados até hoje em PCsmodernos desafiando a praticidade do USB. Placa-mães, mouses e teclados usam esta interface porocuparem menos espaço e liberar as conexões USB

para periféricos.Em 1997 foram definidas cores para os padrões deentrada/saída dos PCs e os conectores PS2ganharam as cores lilás para teclado e verde para

mouse.


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AGP

Se antes os computadores se limitavam a exibirapenas caracteres em telas escuras, hoje eles sãocapazes de exibir e criar imagens em altíssima

qualidade. Para lidar com o volume crescente dedados gerados pelos processadores gráficos, a Intelcriou o padrão AGP, cujo slot serve exclusivamenteàs placas de vídeo.


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USB

O padrão USB 2.0 foi lançadoem abril de 2000 com a velocidade de 480 Mbps, oequivalente a cerca de 60 MB por segundo. Um dosprincipais motivos que levou à criação da tecnologia

USB é a necessidade de facilitar a conexão devariados dispositivos ao computador. Sendo assim,o USB oferece algumas vatagens: Padrão de conexão; Plug’n’Play.

USBA


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USB A

É o tipo mais utilizado para os dispositivos dearmazenamento de dados conhecidos como"pendrives":

USB B

Tipo comum de ser encontrado em dispositivos de porte maior, comoimpressoras e scanners:

Mini-USB


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Utilizado em dispositivos de porte pequeno por ter tamanho reduzido, comocâmeras digitais compactas e MP3-players. Na verdade, o Mini USB se chamaUSB Mini-B, já que existe um formato praticamente inutilizado chamadoUSB Mini-A. Eis os conectores Mini-USB:

HD externo conectado em notebook via USB


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USB 3.0

O USB 3.0 surgiu porque o padrão precisou evoluirpara atender novas necessidades. A principalcaracterística é a velocidade de até 4,8 Gb/s, quecorresponde a cerca de 600 megabytes por segundo,

dez vezes mais que a velocidade do USB 2.0. Nadamal, não?


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Paralelo ATA1PATA2

Serial ATA 1SATA2

A!A 3 Advanced Tec"nolog4A$$ac"%en$ Mais con"ecido *or678 16n$egra$ed 7rive 8lec$ronics2, O

ATA e u% *adr-o u$ili#ado *arain$erligar dis*osi$ivos dear%a#ena%en$o co%o discosr9gidos, drives, C73:OMS e ou$ros*eriféricos se%el"an$es. O 678 $e%de ;! a

S8:6A0 ATA 3 = a $ecnologiasucessora do *adr-o ATA. 8la fa#$ransfer>ncia de dados de for%a

serial, es$a $ecnologia de/arra%en$o u$ili#a ca/os de ; vias,sendo & vias *ara $rans%iss-o e &*ara rece*?-o dos dados.


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PCI EXPRESS

O PCI Express é uma conexão serial mais parecidacom uma rede do que com um barramento. Ao invésde um barramento que gerencia dados de múltiplasfontes, o PCIe tem um switch que controla várias

conexões seriais ponto-a-ponto.Cada "lane" do PCI Express, no entanto, suporta200MB de tráfego em cada direção por segundo.

Placas PC6e %enores v-o ca/er e% slo$s PC6e %aiores. O co%*u$adorsi%*les%en$e ignora as conex@es ex$ras. Por exe%*lo, u%a *laca x;*ode ser inserida e% u% slo$ x(. Mas u%a *laca x( seria %ui$ogrande *ara u% slo$ x;.


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CAMINHOS

Cada caminho ("lane") de umaconexão PCI Express contémdois pares de fios: um para envioe outro para recepção. Pacotesde dados movem-se pela "lane"

na razão de um bit por ciclo.Umaconexão x1, a menorconexão PCIe, tem uma "lane"composta por quatro fios. Elacarrega um bit por ciclo em cada

direção. Uma ligação x2 tem oitofios e transmite dois bits por vez,uma x4, quatro bits, e assim pordiante. As outras configuraçõessão x12, x16 e x32.


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DOIS X DOIS

O "x" em "x16" significa"por". As conexões PCIesão agrupadas por um, pordois, por quatro e assim

por diante. Cada "lane"do PCI Express, noentanto, suporta 200MBde tráfego em cada direção

por segundo. Um conectorPCIe x16 conseguetransportar incríveis6.4GB de dados porsegundo em cada direção.


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PCI EXPRESS 4.0 É ANUNCIADO COM TAXA

TRANSFERÊNCIA DE 2 GB/SMétodo de conexão entre aparelhos chega só em 2015,mas promete esquentar a disputa na área.


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O FUTURO

Em junho deste ano, a PCI-SIG anunciou queestaria trabalhando na quarta versão do sistema detransferência PCI Express, mas poucasinformações foram oficialmente reveladas. Agora,

tudo está confirmado: com uma taxa detransferência de 2 GB/s, que é o dobro da geraçãoanterior, o formato de conexão promete não só umavelocidade absurda na leitura, mas também um

menor consumo de energia.


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CHIP ÓPTICO DA IBM TRANSFERE 1TB DE DADOS POR SEGUNDO

Medindo 5,2 x 5,.8 mm, o chip consegue ser oitovezes mais rápido que os melhores modelos domercado atual – ele seria capaz de transferir todo oacervo da Biblioteca do Congresso dos Estados

Unidos em cerca de apenas uma hora. E não é só avelocidade ou o desempenho que aumentamconsideravelmente, mas o consumo: 100 W já sãocapazes de alimentar 20 desses dispositivos.


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PESQUISADORES CRIAM TRANSISTORESÓPTICOS CONSTRUÍDOS COM SILÍCIO

A maior velocidade possível de ser atingida é a daluz. Sabendo disso, o sonho de muitos engenheirosé conseguir aplicar a tecnologia fotônica dentro dosprocessadores: e isso parece que está cada dia mais

próximo de tornar-se realidade.

PESQUISADORESCRIAM


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PESQUISADORES CRIAMTRANSISTORES ÓPTICOSCONSTRUÍDOS COM SILÍCIO

O transistor óptico consiste de um microanelressoador ao lado de uma linha óptica. Emcondições normais, o fornecimento de luz que entranessa linha simplesmente passa por ela.

Entretanto, a outra linha aquece o microanel queentão produz uma frequência específica deressonância, desaparecendo na saída. Nesse estado,percebe-se que a saída está desligada quando a

entrada está ativada, simulando o funcionamentode um transístor comum que tem dois estados:ligado e desligado.

COMPARATIVO


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COMPARATIVONome Transferência de

dados

Frequência Características

ISA 16 bits 16 MBps 8 Mhz Baixa velocidade

EISA 32 bits 32 MBps 8 Mhz //

PCI 32 bits 132 MB/s 33 Mhz Bus Mastering

PCI 64 bits 512 MB/s 66 Mhz //

AGP 1.0 x1 32 bits 266 MB/s 66 Mhz Somente Vídeo

AGP 1.0 x2 32 bits 532 MB/s 66 Mhz //

AGP 2.0 x4 - 1.066 MB/s - //

AGP 3.0 x8 - 2.133 MB/s - //

USB 2.0 - 60 MB/s - Plug’n Play

PCI Express X1 250 MB/s 2.5 Ghz* 1 lane

PCI Express X2 500 MB/s 2.5 GHz* 2 lanes

PCI Express X4 1.000 MB/s 2.5 GHz* 4 lanesB 8% cada sen$ido


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Processador

Front Side Bus

North Bridge

Chip

Memória RAM

Memória RAM

Memória RAM

Memória RAM

P C I E

x p r e s s x $ %

D D R A

D D R B

Inter&ace DMI

South Bridge

Chip

R'M ( BI'S

Seria" A)A

Para"e"o A)A

*SB Ports

+est,o de Energia

+era!,o de C"oc-

Barramento PCI

C0OC


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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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