Barramentos Barramentos de Expansão

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Hierarquia barramentos

Quanto maior o numero de dispositivos conectados, maior o comprimento do barramento. Assim maior o atraso na propagação dos sinais. Esse atraso define o tempo para que um dispositivo obtenha o controle do barramento. O atraso pode comprometer o desempenho.

Com isso, o barramento pode se tornar um gargalo quando a demanda de dados se aproxima da sua capacidade de transmissão. Aumentar a largura do barramento soluciona o problema mais amplia o espaço ocupado pelos dispositivos. Outra alternativa é ampliar a velocidade de transferência, contudo nem todos dispositivos podem trabalhar e altas velocidades.

A solução é criar uma hierarquia de barramentos. Num sistema hierárquico de barramentos existem vários níveis de barramento divididos pela prioridade e velocidade. Estes se níveis se comunicam através de interfaces (também chamadas de bridges).

A figura abaixo ilustra uma hierarquia típica de alto desempenho.

[pic 4]

Principais componentes de uma hierarquia de alta performance:

- Processor Bus: On-Chip, barramento interno ao processador;

- Memory Bus: Barramento de ligação entre processador e memória. Dividido em:

- Backside bus: conecta cache ao processador.

- Frontside bus: conecta o subsistema de memória principal ao processador.

- Local I/O Bus: Barramento de alta velocidade para conectar periféricos de desempenho crítico à memória e ao processador.

- Standard I/O Bus: Conecta periféricos mais lentos ao barramento local.

- External I/O Bus: Conecta dispositivos externos

Barramento I/O

Os principais barramentos de expansão (ou barramentos de I/O) são:

- ISA (Industry Standard Architecture)

- EISA (Extended Industry Standard Architecture)

- VLB (VESA Local Bus)

- PCI (Peripheral Component Interconnect)

- AGP (Accelerated Graphics Port)

- PCI Express (successor do PCI e AGP)

- USB (Universal Serial Bus)

- Firewire (IEEE 1394)

- IrDA (Infrared Developers Association)

ISA (Industry Standard Architecture)

A IBM nunca definiu seguramente as especificações do barramento do PC em relação a detalhes técnicos, como carga e sincronização. Isso impedia que um projetista de adaptadores pudesse garantir que sua placa fosse funcionar em todos os sistemas baseados no PC. Para remediar essa situação, a Intel começou a definir as informações de sincronização e carga, para forçar a utilização de um padrão definitivo. A Intel obteve o suporte para a criação desse padrão de alguns fabricantes de clones de PC. A especificação resultou no barramento que foi utilizado no PC-AT, criado segundo o que os consórcios de fabricantes de clones achavam ser a intenção da IBM para o PC. Essa especificação ficou conhecida como barramento ISA (Industry Standard Architecture). A partir daí, a IBM não detinha mais a arquitetura do PC sob seu exclusivo controle: ele havia começado a adquirir vida própria.

Utiliza conectores de 62 e 96 pinos e trabalha com uma largura de barramento de 8 ou 16 bits (este último introduzido depois). Usando um clock de 8 MHz,resulta numa velocidade de comunicação teórica de 16 MB/s. Na prática, porém, a velocidade no barramento ISA fica em torno de 2,5 MB/s.

Os slots de expansão ISA têm ainda a vantagem de aceitar a conexão de adaptadoras antigas de 8 bits. As placas mais antigas simplesmente utilizam a subdivisão do slot ISA.

EISA

O EISA é um barramento peculiar. As dimensões são as mesmas de um slot ISA de 16 bits, porém o slot é mais alto e possui duas linhas de contatos. A linha superior mantém a mesma pinagem de um slot ISA de 16 bits, de forma a manter a compatibilidade com todos os periféricos, enquanto a linha inferior inclui 90 novos contatos, utilizados pelas placas de 32 bits.

As placas ISA atingiam apenas os contatos superficiais do conector, enquanto as placas EISA utilizavam todos os contatos. Embora o uso de tantos contatos esteja longe de ser uma solução elegante, é preciso admitir que o EISA foi uma solução engenhosa para o problema da compatibilidade.

Assim como o ISA, o barramento EISA operava a 8.33 MHz. Entretanto, a transferência de 32 bits por ciclo e a eliminação dos tempos de espera entre um ciclo e outro faziam com que ele fosse até 4 vezes mais rápido.

VLB (VESA Local Bus)

Desenvolvido pelo grupo Vídeo Eletronics Standard Association, para ser ligado ao barramento local dos 486. Utiliza conectores de 168 pinos, largura de barramento de 32 bits, que conseguia ser muito mais rápido, trabalhando a uma frequência nominal de 33 MHz e oferecendo taxas de transferência teóricas de até 133 MB/s.

Inicialmente o VLB (ou VESA, como é chamado por muitos) surgiu como barramento próprio para a conexão da placa de vídeo. Graças à boa velocidade, o VLB acabou tornando-se o padrão também para outros periféricos, como controladoras IDE e SCSI.

Novamente, existiu a preocupação de manter compatibilidade com as placas ISA, de forma que os slots VLB são na verdade uma expansão, onde temos um slot ISA (16 bits) tradicional, seguido por um segundo conector, que inclui os pinos adicionais.

Isso rendeu o apelido de "Very Long Bus" (barramento muito comprido) e trouxe uma série de problemas de mal contato, já que se a placa-mãe não estivesse muito bem presa ao gabinete, a pressão necessária para encaixar as placas fazia com que a placa envergasse, comprometendo o encaixe. O grande stress mecânico ao instalar e remover as placas acabava danificando os contatos com o tempo, o que, combinado com a oxidação natural, acabava fazendo com que muitas placas realmente deixassem de funcionar depois de removidas e reinstaladas algumas vezes.

Como o nome sugere, o VLB é um barramento local, onde os contatos são ligados diretamente