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| Acadêmico(a): Valter Paraski |
| Título: Protótipo de Interface para Troca de Informações entre dois Microcomputadores Padrão Pc |
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| Introdução: |
A computação moderna evoluiu junto com a humanidade a patamares jamais alcançados por outra tecnologia. O primeiro dispositivo de cálculo que o homem inventou foi o ábaco, usado desde 2.000 a.C., e ainda é encontrado no Japão e em outros países. O computador nada mais é do que uma máquina capaz de efetuar cálculos com um grupo de números, recuperar números já computados e, ainda, realizar novas operações com estes valores. Devido a essa flexibilidade, existe um imenso campo para estudos e desenvolvimentos de novos dispositivos de hardware e software.
Nos computadores atuais, uma necessidade crescente de elevar seu poder de processamento leva o homem a pesquisar novas tecnologias que utilizam todo o potencial das máquinas novas e também das que se encontram atualmente instaladas. Neste quesito, podem ser implementados dispositivos para processamento em paralelo utilizando as portas de entrada e saída com a finalidade de compartilhar informações com outras máquinas. Uma delas é através do barramento, que permite uma performance bem superior que as mais tradicionais, como as portas paralela e serial.
O termo barramento (bus) refere-se aos percursos entre os componentes de um computador. Há dois barramentos principais em um computador: o barramento de dados e o barramento de endereços. O mais conhecido é o barramento de dados, portanto, quando se referencia apenas \'barramento\', em geral é uma abreviação ao barramento de dados.
Para que uma simples placa de vídeo ou disco possam ser utilizados em qualquer microcomputador, independente do processador instalado, utiliza-se diversos modelos de barramentos de expansão. Dentre eles pode-se destacar: Industry Standard Architecture (ISA); o Microchannel Architecture (MCA); o Extended Industry Standard Architecture (EISA); o VESA Local Bus (VL); o Peripheral Component Interconnect (PCI); o Accelerated Graphics Port (AGP); o Universal Serial Bus (USB); Firewire (também chamado IEEE 1394) e o Infrared Developers Association (IrDa) (TORRES, 1998).
Quando a IBM apresentou o PC-AT (Advanced Technology), a melhoria mais significativa foi um barramento aperfeiçoado, que atendia as potencialidades de um novo processador, o 80286. Esse barramento foi denominado ISA, sendo que possui uma taxa de transferência de 8 MHz em 16 bits (TORRES, 1998).
Mais tarde, a IBM lançou o barramento MCA, uma nova arquitetura de barramento para tirar proveito das CPUs de 32 bits. Essa nova arquitetura de barramento era significativamente mais rápida que o barramento ISA. Entretanto, as placas de expansão ISA não eram compatíveis com o barramento MCA, tendo a IBM quebrado a tendência de compatibilidade ascendente (PELISSON, 2000).
Em resposta ao MCA, um grupo de fabricantes de hardware uniram-se para desenvolver um barramento de 32 bits alternativo, mas que ainda aceitasse placas de expansão ISA. Esse barramento tornou-se conhecido como EISA, e sua performance ficou entre o barramento ISA e o MCA (PELISSON, 2000).
No final de 1992, criou-se a VESA \'A\' Local Bus (Video Electronics Standards Association) para desviar o tráfego mais intenso, como o vídeo, com um barramento local conectado diretamente ao barramento da CPU. Este barramento foi criado tendo em vista aumentar a velocidade de transferência de dados entre a placa de CPU e a placa SVGA, mas outras placas de expansão também poderiam utilizá-lo. Desta forma, o barramento de dados não teria problemas com um tráfego tolerável entre os dispositivos periféricos. Não necessitava de chips especiais como era o caso do EISA, era uma arquitetura aberta ao contrário do MCA, e tratava-se de um padrão industrial, uma grande vantagem sobre os barramentos proprietários. É fisicamente representada por um conector especial de expansão (PELISSON, 2000).
Com a evolução da velocidade dos processadores, o padrão VESA \'A\' foi tornando-se cada vez mais lento. Para resolver o problema de latência do barramento inerente a essa situação, foi criado um virtual local bus e conectado ao barramento da CPU via buffer. Essa solução ficou conhecida como VESA \'B\'. Esses buffers permitem que os sinais sejam armazenados por breves períodos, enquanto o barramento estiver ocupado. Mesmo assim, o que acontece quando mais de um dispositivo necessita utilizar o barramento da CPU ao mesmo tempo? Acontece uma arbitragem e apenas um dispositivo utiliza o barramento enquanto os demais aguardam a sua liberação. Com isso, pode ocorrer uma latência e o sistema possivelmente opera de forma ineficiente. Isto fez surgir, então, o barramento PCI (PELISSON, 2000).
A arquitetura PCI é semelhante à VESA quanto à conexão ao barramento local da CPU, mas é muito mais completa ao utilizar uma ponte PCI-HOST, um dispositivo de cache que provê uma única interface entre a CPU, memória e o PCI local bus. A arquitetura PCI possibilita que a CPU continue buscando informações do cache enquanto o controlador deste cache permite que um dispositivo de expansão acesse a memória do sistema, ou seja, operações concorrentes no mesmo barramento (PELISSON, 2000).
Outra grande vantagem do barramento PCI é que até 256 dispositivos podem ser conectados a um único PCI local bus, e 256 barramentos PCI podem existir em um único sistema (PELISSON, 2000).
O barramento AGP é uma nova porta ou slot introduzida no chipset LX do Pentium II (na placa mãe), para prover uma conexão de grande largura de banda entre a memória do sistema e o subsistema gráfico. Com isso, removeu-se o acelerador gráfico do gargalo do barramento PCI, liberando este e conseqüentemente aumentando a largura de banda para operações de entrada e saída e tráfego da rede (PELISSON, 2000).
O barramento USB utiliza basicamente duas taxas de transferência: 12Mbps é usada por periféricos que exigem mais velocidade (como câmeras digital, impressoras, scanner, etc.) e 1,5Mbps, para periféricos mais lentos (como teclados, joysticks, mouse, etc). No barramento USB é possível conectar até 127 dispositivos diferentes no mesmo conector da placa mãe (TORRES, 1998).
O barramento Firewire é uma idéia muito parecida com o USB, com a diferença de estar focado em substituir dispositivos de alto desempenho como o SCSI. Atualmente sua taxa de transferência é de 200 Mbps, podendo atingir 400 Mbps em sua segunda versão. É possível conectar até 63 periféricos e seu cabo pode alcançar uma distância de até 4,5 metros (OGREN, 2001).
O barramento IrDA é um barramento sem fios: a comunicação é feita através de luz infravermelha. Existem dois padrões: o IrDA 1.0, para comunicação de até 115.200 bps e IrDA 1.1, para conexão até 4.194.304 bps ou 4 Mbps (TORRES, 1998).
Considerando estas informações, esta proposta tem por objetivo aperfeiçoar o trabalho elaborado por Santos (2002), que viabiliza a comunicação entre dois computadores através do barramento de dados de um microcomputador padrão PC. Com a implementação de novos recursos (interrupções, largura de banda, etc.) na placa de expansão, será possível alcançar performance superior às conquistadas por Santos (2002). Para avaliação de seu desempenho, será implementado um software para monitorar a entrada e a saída dos dados entre os dois microcomputadores. Algumas características seriam a transferência de dados entre duas máquinas, à curta distância.
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