O seu site de informações profissionais sobre hardware de micros.
|
Version |
Artigos O Barramento
Todos nós estamos acostumados a chamar um computador do padrão PC pelo seu microprocessador. "Ah, eu tenho um Pentium" é uma frase muito comum de ser ouvida. Acontece que o Pentium - assim como um 486 ou 386 - é apenas o microprocessador do computador. O microprocessador não trabalha sozinho: existem diversos circuitos de apoio que o auxiliam em diversas tarefas não só na placa-mãe, mas no computador como um todo. Podemos citar os tradicionais circuitos que todos nós conhecemos: memória (RAM e ROM), interface de vídeo, disco rígido, placa de som, etc. Apesar de existirem tantos circuitos, é o microprocessador quem os programa. Quase tudo que ocorre dentro de um computador é feito pelo microprocessador ou então instruído por ele. Para que o computador funcione, o processador precisa trocar informações com todos os circuitos de uma maneira simples e objetiva. O caminho por onde estas informações trafegam é chamado barramento. O barramento é organizado o suficiente para não haver dados ou instruções conflitantes. Uma instrução de programação de um circuito não pode chegar a outro circuito por engano, pois, caso isto ocorra, haverá uma confusão fenomenal. Para o processador cada circuito está localizado em lugar diferente e, desta forma, não há como existir confusão. Para que esta comunicação entre o microprocessador e os diversos circuitos do microcomputador seja a melhor possível, o caminho deverá ser o mais rápido possível, de modo que informações cheguem rapidamente ao seu destino, liberando o processador para que execute sua próxima tarefa. Isto é uma característica de um computador rápido. Além disto, o slot do computador deve ser uma "abertura" do barramento. Quando uma nova interface é adicionada ao micro, o microprocessador deve comunicar-se com ela da mesma forma como se existisse fisicamente "soldada" diretamente à placa-mãe, perto do processador.
Quando o antigo IBM PC e o IBM PC XT foram lançados, utilizavam um microprocessador chamado 8088, que apesar de trabalhar internamente com dados de 16 bits, externamente funcionava como um antigo microprocessador de 8 bits. Desta maneira, o caminho de comunicação entre o processador, a memória e os demais circuitos existentes no computador era 100% compatível com o processador: era um caminho de 8 bits de largura. Isto não representava qualquer problema em termos de performance, pois o nosso amigo XT era um computador lento. O slot do XT era um slot que acompanhava o barramento, portanto um slot de 8 bits.
O projeto do IBM PC AT era baseado em um novo microprocessador, o 80286. Em hardware, a grande diferença estava novo fato de deste processador trabalhar com palavras binárias de 16 bits tanto internamente quanto externamente. Isto significava que o barramento de dados iria simplesmente dobrar de largura. Em vez de transportar 8 bits por vez, o barramento agora iria transportar 16 bits por vez, na comunicação do processador com os diversos circuitos do computador. Além disso, o 80286 era capaz de acessar mais memória (16 MB contra o 1 MB do 8088) e o novo barramento deveria ser capaz, também, de acompanhar este crescimento. Na placa-mãe isto não era nenhum mistério de se fazer, o grande problema, porém, era em relação ao slot do computador. Ele deveria acompanhar esse aumento. Isto foi feito criando-se uma padronização chamada ISA (Industry Standard Architecture), que permitia que tanto interfaces antigas (de 8 bits) quanto novas (de 16 bits) fossem encaixadas livremente no slot ISA.
Tanto o slot padrão de 8 bits quanto o slot ISA eram construídos com arquitetura aberta. Em outras palavras, qualquer fabricante de microcomputadores poderia tranqüilamente utilizá-los em seus projetos, sem a necessidade de pedir qualquer tipo de autorização à IBM. A IBM, entretanto, a partir de 1987 resolver abrir mão da arquitetura aberta e começar a construir microcomputadores de arquitetura fechada - ou seja, patenteados e que ninguém poderia copiar ou licenciar. Este projeto da IBM - chamado PS/2 - foi o maior fiasco, pois fez com que a IBM perdesse mercado para diversos outros fabricantes que defendiam a arquitetura aberta - em especial, a Compaq. Como o projeto PS/2 era arquitetura fechada, havia diversos modelos, cada um com as suas características em particular. O modelo topo de linha utilizava o então novo microprocessador 80386. O 80386 (assim como o 80486) trabalha com palavras binárias de 32 bits, além de conseguir acessar muito mais memória (até 4 GB). O barramento do computador deveria acompanhar este crescimento. Para a placa-mãe isto não era nenhum problema, a não ser por um único fato: o único fabricante de PS/2 no mundo era a IBM. Ela havia criado um padrão de barramento e slot que somente ela poderia utilizar, chamado Arquitetura Microcanal ou MCA. Isto foi um balde de água fria nos concorrentes.
Os fabricantes independentes, obviamente, ficaram muito constrangidos por não existir nenhuma padronização para slots a serem utilizados com o novo microprocessador 80386. A solução era a utilização do antigo slot ISA em placas-mãe 80386. Em outras palavras, um slot de 16 bits em uma placa-mãe de 32 bits. O barramento da placa-mãe trabalhava com as mesmas características do microprocessador. Entretanto, quando o processador tinha que trocar informações com alguma interface periférica, entrava um circuito de interfaceamento no meio - chamado controlador de barramento ISA. Tal controlador pegaria o dado de 32 bits que o microprocessador desejasse enviar a uma interface e o dividiria em dois dados de 16 bits compatíveis com o slot e com a interface. A parir deste instante, o slot passava a não ser mais conectado diretamente ao barramento. Como conseqüência, a placa-mãe trabalhava a uma velocidade e o slot a outra muito mais baixa. Este problema de velocidade, entretanto, era insignificante para periféricos mais comuns, como impressoras, unidades de disquete, mouse, fax-modems e unidades de CD-ROM, pois tratam-se de periféricos muito mais lentos que o processador.
A fim de tentar resolver esse inconveniente, a Compaq liderou um grupo de empresas na construção de uma nova padronização de slots, chamada EISA (Extended ISA). Este novo modelo de slot era 100% compatível com o antigo ISA e trabalhava com as mesmas características do microprocessador 80386: palavras binárias de 32 bits e acesso a até 4 GB de memória.
O slot ISA tinha um inconveniente não citado até então: para ser 100% compatível com interfaces mais antigas, deveria manter a freqüência de operação padrão do antigo AT da IBM, que era de 8 MHz. Como dissemos, este não era problema muito grande para a maioria das interfaces e periféricos, que é mais lenta do que o processador. Entretanto, havia três tipos de periféricos que a velocidade era fundamental: interface de vídeo, discos rígidos e interfaces adaptadoras de rede local. Para você ter uma idéia do que isto significa, uma interface de vídeo ISA, não importando em que microcomputador esteja conectada, terá a mesma velocidade com que se estivesse conectada em um microcomputador IBM AT original da IBM. E isto era inconcebível. O EISA tinha um grande problema: para ser 100% compatível com o ISA continuava adotando a freqüência de operação do ISA, ou seja, 8 MHz. Por este motivo, a padronização EISA não foi adiante, pois não resolvia o problema básico da velocidade. Havia a necessidade da criação de um slot de barramento local, ou seja, que trabalhe com as mesmas características e, principalmente, com a mesma velocidade do barramento da placa-mãe.
Como não havia ninguém no mercado interessado na criação de uma padronização de slots de barramento local - uma vez que todos os grandes fabricantes estavam trabalhando com arquitetura fechada, onde não há esse problema de velocidade - uma associação foi formada pelos que se sentiam mais prejudicados: os fabricantes de interfaces de vídeo. Esta associação foi chamada VESA (Video Electronics Standards Association) e dela surgiu uma nova padronização que deu certo: o slot VLB ou Vesa Local Bus (Barramento Local VESA). Este tipo de slot trabalha com as mesmas características do 80386/80486 e, principalmente, com a mesma velocidade da placa-mãe. O seu sucesso foi imediato, pois era uma padronização de arquitetura aberta sendo bancada por cerca de 150 fabricantes e, principalmente, ainda era compatível com o antigo ISA.
Vendo o sucesso do VLB, a Intel viu que não havia como escapar da padronização do barramento local e criou a sua própria padronização, chamada PCI, ou Interconexão de Componentes Periféricos. A grande vantagem do slot PCI não é só o fato de ser um barramento local, mas de haver processamento distribuído. Tradicionalmente vimos que o microprocessador do computador era responsável pelo controle de todos os circuitos do micro. A idéia agora era fazer com que cada periférico tivesse o seu próprio processador, liberando o processador principal do micro para fazer o que ele mais sabe: processar - ao invés de perder tempo controlando os diversos circuitos do micro. O grande problema do PCI é a sua incompatibilidade com slots ISA. Por este motivo, temos atualmente microcomputadores utilizando tanto slots ISA - para periféricos onde velocidade seja irrelevante, como placas de som, scanners, fax-modems, etc - e slots PCI - para periféricos que tenham problemas críticos de velocidade, em especial a interface de vídeo.
Leia o artigo sobre o barramento AGP, dividido em três partes na seção de dicas.
© 1998-99, Gabriel Torres - Todos os direitos reservados Não nos responsabilizamos por danos materiais de qualquer espécie promovidos pelo uso das informações contidas no Site de Hardware do Prof. Gabriel Torres. |