Por que os periféricos não se conectam diretamente ao barramento de sistema?

6 min

Neste artigo, iremos conhecer um pouco sobre os principais barramentos de entrada/saída encontrados comumente nos computadores em geral, alguns já descontinuados, mas de importante conhecimento.

Um barramento, ou bus, pode ser definido como o caminho comum pelo qual os dados trafegam dentro do computador.

Barramentos consistem em linhas de comunicação, sejam elas via condutor elétrico ou fibra ótica, que interligam dispositivos de um sistema computacional. Comunicam CPU com memória, CPU com os outros componentes de Entrada/saída e as outras memórias e assim por diante. Seu desempenho é medido pelo tamanho de bits que pode transmitir (16, 32, 128, etc), quanto mais largo for, mais informações ele é capaz de transmitir. Ex.: Um barramento de 32 bits é constituído de 32 canais de um bit.

Esquema simplificado dos barramentos de um PC (Imagem: Canaltech)

Mas por que Largura?

Exemplo de medidas diferentes de largura tomando como exemplo o barramento PCI Express

A largura, ou tamanho, de um barramento é uma unidade de medida que caracteriza a quantidade de informações (bits de uma forma geral) que pode fluir simultaneamente pelo barramento. No caso de fiação, consiste na quantidade de fios paralelos existentes no barramento ao passo que, em circuitos impressos (placas), consiste nos traços impressos na placa com material condutor (filetes de cobre) por onde flui a corrente elétrica, em última estância, as informações.

Esta largura, maior ou menor, também se constitui em um dos elementos que afetam a medida de desempenho de um sistema, juntamente com a duração (largura) de cada bit ou sinal – a taxa de transferência, ‘velocidade’ do fluxo de informações, é geralmente especificada em bits (ou Kbits ou Mbits etc.) por segundo e depende, fundamentalmente, da largura do barramento: quanto maior está maior será a taxa.

O intervalo de tempo requerido para mover um grupo de bits (tantos quanto a quantidade de bits definida pela largura do barramento) ao longo do barramento, é denominado ciclo de tempo do barramento ou, simplesmente, ciclo de barramento (bus cycle), semelhantemente ao que entendemos para o ciclo do processador e para o ciclo de memória.

Mas afinal, quais são as funções do barramento no funcionamento de um computador?

Tipos de Barramentos

Tipos de Informações

Quanto aos tipos de informações que circulam sobre eles, podemos classifica-los da seguinte forma

De acordo com a arquitetura de computadores, existem vários tipos de barramentos:

O barramento entre a CPU e os outros componentes (os periféricos) é chamado de barramento de entrada-saída ou I/O bus. Este tipo de barramento é responsável pela interligação das interfaces e periféricos ligados à placa mãe.

Os periféricos não se conectam diretamente ao barramento de sistema (barramento que interliga os componentes principais (processador, memória e E/S), pois há uma larga variedade de periféricos com vários métodos de operação sendo inviável incorporar diversas lógicas de controle dentro do processador. Além disso, a taxa de transferência de dados dos periféricos é normalmente mais baixa do que a da memória do processador sendo inviável usar o barramento de alta-velocidade para comunicação com periférico.

O barramento entre a CPU e a memória é chamado de barramento do sistema ou system bus.

Os barramentos de entrada-saída podem ser vistos como uma extensão do barramento do sistema.

– Na placa mãe o barramento de sistema termina em controladores que fazem uma ponte com os barramentos de E/S.

– Normalmente estes controladores são agrupados em chips chamados chipset.

–  Uma arquitetura comum consiste em dois chips chamados north e south bridge.

– Ao barramento de entrada saída podem ser conectados adaptadores de periféricos.

Principais Barramentos de Entrada/Saída

Barramento ATA

ATA – Advanced Technology Attachment – mais comumente chamado de IDE (Integrated Drive Electronics), O ATA é um padrão utilizado para interligar dispositivos de armazenamento como discos rígidos, drives, CD-ROMS e outros periféricos semelhantes.

Barramento SATA

Serial ATA – SATA (Serial Advanced Technology Attachment) – padrão substituto da tecnologia ATA. Ao contrário da tecnologia ATA, onde as informações eram transmitidas de forma paralela (vários bits por vez), na SATA as informações passaram a ser transmitidas de forma serial, com um bit atrás do outro, o que resolveu problemas de perda de dados ocasionadas por interferências. 

Barramento SAS

Serial Attached SCSI –  É uma tecnologia similar ao SATA que surgiu para atender as demandas de servidores e data centers, diferentemente do SATA que é normalmente utilizado em computadores pessoais.

Barramento PCI

PCI é um padrão de barramentos, destinado a conectar periféricos à placa mãe do computador. Mas você também pode encontrar outras referências a ele, como “interface”, “slot” ou “soquete”. Ele foi criado em 1993 para substituir alguns padrões ancestrais, como AGP, VESA e USB (sim, lá atrás, a interface era usada na placa mãe).

Barramento AGP

Para lidar com o volume crescente de dados gerados pelos processadores gráficos, a Intel anunciou em meados de 1996 o padrão AGP, cujo slot serve exclusivamente às placas de vídeo.

Barramento PCI Express

O PCI Express foi concebido para substituir os padrões AGP e PCI. Sua velocidade vai de 1x até 32x (sendo que atualmente só existe disponível até 16x). Mesmo a versão 1x consegue ser seis vezes mais rápido que o PCI tradicional. No caso das placas de vídeo, um slot PCI Express 16x é duas vezes mais rápido que um AGP 8x. Isto é possível graças a sua tecnologia, que conta com um recurso que permite o uso de uma ou mais conexões seriais para transferência de dados.

Barramento PS/2

Os conectores PS2 são usados até hoje em PCs modernos desafiando a praticidade do USB. Placa-mães, mouses e teclados usam esta interface por ocuparem menos espaço e liberar as conexões USB para periféricos.

Em 1997 foram definidas cores para os padrões de entrada/saída dos PCs e os conectores PS2 ganharam as cores lilás para teclado e verde para mouse.

Barramento USB

USB, do inglês Universal Serial Bus, é um barramento externo que facilitou e universalizou a conexão de aparelhos e periféricos (Câmeras digitais, mouses, teclados) ao computador e a outros dispositivos.

A tecnologia “Plug and Play” (Plugar e utilizar), quase livre de instalação ou de reinicialização do sistema com o sistema operacional reconhecendo automaticamente a conexão do dispositivo, tornou muito mais fácil a instalação de periféricos, que antes necessitavam de configurações muito complexas.

Uma conexão USB é capaz de fornecer eletricidade. Apesar de ser um fornecimento limitado, serve para alimentar grande quantidade de periféricos, como caixas de som, HDs externos e até mesmo alguns modelos de monitores, além de carregar baterias de smartphones e tablets. Já dispositivos como impressoras e HDs externos de grande capacidade de armazenamento precisam de alimentação externa para que funcionem.

Suporta a conexão de até 127 dispositivos na mesma saída, por meio de hubs, apesar de se tornar inviável na maioria dos casos, pois a velocidade de transmissão é dividida entre os dispositivos conectados simultaneamente.

Outra vantagem é a função “Hot-Swap”, que permite que os dispositivos possam ser conectados e desconectados sem que seja necessário reiniciar ou desligar o computador.

Saiba mais sobre como ocorre a comunicação entre os diversos componentes do computador através de nossas apostilas. Dúvidas ou sugestões são sempre bem vindos. Até a próxima!

Porque os periféricos não são conectados diretamente no barramento do sistema?

O que é o barramento do sistema?

O que é barramento de conexão?

Quais as principais funções dos barramentos?