Bus Master

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA

CURSO SUPERIOR DE TELEMÁTICA

ARQUITETURA DE COMPUTADORES

BUS MASTER

ALUNOS: FRANCISCO KLEBER

HAULISON RENNER

ROBERTO SABÓIA

Outubro/2000

ÍNDICE

1. INTRODUÇÃO

2. O QUE É DMA

3. O QUE É BUS MASTERING

4. COMO INSTALAR/CONFIGURAR O BUS MASTER

5. PROBLEMAS/INCOMPATIBILIDADES

6. APÊNDICE - RESULTADOS DE BENCHMARK

7. BIBLIOGRAFIA

INTRODUÇÃO

Assim como o organismo do ser humano é divido em partes principais, a partir das quais podemos analisar os complexos sistemas que o constitui, as suas criações seguiram o mesmo roteiro. Entre elas podemos destacar o computador, que hoje assume parte da tarefa pensante do homem.

Para estudar a arquitetura dos computadores, notadamente dos PC’s, o dividimos nas seguintes unidades menores: Processamento, Memória e I/O (Entrada/Saída).

No corpo humano, o processamento é realizado no cérebro, o qual também armazena os dados, e envia os comandos através de “buses” denominados neurônios.

Mas como tal organismo se comunica interior e exteriormente? As sensações exteriores são percebidas continuamente e repassadas ao interior através de estímulos. O homem, ao perceber ou receber tais estímulos, os processa, executando ações de resposta ou, simplesmente, armazenando os dados ou informações que poderão ser usados posteriormente.

Nos sistemas computacionais, ocorre algo semelhante. Podemos classificar os processos de comunicação dentro dos PCs basicamente em três: Pooling, Interrupção, DMA. O primeiro se propõe a varrer os dispositivos de I/O em busca de solicitações, processá-las, trocando informações entre memória e CPU, e devolvendo o resultado. O segundo, consiste em receber sinais dos próprios dispositivos, sem ter que rastreá-los, quando estes desejarem realizar alguma tarefa ou acessar a memória, através do processador. O último consiste em acessar a memória diretamente sem a interferência do processador. Tais métodos explanados possuem suas vantagens e desvantagens.

Este trabalho se propõe a analisar um caso particular de DMA: o DMA Bus Master (uma técnica que alivia o processador da tarefa de transferir arquivos do disco rígido ou CD-ROM e faz com que o desempenho do micro aumente).

2. O QUE É DMA (DIRECT MEMORY ACCESS

Normalmente, quem comanda tudo dentro do micro é o processador. Para executar um programa ou ler um dado que esteja no disco rígido ou CD-ROM, o processador primeiro transfere os dados para a memória RAM para, então, ler o programa (ou os dados) da memória RAM.

Acontece que o disco rígido é muito mais lento que o processador. Com isso, o processador gasta bastante tempo transferindo dados para a RAM. Pior ainda é o caso do CD-ROM, pois ele é ainda mais lento que o processador.

Além disso, o processo de transferência necessita da atenção quase total do processador. Isso pode ser visto nos resultados de nossos testes, na taxa de utilização do processador, que indica o quanto do processador que está sendo utilizado.

O DMA é um controlador existente integrado na placa-mãe desde a época do primeiro PC. Ele permite que periféricos façam transferências de dados para a memória RAM sem a intervenção do processador. Isto economiza um tempo absurdo.

Com isso, ao invés do processador transferir dados do disco rígido ou CD-ROM para a memória RAM, será o chipset da placa-mãe quem o fará. Com isso, o desempenho do micro aumenta, pois o processador trabalhará mais "folgado", podendo executar outras tarefas enquanto transferências de dados são executadas.

Vamos dar um exemplo simples. Imagine um arquivo de 50 KB gravado em disquete. Se não existisse o recurso de DMA, a transferência seria feita byte-a-byte, ou seja, seriam necessárias mais de 50.000 instruções por parte do processador para que esta transferência fosse executada.

No mundo real, porém, a transferência seria controlada pelo controlador de DMA e com um detalhe importantíssimo: o processador não interage no processo, ficando disponível para executar outra tarefa. Bastaria uma única instrução para o controlador de DMA iniciar o processo.

O problema, no entanto, é a colcha de retalhos que se tornou o padrão PC. Para manter compatibilidade com o projeto do AT da IBM, o controlador de DMA existente em todos os micros é um controlador de 16 bits, portanto lento para ser utilizado com os discos rígidos atualmente utilizados.

3. O QUE É BUS MASTERING?

Através de um processo chamado bus mastering, outro dispositivo pode comandar transferência de dados diretamente. Podemos configurar o micro de modo que o chipset (circuitos de apoio) da placa-mãe executem a transferência de dados do disco rígido (ou do CD-ROM) diretamente para a memória RAM sem utilizar o processador.

O Chipset "Triton" da Intel (430FX, HX, VX ou TX), presente nas placas-mãe Pentium permite um novo modo de transferência de dados do disco rígido para a memória, chamado PIIX (PCI-ISA IDE Xcelerator). Este modo de transferência utiliza um novo esquema de DMA, chamado "Fast Multiword DMA", que transfere em vez de 1 dado de 16 bits por vez como no padrão AT original, 3 dados de 16 bits por vez (ou seja, 48 bits). Isto faz com que a taxa de transferência chegue a 16,6 MB/s. Com um detalhe: a transferência de dados da memória com o disco rígido é feita sem a interferência do processador, ao contrário do esquema PIO.

Para saber se o seu micro aceita o "bus mastering"