Chips E Barramentos De Computadores

Todas as CPUs atuais se encontram contidas dentro de chips. Esses chips possuem pinos que podem enviar sinais, receber sinais ou realizar ambas as tarefas. Esses sinais são trocados com a memória e com chips de dispositivos de E/S. Essa troca de sinais é feita através de um conjunto de fios paralelos que conectam os dispositivos envolvidos nessa troca de sinais. Esse conjunto de fios utilizado para transferir informações é denominado barramento. Os pinos dos chips de CPU que recebem mais destaque são classificados em três categorias: pinos de endereço, de dados e de controle. Assim, quando a CPU pretende buscar uma instrução, a mesma coloca o endereço dessa instrução nos pinos de endereço, que por sua vez transferem esses sinais à pinos semelhantes nas memórias e nos chips dos dispositivos de E/S. Logo após a CPU ativa uma ou mais linhas de controle para informar a memória de que a CPU pretende ler uma palavra, por exemplo. Em seguida a memória envia a palavra requisitada aos pinos de dados sa CPU. Assim que percebe que a transmissão, a CPU aceita a palavra e executa a instrução. A instrução por sua vez pode requisitar uma ou mais nova(s) leitura(s) ou escrita(s) na memória. Nesse caso, o procedimento se repete quantas vezes forem necessárias. Existem dois parametros essenciais para determinar o desempenho da CPU: o número de pinos de endereço e o numero de pinos de dados. Um chip que possui x pinos de endereço por exemplo, pode endereçar até 2^x endereços de memória. Um chip que possui 8 pinos de dados por sua vez, precisará efetuar duas operações para realizar a leitura de uma palavra de 16 bits, enquanto que um chip com 16 pinos realiza a mesma leitura com apenas uma operação. Além dos pinos de endereço, dados e controle, os chips possuem tambem pinos de alimentação, terra e para um sinal de clock. Quanto aos pinos de controle, servem para controlar o fluxo e a temporização de dados que vão e vem da CPU. Alem dos pinos já citados, existem outros pinos que variam de chip para chip.

Barramento portanto é um caminho elétrico através do qual as informações fluem de um dispositivo para o outro. Os barramentos podem ser internos ao chip da CPU (através do qual sinais eletricos são trocados com a ALU) e internos (através do qual a CPU troca sinais com a memória e com os dispositivos de E/S). Os primeiros computadores pessoais tinham somente um barramento externo, que possuia entre 50 e 100 fios de cobre paralelos. Já os computadores modernos, possuem no mínimo dois barramentos, um entre a CPU e a memória e outro entre a CPU e os dispositivos de E/S. Apesar de os projetistas serem livres para usar qualquer tipo de barramento dentro dos chips, eles devem obedecer a um conjunto de regras para que seja possível conectar placas produzidas por terceiros ao barramento. Esse conjunto de regras a serem seguidas é denominado protocolo de barramento. Além das regras pré-estabelecidas no protocolo, é necessário se preocupar com especificações mecânicas e elétricas de modo a permitir que as placas caibam nos conectores da placa mãe e que os pinos sejam compatíveis. Embora fosse melhor que só houvesse um único barramento em uso no mundo inteiro, isso seria impossível, porque já existem diversos barramentos e eles não desaparecerão tão facilmente devido a grande quantidade de investimento que foi necessário aplicar no projeto dos mesmos. Os dispositivos conectados ao barramentos podem assumir o papel de mestre ou escravo. Aqueles denominados mestres são os dispositivos ativos, ou seja iniciam as transferências de dados. Já os denominados escravos, são os dispositivos pasivos, que é o nome designado aos dispositivos que esperam requisições para fazer transferências. Geralmente os sinais emitidos pelos dispositivos através do barramento são fracos e insuficientes para concluir as trocas de sinais. Para isso, existem os controladores de barramento, receptores de barramento e transceptores de barramento. Esses chips servem como amplificadores digitais, para que os sinais cheguem aonde precisa com uma amplitude aceitável. Um fato que merece também a nossa atenção é que pode acontecer de a CPU ter menos pinos de endereço do que a quantidade de fios de endereço no barramento. Isso acontece porque os poucos pinos de controle da CPU formam um código que informa se a CPU está fazendo uma leitura na memória, uma escrita na memória, uma leitura nos dispositivos de E/S ou uma escrita nos dispositivos de E/S. Quando isso acontece, é necessário que se faça uma decodificação do sinal para que os bits sejam transmitidos um a um através de cada fio do barramento.

A largura do barramento é um elemento que interfere diretamente no desempenho do computador, e o motivo disso é muito óbvio. Primeiramente, como ja foi dito anteriormente, a quantidade de localizações que podem ser endereçadas

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