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E/S do Computador - Coggle Diagram
E/S do Computador
Tecnologias em E/S Modernas
SATA
Barramento para dispositivos de armazenamento em massa
Serial
Não suporta alimentação elétrica no mesmo cabo de dados
N portas SATA = N únicos dispositivo
Usado pelos HDs, ópticos e SSDs
Usa protocolo AHCI (Advanced Host Controller Interface)
Revision 3.2: SATA + PCIe x2
Revision 3.3: Permite aumentar a capacidade dos HDs
Revision 3.4: Funções de monitoramento do dispositivo
Revision 3.1: add novo conector mSATA para SSDs mobile
NVMe
Protocolo de comunicação ineficiente para Flash
Projetado para memórias magnéticas (lentas)
Insuficiente para SSDs de alto desempenho
Usa fisicamente o barramento PCIe
Vantagem: permite paralelização de HW e SW em SSDs modernos
Menos overhead
Menor latência
Múltiplas filas de requisição de I/O
Interface física M.2 permite integrações de vários módulos
Interface U.2 usada em conexão de SSDs, muito comum em servidores
Protocolo: permite dispositivo conectar direto ao barramento PCIe
U.3: Padrão para ambientes corporativos
USB
Padrão mais utilizado no mundo
USB-C: pequeno e reversível
Fornecimento elétrico
USB 3.2: dobra largura de banda do 3.1 (velocidade)
Barramento serial
USB PD: uniformizar transmissão de energia elétrica
USB4: encapsular outros protocolos
USB 3.1: Modos Gen1 e Gen2
USB 2.0: Half-duplex com taxa de 480 Mb/s
USB 3.0: Full-duplex com taxa teórica 10x maior que USB 2.0
HDMI
Substituto natural de analógicos
Eletricamente compatível com DVI
Transferência de vídeo/áudio digital
Adaptadores simples
2.0: taxa de transmissão = 18 Gbit/s
1.4: taxa transmissão = 10,2 Gbit/s
2.1: taxa de transmissão = 48 Gbit/s
PCI Express
Full-duplex
Links seriais (fila indiana)
Topologia ponto-a-ponto
Barramento de expansão serial de alta velocidade
Linhas seriais continuam independentes
Aumento de velocidade
Limitação por necessitar de sincronismo
Único usado para conexões de placas de expansão
DisplayPort
Resoluções + altas que HDMI
Refresh rate + alto
Largura de banda maior que HDMI
Maior bit depth
Interface de vídeo digital
Transmissão opcional de vídeo e áudio
Substituto natural do VGA e DVI
Múltiplas streams
Não tem comandos CEC
Thunderbolt
Interface de hardware de alto desempenho
Permite conexão com periféricos externos ao PC
PCIe + DisplayPort + Alimentação elétrica
Até 6 dispositivos por conector
Alto custo
Serial -> Paralelo -> Serial
Trilhas demais causam problemas de sincronismo
Volta o investimento em seriais (menor qtd)
Criação de barramentos + rápidos
menos trilhas = - ruídos = + frequência
Migrações ocorridas
Parallel ATA -> Serial ATA
PCI -> PCI Express
Serial -> Paralela -> USB
Introdução
Problemas de E/S
Taxa de transferência periférica varia
Dados e protocolos variam de dispositivo
Grande variedade
Formatos
Qtd de dados
Velocidades
Módulo de E/S
Interface com Memória Principal
Interface com CPU
Interface com um ou + periféricos
Módulos de E/S
Estrutura do módulo
Registradores de estado/controle
Lógica de E/S
Registradores de dados
Lógica interface de disp externo
Função do Módulo
Comunicação com dispositivo
Controle e temporização
Comunicação com o processador
Buffering de dados
Detecção de erro
Dispositivos externos
Categorias
Comunicação
Modem
Legíveis à máquina
Monitoração e controle
Legíveis ao ser humano
Monitor, impressora, teclado