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E/S do Computador - Coggle Diagram
E/S do Computador
Tecnologias modernas de E/S
PCI Express
Barramento serial de alta velocidade
Tecnologias usadas
Topologia ponto-a-ponto
Direto do controlador para o dispositivo (e vice-versa)
Links seriais
Trafego de um bit por vez
Full-duplex
Comunicação bidirecional e simultânea
A conexão PCIe pode consistir em 1 a 16 linhas de comunicação independentes
Teoricamente pode chegara 32 linhas
Observações
Linhas mesmo sendo seriais, podem ser usadas simultaneamente
Vantagens:
Não exige sincronismo de bits
+Velocidade
Quanto mais linhas mais velocidade
A velocidade de cada linha depende diretamente da versão do PCIe
Para se beneficiar da versão do PCIe dispositivo, placa-mãe e processador presisam ser compatíveis
USB
Padrão para conectores e protocolos de comunicação
Barramento serial com capacidade de fornecimento elétrico
Capacidade de fornecimento elétrico (exceção feita ao USB PD
Versão 1.x e 2.0: 5 V e no máx. 0,5 A (2,5 W)
Versão 3.0: 5 V e no máx. 0,9 A (4,5 W)
Versões
USB 1.x (1996)
Taxa teórica: 12 Mb/s
Obsoleto
USB 2.0 (2000)
Taxa teórica: 480 Mb/s
Taxa prática: 35 MB/s
Modo de transferência: Half-duplex
USB 3.0 (2010)
Taxa teórica: 5 Gb/s
Devido à codificação, cai para 4 Gb/s
Taxa prática: 3.2 Gb/s
Pino azul para diferenciar do 2.0
Porém, é retrocompatível com o 2.0
Pinagem: 5 pinos USB 3.0 + 4 pinos USB 2.0
Alimentação
5 V/ 900 mA
"Battery Charging Specification" permite 1,5 A, desde que não haja transferência de dados
Subversões
USB 3.1
Gen 1
Igual USB 3.0
Gen 2
Taxa teórica: 10 Gbits/s
Devido à nova codificação 128b/132b
USB 3.2
Gen 1
Igual USB 3.0 e 3.1 Gen 1
Gen 2
Igual USB 3.1 Gen 2
Gen 2x2
Taxa teórica: 20 Gbits/s
2 canais de 10 Gbits/s
USB4
Baseado no padrão Thunderbolt 3
Velocidade máxima de 40 Gbits/s
Exige cabo USB-C
Uma forma de encapsular protocolos como USB 3.2,PCIe e DisolayPort
Exige compatibilidade com USB PD
7,5 W (5V 1,5 A) até:
100 W (20 V 5 A) modo Standard Power Range
240 W (48 V 5 A) modo Extended Power Range
Tipos
USB Tipo A
USB Tipo B
Versão 2.0 e 1.x
mini-B e micro-B
Versão 3.0
Standard-B e Micro-B
USB-C
Mais moderno
Pequeno e reversível
24 pinos em 2 faces
Suporte de corrente
Nomeclatura
Mudança no padrão de nomeclatura
Novo: USB x Gbps
Nomeclatura mais "técnica" ainda pode ser usado em alguns locais
Problemas de E/S
Periféricos não conseguem se conectar diretamente com o barramento principal
Grande variedade de periféricos
Velocidades diferentes
Formatos diferentes
Entrega de diferentes quantidades de dados
Diferença na velocidade de transferência entre periféricos e CPU/RAM
Necessidade de se ter módulos de ES
Usado em dispositivos externos
Tipos de dispositivos
Legíveis ao ser humano
Ex: Monitor, impressora e teclado
Legíveis à máquina
Ex: Monitoração e controle
Comunicação
Ex: Modem e placa de interface de rede
Etapas do controle de transferência
Processador verifica estado do dispositivo do módulo de E/S
Módulo E/S retorna estado do dispositivo
Se o dispositivo estiver pronto, processador solicita transferência de dados
Módulo E/S recebe dados dos dispositivos
Módulo E/S transfere dados para o processador
Funções
Controle e temporização
Comunicação com o processador
Comunicação com o dispositivo
Buffering de dados
Detecção de erros
Barramentos de comunicação
Serial
Paralelo
No início, barramento paralelo substituiu o serial
Motivo: Velocidade
Porém, hoje o serial substituiu os paralelos
Motivos:
Difícil evolução na velocidade de barramentos paralelos
Evolução nos barramentos seriais