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