Infra-Estrutura de
InfraHardware
Infra-estrutura de Hardware
Infra-estrutura
Entrada e Saída
Transmissão Serial
e Paralela
Prof. Edilberto Silva
www.edilms.eti.br
[email protected]
Sumário
• Introdução
• Transmissões – Serial (síncrona e assíncrona) e
Paralela
• Dispositivos de E/S
• Métodos de realização de E/S
Prof. Edilberto Silva – www.edilms.eti.br
Infra-estrutura de Hardware
Infra-estrutura
Introdução
• Dispositivos de entrada e saída (E/S)
Entrada/Saída (E/S) compreende todas as maneiras
como o computador se comunica com os usuários e
outras máquinas ou dispositivos
Os dispositivos de entrada aceitam dados e instruções
do usuário
Os dispositivos de saída retornam os dados
processados, isto é, informações de volta ao usuário
Sem E/S, o computador ficaria isolado do mundo
Ele não conseguiria receber instruções e, mesmo que
tivesse instruções permanentemente inseridas em sua
memória, não teria como comunicar os resultados de
seu trabalho
Infra-estrutura de Hardware
Infra-estrutura
Prof. Edilberto Silva – www.edilms.eti.br
Relação UCP/MP e E/S
• periféricos, que compreendem duas partes (o
controlador e o periférico propriamente dito)
• devido às diferentes características de cada
dispositivo de E/S, a UCP não se conecta
diretamente a cada periférico, mas sim por meio
das interfaces de E/S, que realizam a "tradução"
e a compatibilização dessas, além de realizar
outras tarefas de controle.
Prof. Edilberto Silva – www.edilms.eti.br
Infra-estrutura de Hardware
Infra-estrutura
Modos da organização dos
dispositivos de E/S
MONITOR
DE VÍDEO
DISCO
RÍGIDO
UNIDADE
DE DISQUETE
CPU
TECLADO
Controlador
de vídeo
Controlador
de teclado
Controlador
de disquete
Controlador
de disco rígido
1) a interface sinal de controle (read/write)  o periférico responde
Memória
Principal
2) a interface transmite os dados  o periférico certifica o
(recebimento ou o término da leitura)
Infra-estrutura de Hardware
Infra-estrutura
Prof. Edilberto Silva – www.edilms.eti.br
Transmissão
• Há
duas maneiras básicas de se realizar
transmissão/recepção
de
dados
entre
os
periféricos/interfaces e UCP/MP, bem como entre
dispositivos interconectados entre si, local ou
remotamente:
1) transmissão serial
• Síncrona
• Assíncrona
2) transmissão paralela.
Prof. Edilberto Silva – www.edilms.eti.br
Infra-estrutura de Hardware
Infra-estrutura
Transmissão serial
• Única linha de transmissão de dados
• Um bit de cada vez
• receptor e transmissor estejam sincronizados bit a bit
com a mesma velocidade de transmissão
Interface
UCP/MP
10110001
Periférico
Buffer
serial
Barramento
de Sistema
Infra-estrutura de Hardware
Infra-estrutura
Prof. Edilberto Silva – www.edilms.eti.br
Transmissão Serial
Assíncrona
•Consiste em um processo de sincronização do
receptor a cada novo caractere transmitido.
•Antes de se iniciar a transmissão, cada caractere é
acrescido de 2 pulsos, um no início do caractere,
denominado START, e o outro, denominado STOP,
além do bit de paridade
Nível alto
STOP
bit de
paridade
0
1
0
1
0
0
1
1
START
Prof. Edilberto Silva – www.edilms.eti.br
Infra-estrutura de Hardware
Infra-estrutura
Transmissão Serial
Síncrona
• Mais eficiente que a assíncrona
• O transmissor monta um bloco (128 a 256 carac) sem intervalo entre o primeiro e o último bit;
• Sincronização - freqüência do relógio do transmissor
= receptor
Por ex.: a eficiência para transmitir 100 caracteres
Quant da informação
=
Quant total de bits da
transmissão
7 bits x 100
=
70%
(7 + 1 + 1 + 1) x 100
bit de paridade
Assíncrona
bit STOP
bit START
Infra-estrutura de Hardware
Infra-estrutura
Silva – www.edilms.eti.br
bitProf.
deEdilberto
informação
Transmissão Serial
Síncrona
Por ex.: a eficiência para transmitir 100 caracteres
Síncrona
100
105
=
95%
Obs: cinco caracteres especiais de
controle da transmissão e formato
do bloco de caracteres
Bloco de transmissão
CCCC CN
......
C3 C2 C1 CCCCCC
C1, C2, C3 ... - caracteres de dados
CC - caracteres especiais de controle
Prof. Edilberto Silva – www.edilms.eti.br
Infra-estrutura de Hardware
Infra-estrutura
Transmissão paralela
• Transmissão de um grupo de bits de cada vez;
• Indicada para transmissões internas no sistema de
computação
(barramentos)
e
para
ligações
de
periféricos a curta distância (impressoras, discos
rígidos, etc).
•Interfaces Padronizadas
• CENTRONICS
• SCSI – Small Computer Systems Interface
Infra-estrutura de Hardware
Infra-estrutura
Prof. Edilberto Silva – www.edilms.eti.br
Transmissão paralela
transmissão
Transmissor
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
Receptor
caractere 2 caractere 1
Prof. Edilberto Silva – www.edilms.eti.br
Infra-estrutura de Hardware
Infra-estrutura
Métodos de E/S
• Métodos para efetuar operações de entrada/saída
(UCP
ler
e
escrever
dados
em
um
periférico
específico):
– Entrada/saída por programa;
– Entrada/saída com emprego de interrupção;
– Acesso Direto à memória (DMA - Direct Memory
Access).
Infra-estrutura de Hardware
Infra-estrutura
Prof. Edilberto Silva – www.edilms.eti.br
E/S por programa
• A UCP executa diretamente instruções de E/S
• Cada instrução serve para uma ação típica
• Organização de comunicação
– Memória Compartilhada ou Memória isolada
• Desvantagens:
– uso intenso da UCP em detrimento de atividades
mais importantes;
– Loop
de
interrogação
para
compatibilizar
as
diferentes velocidades entre a UCP e o periférico.
Prof. Edilberto Silva – www.edilms.eti.br
Infra-estrutura de Hardware
Infra-estrutura
Infra-estrutura de Hardware
Infra-estrutura
E/S por interrupção
•Instrução interface... como não há uma resposta
imediata, em vez de ficar continuamente verificando o
estado do periférico, a UCP desvia-se para realizar outra
atividade
•Permitir que os vários dispositivos do micro façam
solicitações ao processador
• Existem 16 canais de interrupção, chamados de IRQ
“Interrupt Request”
•Desvantagem
– a UCP continua gastando tempo para executar o
programa de E/S para efetivar a transferência dos
dados.
Prof. Edilberto Silva – www.edilms.eti.br
E/S por memória
DMA (Direct Memory Access)
•Melhor alternativa para se realizar operações de E/S
com o máximo de rendimento da UCP.
Interface MP
(praticamente sem intervenção da UCP)
UCP DMA
(liberando a UCP para realizar outras atividades)
DMA  UCP
(terminada a transferência sinaliza para a UCP)
Prof. Edilberto Silva – www.edilms.eti.br
Infra-estrutura de Hardware
Infra-estrutura
FIM
Perguntas ....
Prof. Edilberto Silva – www.edilms.eti.br