Prof. Celso Cardoso Neto

1. ARQUITETURA DE COMPUTADORES Prof. Celso Cardoso Neto

2. UNIDADE III INTERRUPÇÃO PORTAS I/O USB

3. ARQUITETURA DE COMPUTADORES • Interrupção. Portas de I/O. É um dos parâmetros necessários e de alta impotância para a configuração das placas de rede, sendo o caminho de sinalização sobre o qual os dispositivos de hardware chamam a CPU para realizar tarefas. Cabe ressaltar que disco rígido, teclado, portas seriais, CD-ROM ou mesmo o mouse operam com um IRQ específico. A tabela ao lado mostra as interrupções de um micro e como elas podem ser utilizadas. Existem alguns utilitários, através dos quais pode-se saber quais as interrupções que estão reservadas pela configuração do hardware para, então, com segurança, configurar a interrupção da placa de rede, quando necessário.

4. ARQUITETURA DE COMPUTADORES BARRAMENTO USB USB é a sigla de Universal Serial Bus. Trata-se de uma tecnologia que tornou mais simples e fácil a conexão de diversos tipos de aparelhos (câmeras digitais, drives externos, modems, mouse, teclado, etc) ao computador, evitando o uso de um tipo específico de conector para cada dispositivo. O que é USB ? Até certo tempo atrás, instalar um periférico no computador era um ato encarado como uma tarefa assustadora, digna apenas de técnicos ou de pessoas com mais experiência. Em meio a vários tipos de cabos e conectores, era preciso primeiro descobrir, quase que por um processo de adivinhação, em qual porta do computador deveria ser conectado o periférico em questão. Quando a instalação era interna, o usuário precisava abrir o computador e quase sempre tinha que configurar jumpers e/ou IRQs.

5. ARQUITETURA DE COMPUTADORES BARRAMENTO USB Somente em pensar em ter que encarar um emaranhado de fios e cabos, muitos usuários desistiam da idéia de adicionar um novo dispositivo ao seu PC. Com o padrão PnP (Plug and Play), essa tarefa tornou-se mais fácil e diminuiu toda a complicação existente na configuração de dispositivos. O objetivo do padrão PnP foi tornar o usuário sem experiência, capaz de instalar um novo periférico e usá-lo imediatamente, sem complicações. Mas esse padrão ainda era (é) complicado para alguns, principalmente quando, por alguma razão, falha. Diante de situações como essa, foi criada em 1995, uma aliança promovida por várias empresas (como NEC, Intel e Microsoft) com o intuito de desenvolver uma tecnologia que permitisse o uso de um tipo de conexão comum entre computador e periféricos: a USB Implementers Forum.

6. ARQUITETURA DE COMPUTADORES BARRAMENTO USB Em pouco tempo, surgia o USB, um barramento que adota um tipo de conector que deve ser comum a todos os aparelhos que o usarem. Assim, uma porta USB pode ser usada para instalar qualquer dispositivo que use esse mesmo padrão. Com todas essas vantagens, a interface USB tornou-se o meio mais fácil de conectar periféricos ao computador. Fabricantes logo viram o quanto é vantajoso usá-la e passaram a adotá-la em seus produtos. Por causa disso, o USB começou a se popularizar. A idéia de poder conectar em um único tipo de entrada diversos tipos de aparelhos também foi um fator que ajudou o USB a conquistar o seu merecido espaço.

7. ARQUITETURA DE COMPUTADORES BARRAMENTO USB O USB também oferece outra facilidade: qualquer usuário pode instalar dispositivos USB na máquina. Assim, pessoas leigas no assunto, não precisam chamar um técnico para instalar um aparelho, já que problemas como conflito de IRQs praticamente já não existem. Em outras palavras, o USB é como uma espécie de "plug and play", já que permite ao sistema operacional reconhecer e disponibilizar imediatamente o dispositivo instalado. Para isso, é necessário que a placa-mãe da máquina e o sistema operacional sejam compatíveis com USB. As versões do Windows lançadas a partir da versão 98 já possuem suporte pleno à tecnologia USB. Usuários de sistemas Linux também já contam com isso, assim como os usuários de computadores da Apple.

8. ARQUITETURA DE COMPUTADORES BARRAMENTO USB Além de ser "plug and play", a interface USB trouxe outra novidade: é possível conectar e desconectar qualquer dispositivo USB com o computador ligado, sem que este sofra danos. Além disso, não é necessário reiniciar o computador para que o aparelho instalado possa ser usado. Basta conectá-lo devidamente e ele estará pronto para o uso. Antigamente, existia até o risco de curtos-circuitos, se houvesse uma instalação com o equipamento ligado. Um fato interessante é a possibilidade de conectar alguns periféricos USB a outros (por exemplo, uma impressora a um scanner). Mas, isso só é conseguido se tais equipamentos vierem com conectores USB integrados. Também é possível o uso de "hubs USB", aparelhos que usam uma porta USB do computador e disponibilizam 4 ou 8 outras portas. Teoricamente, pode-se conectar até 127 dispositivos USB em uma única porta, mas isso não é viável, uma vez que a velocidade de transmissão de dados de todos os equipamentos envolvidos seria comprometida.

9. ARQUITETURA DE COMPUTADORES BARRAMENTO USB A imagem ao lado mostra um "pen drive", um dispositivo móvel que permite armazenar até centenas de MBs em dados de qualquer tipo. Aparelhos desse tipo usam quase que exclusivamente a conexão USB do computador.

10. ARQUITETURA DE COMPUTADORES BARRAMENTO USB Características técnicas Uma característica importante e interessante do USB, é que sua interface permite que o dispositivo conectado seja alimentado pelo cabo de dados, ou seja, não é necessário ter um outro cabo para ligar o aparelho à tomada. Mas, isso só é possível com equipamentos que consomem pouca energia. É importante frisar que os cabos USB devem ter até 5 metros de comprimento. Acima disso, o aparelho pode não funcionar corretamente. Caso seja necessário instalar dispositivos em distâncias longas, é recomendável o uso de hubs USB a cada cinco metros. Quanto à velocidade, o barramento USB versão 1 pode operar de 1,5 Mbps à 12 Mbps. A velocidade mais baixa geralmente é usada por dispositivos como mouse, teclado e joysticks. Já velocidades mais altas, são utilizadas por equipamentos como scanners e câmeras digitais, que precisam de alta velocidade na transmissão de dados.

11. ARQUITETURA DE COMPUTADORES BARRAMENTO USB O USB versão 1 é tido como um padrão satisfatório quanto ao aspecto desempenho. É bem mais rápido que as tradicionais portas seriais e paralelas, mas, está abaixo de outros tipos de barramento, como o SCSI e o FireWire, que alcançam velocidades de cerca de 80 a 160 MB por segundo e 400 Mbps, respectivamente. A maioria dos computadores com mais de uma porta USB divide o barramento entre os diversos dispositivos conectados. Assim, uma impressora trabalhará mais lentamente quando, por exemplo, imagens estiverem sendo transferidas de uma câmera digital para o computador. O USB com essas características é conhecido como USB 1.1. Já existe uma nova versão, chamada de USB 2.0(400 Mbps), que é bem mais rápida e atualmente já é o tipo mais usado.

12. ARQUITETURA DE COMPUTADORES BARRAMENTO USB Assim, apesar de ter feito um grande sucesso, o padrão USB, cuja versão comercial era a 1.1, tinha como ponto fraco a baixa velocidade na transmissão de dados, que ia de 1,5 Mbps (Megabits por segundo) a 12 Mbps. O padrão FireWire, cujo principal desenvolvedor foi a Apple, chegou em um momento oportuno, se mostrando um concorrente de respeito ao USB 1.1, principalmente pela possibilidade de trabalhar a 400 Mbps. Logo, ficou evidente que o padrão USB precisava de um "upgrade". Isso causou o lançamento do USB 2.0.

13. ARQUITETURA DE COMPUTADORES BARRAMENTO USB USB 1.1 x Velocidade baixa x FireWire Ao se tornar um padrão, o USB 1.1 trouxe uma série de vantagens aos usuários e aos fabricantes de dispositivos para computadores. Graças a uma interface única, a tarefa de conectar diversos tipos de aparelho ao computador tornou-se mais fácil. A instalação de mouses, teclados, impressoras, scanners e câmeras digitais, é um processo tão simples que qualquer pessoa pode fazê-lo. À medida que o uso do USB crescia, aumentava a necessidade de taxas maiores na transferência de dados entre um dispositivo e o computador. Periféricos como scanners e câmeras digitais, passaram a trabalhar com resoluções mais altas, o que resultava em maior quantidade de dados. A velocidade do USB, que até então se mostrava suficiente, começou a ser um entrave para tarefas que podiam ser executadas mais rapidamente.

14. ARQUITETURA DE COMPUTADORES BARRAMENTO USB A velocidade do USB 1.1 ia de 1,5 Mbps a 12 Mbps, o que equivale a cerca de 190 KB por segundo e 1,5 MB por segundo, respectivamente. Para dispositivos como mouses e webcams, esses valores são suficientes. Mas, para um HD removível ou para um gravador de DVDs externo, tais taxas são baixas demais. A Apple, desde o início de 1990, trabalhava em um projeto cujo intuito era substituir o padrão SCSI. Em 1995, o FireWire foi padronizado e em 1996, lançado oficialmente no mercado, sendo usado principalmente nos computadores da Apple. Pouco tempo depois, o padrão FireWire começou a chamar atenção, pois tinha objetivos semelhantes ao USB, mas trabalhava em uma velocidade bem maior: 400 Mpbs, o que equivale a cerca de 50 MB por segundo. Diante desse cenário, o lançamento de uma versão melhorada do USB tornou-se inevitável e logo a versão 2.0 foi lançada. Isso ocorreu no final do ano 2000.

15. ARQUITETURA DE COMPUTADORES BARRAMENTO USB USB 2.0 O USB 2.0 chegou oferecendo a velocidade de 480 Mbps, o equivalente a cerca de 60 MB por segundo. O conector continuou sendo o mesmo tipo utilizado na versão anterior. Além disso, o USB 2.0 é totalmente compatível com dispositivos que funcionam com o USB 1.1. No entanto, nestes casos, a velocidade da transferência de dados será a deste último. Isso ocorre porque o barramento USB 2.0 tentará se comunicar à velocidade de 480 Mbps. Se não conseguir, tentará a velocidade de 12 Mbps e, por fim, se não obter êxito, tentará a velocidade de 1,5 Mbps.

16. ARQUITETURA DE COMPUTADORES BARRAMENTO USB USB 2.0 Quanto ao fato de um aparelho com USB 2.0 funcionar no barramento USB 1.1, isso dependerá do fabricante. Para esses casos, ele terá que implementar as duas versões do barramento no dispositivo. Em seu lançamento, o USB 2.0 também trouxe uma novidade pouco notada: a partir dessa versão, fabricantes poderiam adotar o padrão em seus produtos sem a obrigatoriedade de pagar royalties, ou seja, sem ter que pagar uma licença de uso da tecnologia. Esse foi um fator importante para a ampliação do uso do USB 2.0 e também para a diminuição do custo de dispositivos compatíveis. O lançamento do USB 2.0 também trouxe outra vantagem à USB Implementers Forum: o padrão FireWire foi padronizado principalmente para trabalhar com aplicações que envolvem vídeo e áudio. Assim, é bastante prático conectar uma câmera de vídeo por este meio. Como a velocidade do USB 2.0 supera a do FireWire, ele também se tornou uma opção viável para aplicações multimídia, o que aumentou seu leque de utilidades.

17. ARQUITETURA DE COMPUTADORES BARRAMENTO USB USB 2.0

18. ARQUITETURA DE COMPUTADORES BARRAMENTO USB USB 2.0 Os primeiros produtos que utilizam o padrão USB 2.0 começaram a ser lançados de maneira efetiva no final de 2001. Por se tratar de um substituto natural da versão 1.1, praticamente já não há mais produtos que utilize esse último. No entanto, ainda existe alguns problemas ligados à compatibilidade com o sistema operacional. Por exemplo, no Windows XP, o USB 2.0 só funciona devidamente com a instalação do Service Pack 1. Nos sistemas operacionais Linux, o suporte ao USB 2.0 só se tornou padrão em versões atuais do kernel. O USB 2.0 é muito versátil e seu uso é realmente vantajoso. Assim, ao comprar um equipamento a ser conectado ao PC, não hesite, escolha um com suporte a USB. Felizmente, a maioria dos produtos recém-lançados são compatíveis com esse padrão.

19. ARQUITETURA DE COMPUTADORES USB - Universal Serial Bus - Barramento Serial Universal Barramento externo ao PC que serve para a conexão de periféricos externos, tais como mouses, teclados, câmeras digitais, discos rígidos externos, gravadores de CD externos, impressoras, scanners, etc. Existem duas versões: 1.1 e 2.0. A versão 1.1 tem uma taxa de transferência máxima de 12 Mbps (aproximadamente 1,5 MB/s). A versão 2.0 tem uma taxa de transferência máxima de 480 Mbps (aproximadamente 60 MB/s). Desde 1998 (aproximadamente) os PCs já vêm com portas USB na própria placa-mãe. Em cada porta do PC é possível a conexão de até 127 periféricos.

20. ARQUITETURA DE COMPUTADORES 3.1.6 Interrupção. Portas de I/O. USB - Universal Serial Bus - Barramento Serial Universal Os plugues USB mais comuns são o "Tipo A", usado na porta USB do computador, e o "Tipo B", usado nos periféricos tais como impressoras e scanners. Periféricos menores, tais como câmeras digitais, usam plugues menores, em geral proprietários (isto é, sem padronização e que depende da marca e modelo do periférico). Veja mais... http://www.usb.org/ http://www.clubedohardware.com.br/artigos/468 http://www.clubedohardware.com.br/artigos/871

21. F I M Boa Sorte !