Unidade IV.3

CEFET-RS
Curso de Eletrônica
4.3 - DMA & Chipset
Organização de Computadores
Profs. Roberta Nobre & Sandro Silva
[email protected] e [email protected]
CEFETRS - Eletrônica
Organização de Computadores
Unidade 04.3.1
Prof. Roberta Nobre & Sandro Silva
DMA
• Dados podem ser transferidos entre
dispositivos periféricos e o computador, por
duas maneiras:
* Pelo processador
* Por DMA (Direct Memory Access)
• Por DMA, o processador não se ocupa com a
transferência de cada byte, ficando disponível
para executar tarefas mais importantes .
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Unidade 04.3.2
Prof. Roberta Nobre & Sandro Silva
O controlador DMA
• Controlador de Palavras: contém o tamanho do
bloco a ser transferido. É decrementado a cada
transferência até zerar;
• Endereço de Memória: endereça a posição de
memória que contém ou que recebera o dado. É
incrementado a cada transferência;
• Status: Registrador que indica o status atual do
controlador de DMA;
• Controle: Registrador que define a operação do
controlador.
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Unidade 04.3.3
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Esquema de um controlador DMA
Controlador de DMA
Periférico
Controlador de Palavras
Memória
CPU
Porta de I/O
HOLD
Endereço de Memória
Status
HLDA
DRQ
Controle
DACK
Endereço
Comando para Escrita ou Leitura em memória
Dado
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Unidade 04.3.4
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O DMA no PC
Nos modelos mais antigos,o acesso direto a memória era
realizado por um controlador específico da Intel conhecido
por 8237, e com as seguintes características:
• 4 canais de DMA independentes;
• 64kB de tamanho máximo de bloco a ser transferido;
• Cada canal possui um registrador de 6 bits para controle e 4
de 16 bits;
• 4 registradores gerais de controle comuns a todos os canais;
• Registrador de mascaramento de canal;
• Registrador de requisição de canal;
• Registrador básico de comando;
• Registrador de status ;
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Unidade 04.3.5
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A evolução do DMA no PC
• Nos modelos posteriores, os canais foram aumentados de
4 para 8 canais, sendo os canais superiores de 16 bits.
• Após o 8237 da Intel, o chip mais utilizado passou a ser o
82258, que poderia até ser visto como um processador, e
não apenas um controlador, tamanha a sua complexidade.
• Possuía também 4 canais independentes, mas permitia
encadear comandos e dados e endereçar blocos em
qualquer posição da memória.
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Unidade 04.3.6
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O circuito de Refresh
O canal 0 do controlador de DMA era utilizado
originalmente como controlador de refresh.
• Uma posição de memória é lida a cada 72 ciclos
de relógio (T = 15µs);
timer
T = 15µs
DRQ
DMA
memória
Endereçamento
de memória
Atualmente, o refresh da memória é realizado por
um circuito específico para este fim.
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Unidade 04.3.7
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O DMA nos PC´s atuais
Canal de DMA
Dados
Uso típico
0
8 ou 16 bits
Áudio
1
8 ou 16 bits
Áudio e rede
2
8 ou 16 bits
Floppy
3
8 ou 16 bits
Paralela (ECP ou EPP)
4
16 bits
Canal de cascateamento
5
16 bits
Livre
6
16 bits
Livre
7
16 bits
IDE ISA
Obs: Os controladores IDE (HD, CD, DVD) utilizam controlador de
barramento próprio, que realiza as operações de transferência de
modo semelhante ao controlador de DMA.
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Unidade 04.3.8
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Padrão IDE/ATAPI
Modo
DMA simples, modo 0
DMA múltiplo, modo 0
PIO Modo 0
PIO Modo 1
PIO Modo 2
DMA simples, modo 1
DMA simples, modo 2
DMA múltiplo, modo 1
DMA múltiplo, modo 2
PIO Modo 3
PIO Modo 4
PIO Modo 5
UDMA, modo 0
UDMA, modo 1
UDMA, modo 2
UDMA, modo 3
UDMA, modo 4
UDMA 5, UDMA/100
UDMA
6, UDMA/133
CEFETRS
- Eletrônica SATA/150
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Ciclo
(ns)
960
480
600
383
240
480
240
150
120
180
120
90
240
160
120
90
60
45
30
Taxa de transferência
(MBytes/s)
1,04
4,17
1,67
2,61
4,17
2,08
4,17
13,33
16,67
11,11
16,67
22
16,67
24
33,33
45
66,66
100
133,33
Unidade 04.3.9
Padrão (ano)
ATA (1986)
ATA (1986)
ATA (1986)
ATA (1986)
ATA (1986)
ATA-2 (1995)
ATA-2 (1995)
ATA-2 (1995)
ATA-2 (1995)
ATA-2 (1995)
ATA-2 (1995)
ATA-3 (1997)
ATA/ATAPI-4 (1998)
ATA/ATAPI-4 (1998)
ATA/ATAPI-4 (1998)
ATA/ATAPI-5 (2000)
ATA/ATAPI-5 (2000)
ATA/ATAPI-6 (2002)
ATA/ATAPI-7 (2005)
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Timer (8253)
Endereço de hardware Æ(portas 40H a 43H)
Canal 0: Relógio do sistema
• Contagem em tics (f=18,206Hz ou 54,936ms);
• IRQ 0 (INT 08);
Canal 1: Refresh da RAM
• DRQ 0 a cada 15,12µs;
Canal 2: sinal do alto-falante
• Freqüência: 1193180÷contador (18,2Hz e 1193KHz);
• Controle do alto falante feito pelos bits 0 e 1 da porta
61H;
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Timer (8253)
Timer
Controlador
IRQ 0
de
Interrupções
18,206Hz
Canal 0
÷65535
S
CLK
1.193.180 Hz
latch
reset
Canal 1
÷18
15,12µs
Q
DRQ 0
Controlador
de DMA
DACK 0
memória
Porta 61H bit 0
Canal 2
enable
Porta 61H bit 1
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Chipset
•Depois do processador, um dos componentes
mais “inteligentes” no PC.
•Ele comanda toda a comunicação entre o
processador e os demais componentes, assim
como entre os próprios componentes, como a
placa de vídeo e o HD, através dos canais DMA
por exemplo.
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Chipset
• A maioria dos chipset´s são compostos
de dois chips, sendo possível encontrar,
em alguns casos, apenas 1 ou mesmo 3 ou
4 chips.
• Os recursos que serão suportados pelo
PC, assim como a compatibilidade ou não
de novas tecnologias, são determinadas
pelo chipset.
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Principais componentes do Chipset
• Controlador de memória: quantidade suportada, tipo e
velocidade de acesso, de memórias que podem ser instaladas
na placa.
• Interfaces IDE: define a velocidade com que as portas IDE
da placa podem trabalhar com os HD´s.
• PCI Bridge: controle barramento PCI, definição de
quantos slots poderam ter no barramento.
• Real Time Clock: relógio da máquina que funciona mesmo
com micro desligado, sendo alimentado por uma bateria.
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Principais componentes do Chipset
• Controlador de DMA
• Controlador do teclado: controla a comunicação do teclado.
• Controlador PS/2: controle da porta OS/2 (mouse).
• Controlador de cache L2: somente em placas que possuem
cache na placa mãe.
• Controlador super I/O: portas seriais, paralela,infravermelha
e controladora de drives e disquetes.
• Cmos: pequena parcela da memória volátil que armazena as
configurações do SETUP.
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Principais componentes do Chipset
• AGP: suporte ao barramento AGP, dependendo do chipset
pode ser usado, AGP 2x ou 4x ou PRÓ ou 8x.
• USB: encontrado em todos os chipsets atuais, define o
numero de portas da placa.
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O Ponte Norte e Ponte Sul
• Termo bastante comum, refere-se
a divisão de todos os componentes
listados anteriormente, e até mais,
dependendo da tecnologia, em dois chips.
• No Ponte Norte normalmente os
circuitos de maior desempenho e no
Ponte Sul os de menor desempenho.
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Exemplos de Estruturas
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Exemplos de Estruturas
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Exemplos de Estruturas
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Exemplos de Estruturas
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