Diagrama de uma motherboard Alladin V
Placa baseada nos Chipsets M1543 e M1541
- Microprocessador ( Socket 7 - CPU )
- Memórias
- Memórias DRAM ( Módulos de memória FPM, EDO, SDRAM, etc. )
- Memórias SRAM ( Cache )
- Memórias ROM ou FLASH ROM ( BIOS)
- Chipsets e circuitos auxiliares ( PIC, PIT, RTC, etc. )
- Placas embutidas, também chamadas de Onboard ( Vídeo, som e fax-modem )
- Interfaces de entrada ( Teclado, Mouse, etc. )
- Interfaces de entrada e Saída ( UART, LPT, FDD, IDE, Audio, etc. )
- Slots ISA, PCI e AGP
- Componentes discretos ( Resistores, Capacitores, Transistores, Diodos, etc. )
- Chips SSI, MSI, LSI e VLSI
- Conectores ( LPT, COM, USB, PS/2, Teclado, etc. )
CONTROLE
O controle do sistema é realizado por componentes conhecidos como Chipsets. As principais empresas deste setor são: OPTi, VLSI, Ali, VIA e a própria intel. Contudo, o número de marcas de chipsets é bastante extenso, inclusive alguns fabricantes de micros produzem seus próprios chipsets.Ao adquirir uma placa de sistema, procure sempre verificar o fabricante do chipsets que é um determinante da qualidade da placa. Este ponto é fundamental na garantia da placa.
Em geral as placas contém 2 ou 3 chipsets, Vamos explicar usando como exemplo o diagrama anterior. Um deles faz o controle do sistema de memória ( RAM e ROM ) e slot AGP, já o outro:
- As funções das duas interfaces IDE também determinando seus recursos como Ultra DMA, PIO mode, etc.
- Interfaces de entrada e entrada/saída ( LPT, UART, USB, etc. )
- Circuito auxiliar RTC
- Controle dos slots ISA e PCI
O RELÓGIO
Um microprocessador é um circuito complexo que contém vários milhares de transistores, cada um com uma função especifica. O relógio faz com que o microprocessador, a memória e outras partes da lógica do computador operam juntos harmoniosamente, cada qual fazendo seu serviço no momento correto.O desempenho de um computador depende da velocidade de seus relógio. A velocidade de um relógio é medida em ciclos por segundo ou Hertz ( Hz ). um milhão de ciclos por segundos eqüivale a um megahertz ( MHz ). O IBM PC usa um relógio de 4,77 MHz, o PC AT original usa um relógio de 6 MHz, e os PCs mais modernos e compatíveis usam velocidades mais altas: 233, 266, 300, 333, 350, 366, 380, 400, 433, 450, 500, 550, 600 MHz , etc. Os fabricantes produzem circuitos de CPUs para uso em até determinada velocidade.
Outro método de expressar a velocidade do processamento aparece em termos de intervalos do ciclo: a reciprocidade da velocidade do relógio. Assim, uma CPU de 16 MHz teria um intervalo de ciclos de 62,5 ns. Uma instrução NOP ( no operation, isto é, não faça nada ) requer um único ciclo do relógio para executar, entretanto, grande parte das instruções de máquina que fazem alguma coisa útil leva pelo menos dois ciclos para executar. A quantidade média de instruções por segundo que o microprocessador pode executar é, portanto, apenas uma fração da velocidade do relógio.
Os microcomputadores mais recentes da família Intel 80486, Pentium, Pentium II e Pentium III, executam instruções em menos ciclos do relógio do que os modelos mais antigos. dessa forma, a velocidade do relógio isoladamente não representa um indicador preciso do desempenho global de um computador.
Uma avaliação do desempenho freqüentemente vista em anúncios publicitários é a velocidade de LANDMARK, expressa em MHz, que é sempre mais rápida do que a verdadeira velocidade do relógio do computador. A velocidade de Landmark se aproxima da velocidade na qual o processador 8088 num IBM PC teria de executar para atender ao desempenho do computador sendo testado.
O TEMPORIZADOR
O PC possui um temporizador programável diferente do relógio do sistema. O relógio fornece os pulsos de sincronização para todo o sistema. A partir deles, o circuito do temporizados deriva uma freqüência de 1,19 MHz, e depois usa esta freqüência para gerar pulsos com uma velocidade selecionada pelo software.O temporizador tem três saídas:
- O temporizador 0 ( Timer 0 ) é configurado para provocar uma interrupção a 1,19MHz divididos por 65535, ou cerca de 18,2 vezes por segundo - valor que é enviado ao processador na forma de interrupção 8 ( o sistema pode aproveitá-la para atualizar a data e a hora usados pelo DOS ).
- O Temporizador 1 ( Time 1 ) gera ciclos de atualização para a RAM dinâmica. O BIOS programa este temporizador durante a inicialização com um valor apropriado para o tipo de memória usada no sistema.
- O Temporizador 2 ( Timer 2 ) fornece o tom do alto-falante. os programas de aplicativos podem carregar valores dentro dele para gerar várias freqüências sonoras.
IRQ
As solicitações de interrupções ( IRQs ) são sinais gerados pelos dispositivos ( placas, HD, etc. ) do conectados no barramento para solicitar serviços. Um exemplo é uma porta serial que recebe um caractere do modem acoplado. A porta pode guarda somente um caractere por vez. O processador precisa ler o caractere e coloca-lo na memória; caso contrário, ele será sobreposto pelo próximo caractere recebido. Como acontece neste exemplo, com freqüência a CPU deve lidar com as interrupções rapidamente, para evitar a perda de dados.Dentro da arquitetura do PC, um circuito chamado controlador programável de interrupção ( PIC ) trata as interrupções. Ele recebe os sinais de solicitações dos dispositivos e emite as interrupções para a CPU, com base na prioridade atribuída a cada dispositivo.
Quando a CPU recebe uma interrupção, ela responde interrompendo o que está fazendo e saltando para uma rotina especial de tratamento de interrupções. Cada dispositivo tem uma rotina de tratamento própria. Ela pode fazer parte do BIOS, como acontece com o teclado, ou ser fornecida por uma aplicação, como um programa da backup em fita. Depois de terminar a rotina, a CPU reinicia o que estava fazendo antes da interrupção.
O que acontece quando um dispositivo gera uma solicitação de interrupção enquanto a CPU está executando uma rotina de tratamento de um outro dispositivo ? O controlador guarda a solicitação enquanto a CPU lida com a interrupção anterior. O controlador de interrupções é programado durante o processo de inicialização ( BOOT ) com prioridades para as interrupções, o que determina a ordem na qual ele as manipula.
As interrupções podem ser geradas no software com uma instrução int N, onde N é o número da interrupção. Por exemplo, a int 33 ( ou 21 hexadecimal ) é o modo como os programas chamam as funções do MS-DOS para executar tarefas, como ler teclado, abrir um arquivo ou escrever mensagens na tela. Como alternativa, conforme descrevemos, o hardware pode gerar uma interrupção. Aqui, o dispositivo solicita o serviço, e o controlador fornece à CPU o valor de N, identificando a rotina correta. O hardware no barramento do sistema que exige o processamento da interrupção deve gerar um sinal de solicitação de interrupção.
IRQ do PC-XT
| IRQ | Dispositivo |
| 0 | Temporizador |
| 1 | Teclado |
| 2 | ( Reservado ) |
| 3 | Porta Serial COM 2 / COM 4 |
| 4 | Porta serial COM 1 / COM 3 |
| 5 | Controladora de Disco Rígido |
| 6 | Controladora de Unidade de Disquetes |
| 7 | Porta paralela LPT1 |
IRQ dos PCs AT e compatíveis
| IRQ | Endereço I/O | Dispositivo |
| 0 | 040h-05Fh | ( TIMER ) Temporizador |
| 1 | 060h-06Fh | Teclado |
| 2 | 0A0h-0BFh | CASCADE |
| 3 | 2F8h-2FFh | Porta serial COM 2 ou ( COM 4 com 2E8h-2EFh ) |
| 4 | 3F8h-3FFh | Porta serial COM 1 ou ( COM 3 com 3E8h-3EFh ) |
| 5 | 278h-27Fh | Interface da porta paralela LPT2 |
| 6 | 3F0h-3F7h | Interface controladora da unidade de disquete |
| 7 | 378h-37Fh | Interface da porta paralela LPT1 |
| 8 | 070h-07Fh | ( ALARM CLOCK ) Relógio de tempo real |
| 9 | - | ( IRQ2 Redirecionada ) |
| 10 | - | ( Reservada ) |
| 11 | - | ( Reservada ) |
| 12 | - | ( Reservada ) |
| 13 | 0F0h-0FFh | Co-processador |
| 14 | 1F0h-1F7h | Interface controladora IDE primária |
| 15 | 170h-177h | Interface controladora IDE secundária |
Descrição
- IRQ0 - Interrupção usada exclusivamente pelo Temporizador que gera o tempo ( Hora, Minuto, Segundo ).
- IRQ1 - Interrupção usada exclusivamente pela interface do teclado que interrompe o processador para avisar que o usuário pressionou uma tecla.
- IRQ2 - Conexão com o segundo controlador de interrupções Programáveis ligado em cascata ( CASCADE ).
Nas placas atuais os controladores fazem parte dos Chipsets
- IRQ3 - Interrupção para uso das portas seriais COM2 e COM4.
- IRQ4 - Interrupção para uso das portas seriais COM1 e COM3.
- IRQ5 - Interrupção reservada para o uso da porta paralela dois.
- IRQ6 - Interrupção para o uso da interface de drivers flexíveis.
- IRQ7 - Interrupção de uso da porta paralela um.
- IRQ8 - Interrupção usada pelo relógio de tempo real ( Clock ), que pode ser programado para gerar uma interrupção após um período de tempo pré-programado.
- IRQ9 - Interrupção de uso das placas de vídeo EGA e opcionalmente usado pelas placas VGA para manter a compatibilidade com a placa EGA.
- IRQ10 - Interrupção reservada para ser usada por uma placa extra ( EX.: placa de rede e som )
- IRQ11 - Interrupção reservada ( livre ) para ser usada por uma placa extra.
- IRQ12 - Interrupção reservada ( livre ) para ser usada por uma placa extra.
- IRQ13 - Interrupção reservada para uso exclusivo do coprocessador aritmético que auxilia o processador na ora de executar algum cálculo.
- IRQ14 - Interrupção para uso da interface IDE primária.
- IRQ15 - Interrupção originalmente reservada ( livre ) e atualmente usada pela interface IDE secundária.
Atribuições dos Endereço I/O
O PC é um computador que se baseia em memória ou seja tudo que ele executa é processado em uma memória, sendo necessário que todos os dispositivos de hardware e software tenham um determinado endereço reservado nestas várias memórias chamado de mapa de memória, se um dispositivo envadir a área de endereço de um outro dispositivo e provocado um conflito de hardware ou software gerando um travamento de hardware ou software, fechamento de um programa ou desligamento do computador.
0000-01Fh Controlador 1 de DMA
020h-03Fh Controlador 1 de Interrupções
040h-05Fh Timer ( Temporizador )
060h-06Fh Controlador do Teclado
070h-07Fh Relógio de Tempo real do Chip CMOS (AT)
080h-09Fh Registrador de Página de DMA (AT)
0A0h-0BFh Controlador 2 de Interrupções (AT)
0C0h-0DFh Controlador 2 de DMA (AT)
0E0h-0EFh Relógio de Tempo Real (PS/2 MODELO 30)
0F0h-0FFh Co-processador Matemático
170h-177h Controladora IDE secundária
1F0h-1F8h Controladora IDE primária (AT)
200h-20Fh Porta de game ( joystick e midi )
210h-217h Caixa de Expansão (PC, XT)
278h-27Fh Porta Paralela 2 (PC, XT), 3 (XT)
2B0h-2DFh Placa EGA (Alternativa)
2E8h-2EFh Porta Serial COM4
2F8h-2FFh Porta Serial COM2
320h-32Fh Controlador do Disco Rígido (XT)
360h-36Fh PC Network
378h-37Fh Porta Paralela 1 (PC,XT) 2 (AT)
3B0h-3BFh Placa Monocromática MDA e HÉRCULES com LPT
3BCh-3BFh Porta Paralela 1 (AT)
3C0h-3CFh Placa de vídeo EGA
3D0h-3DFh Placa de vídeo CGA, EGA ou VGA
3E8h-3E7h Porta serial COM3
3F0h-3F7h Controladora de unidade de disquete primária
370h-377h Controladora de unidade de disquete secundária
3F8h-3FFh Porta serial COM1
DMA
Se os dados pudessem ser transferidos de e para a memória somente através da CPU, o processador levaria mais tempo atendendo aos dispositivos externos, como as unidades de disco e o vídeo, do que executando os programas do usuário. O projeto do PC permite sua expansão e permite ainda que ele faça a interface com os periféricos que transferem dados com altas velocidades. Para evitar a limitação do desempenho durante estas transferências, o PC dispõe de um controlador de acesso direto da memória ( DMA ) que oferece quatro canais nos XT e sete nos sistemas PC-AT, entre a memória e os dispositivos, como uma controladora de disco rígido, uma unidade de fita ou uma placa de rede. O DMA também pode ser usado para mover blocos de dados de uma parte da memória para outra.Um dispositivo que pretende transferir dados de e para a memória pode passar o serviço para o controlador de DMA. Simplificando, o dispositivo fornece o endereço inicial e o número de bytes. O controlador de DMA transfere então o número solicitado de bytes automaticamente para os endereços da memória especificados, sem qualquer intervenção da CPU.
| DMA | Dispositivo |
| DMA 0 | ( Reservada ) |
| DMA 1 | ( Reservada ) |
| DMA 2 | Controladora da Unidade de Disquete |
| DMA 3 | ( Reservada ) |
| DMA 4 | Cascata |
| DMA 5 | ( Reservada ) |
| DMA 6 | ( Reservada ) |
| DMA 7 | ( Reservada ) |
| Importante |
Os conflitos que podem ser encontrados nos PCs são:
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