Aula 4 - I/O Protocolos
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Questions and Answers

O que se refere ao fluxo de informação do ponto de vista do processador?

  • Display
  • Entrada (correct)
  • Saída
  • Teclado

    • Qual dispositivo é mencionado como exemplo de entrada de dados na CPU?

  • Led
  • Buzzer
  • Monitor
  • Sensor (correct)

    • O que significa I/O mapeada em portas?

  • Dispositivos têm um endereço de memória específico para comunicação. (correct)
  • Dispositivos e memória compartilham o mesmo espaço de endereçamento.
  • Os dispositivos não têm endereços de memória designados.
  • A CPU não se comunica diretamente com os dispositivos de I/O.

    • Como é feita a transferência de dados entre o dispositivo e o microprocessador na I/O mapeada em portas?

    <p>Por meio de instruções especiais IN e OUT que usam endereços de memória específicos para cada porta.</p> Signup and view all the answers

    Qual a principal diferença entre I/O mapeada em portas e I/O mapeada em memória?

    <p>A forma como os dispositivos são referenciados.</p> Signup and view all the answers

    Por que instruções especiais como IN e OUT são necessárias na I/O mapeada em portas?

    <p>Para indicar o número da porta do dispositivo a ser acessado.</p> Signup and view all the answers

    O que o endereço 00000000 com bit de direção 0 (escrita) indica em uma comunicação via I2C?

    <p>Transmissão do byte para todos os escravos conectados (broadcast).</p> Signup and view all the answers

    Qual técnica é utilizada quando múltiplos dispositivos assumem o papel de mestre em um barramento I2C?

    <p>Arbitragem via software ou hardware.</p> Signup and view all the answers

    O que caracteriza o modelo mestre/escravo em uma comunicação via USB?

    <p>Facilita a conexão de dispositivos periféricos ao PC através do padrão Plug &amp; Play.</p> Signup and view all the answers

    Quais são alguns dos dispositivos que podem interfacear com o barramento I2C?

    <p>EEPROMs, flash, algumas memórias RAM, temporizadores watchdog, microcontroladores.</p> Signup and view all the answers

    Qual a função principal do protocolo I2C em sistemas embarcados?

    <p>Permitir a comunicação entre vários dispositivos no barramento I2C.</p> Signup and view all the answers

    Quando o protocolo USB foi criado e por quem?

    <p>Foi criado em 1994 pela Intel em colaboração com outras empresas como Microsoft, HP e Apple.</p> Signup and view all the answers

    Qual é a principal diferença entre comunicação serial e comunicação paralela?

    <p>Na comunicação serial, um único canal de comunicação é usado para transmitir os dados, enquanto na comunicação paralela cada bit tem seu próprio caminho dedicado.</p> Signup and view all the answers

    Por que é necessário isolar as trilhas na comunicação paralela?

    <p>Para evitar atrasos na propagação devido ao desalinhamento temporal entre os dados nas trilhas.</p> Signup and view all the answers

    Quais são exemplos de protocolos de comunicação sem fio mencionados no texto?

    <p>Bluetooth e Wi-Fi.</p> Signup and view all the answers

    O que caracteriza a complexidade do protocolo de comunicação serial?

    <p>Processo de quebrar palavras em bits, sequenciar a transmissão e reagrupar os bits.</p> Signup and view all the answers

    O que acontece se o barramento na comunicação paralela não for curto?

    <p>Causa atrasos na propagação devido ao desalinhamento temporal entre os dados nas trilhas.</p> Signup and view all the answers

    Qual é uma característica comum entre a comunicação serial e a comunicação sem fio?

    <p>Ambas transmitem dados bit a bit em sequência.</p> Signup and view all the answers

    Durante o processo de comunicação via I2C, quando o dado é recebido?

    <p>Quando SDA está BAIXO e SCL fica ALTO.</p> Signup and view all the answers

    Qual é a condição de parada da transferência de dados via I2C?

    <p>Transição de SDA de ALTO para BAIXO com SCL em nível ALTO.</p> Signup and view all the answers

    Após a transmissão do oitavo bit de dado via I2C, qual a ação realizada pelo mestre?

    <p>Libera a linha SDA e gera um pulso adicional de clock em SCL.</p> Signup and view all the answers

    O que acontece se o receptor não confirmar o recebimento do byte via I2C?

    <p>O mestre aborta a transmissão e toma medidas de tratamento de erro.</p> Signup and view all the answers

    Qual é o papel do pulso adicional de clock em SCL após a transmissão do oitavo bit via I2C?

    <p>Acionar o receptor para confirmar o recebimento do byte.</p> Signup and view all the answers

    Quando ocorre a transição de SDA para indicar um nível ALTO no processo de comunicação via I2C?

    <p>Enquanto SCL está em nível ALTO.</p> Signup and view all the answers

    O que garante que as linhas do barramento I2C fiquem no nível lógico ALTO quando ociosas?

    <p>Resistor de pull-up</p> Signup and view all the answers

    O que indica a todos os dispositivos receptores no barramento I2C que um pacote de transmissão está iniciando?

    <p>Transição de ALTO para BAIXO no sinal SDA com SCL ALTO</p> Signup and view all the answers

    Quantos dispositivos podem assumir o papel de mestre do barramento I2C ao mesmo tempo?

    <p>Mais do que um</p> Signup and view all the answers

    O que acontece quando os dispositivos conectados ao barramento I2C deixam a linha em seu nível normal?

    <p>Não afeta a comunicação</p> Signup and view all the answers

    Qual a função do resistor de pull-up no barramento I2C?

    <p>Manter as linhas no nível lógico ALTO</p> Signup and view all the answers

    O que caracteriza o processo de início de transferência via I2C?

    <p>Transição de ALTO para BAIXO em SDA com SCL em ALTO</p> Signup and view all the answers

    Qual foi a data de lançamento do barramento PCI pela Intel?

    <p>22 de junho de 1992</p> Signup and view all the answers

    O que tornou o barramento PCI obsoleto na evolução dos computadores?

    <p>Tornou-se o gargalo nos computadores.</p> Signup and view all the answers

    Qual a abreviação utilizada para o barramento serial que surgiu em 2003, substituindo o PCI?

    <p>PCI Express (PCIe)</p> Signup and view all the answers

    Por que o barramento PCIe é considerado superior ao PCI?

    <p>Permite operação em altas frequências e menor risco de interferência eletromagnética.</p> Signup and view all the answers

    Quando o barramento PCI Express foi introduzido, em relação ao desenvolvimento do Pentium 3?

    <p>Durante o desenvolvimento do Pentium 3</p> Signup and view all the answers

    O que caracteriza o barramento PCI-X (Peripheral Component Interconnect eXtended) em relação ao PCI?

    <p>Foi desenvolvido após o PCI e ofereceu maior desempenho.</p> Signup and view all the answers

    Qual é a principal diferença entre comunicação half-duplex e full-duplex?

    <p>Half-duplex permite a comunicação bidirecional, mas nunca ao mesmo tempo, enquanto full-duplex permite a comunicação bidirecional simultaneamente.</p> Signup and view all the answers

    O que é o espaço de endereçamento dos dispositivos I/O em relação ao espaço de endereçamento do sistema?

    <p>O espaço de endereçamento dos dispositivos I/O faz parte do espaço de endereçamento do sistema.</p> Signup and view all the answers

    Como os microcontroladores movem dados entre os dispositivos e o microprocessador na I/O mapeada em memória?

    <p>Comandos como MOV e ADD são utilizados para mover dados entre os dispositivos e o microprocessador.</p> Signup and view all the answers

    O que são protocolos de comunicação em sistemas embarcados?

    <p>Protocolos de comunicação em sistemas embarcados são um conjunto de regras que permitem a troca de informações entre diferentes dispositivos.</p> Signup and view all the answers

    Quais são os métodos de comunicação mencionados para sistemas embarcados?

    <p>Simples, Half-duplex e Full-duplex.</p> Signup and view all the answers

    O que significa o endereço 00000000 com bit de direção 0 (escrita) em uma comunicação via I2C?

    <p>Broadcast</p> Signup and view all the answers

    Quais são alguns dos dispositivos que podem interfacear com o barramento I2C?

    <p>EEPROMS, flash, algumas memórias RAM, temporizadores watchdog, microcontroladores</p> Signup and view all the answers

    O que caracteriza a I/O mapeada em portas em relação à I/O mapeada em memória?

    <p>Na I/O mapeada em portas, os dispositivos de entrada e saída são acessados por meio de instruções como IN e OUT, enquanto na I/O mapeada em memória, comandos como MOV e ADD são utilizados.</p> Signup and view all the answers

    Qual é o padrão de interconexão mais utilizado atualmente?

    <p>USB (Universal Serial Bus)</p> Signup and view all the answers

    O que é necessário utilizar quando mais de um dispositivo assume o papel de mestre em um barramento I2C?

    <p>Técnica de arbitragem</p> Signup and view all the answers

    Quem criou o protocolo USB e em que ano?

    <p>Intel em 1994</p> Signup and view all the answers

    Quais são as empresas que criaram o USB juntamente com a Intel?

    <p>Microsoft, HP, NEC, Apple</p> Signup and view all the answers

    Explique a diferença entre comunicação síncrona e assíncrona.

    <p>Na comunicação síncrona, o sinal de clock é compartilhado entre transmissor e receptor, mantendo o sincronismo. Já na comunicação assíncrona, os dados são transmitidos sem um sinal de clock compartilhado, utilizando start bit e stop bit.</p> Signup and view all the answers

    Quais são as características do protocolo SPI?

    <p>O SPI é um protocolo full-duplex, síncrono e utilizado para comunicação entre microcontroladores e chips periféricos. Todas as transmissões são referenciadas a um clock comum.</p> Signup and view all the answers

    Por que a comunicação síncrona é frequentemente utilizada em sistemas onde a precisão temporal é crucial?

    <p>A comunicação síncrona é utilizada em sistemas onde a precisão temporal é crucial devido ao compartilhamento do sinal de clock entre transmissor e receptor, mantendo o sincronismo durante a recepção de longas mensagens.</p> Signup and view all the answers

    Quais são os elementos de controle de tempo utilizados na comunicação assíncrona?

    <p>Na comunicação assíncrona, os elementos de controle de tempo incluem start bit e stop bit, que têm o nível de tensão oposto ao de descanso.</p> Signup and view all the answers

    Por que o SPI é utilizado em dispositivos que necessitam de uma interface simples e de velocidade razoável?

    <p>O SPI é utilizado em dispositivos que necessitam de uma interface simples e de velocidade razoável devido à sua natureza full-duplex e síncrona, oferecendo uma comunicação eficiente entre microcontroladores e chips periféricos.</p> Signup and view all the answers

    Qual é a principal vantagem da comunicação síncrona em relação à comunicação assíncrona?

    <p>A principal vantagem da comunicação síncrona em relação à assíncrona é a capacidade de manter o sincronismo durante a recepção de longas mensagens, devido ao compartilhamento do sinal de clock entre transmissor e receptor.</p> Signup and view all the answers

    Quais são as taxas de transferência dos padrões USB 1.0, USB 1.1, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1, USB 3.2 e USB 4.0 (USB-C)?

    <p>Até 12 Mbit/s, Até 12 Mbit/s, Até 480 Mbit/s, Até 4.8 Gbit/s, Até 10 Gbit/s, Até 20 Gbit/s, Até 40 Gb/s</p> Signup and view all the answers

    Quais são os tipos de comunicação serial USB mencionados e quais padrões cada um utiliza?

    <p>Comunicação assíncrona.Half-duplex (USB 1.x, 2.x, 3.0 e 3.1).Full-duplex (USB 3.2 e 4.0)</p> Signup and view all the answers

    Quais são os pinos presentes na interface elétrica do USB 3.0 e qual é a função de cada um?

    <p>Dois pinos diferenciais de dados (D+, D-), Pino de alimentação (VBUS), Pino de terra (GND)</p> Signup and view all the answers

    Quantos dispositivos podem estar conectados ao barramento USB simultaneamente?

    <p>Máximo de 127 dispositivos</p> Signup and view all the answers

    O que significa a sigla USB e qual é o significado de 'Universal Serial Bus'?

    <p>USB significa Universal Serial Bus e 'Universal Serial Bus' é um barramento de comunicação serial que estabelece uma conexão entre dispositivos e computadores.</p> Signup and view all the answers

    Quais são as principais diferenças entre os tipos de comunicação USB assíncrona e full-duplex?

    <p>A comunicação assíncrona é half-duplex, enquanto a full-duplex permite a transmissão simultânea em ambas as direções.</p> Signup and view all the answers

    A comunicação síncrona é frequentemente utilizada em sistemas onde a precisão temporal é ______

    <p>crucial</p> Signup and view all the answers

    A comunicação assíncrona transmite os dados sem um sinal de clock compartilhado, sendo necessário incluir informações de controle de tempo como start bit e stop bit para manter o sincronismo entre transmissor e ______

    <p>receptor</p> Signup and view all the answers

    O protocolo SPI é um tipo de comunicação ______ desenvolvido pela Motorola

    <p>full-duplex</p> Signup and view all the answers

    A comunicação assíncrona é utilizada em sistemas que não necessitam de uma precisão temporal ______

    <p>crucial</p> Signup and view all the answers

    O SPI é utilizado em microcontroladores, chips de memória Flash e outros dispositivos que necessitam de uma interface simples e de velocidade ______

    <p>razoável</p> Signup and view all the answers

    Na comunicação serial SPI, todas as transmissões são referenciadas a um ______ comum

    <p>clock</p> Signup and view all the answers

    Se refere ao fluxo de informação do ponto de vista do ______.

    <p>processador</p> Signup and view all the answers

    Entrada: Chegada de dados à CPU. O dado sai de um dispositivo e vai para a ______.

    <p>CPU</p> Signup and view all the answers

    I/O mapeada em portas: Os dispositivos ocupam um espaço de endereçamento diferente da ______.

    <p>memória</p> Signup and view all the answers

    Neste caso, algumas instruções especiais (IN e OUT) são usadas para transferir dados entre o dispositivo e o ______.

    <p>uP</p> Signup and view all the answers

    Saída: Saída de dados da CPU. O dado sai da CPU e vai para um ______.

    <p>dispositivo</p> Signup and view all the answers

    Cada porta de I/O tem um endereço de memória específico. O dispositivo é referenciado pelo número da porta quando especificado por essas instruções ______.

    <p>especiais</p> Signup and view all the answers

    O barramento I2C permite que mais do que um dispositivo assuma o papel de ______

    <p>mestre</p> Signup and view all the answers

    Cada dispositivo conectado ao barramento I2C possui um endereço ______

    <p>único</p> Signup and view all the answers

    A transferência de dados via I2C começa com uma transição de ALTO para BAIXO do sinal SDA, indicando o início de um pacote de ______

    <p>transmissão</p> Signup and view all the answers

    O resistor de pull-up no barramento I2C garante que as linhas fiquem no nível lógico ______ quando ociosas

    <p>ALTO</p> Signup and view all the answers

    O processo de comunicação via I2C começa com SDA e SCL no nível ______

    <p>ALTO</p> Signup and view all the answers

    Durante a comunicação I2C, os dispositivos conectados podem deixar a linha no nível normal ou forçar o nível lógico para ______

    <p>BAIXO</p> Signup and view all the answers

    O canal D+ oscila entre as tensões de 2,5 V e ______

    <p>5 V</p> Signup and view all the answers

    O canal D- oscila entre as tensões de 0 V e ______

    <p>2,5 V</p> Signup and view all the answers

    Um bit de start é enviado antes da palavra a ser ______

    <p>enviada</p> Signup and view all the answers

    Um bit de stop é enviado ao final da ______

    <p>palavra</p> Signup and view all the answers

    É comum haver um bit de ______ para chegar erros de transmissão

    <p>paridade</p> Signup and view all the answers

    O tamanho da palavra a ser recebida / transmitida, assim como a velocidade da transmissão, devem ser configurados e acordados entre receptor e ______

    <p>transmissor</p> Signup and view all the answers

    O barramento I2C é um protocolo de comunicação serial ____________

    <p>bidirecional</p> Signup and view all the answers

    A comunicação via USB é baseada no modelo mestre/__________

    <p>escravo</p> Signup and view all the answers

    O padrão de interconexão mais utilizado atualmente é o ________

    <p>USB</p> Signup and view all the answers

    A técnica de arbitragem utilizada quando mais de um dispositivo assume o papel de mestre em um barramento I2C pode ser via software ou ________

    <p>hardware</p> Signup and view all the answers

    O barramento USB facilita a conexão de dispositivos periféricos ao PC de forma ________

    <p>Plug &amp; Play</p> Signup and view all the answers

    O modelo mestre/escravo do barramento USB também é chamado de ________

    <p>(host/device)</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Entrada e Saída (I/O)

    • Entrada: fluxo de dados do dispositivo para a CPU (ex: teclado, sensor, mouse, microfone)
    • Saída: fluxo de dados da CPU para o dispositivo (ex: display, led, buzzer, monitor, atuador)

    Métodos de Acesso a Dispositivos I/O

    • I/O mapeada em portas (port-mapped I/O):
      • Dispositivos ocupam espaço de endereçamento diferente da memória
      • Cada porta de I/O tem endereço de memória específico
      • Instruções especiais (IN e OUT) transferem dados entre dispositivo e uP
    • I/O mapeada em memória (memory-mapped I/O):
      • Espaço de endereçamento dos dispositivos I/O faz parte do espaço de endereçamento do sistema
      • Não necessita de instruções especiais (e.g., IN e OUT) para mover dados entre dispositivos e uP
      • Comandos como MOV e ADD funcionam para isso

    Protocolos de Comunicação

    I2C (Inter-Integrated Circuit)

    • Comunicação serial síncrona
    • Barramento bidirecional (half-duplex), de baixa velocidade
    • Dispositivos podem ser acrescentados ou removidos do barramento I2C sem afetar os demais
    • Mais de um dispositivo pode assumir o papel de mestre do barramento
    • Cada dispositivo conectado ao barramento I2C tem um endereço único e pode operar como transmissor (mestre), receptor (escravo) ou ambos
    • Resistor de pull-up garante que as linhas ficam no nível lógico ALTO quando ociosas
    • Processo de comunicação via I2C:
      • Condição de partida: transferência começa com uma transição de ALTO para BAIXO do sinal SDA enquanto SCL está ALTO
      • Condição de parada: transferência termina com uma transição de SDA de nível BAIXO para ALTO enquanto SCL está ALTO

    USB (Universal Serial Bus)

    • Comunicação serial síncrona
    • Interface fornece alimentação (5 V, até 500mA)
    • Máximo de 127 dispositivos conectados
    • Interface elétrica:
      • Dois pinos diferenciais de dados (D+, D-)
      • Pino de alimentação (VBUS)
      • Pino de terra (GND)

    UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)

    • Comunicação serial assíncrona
    • Um bit de start é enviado antes da palavra a ser enviada
    • Um bit de stop é enviado ao final da palavra
    • É comum haver um bit de paridade para checar erros de transmissão
    • Tamanho da palavra a ser recebida/transmitida e velocidade da transmissão devem ser configurados e acordados entre receptor e transmissor

    SPI (Serial Peripheral Interface)

    • Comunicação Full-Duplex desenvolvida pela Motorola

    • Utilizada em microcontroladores, chips de memória Flash, e outros dispositivos que necessitem de uma interface simples e de velocidade razoável

    • Protocolo síncrono em que todas as transmissões são referenciadas a um clock comum, geralmente pelo mestre (processador)### Comunicação Serial

    • O protocolo I2C (Inter-Integrated Circuit) é um processo de comunicação serial que utiliza endereços associados a chamadas especiais de um mestre.

    • No I2C, o endereço é composto por 7 bits (A6-A0) e um bit de direção (R/W) que indica se é leitura (1) ou escrita (0).

    • O bit de direção é importante para determinar se o mestre solicita informações de um escravo ou transmite informações para ele.

    Características do I2C

    • O I2C suporta comunicação multimestre, mas requer uma técnica de arbitragem para evitar conflitos entre os mestres.
    • Vários dispositivos podem interfacear com o barramento I2C, como EEPROMS, flash, memória RAM, temporizadores watchdog, microcontroladores, etc.
    • O I2C tem um endereco de broadcast que permite que o mestre transmita informações para todos os escravos conectados ao barramento.

    Comunicação Serial USB

    • O protocolo USB (Universal Serial Bus) foi criado em 1994 pela Intel em parceria com outras empresas (Microsoft, HP, NEC, Apple).
    • O USB facilita a conexão de dispositivos periféricos ao PC e é baseado no modelo mestre/escravo (host/device).
    • Hoje em dia, o USB é o padrão de interconexão mais utilizado.
    • O USB é um protocolo Plug & Play, permitindo que os dispositivos sejam facilmente conectados e reconhecidos pelo computador.

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    This quiz covers the topics of Input/Output (I/O) and communication protocols in the context of microcontrollers and embedded systems. Taught by Prof. Dr. Harlei M.A. Leite from the Aeronautics Institute of Technology (ITA).

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