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Apresentação sobre Microcontroladores na Engenharia de Teleinformática.

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    Transputer Transputer Presentation Transcript

    • Transputer Seminário de Sistemas Microprogramados Professor: Menotti Gabriel Macedo César Lincoln João César Feitosa Lucas Távora
    • Conteúdo ● Arquitetura Básica; ● Comunicação em rede de microcontroladores; ● Modelos; ● Software; ● Contribuição para a tecnologia moderna; ● Aplicações.
    • Transputer ● Transputer (transistor computer) é um dispositivo VLSI que contém RAM, processador e links de comunicação para conexão direta com outros transputers. ● Sua arquitetura o torna um excelente bloco de construção de sistema multiprocessados, permitindo a operação de dispositivos de forma paralela.
    • Transputer ● A arquitetura do transputer foi desenvolvida pela INMOS para atender a alguns objetivos principais:  Criação de uma linha de produtos comerciais que estabelecesse novos padrões no que tange à facilidade de programação e facilidade de projeto;  Exploração de desenvolvimentos futuros na tecnologia VLSI, ainda que mantendo uma família compatível de produtos;  Criação de um componente programável, que pudesse ser usado para a construção de sistemas compostos por múltiplos elementos de computação concorrentes.
    • Arquitetura Básica ● Processador com escalonador de processos (pseudoparalelismo) em microcódigo; ● Memória estática presente no chip; ● Dois timers internos; ● Quatro links de comunicação com outros transputers; ● Interface com memória externa ao chip; ● Não possui linhas de I/O, estas devem ser postas como hardware adicional controlado pelos serial links.
    • Arquitetura Básica Fig. 1 - Diagrama de bloco
    • Arquitetura Básica Tabela 1 - Pinos
    • Arquitetura Básica Tabela 2 - Pinos
    • Arquitetura Básica Tabela 3 – Pinos Tabela 4 - Pinos
    • Arquitetura Básica Fig. 2 - Endereçamento a memória externa
    • Comunicação em Rede ● O design básico do transputer inclui portas seriais que permitem a comunicação com até quatro transputers, cada um com 5, 10 ou 20 Mbit/s (rápido para a década de 80). ● Transputers podem ser ligados a outros num layout de ponto a ponto, formando os chamados TRAM's (Transputers Modules). ● Mandar mensagens para transputers mais distantes requer que a mensagem seja passada por todos os chips ao longo do caminho. Isso adiciona um atraso a cada salto sobre um link, levando a um atraso considerável em redes grandes. Isso pode ser resolvido colocando-se um switch conectando até 32 transputers, ou até mesmo outros switches, em redes longas.
    • Comunicação em Rede ● Vantagens da comunicação serial ponto-a-ponto em relação aos barramentos:   O projeto da placa é bastante simplificado;  Dispositivos de distintos tamanhos de palavra e performance podem ser facilmente interconectados;  Inexistência de buffers no mecanismo de comunicação, a despeito do número de transputers no sistema;  A largura de banda das comunicações não satura à medida que cresce o tamanho do sistema. No caso do barramento, quanto maior o número de pontos no sistema, maior a largura de banda do canal.  
    • Tipos de Transputer - T2 16-bit ●O primeiro protótipo de Transputer 16-bit foi o S43, que não possuia escalonador e controlador DMA. O T212 e M212 (o último com um controlador de disco integrado) eram os principais modelos de 16-bit. ●O T212 possuía versões com 17,5 e 20 MHz. Em seguida, veio o T222, com RAM de 2Kb a 4Kb integrada. Mais tarde surgiu o T225 com suporte a debbuger e instruções extras.
    • Tipos de Transputer - T4 32-bit ●A primeira versão de 32-bits foi T414, seguido do T424, que consistia no T414 com 2KB de RAM integrada, em vez dos 4KB originais, além de possuir versões de 15 e 20MHz. ● Maistarde a RAM voltou a ter 4KB com T425 (com versões de 20, 25 e 30 MHz), que tambem possuía suporte a debugger. ● Em 1989, foi lançado o T400, uma versão de baixo custo do T425, com 2KB de RAM e somente 2 links em vez de 4, adequado para o mercado de sistemas embarcados.
    • Tipos de Transputer - T8 ●A segunda geração do T800 introduziu em 1987 o suporte de ponto flutuante de 64-bit e 3 registradores adicionais para uso de tal recurso, além de um conjunto de instruções extendido. Também possuía 4KB de RAM interna e versões de 20 e 25 MHz. As versões posteriores, como o T810 apresentavam barramento de endereço e dados separados, para melhorar desempenho. ●A INMOS também desenvolveu vários chips de suporte para o Transputer, como o C004, switch de 32 links, e o C012, adaptador para interface de dados de 8 bits.
    • Software ● OCCAM: linguagem de descrição de sistemas e de programação; ● Suporte a concorrência e comunicação intra e interprocessos baseada em canais; ● Cadacanal consiste de uma palavra na memória que armazena o ponteiro para o workspace de um processo. ● Facilidadede implementação de controladores de dispositivos devido ao paralelismo promovido pelo conjunto hardware-software.
    • Software ●O primeiro ambiente de desenvolvimento para o tranputer foi o INMOS D700 TDS (Transputer Development System). Apesar de algumas ferramentas inovadoras, a IDE pouco amigável e a pouca disseminação do OCCAM, não contribuíram para a popularização do Transputer. ● Mais tarde a INMOS lançou uma ferramenta mais convencional, o OCCAM 2 tools sets. ● Implementações em C, FORTRAN, Ada e Pascal foram também lançadas pela INMOS, além de extensões que permitiam recursos de concorrência e comunicação semelhantes a OCCAM. ●O não suporte à memória virtual impediu que houvesse versões UNIX para transputer, apesar de existirem portings de sistemas baseados em UNIX, como o Minix e Idris, além de outros, como o HeliOs, SO para sistemas multiprocessados.
    • Contribuição para a tecnologia moderna  De forma semelhante à arquitetura do transputer, os CPUs tradicionais passaram a utilizar paralelismo interno de instruções para aumentar desempenho.  Entretanto, os clusters computacionais utilizam grandes quantidades de memória e espaço em disco para proporcionar uma computação paralela eficiente, ao contrário de um sistema paralelo baseado em Transputer, cuja arquitetura é otimizada para este fim.  O insucesso comercial do Transputer foi resultante da enorme popularização das CPUs de 8 bits, largamente usadas em projetos onde o custo era o principal fator de consideração.
    • Aplicações  Comunicações digitais  Impressoras a laser  Sistemas de controle  Síntese de imagens  Processamento de sinais  Inteligência artificial
    • Dúvidas ? César Lincoln – cesar@lesc.ufc.br Gabriel Macedo - gabriel@gtel.ufc.br João César - jotace@gtel.ufc.br Lucas Távora - lucas@gtel.ufc.br