terça-feira, 16 de novembro de 2010

Barramentos USB e Firewire

O BARRAMENTO USB (UNIVERSAL SERIAL BUS)

O barramento USB (Universal Serial Bus) surgiu para simplificar a conexão de dispositivos ao computador, simplificando de forma definitiva a conexão de aparelhos diversos, como por exemplo: impressoras, scanners, câmeras digitais, unidades de armazenamento, pendrives, teclados, mouses entre outros, sem a necessidade de conhecimentos avançados em informática, bastando apenas, plugar e utilizar (plug and play). O surgimento do padrão USB veio simplificar a conexão de dispositivos, estabelecendo um padrão, acabando com a confusão dos inúmeros tipos de cabos e conectores existentes na época.

Em 1995, um grupo de empresas empenhadas na padronização que facilitasse a conexão de dispositivos a um microcomputador, definiu então o barramento USB como padrão. Este consórcio era formado por grandes empresas de tecnologia, entre as quais se destacam: Microsoft, Intel, IBM, Apple, NEC, Hewlett-Packard, Agere e Philips. Antes mesmo da formação deste consórcio, esta tecnologia já vinha sendo estudada.

Além de definir um padrão de conexão entre dispositivos, o barramento USB possui outras vantagens como, por exemplo, a conexão Plug and Play, ou seja, basta plugar que o dispositivo será detectado automaticamente. Em alguns casos é requerido um driver quando o sistema operacional não conseguir concluir a instalação. Após este processo, o dispositivo estará pronto para ser utilizado.

Outra grande vantagem do padrão USB é a alimentação elétrica, descartando a necessidade de fonte externa de energia na maioria dos dispositivos, uma vez que a própria conexão USB é capaz de fornecer eletricidade.

A conexão de até 127 dispositivos simultaneamente em uma mesma porta USB, utilizando uma topologia em arvore, revolucionou a indústria da informática. Isso é perfeitamente possível utilizando-se de hubs para a expansão de um único canal USB.  É importante ressaltar que uma grande quantidade de dados trafegando num único canal poderá comprometer o desempenho dos dispositivos.

O barramento USB popularizou-se e se tornou amplamente suportado por diversos sistemas operacionais do mercado. Esta popularização foi além, sendo possível encontrar portas USB em aparelhos de DVD, televisores, celulares, aparelhos de som, automóveis, som automotivo, GPS, instrumentos musicais, etc.

Uma das grandes inovações é a tecnologia Hot Plug que permite que dispositivos USB possam ser conectados e desconectados mesmo que o computador esteja ligado, sem que ele sofra danos.

Na utilização de dispositivos USB que necessitem de cabos, seu tamanho fica limitado a 5 metros de comprimento, podendo ser expandido utilizando hubs. Dentro dos cabos USB, existem quatro cabos condutores, onde um par é utilizado para transmissão de dados e outro par é utilizado para a transmissão de energia elétrica. Nos cabos utilizados no barramento USB os dados trafegam em formato serial.

O barramento USB é do tipo entrada e saída. Desde 2001 computadores e dispositivos utilizam o padrão USB 2.0, onde a principal diferença comparando com as versões anteriores é a taxa de transferência. Atualmente a largura de banda máxima pode chegar a 60 MB/seg em modo high speed (velocidade alta), viabilizando a utilização de periféricos mais exigentes como discos rígidos e câmeras de vídeo de alta resolução. O padrão USB 2.0 utiliza o mesmo tipo de cabo utilizado nas versões anteriores, sendo perfeitamente compatível com dispositivos que funcionam com o USB 1.1, permitindo tranquilamente tráfego de dados em modo full speed (velocidade plena) e low speed (baixa velocidade).

Temporização é o termo utilizado para especificar o modo como os eventos de um barramento são coordenados. A temporização do barramento USB é assíncrona, onde a ocorrência dos eventos no barramento depende de outro evento ocorrido anteriormente.

BARRAMENTO FIREWIRE (IEEE 1394)


O Firewire é um tipo de barramento de entrada/saída para troca de dados em alta velocidade entre computadores e dispositivos eletrônicos. É uma interface serial também conhecida como IEEE 1394, i.Link ou High Performance Serial Bus (HPSB).

Com base numa versão antiga dos anos 80, foi então criado o Firewire na década de 90, pela multinacional norte-americana Apple, a qual atua no seguimento de aparelhos eletrônicos e informática.  Atualmente os computadores fabricados pela Apple são referência para aplicações de áudio e vídeo, sendo que alguns já saem de fábrica com conexões FireWire 400 e FireWire 800.

Por se tratar de uma interface que oferece comunicação em alta velocidade, fornecendo acesso a dados em tempo real, ficou bastante difundido e absorvido pelos usuários das tecnologias de edição de áudio e vídeo e aplicações/periféricos que necessitem de altas taxas de transferência de dados.  O aparecimento do barramento Firewire e a aderência por parte dos fabricantes, a esta nova tecnologia em equipamentos como camcorders, câmeras digitais, mixers, etc., revolucionou e popularizou a edição de vídeo e áudio em desktops. Grandes fabricantes como a Kodak, Sony, Canon e JVC aderiram a esta nova tecnologia em seus equipamentos, desta forma se tornou um padrão na indústria, sendo amplamente aceito por amadores e profissionais de produção de áudio e vídeo.

Assim como o padrão USB, o Firewire também é plug and play, portanto é reconhecido imediatamente pelo sistema operacional quando um novo dispositivo é conectado. É possível também conectar e desconectar um dispositivo numa porta IEEE 1394 sem que seja necessário o desligamento de todos os hardwares, graças à tecnologia Hot Plug.

O barramento IEEE 1394 oferece a possibilidade de se conectar até 63 dispositivos operando de forma independente, não necessariamente necessitando do sistema operacional, possibilitando comunicação direta entre dispositivos.
O padrão Firewire 800 ou IEEE 1394b possibilitou taxas de transmissão muito mais elevadas que as versões anteriores, possibilitando ainda a utilização de cabos de até 100 metros, aumentando mais ainda o tamanho máximo do barramento, quando comparado com 4,5 metros do IEEE 1394a.

Lançado em 2002, o Firewire 800 (IEEEb) permite velocidades de 800 Mbits/s, oferecendo ainda compatibilidade com o barramento Firewire 400.

Quando conectado um dispositivo Firewire a outro, como por exemplo, uma unidade de armazenamento a um computador, a transmissão de dados pode ocorrer em modo bidirecional, ou seja, na mesma conexão os dois dispositivos podem enviar e receber informações simultaneamente, possibilitando trabalhar com grandes volumes de dados sem perda ou distorções, transmitindo e recebendo em tempo real utilizando o modo de funcionamento isócrono com largura de banda garantida.
Outro diferencial do barramento Firewire é a possibilidade oferecer ou consumir 45W de potencia, o suficiente para atender equipamentos de alto desempenho, enquanto seu concorrente USB 2.0 oferece no máximo 2,5W. O padrão IEEE 1394a utiliza conectores de seis pinos, sendo dois para alimentação elétrica, já no Firewire 800 (IEEE 1394B), utiliza-se um novo conector com nove pinos, sendo compatível com os conectores da versão anterior.

USB 2.0 VS FIREWIRE 800

O barramento Firewire tem grande vantagem em relação ao USB 2.0 por ser capaz de transmitir dados a 800 800 Mbits/s, enquanto o barramento USB 2.0 a taxa máxima chega a 480 800 Mbits/s, sendo por isso recomendado para aplicações que necessitem manipular um grande numero dados com taxas elevadas de transferência. A grande vantagem do barramento USB é que este, mesmo tendo a menor taxa de transferência, possui um grande número de usuários, ampla compatibilidade e uma vasta gama de equipamentos no mercado compatíveis com o barramento USB


TABELA COMPARATIVA

Características
USB 2.0
FIREWIRE 800
Tipo de barramento
E/S
E/S
Largura
2

Temporização
Assíncrono
Isócrono
Largura de banda máxima
480 Mbits/s
1394b – 800 Mbits/s
Hot Plug
SIM
SIM
Número máximo de dispositivos
127
63
Tamanho máximo do barramento
5 metros
100 metros
Comunicação direta entre dispositivos
NÃO
SIM
Energia fornecida pelo barramento
SIM
SIM

                        
POPULARIZAÇÃO DO BARRAMENTO USB

Mesmo o barramento Firewire possuindo a maior largura de banda, maior tamanho do barramento, oferecendo ainda recursos de comunicação direta entre dispositivos e capacidade de fornecer a melhor voltagem para dispositivos de alto desempenho que requerem um maior consumo de energia, mesmo assim, foi vencido pelo barramento USB (Universal Serial Bus) por razões diversas e algumas um tanto complexas, como por exemplo, a cobrança pela utilização dos direitos de propriedade (royalties) e patentes, fez elevarem os custos desta tecnologia. Por este motivo muitas companhias optaram em apoiar o padrão USB. Com a tecnologia mais barata, foi possível desenvolver dispositivos com preços mais acessíveis e conseqüentemente a popularização do USB, onde teve grande penetração no mercado.

O futuro nos promete grandes inovações e melhorias nestes dois barramentos. Um deles é o USB 3.0 que oferecerá transmissão de dados bidirecional e em até 4,8 Gbps (600 MB/s). Já o padrão Firewire promete algumas melhorias, mas aparentemente nenhuma mudança radical, o que talvez seja uma vantagem em relação ao USB 3.0 que provavelmente terá aumento nos custos de produção.


REFERÊNCIAS
Nishimura, Ruy Tsumotu. Yoshidio, Mitio. Organização dos Computadores. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2009.
Oliveira, Rafael Coelho G. Coutinho, Josadarck Tomaz, Donalisio, Francisco Silva. Interface USB. Trabalho acadêmico. Disponível em: http://www.ic.unicamp.br/~rodolfo/Cursos/mc722/2s2008/Trabalho/g30_texto.pdf. Acesso em: 15 Mai. 2010.
ALECRIN, Emerson. Tecnologia USB (Universal Serial Bus). Disponível em: http://www.infowester.com/usb.php. Acesso em: 17 Mai. 2010.
FireWire. Disponível em: http://www.apple.com/br/firewire. Acesso em: 21 Mai. 2010.
Universal Serial Bus. Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Universal_Serial_Bus. Acesso em: 17 Mai. 2010.
FireWire. Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/FireWire. Acesso em: 21 Mai. 2010.

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