Como montar um PC - parte 5: Placas de CPU

Montar um PC sem entender as placas de CPU

Veja como é fácil montar um computador sem ter conhecimentos técnicos sobre placas de CPU. Basta aparafusar a placa no gabinete, conectar os dispositivos do painel frontal (alto falante, Reset, etc.), conectar a placa na fonte de alimentação. Você pode montar um computador sabendo apenas isso, mas seu grau de especialização será muito pequeno. Tanto um bom técnico, quanto um usuário que quer entender a fundo o hardware do seu computador precisa dos conhecimentos deste capítulo.

ATX domina o mercado

A maioria das placas de CPU modernas utiliza o padrão AT (ou Baby AT). Existem ainda muitos modelos que usam o chamado “Micro ATX”. Tratam-se de placas com dimensões semelhantes às das placas AT, porém com características similares às das placas ATX. Finalmente, encontramos ainda alguns poucos modelos novos no padrão AT. Quem vai fazer manutenção e instalações em um PC um pouco antigo (anterior a 1999), existe a grande chance de que a placa de CPU encontrada seja do tipo AT. Apesar dos formatos e algumas funções serem diferentes, a maioria dos componentes são idênticos, por isso optamos por apresentar todos os tipos de placas de CPU neste capítulo, obviamente dando prioridade às placas AT, que são as mais modernas.

Figura 5.1 - Placas de CPU ATX, AT e Micro ATX.

A figura 1 mostra os formatos desses três tipos de placas, colocadas lado a lado. O que identifica rapidamente uma placa formato ATX é a sua largura, de 30,6 cm (12”), enquanto as placas AT e Micro ATX têm 20,6 cm de largura (8,5”). Entre uma placa AT e uma Micro ATX, a diferença está nos conectores localizados na parte traseira. Assim como as placas ATX, as placas Micro ATX possuem um bloco de conectores para as interfaces seriais, paralela, USB, teclado e mouse.

Figura 5.2 Bloco de conectores de uma placa de CPU ATX (encontrado também em placas Micro ATX).

O termo “AT” foi durante muitos anos usado para designar os PCs 286 e superiores (seria portanto correto dizer que PCs equipados com  o Pentium 4 são versões novas do PC AT). Este termo caiu em desuso, mas em nada mudou o formato padrão utilizado pelas placas de CPU. Durante todos esses anos, as placas têm respeitado as dimen­sões do chamado “padrão AT”, bem como a sua variante “Baby AT”. Como não são mais produzidas placas no formato AT original, só no “Baby AT”, tornou-se comum usar os termos AT e Baby AT como sinônimos.

Existem muitas diferenças entre os diversos PCs cuja montagem é abordada neste livro. Podemos utilizar diferentes tipos de processadores, memórias, discos rígidos, placas de vídeo, gabinetes e fontes de alimentação. Felizmente as diferenças entre as diversas opções não são grandes a ponto de tornar complicado o método de montagem. Por exemplo, quem sabe montar um PC equipado com o pro­cessador Pentium III, também saberá montar um equipado com o processador AMD Athlon ou outros. Quem sabe montar um PC de 800 MHz, também saberá mon­tar um de 2 GHz, e assim por diante.

Compatibilidade entre placa e processador

Além de se preocupar com o formato da placa de CPU, é preciso também que seja considerada a sua compatibilidade com o processador a ser usado. Podemos dividir as placas nas seguintes categorias:

Placa	Processadores
Placas para Pentium 4	Pentium 4
Placas com Socket 370	Pentium III FC-PGA e Celeron PPGA/FC-PGA
Placas com Slot 1	Pentium II, Pentium III e Celeron SEC
Placas com Socket A	AMD Duron e Athlon
Placas com Slot A	AMD Athlon
Placas com Super 7	AMD K6, K6-2, K6-III, Cyrix M-II, Pentium, Pentium MMX

Não basta levar em conta a tabela acima. Uma placa para um determinado tipo de processador pode não ser totalmente compatível com todos os modelos deste mesmo processador. Uma determinada placa pode ter sido lançada para processadores até 800 MHz e posteriormente ser constatada a compatibilidade com modelos de 900, 1000, 1100 MHz, mas apresentar problemas com um modelo de 1200 MHz. Como regra geral, devemos inicialmente consultar no manual da placa de CPU, quais são os processadores compatíveis, e depois acessar o site do fabricante da placa para checar quais novos processadores são suportados.

Outra questão que pode causar compatibilidade é o barramento externo. Muitas placas para Pentium III, por exemplo, operam com barramento externo de no máximo 100 MHz. Ao ser instalado um Pentium III/800EB, por exemplo, ele funcionará com apenas 600 MHz. A razão disso é que esta versão do Pentium III usa barramento de 133 MHz e multiplicador 6x, resultando em 800 MHz. Ao ser instalado em uma placa com barramento de 100 MHz, o multiplicador 6x (que não pode ser alterado) resultará em apenas 600 MHz. Esta é apenas uma das questões de compatibilidade que deve ser levada em conta.

Outra questão importante é a voltagem interna do processador. Nas placas de CPU para Celeron, Pentium II e superiores, Athlon e Duron, não existe problema de voltagem. O próprio processador informa à placa a voltagem necessária. Os reguladores de tensão da placa geram automaticamente a voltagem própria para o processador instalado. Por outro lado, as placas com Socket 7 e Super 7 precisam que a voltagem do processador seja definida através de jumpers ou do CMOS Setup. Placas antigas podem não suportar processadores novos pelo fato de não serem capazes de gerar as voltagens necessárias.

Placas de CPU e seus componentes

Apresentamos na figura 3 uma placa de CPU padrão ATX. Esta placa possui um Socket 370 e destina-se a processadores Pentium III FC-PGA e Celeron PPGA e FC-PGA. Apesar de ser apenas um exemplo, as características discutidas aqui são válidas para outros modelos de placas.

Figura 5.3 Placa de CPU ATX para Pentium III.

A figura 4 mostra uma placa de CPU ATX para processadores Athlon e Duron, com Socket A. Comparando as figuras 3 e 4, constatamos que existem pouquíssimas diferenças. É difícil descobrir à primeira vista, a diferença entre uma placa para Pentium III/Celeron e uma para Athlon/Duron.

Figura 5.4 - Uma placa de CPU ATX para Athlon

A figura 4 mostra vários componentes importantes da placa de CPU, dos quais muitos deles serão apresentados em detalhes neste capítulo:

2 – Chipset
3 – Soquete para o processador
4 – Soquetes para as memórias
5 – Conector para a fonte de alimentação
6 – Chaves de configuração
7 – Interface IDE
8 – Interface para drives de disquetes
9 – Interface IDE
11 – BIOS
15 – Super I/O
16 – Chipset
18 – Slot AMR
19 – Slots PCI
22 – Slot AGP
23 – Conectores de áudio
26 – Conector da porta paralela
28 – Conectores USB
29 – Conectores para teclado e mouse

OBS: Alguns componentes foram omitidos por não serem relevantes para o entendimento do texto, e também por não serem genéricos, sendo detalhes particulares do modelo de placa mostrado na figura. 

A figura 5 mostra uma placa de CPU com o Socket 7, própria para processadores Pentium, Pentium MMX, Cyrix 6x86, 6x86MX, M II, WinChip, AMD K5, AMD K6, K6-2 e K6-III. Lembre-se que nem todas as placas para Socket 7 suportam todos esses processadores, apesar de todos serem bastante semelhantes.

Figura 5.5 Placa de CPU para processadores que usam o Socket 7.

A figura 6 mostra uma placa de CPU ATX um pouco mais antiga (1998), com Slot 1 para processadores Pentium II/Celeron. Note que existem muitas semelhanças com as outras placas ATX mostradas aqui.

Figura 5.6 Placa de CPU com Slot 1 para Pentium II e Celeron.

Observe que nos nossos exemplos, a placa de CPU para Socket 7 era por um acaso do tipo AT, enquanto as placas para processadores avançados eram do tipo ATX, mas isto não é regra geral. Encontramos no mercado placas de CPU padrões AT, ATX e Micro ATX para todos os tipos de processadores. Entretanto, algumas combinações são mais comuns. Processadores avançados em sua maioria usam os padrões ATX e Micro ATX, enquanto processadores mais antigos na maioria dos casos são instalados em placas AT.

Passaremos agora a apresentar diversos componentes e itens das placas de CPU.

Furos para fixação

As placas de CPU possuem diversos furos para sua fixação ao gabinete. Esta fixa­ção pode ser feita através de parafusos metálicos, ou então por espaçadores plásti­cos. Tanto os parafusos como os espaçadores são fornecidos junto com o ga­binete. Normalmente os gabinetes AT são acompanhados de parafusos de fixação e de espaçadores plásticos, mas os modelos ATX e Micro ATX, em geral, utilizam apenas parafusos metálicos para fixar a placa de CPU.

Figura 5.7 - Um doa vários furos para fixar a placa de CPU ao gabinete.

Conector do teclado

Este conector fica localizado na parte traseira da placa de CPU, sendo acessado pela parte traseira do gabinete. Nas placas de CPU padrão AT, o conector para o teclado é do tipo DIN, o mesmo usado nos PCs antigos, desde os anos 80 (figura 8). O teclado, por sua vez, tam­bém possui um conector DIN do tipo macho, como o mostrado na figura 9.

Figura 5.8 Conector de teclado padrão DIN, na placa de CPU.

 

Figura 5.9 Conector padrão DIN, no teclado

Até aproximadamente 1998, praticamente todos os teclados para PC, bem como os respectivos conectores nas placas de CPU, eram do tipo DIN, como mostrados nas figuras 8 e 9. As placas de CPU ATX e Micro ATX aboliram totalmente os conectores DIN, e passaram a utilizar um tipo de conector menor, conhecido como “PS/2” (figura 10). Passaram a ser fabricados teclados com este tipo de conector.

Figura 5.10 - Conector de teclado padrão PS/2, em uma placa de CPU ATX.

Um teclado com conector PS/2 pode ser conectado em uma placa de CPU com conector DIN, bastando utilizar um adaptador apresentado na fi­gura 11. Atualmente a maioria dos fabricantes de teclados adoraram o formato PS/2. Alguns aboliram totalmente o padrão DIN, portanto seus teclados necessitam de adaptadores para serem ligados em placas de CPU padrão AT.

Figura 5.11 Um conector de teclado padrão PS/2 e adaptador para DIN.

Conector da fonte de alimentação

Este conector pode ser encontrado em duas versões: AT e ATX (o Micro ATX é igual ao ATX). O conector de fonte padrão AT é o mostrado na figura 12. Possui as seguintes tensões:

+5 Volts
- 5 Volts
+12 Volts
- 12 Volts

Figura 5.12 Conector para a fonte de alimentação padrão AT.

As fontes de alimentação padrão ATX, bem como as placas de CPU ATX, utilizam um conector de alimentação completamente diferente. Trata-se de um conector único, de 20 vias, mostrado na figura 13. Observe que existem algumas placas de CPU com formato AT, mas que podem ser instaladas em gabinetes ATX. Para isto, essas placas possuem dois conectores de alimentação. Não existe perigo de ligação errada (fonte AT em conector ATX, e vice-versa), pois os conectores são completamente diferentes. Mesmo assim é bom você saber que existem algumas placas com conectores para ambos os tipos de fonte, para que não fique assustado com o conector adicional (onde ligo isso?).

Observe na figura 13 que além da presença de uma guia plástica na parte lateral, os seus furos possuem formatos diferentes, sendo alguns quadrados e outros pentagonais. Isto evita que o conector da fonte seja ligado de forma invertida.

Figura 5.13 - Conector para fonte de alimentação em uma placa padrão ATX.

4) Conectores para o painel do gabinete

Todos os gabinetes possuem um painel frontal, com diversas chaves e LEDs. Po­demos citar, por exemplo, o botão RESET, o LED que indica o acesso ao disco rígido, o LED que indica que o computador está ligado (Power LED), etc. Na parte traseira deste painel, no interior do gabinete, estão ligados diversos fios, nas extremidades dos quais existem conectores que devem ser ligados na placa de CPU, em locais apropriados. Portanto, todas as placas de CPU possuem conexões para o painel do gabinete, como as que vemos na figura 14.

Figura 5.14 Conectores para o painel do gabinete.

Existem diferenças sutis entre essas conexões, quando confrontamos placas de CPU novas e placas de CPU antigas. Por exemplo, nas antigas existia uma entrada Turbo, que servia para controlar a velocidade do processador (alta e baixa). Hoje em dia todos operam na velocidade mais alta. Existia ainda uma conexão chamada Keylock, que servia para trancar o teclado, usando uma chave. Esta conexão também caiu em desuso porque perdeu a sua finalidade de impedir o uso do computador quando o teclado está trancado – já que podemos utilizar o mouse para executar a maioria dos comandos. Encontramos ainda diferenças entre as conexões de placas AT e de placas ATX. Nas placas ATX, por exemplo, existe uma conexão chamada Power Switch, para um botão no gabinete que serve para ligar e desligar, e ainda para colocar o computador em estados de baixo consumo de energia. As placas AT não possuem esta conexão. Para ligar e desligar o computador, usamos um interruptor, também localizado na parte frontal do gabinete, porém ligado diretamente na fonte de alimentação.

Soquete para o processador

Podemos encontrar nas placas de CPU, dois tipos de soquete, dependendo do encapsulamento do processador:

a) Soquetes ZIF – Este tipo é o mais comum. Era utilizado desde os tempos do 486 e foi também adotado pelo Pentium e seus sucessores que utilizavam os chamados Socket 7 e Super 7. Os formatos de cartucho (Slot 1 e Slot A) caíram logo em desuso e voltaram a utilizar o soquete ZIF. Foram substituídos respectivamente pelo Soquete 370 (Pentium III e Celeron) e Socket A (Athlon e Duron). O Pentium 4 também utiliza um soquete, chamado “Socket 432”.

Figura 5.15 Soquete ZIF.

Os soquete possuem uma alavanca lateral que deve ser levantada para permitir a colocação do processador. Uma vez posicionado, abaixamos a alavanca, e o processador ficará firmemente preso no soquete. Dependendo do processador, um ou dois cantos do soquete possuem uma configuração de furos diferente das dos outros cantos. Isto impede que o processador seja encaixado de forma errada.

a) Slot 1 e Slot A – Usados para processadores em forma de cartucho. O Slot 1 era usado pelo Pentium II, bem como pelas versões antigas do Pentium III e Celeron. O Slot A é muito parecido, e era usado pelas versões antigas do Athlon.

Figura 5.16 Slot para conexão do Pentium II / Celeron antigos.

Em geral as placas de CPU que usam conectores Slot 1 e Slot A são acompanhadas de peças adicionais para ajudar na sustentação e fixação do processador.

Soquetes para as memórias

Aqui existirão pequenas diferenças, dependendo das memórias utilizadas:

1) Soquetes SIMM/72 – Usado para memórias SIMM/72, tipos FPM e EDO. Essas memórias caíram em desuso recentemente. Tais soquetes são encontradas em placas de CPU para Socket 7 antigas. Placas para Socket 7 de fabricação mais recente possuem apenas módulos para memórias DIMM/168, e algumas menos recentes possuem ambos os tipos de soquete: SIMM/72 e DIMM/168.

Figura 5.17 Soquetes para módulos de memória SIMM/72 e DIMM/168.

2) Soquetes DIMM/168 - As placas de CPU mais recentes, para processadores Pentium II, Pentium III, Celeron, Athlon e Duron, pos­suem soquetes para a instalação de memórias SDRAM de encapsulamento DIMM de 168 vias. Apenas as primeiras placas lançadas em 1977 para Pentium II, equipadas com o chipset i440FX (próprio para o Pentium Pro, e aproveitado para o Pentium II), suportavam memórias EDO DRAM e FPM DRAM, em geral com encapsulamento SIMM de 72 vias.

Figura 5.18 Soquetes para memórias DIMM

Memória cache secundária

A cache secundária serve para acelerar o desempenho do processador duran­te os seus acessos à memória. Se não fosse pela cache secundária, os processado­res ficariam bastante lentos, podendo perder até 50% do seu desempenho. Todos os processadores modernos possuem no seu interior, a cache secundária, além da cache primária. Entretanto os processadores mais antigos (especificamente os que usam o Socket 7) não possuem esta cache secundária embutida, portanto as suas placas de CPU possuem esta cache, formada por chips de memória SRAM (RAM estática). Neste caso, a cache L2 ou cache secundária, também é chamada de cache externa.

Figura 5.19 Cache externa.

Placas de CPU para processadores Pentium II, Pentium III, Celeron, Pentium 4, Athlon e Duron, não possuem cache externa, já que esses processadores possuem cache L2 embutida.

Um caso singular é o AMD K6-III. Este processador possui no seu interior, caches L1 e L2, mas pode ser instalado em placas de CPU para Super 7 com cache externa. Neste caso, esta cache externa funciona como terciária (L3).

A cache externa mostrada na figura 19 é formada por dois chips, cada um com 256 kB, soldados diretamente na placa de CPU, totalizando 512 kB. Já na figura 20, vemos um tipo de cache formado por um módulo, que fica encaixado em um so­quete da placa de CPU. Este módulo é chamado de COAST (Cache on a stick). Entre 1995 e 1996, módulos COAST eram bastante comuns em placas de CPU para processadores Pentium e similares, mas a partir de 1997, passou a ser mais comum encontrar a cache externa soldada diretamente na placa de CPU.

Figura 5.20 Cache externa, na forma de um módulo COAST.

Chipset

Além do processador e das memórias, existem outros circuitos que desempe­nham papéis muito importantes no funcionamento de uma placa de CPU. Sem dúvida o próximo circuito na escala de importância é um grupo de chips que cha­mamos de CHIPSET. Esses chips pertencem a uma classe especial chamada VLSI (Very Large Scale of Integration, ou Integração em Escala Muito Alta). No seu inte­rior existem algumas centenas de milhares de transistores.

Figura 5.21 - Um dos componentes de um chipset. Muitas vezes os chips são cobertos por um dissipador de calor, como no detalhe abaixo.

Na ocasião da compra de uma placa de CPU, é muito importante escolher o chip­set adequado. Chipsets Intel e Via são atualmente os melhores. Os chipsets produzidos pela SiS são em geral encontrados em placas de CPU mais baratas, e seu desempenho em geral é inferior. É claro que isso pode mudar de figura com o passar do tempo. A OPTi, por exemplo, já foi um grande fabricante de chipsets para placas de CPU, mas hoje não atua mais neste mercado.

E para que serve o chipset? Seus vários circuitos realizam uma série de funções, entre as quais:

• Interfaces IDE
• Controle da memória DRAM
• Controle da memória cache
• Controle dos barramentos ISA, PCI e AGP
• Timer
• Controladores de DMA e de interrupções
• Interfaces USB

O chipset está também relacionado com o clock externo do processador e das memórias. Por exemplo, o chipset i440BX (Pentium II/III/Celeron) opera com barramento externo de 100 MHz, portanto não permite tirar proveito do barramento de 133 MHz das versões mais recentes do Pentium III.

Muitos chipsets possuem ainda circuitos de som e vídeo, dispensando o uso da placa de som e da placa de vídeo, e assim possibilitando a produção de PCs mais baratos. O som onboard é em geral satisfatório, mas o vídeo onboard muitas vezes é lento e ainda atrapalha o desempenho do processador.

Chips LSI, MSI e SSI

Os chipset é composto de chips VLSI (Very Large Scale of Integration, ou Integra­ção em Escala Muito Alta), encontramos ainda chips SSI, MSI e LSI (Integração em escala baixa, média e alta). A diferença está na complexidade de seus circuitos, traduzidas no número de transistores em seu interior. A figura 22 mostra os sempre presentes chips SSI, executando funções simples, como a amplificação de corrente nas interfaces ou nos barramentos.

Figura 5.22 Chips SSI.

Chips MSI (figura 23) são um pouco mais sofisticados, executando funções iguais ou um pouco mais complexas que as dos chips SSI. Por exemplo, a geração dos clocks para o processador e para os barramentos.

Figura 5.23 Chips MSI

Os chips LSI (figura 24) já executam funções ainda mais complexas. Alguns pos­suem em seu interior, as interfaces seriais, interfaces para drives de disquetes, inter­face paralela, entre outros circuitos vitais.

Figura 5.24 Chip LSI.

Bateria

Todas as placas de CPU possuem uma bateria, em geral de lítio, em forma de mo­eda, que serve para manter em funcionamento o relógio permanente, e também os dados de configuração de hardware existentes no chip CMOS. As baterias de lítio duram em média dois anos, e depois disso precisam ser substituídas. Felizmente esta substituição é simples, bem como a sua aquisição. Trata-se de uma bateria co­mum, do mesmo tipo usado em relógios.

Figura 5.25 Bateria que alimenta o chip CMOS.

Há poucos anos atrás, a maioria das placas de CPU usava baterias recarregáveis, de Níquel-Cádmio. Desta forma, não necessitavam, pelo menos a princípio, de substi­tuição. Sempre que o computador é ligado, a bateria recebe carga, e passa a forne­cer corrente apenas quando o computador está desligado. Aos poucos, as baterias não recarregáveis, como a mostrada na figura 25, passaram a ser cada vez mais utilizadas, e hoje em dia as baterias recarregáveis (possuem formato cilíndrico, e em geral na cor azul) praticamente não são mais usadas em placas de CPU.

CMOS

Quem vai montar um computador não precisa saber qual dos chips da placa de CPU é o CMOS, mas é importante saber que ele existe, e também saber configurá-lo, através de um software chamado CMOS Setup. Este chip fica em funciona­mento permanente, mesmo com o computador desligado, graças à bateria que o alimenta. Em seu interior existe um relógio eletrônico, que passa o tempo todo con­tando horas, minutos, segundos, dias, meses e anos. Existe ainda uma pequena área de memória RAM (em geral, 64 bytes), onde estão armazenadas informações relati­vas à configuração de hardware do computador. Depois que terminamos de montar um PC, é preciso programar os dados no chip CMOS, através do programa chamado CMOS Setup.

Figura 5.26 Chip CMOS.

Fisicamente, o chip CMOS pode estar implementado de diversas formas, Na figura 26, vemos um exemplo de chip CMOS, com tamanho particularmente grande. Na maioria dos casos, este chip tem um tamanho bem menor. Na maioria das placas de CPU atuais, o CMOS não é na verdade um chip isolado, e sim, uma parte do chipset.

BIOS

O BIOS (Basic Input-Output System) é um programa que fica armazenado em uma memória ROM, na placa de CPU. O BIOS entra em ação assim que o computador é ligado, contando a memória, checando e inicializando vários dispositivos de hardware, e finalmente dando início ao processo de boot. Após o boot, o BIOS continua trabalhando, ajudando o sistema operacional nos acessos ao hardware. Quando é usado o MS-DOS, o BIOS realiza ou ajuda no controle dos drives de disquete, disco rígido, interfaces seriais e paralelas, etc. Depois do carregamento do sistema operacional, o BIOS descansa um pouco, já que o S.O. possui suas próprias funções de acesso ao hardware. Mesmo assim, o BIOS ainda realiza algumas tarefas, e também fornece informações para que o sistema operacional possa fazer seus acessos ao hardware (por exemplo, parâmetros do disco rígido, tamanho da memória, etc.).

Figura 5.27 BIOS da placa de CPU.

A figura 27 mostra a memória ROM que chamamos de BIOS. Na verdade, não estamos sendo muito exatos ao chamarmos esta ROM de BIOS, já que nela existe, além do BIOS, o programa para configuração do chip CMOS (CMOS Setup).

Slots ISA

Os slots servem para encaixar placas de expansão, como por exemplo, placas de vídeo, placas de som, placas de interface de rede, placas fax/modem, etc. Os slots ISA (Industry Standard Architecture) estão obsoletos, e já não são mais encontrados nas placas de CPU de fabricação recente. Entretanto você ainda vai encontrá-los em placas de CPU produzidas até 1999, e em várias produzidas e comercializadas no ano 2000. Até em 2001 ainda podemos encontrar alguns modelos de placas com esses slots. Até aproximadamente o final de 1993, as placas de CPU apresentavam exclusivamente slots ISA. A partir de então passaram a ser usados barramentos mais avançados, como o VESA Local Bus (1994-1995) e o PCI (1995 em diante). No início de 1998, a Intel lançou um novo barramento, ainda mais veloz, chamado AGP, próprio para a conexão de placas de vídeo de alta velo­cidade.

O barramento ISA é realmente pré-histórico, se comparado com os padrões atuais de alta velocidade oferecidos pelo PCI e pelo AGP. Opera com apenas 16 bits, e clock de 8 MHz. Isto tornaria possível transferir dados a no máximo 16 MB/s, po­rém na prática esta taxa é de apenas 8 MB/s, pois em cada transferência, é usado um ciclo adicional (Wait State) para permitir o funcionamento de placas de expan­são lentas. Os circuitos das placas de expansão atuais são mais velozes, mas para manter compatibilidade com o padrão ISA original (1980), este ciclo adicional precisa ser mantido, e a taxa de transferência máxima fica mesmo limitada em 8 MB/s.

Figura 5.28 Slots ISA.

Apesar de baixa, esta taxa de transferência é bastante adequada para diversos tipos de placas de expansão. Por exemplo, placas fax/modem foram das últimas a usar os slots ISA. Um modem super veloz, de 56k bps, receberia no máximo cerca de 7 kB de dados por segundo. Ao operar no modo full duplex (recepção e transmissão simultâneas), a taxa de transmissão é de no máximo 33.600 bps, o que representa cerca de 4 kB/s adicionais, resultando em um tráfego pouco superior a 11 kB/s. Como vemos, os 8 MB/s permitidos pelo barramento ISA são mais que suficientes para este tipo de aplicação. Da mesma forma, uma placa de som operando com a melhor qualidade sonora possível (44 kHz, 16 bits, estéreo), geraria um tráfego de cerca de 170 kB/s, confortavelmente acomodado pelo barramento ISA. Por esta razão, as placas de som e placas fax/modem foram as últimas a adotar o padrão PCI. Hoje são raríssimas as placas de som e modem que usam o barramento ISA.

Slots PCI

Os slots PCI (Peripheral Component Interconnect, criados em 1994) são os mais comuns nas placas de CPU modernas. A maioria das placas de expansão adota este padrão. Todas as modernas placas de CPU Pentium e superiores (e até algumas placas de 486 e 586) possuem slots PCI. Esses slots operam com 32 bits (ou seja possuem um barramento de dados com 32 bits), e transferem dados com a freqüência de até 33 MHz. Isto significa que podem transferir até 132 MB/s.

Figura 5.29 Slots PCI.

Slot AGP

Visando obter maior taxa de transferência entre a placa de CPU e a placa de vídeo (obtendo assim gráficos com movimentos mais rápidos), a Intel desenvolveu um novo barramento, próprio para comunicação com placas de vídeo especiais. Trata-se do AGP (Accelerated Graphics Port).

Figura 5.30 Slot AGP.

Note que o slot AGP não é uma exclusividade dos processadores modernos, e nem do padrão ATX. Sua presença está vinculada ao suporte fornecido pelo chipset. A maioria dos chipsets produzidos a partir de 1998 dão suporte ao barramento AGP. Isto não quer dizer que todas as placas produzidas com esses chipsets possuem slot AGP. As placas com vídeo onboard, em geral, possuem os circuitos de vídeo embutidos e ligados internamente ao barramento AGP, mas normalmente essas placas não possuem um slot AGP. Assim o usuário não pode instalar uma nova placa de vídeo, precisa ficar limitado a usar o vídeo onboard, ou então usar uma placa de vídeo PCI. Por outro lado, todas as placas de CPU de fabricação recente que não têm vídeo onboard, possuem um slot AGP.

Slot AMR

Este tipo de slot (AMR = Audio Modem Riser) é encontrado em várias placas de CPU de fabricação recente. Serve para a instalação de placas AMR, que são placas de baixo custo, com circuitos de som e modem. Apesar de muitas placas de CPU possuírem slot AMR, são poucas as placas de expansão AMR disponíveis no mercado.

Figura 5.31 Slot AMR.

Conectores das interfaces

Até aproximadamente 1995, os PCs usavam uma placa conhecida como IDEPLUS, na qual estavam localizadas diversas interfaces: Interface para drives de disquete, interface para disco rígido, interfaces seriais, interfaces paralelas e interface para joystick. A partir de então, essas interfaces (com exceção da de joystick, que pode ser encontrada nas placas de som) passaram a ser incluídas na placa de CPU. Deixou de ser necessário usar placas IDEPLUS.

A figura 32 mostra dois conectores relativos às interfaces IDE. Em cada uma dessas interfaces podemos conectar dois dispositivos IDE. Os dispositivos IDE mais co­muns são o disco rígido e o drive de CD-ROM, mas existem inúmeros outros, como unidades de fita, ZIP Drive, gravadores de CD, etc.

Figura 5.32 Conectores das interfaces IDE.

Na figura 33 vemos outros conectores presentes na placa de CPU. O conector da interface paralela permite a conexão com a impressora, além de outros dispositivos paralelos, como o ZIP Drive paralelo e alguns modelos de scanner. Até poucos anos atrás, as portas paralelas operavam no modo SPP (Standard Parallel Port), podendo transferir no máximo 150 kB/s. As interfaces paralelas modernas podem operar ainda no modo bidirecional, EPP (Enhanced Paralles Port) e ECP (Enhanced Capabilities Port). Esses dois modos permitem obter taxas de até 2 MB/s. O modo bidirecional transfere dados na mesma velocidade do SPP, porém permite, tanto transmitir como receber dados. O modo SPP também permite rece­ber dados, mas com uma taxa de transferência bem menor, pois neste tipo de trans­ferência, recebe apenas 4 bits de cada vez, ao invés de 8.

Também as interfaces seriais modernas são mais avançadas que as antigas. No pas­sado, essa interfaces podiam transmitir e receber dados a velocidades de 9.600 bps (bits por segundo). As interfaces modernas operam com até 115.200 bps.

Figura 5.33 Conector para drives de disquetes, porta paralela, COM1 e COM2. 1) Paralela 2) Seriais 3) Drives de disquete

A figura 34 mostra os conectores das interfaces USB existentes nas placas de CPU modernas. A interface USB serve para conectar de forma padronizada, dispositivos como teclado, mouse, scanner, joystick, etc. O USB existe desde 1995, mas só a partir de 1999 começaram a se tornar comuns os dispositivos para este barramento.

Figura 5.34 Conectores das interfaces USB.

Observe que as placas de CPU padrão ATX permitem a conexão direta nos diversos conectores existentes na sua parte traseira, correspondentes às interfaces para teclado, mouse, paralela, seriais e USB. Placas de CPU padrão AT possuem na parte traseira, apenas um conector para o teclado. Todas as demais interfaces devem ser ligadas na placa de CPU através de extensões que acompanham a placa. Mais adiante apresentaremos essas extensões.

Figura 5.35 Conexões na parte traseira de uma placa ATX.

Placas de CPU antigas não possuíam interfaces USB, nem interface para mouse PS/2. Algumas dessas placas possuíam essas interfaces, mas não tinham os conectores correspondentes para que pudessem ser usadas. Por que um fabricante iria colocar interfaces em uma placa mas não forneceria os conectores para que elas fossem usadas? A razão para esta anomalia é a redução de custo. Os circuitos das interfaces USB e da interface para mouse PS/2 são gratuitos, já que fazem parte do chipset. Já os conectores para essas interfaces deveriam ser providenciados pelos fabricantes de placas de CPU. Como esses dispositivos eram pouco usados, os fabricantes de placas optavam por não fornece-los. Aos poucos passaram a incluir o conector para mouse PS/2, logo depois os conectores USB. Atualmente, todas as placas de CPU padrão ATX possuem conectores USB e conectores para mouse PS/2.

Jumpers

Os jumpers são pequenas peças plásticas, internamente metalizadas, que servem para serem encaixados em pequenos pinos metálicos existentes na placa de CPU (ou em qualquer outro tipo de placa), fazendo assim, um contato elétrico entre es­ses dois pinos. O resultado é uma espécie de programação no modo de funciona­mento da placa. Placas de CPU antigas possuíam diversos jumpers, as modernas possuem poucos. Para que uma placa funcione, é preciso que ela “saiba” algumas informações, como:

Qual clock externo deverá usar
Qual é o processador instalado
Qual é o clock interno
Quais são as voltagem requeridas pelo processador
Que tipo de fonte de alimentação está em uso (AT ou ATX)

Nas placas de CPU antigas, a maioria dessas opções eram definidas através de jumpers. Placas de CPU para a plataforma Super 7, de fabricação recente, também utilizam diversos jumpers. Já as placas para processadores mais modernos (Pentium II, Pentium III, Celeron, Pentium 4, Athlon e Duron) não necessitam de jumpers, pois várias das suas informações são configuradas automaticamente. Um caso típico é a voltagem interna do processador. Os processadores modernos “informam” à placa de CPU qual é a voltagem interna necessária, e a placa gera automaticamente a voltagem correta. Nas placas para a plataforma Super 7, esta configuração era feita através de jumpers. Outro recurso que tende a tornar os jumpers desnecessários é a escolha de opções de funcionamento através do CMOS Setup, ao invés de fazer o mesmo através de jumpers.

Figura 5.36 Jumpers.

Ainda assim, mesmo nas placas de CPU de fabricação mais recente, ainda encontramos alguns jumpers. É o caso do jumper usado para apagar os dados do chips CMOS, que deve ser usado quando o usuário instala uma senha para o boot e esquece esta senha.

Antes de colocar uma placa em funcionamento, é preciso checar como estão confi­gurados os seus jumpers, de acordo com o processador e a memória instalados. Isto é feito com a ajuda do manual da placa de CPU.

Figura 5.37 Dip Switches.

Em muitas placas de CPU encontramos grupos de chaves chamados de DIP switch. Essas chaves possuem a mesma função que os jumpers, mas com uma vantagem: são mais fáceis de manusear. Para posicionar jumpers é preciso usar um pequeno alicate de bico, retirando e colocando os jumpers nas posições corretas. Para posicionar as chaves, basta usar um objeto pontiagudo, como a ponteira de uma lapiseira ou uma minúscula chave de fenda.

Reguladores de voltagem

Todas as placas de CPU modernas, sejam elas do tipo AT ou ATX, possuem reguladores de voltagem. O motivo é simples: os processadores modernos, dependendo do modelo, podem operar com diversos valores de voltagem interna. A placa de CPU precisa estar preparada para fornecer qualquer voltagem que o processador necessite.

Figura 5.38 Reguladores de voltagem.

Processadores antigos operavam com a tensão fixa de +5 volts, portanto as placas de CPU AT antigas geravam apenas a tensão de +5 volts para alimentar a maioria dos circuitos. Além desta tensão, a fonte fornecia também –5, +12 e –12 volts, necessários para alimentar placas de som, motores de drives e disco rígido, interfaces seriais, e vários outros circuitos. Entretanto a tensão de +5 era a utilizada pela maior parte dos chips, e a responsável pela maior corrente. Surgiram então processadores 486 para baixas voltagens, o que tem como principal vantagem, a redução do aquecimento. Como as fontes geravam apenas +5 volts, as placas de CPU para esses novos processadores passaram a incorporar reguladores de voltagem, que recebiam a tensão de +5 volts da fonte e geravam a tensão mais baixa, requerida pelo processador. Depois disso, chipsets e memórias passaram a utilizar também uma tensão mais baixa: 3,3 volts, assim como as versões antigas do Pentium. As placas de CPU passaram a utilizar reguladores para gerar a tensão de +3,3 volts a partir dos +5 volts provenientes da fonte de alimentação AT. Na chegada do padrão ATX, a fonte passou a incluir uma tensão de +3,3 volts, além dos +5 volts já existentes. Não era mais necessário gerar os +3,3 volts através de reguladores de voltagem. Esta tensão podia ser obtida diretamente da fonte ATX. Placas de CPU padrão AT continuaram a utilizar reguladores para gerar a tensão necessária a partir da fonte de +5 volts.

Reguladores seriam desnecessários se todos os circuitos utilizassem apenas a fonte de +3,3 volts. Ocorre que para reduzir ainda mais o aquecimento, os fabricantes passaram a utilizar no interior dos processadores, tensões ainda mais baixas. Apesar das memórias, chipsets e demais circuitos continuarem utilizando +3,3 volts (e por isso a tensão externa do processador precisa ser também de +3,3 volts), a tensão interna do processador tem diminuído cada vez mais.

Surgiram processadores Pentium MMX, com tensão interna de 2,8 volts. Processadores Cyrix utilizavam 2,9 volts. As primeiras versões do K6 utilizavam 3,2 volts, as mais novas versões do K6-2 e K6-III operam com tensões entre 2,2 e 2,4 volts, dependendo do modelo. Os reguladores de voltagem das placas de CPU passaram a não operar mais com voltagens fixas, e sim programáveis, através de jumpers. De acordo com o posicionamento desses jumpers, poderiam ser geradas tensões de 2,0 / 2,1 / 2,2 / 2.3 / ... / até 3,5 volts, deixando assim a placa preparada para processadores de praticamente qualquer voltagem.

Placas de CPU para Pentium II, Pentium III, Celeron, Athon e Duron também possuem reguladores de voltagem, mas não possuem jumpers para selecionamento de voltagem. Esses processadores são capazes de “informar” a placa de CPU, através do seu soquete, qual é a programação a ser utilizada pelo regulador de voltagem. Desta forma a placa gera automaticamente a voltagem interna do processador, sem que o usuário precise se preocupar com esta configuração.

Figura 5.39 Outro exemplo de reguladores de voltagem – são os chips mais espessos, de 3 terminais, fixos na superfície da placa de CPU.

Os reguladores de voltagem trabalham em conjunto com outros componentes, como as bobinas (a pequena peça com um fio enrolado) e capacitores (as peças cilíndricas). Ambos são mostrados na figura 39.

Continua...