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FREEWARE - Versão 1.

Como montar um PC

O que existe dentro do seu PC

Nem sempre uma expansão de hardware consiste em encaixar uma placa em um slot livre e instalar um driver. Poderá ser preciso retirar algumas placas, desfazer algumas conexões, fazer a instalação e colocar tudo novamente no lugar. Para fazer as expansões com segurança, é altamente recomendável que o usuário entenda a anatomia de um PC. Este é o objetivo.

Placa de CPU

É a placa mais importante do computador, também chamada de Placa mãe, Placa de sistema ou Motherboard. Nela estão localizados o processador, a memória e diversas interfaces. Nessa placa há disponíveis também slots de expansão, que são conectores para o encaixa de placas periféricas, contendo funções indisponíveis.

A figura 1.1 mostra uma placa de CPU produzida entre 1996 e 1997. As placas de fabricação mais recente são quase idênticas, e mais adiante iremos apresentá-las. Em geral as placas de CPU são classificadas de acordo com os processadores que suportam.

Uma placa de CPU Pentium II permite instalar processadores Pentium II, Pentium III e Celeron. Uma placa de CPU Pentium permite instalar, a princípio, processadores Pentium, Pentium MMX, AMD K5, AMD K6, AMD K6-2, AMD K6-3, Cyrix 6x86, Cyrix 6x86MX, Cyrix M II, IDT C6 e Rise mP6. Uma placa de CPU K7 permite instalar o processador AMD K7.

Note que quanto mais recente é uma placa de CPU, maior é o número de processadores que podem ser instalados. Por exemplo, uma placa de CPU Pentium produzida em 1996 permite instalar apenas o processador Pentium.

Modelos produzidos em 1997 em geral permitem instalar também o Pentium MMX, o AMD K5 e o Cyrix 6x86. Modelos produzidos a partir de 1998 permitem instalar também os processadores AMD K6, K6-2, K6-3, o M-II e outros modelos da Cyrix.

O sistema de fixação do ventilador ao processador pode variar. Ventiladores como o mostrado na figura 1.2 são presos por garras nas partes laterais do Pentium. Ventiladores de fabricação mais recente são presos por duas alças metálicas no próprio soquete, como vemos na figura 1.3.

Figura 1.3 Ventilador ou cooler

Memória cache

A partir do 80386, a memória RAM do micro começa a ficar lenta demais em relação ao processador. Ele não conseguirá, por exemplo, enviar dois dados seguidos diretamente à memória. Por ser mais lenta que o processador, quando o segundo dado for enviado, ela ainda estará armazenada o primeiro dado, portanto ainda não estará pronta para recebê-lo.

Essa espera chama-se wait state (estado de espera) e ordena que o processador espere n pulos de clock depois do envio (ou recebimento) de dados à memória. A solução para o acesso à lenta memória RAM é a utilização de um recurso chamado cache de memória.

A maioria das placas de CPU possui memória cache. A diferença está no encapsulamento utilizado por essas memórias. Placas produzidas até 1997 usavam um módulo de memória cache chamado COAST (Cache on a Stick). Existem módulos COAST com 256 KB e com 512 KB. As placas de CPU de fabricação mais recente em geral possuem 512 KB ou 1 MB de memória cache. As placas de fabricação mais recente possuem uma cache formada por chips de encapsulamento TQFP. São soldados na placa de CPU.

O controlador de cache lê o conteúdo da RAM e copia uma pequena porção para a memória cache. Quando o processador precisar ler algum dado da memória, provavelmente lerá a cópia existente na memória cache, e não mais o dado presente na memória RAM, não necessitando utilizar wait states para a leitura. Com esse recurso o micro ganha velocidade e fica muito mais rápido.

Slots

Atualmente você poderá encontrar três tipos de slot na placa-mãe:

ISA – (Industry Standard Achitecture): Utilizando por periféricos lentos, como a placa de som e a placa fax modem (16 bits, baixa velocidade).

PCI – (Periipheral Component Interconnect) : Utilizado por periféricos que demandem velocidade, como a interfase de vídeo (32 bits, alta velocidade).

AGP – (Accelerated Graphics Port): Utilizado exclusivamente por interface de vídeos 3D, é o tipo de slot mais rápido do micro. A maioria das placas-mãe não tem este tipo de slot AGP (32 bits, altíssima velocidade).

Conector para o teclado

O teclado é conectado na placa de CPU, pois nela está a sua interface. As placas de CPU tradicionalmente possuem um conector para teclado do tipo DIN de 5 pinos. Mais recentemente as placas de CPU passaram a utilizar um conector de teclado padrão PS/2. Ambos estão mostrados na figura 1.4.

Figura 1.4 Conectores para teclado.

Conectores para o painel do gabinete

Todas as placas de CPU possuem conexões para o painel frontal do gabinete.

POWER LED (normalmente verde);

TURBO LED (normalmente laranja);

HDD LED (normalmente vermelho);

Display;

Chave Turbo;

Chave Reset;

Chave Keylock.

Em placa mãe antigas que não têm interfase IDE plus “on board” o LED de atividade do disco rígido (HDD LED) será conectado à interface IDE plus e não à placa mãe.

Conector para a fonte de alimentação

As placas de CPU possuem um conector, normalmente localizados na parte superior direita, próprio para a conexão com a fonte de alimentação. Tradicionalmente as placas utilizam um conector de 12 vias, padrão AT. Placas de CPU mais modernas passaram a utilizar o

Chipsets

Ao lado do processador e das memórias, os chipsets são muito importantes. Eles são os responsáveis por um grande número de funções, como controlar o acesso à memória cache e à memória DRAM, aos slots e ao BIOS, e ainda contém em seu interior diversas interfaces e circuitos de apoio. Graças a esses chips os fabricantes podem produzir placas bem compactas. Entre os chips VLSI (Very Large Scale of Integration, ou integração em escala muito alta) encontramos um grupo normalmente chamado de chipset. Placas de CPU modernas necessitam de chipsets também modernos e avançados. Outro chip VLSI encontrado nas placas de CPU é conhecido informalmente como Super I/O. Nele estão localizadas diversas interfaces, como as seriais, a paralela e a interface para drivers.

ROM BIOS

Nas placas de CPU encontramos um chip de memória ROM no qual está armazenado um programa conhecido como BIOS (Basic Input/Output System, ou Sistema Básico de Entrada e Saída). Nesta mesma memória ROM encontramos o programa CMOS Setup, que é uma espécie de programa de configuração para o funcionamento do BIOS. O BIOS é responsável por executar um teste de hardware quando o PC é ligado (POST, ou Power on Self Test), inicializar os circuitos da placa de CPU e dar início ao processo de boot. O BIOS também executa funções de acesso ao hardware mediante comandos solicitados pelos programas e pelo sistema operacional.

Interfaces presentes na placa de CPU

Atualmente a placa-mãe tem alguns periféricos integrados (ou seja, “on board”). Toda placa-mãe hoje em dia possui pelo menos os seguintes periféricos integrados:

• Controladora de unidade de disquete, para a conexão de unidades de disquete ao micro.
• Duas portas IDE, para a conexão de discos rígidos IDE e outras unidade IDE, com CD-ROM, Zip Driver interno IDE, Super Disk LS-120 interno, etc.
• Duas portas seriais, para a conexão de dispositivos seriais especialmente o mouse.
• Portas paralela, para a conexão do micro com a impressora ou outro dispositivos de porta paralela, como o Zip driver externo para porta paralela.
• Conector USB (Universal Serial Bus), para conexão de periféricos USB.

Placas de CPU antigas (286, 386, 486) não possuíam essas interfaces (exceto em alguns modelos mais recentes de placas de CPU 486), e precisavam portanto operar em conjunto com uma placa de expansão chamada IDEPLUS.

Com as duas interfaces IDE, podemos instalar até 4 dispositivos IDE, como discos rígidos, unidades de fita IDE e drivers de CD-ROM IDE. Na interface para drivers podemos instalar até dois drivers de disquetes. As interfaces seriais permitem a conexão de qualquer tipo de dispositivo serial. Na maioria dos casos, o mouse é ligado em uma delas, ficando a segunda livre. A interface paralela em geral é usada para a conexão da impressora.

As interfaces USB servem para conectar teclado, mouse, joystick, scanner, impressora, camera digital e outros dispositivos, todos no padrão USB. Note que o uso do USB ainda não foi popularizado, por isso é mais comum o uso desses dispositivos ligados em interfaces tradicionais, como a serial e a paralela. Muitas placas de CPU não possuem interfaces USB, ou então possuem os circuitos embutidos no chipset mas não utilizam os conectores que lhe dão acesso.

A maioria das placas de CPU modernas possuem ainda uma interface para mouse padrão PS/2. Usando este tipo de mouse, deixamos ambas as interfaces seriais (COM1 e COM2) livres para outras conexões.

Módulos SIMM-72 (Single In Line Memory Module) e DIMM-168 (Double In-line Memory Module)

A memória é acondicionada em módulos, pequenas placas contendo os circuitos de memória RAM. Atualmente existem dois tipos de módulo: SIMM de 72 terminais fornecem ao microprocessador 32 bits de cada vez. Dois desses módulos são necessários para formar os 64 bits que o Pentium e os demais processadores modernos exigem. As placas de CPU Pentium possuem em geral 4 soquetes para a instalação de módulos SIMM de 72 terminais.

Placas de CPU mais modernas podem operar com módulos de memória maiores, chamados DIMM. Possuem 168 terminais e fornecem ao processador, 64 bits simultâneos. Um único módulo DIMM é capaz de formar um banco de memória.

Os circuitos de memória RAM podem ser construídos utilizando diversas tecnologias. As mais comuns são FPM (Fast Page Mode), EDO (Externded Data Out) e SDRAM (Synchronous Dynamic RAM). Para o usuário final, a diferença entre essas tecnologias é a velocidade do acesso à memória.

Enquanto os termos “SIMM-72” e “DIMM” dizem respeito ao aspecto físico do módulo de memória , “FPM”, “EDO” e “SDRAM” dizem respeito à tecnologia que os circuitos do módulo utilizam.

Normalmente não há como identificar visualmente se um circuito de memória é FPM ou EDO, por exemplo. Como os circuitos SDRAM em geral são utilizando em módulos DIMM, a identificação é mais fácil. Uma maneira fácil de se identicar qual a tecnologia da memória RAM é através de programas de identificação de hardware, como o PC- Config (download – http://www.holin.com/indexe.htm).

deve ser ajustado, através de jumpers, para gerar a voltagem interna que o processador exige.

Figura 1.8 - Uma placa de CPU Pentium II padrão ATX

Na figura 1.8 temos uma placa de CPU Pentium II. Alguns de seus componentes são iguais aos encontrados nas placas mais antigas, mas outros são bastante diferentes. Os componentes iguais são:

• Slots ISA e PCI
• BIOS
• Chips VLSI
• Conectores das interfaces IDE e interface para drivers
• Jumpers
• Conexões para o painel frontal do gabinete
• Bateria do CMOS
• Soquetes para memórias

Encontramos ainda algumas características que são próprias do Pentium II, Pentium III e Celeron:

Soquete para o processador

O Processadores Pentium II, Pentium III e Celeron é construído dentro de um cartucho demonimiado SEC (Single Edge Contact). Esse cartucho é encaixado na placa-mãe através de um soque chamado slot 1. Note que apesar disso existem processadores que utilizam um encapsulamento diferente que utilizam portanto um soquete ZIF (Zero Insertion Force) e dispõe de uma pequena alavanca cem um dos seus lados. Levantado-se a alavanca em 90º, podemos encaixar o processador no soquete livremente. Devemos encaixar o processador fazendo coincidir a marcação de “pino 1” dele com marcação de “pino 1” do soquete. Após o correto encaixe do microprossador, abaixamos a alavanca para sua posição original.

Memória cache

As placas de CPU Pentium II não possuem memória cache externa. A razão disso é que o próprio processador Pentium II já possui em seu interior. O mesmo ocorre com o processador Pentium III e com o Celeron-A.

O valor típico de cache de memória é de 256 KB ou 512 KB. Quanto mas cache de memória a placa-mãe tiver, mais rápido séra o computador. O tamanho máximo que o cache de memória L2 pode ter depende do chipset da placa mãe. Por exemplo, o chipset Intel 430TX permite que a placa mãe até 512 KB de cache de memória, enquanto o chipset Apollo VP-3 da Via Technologies permite que o cache L2 seja de até 2 Mb.

Voltando a observar a figura 1.8 notamos umas das suas características do padrão ATX é o seu formato. Os conectores para os drivers e dispositivos IDE ficam localizados próximos da parte frontal do gabinete, o que reduz a confusão de cabos no interior do computador. Também contribui para a redução do número de cabos, a presença de várias interfaces na parte traseira da placa, mostradas na figura 1.9:

• Interfaces seriais
• Interface paralela
• Interface para teclado
• Interfaces USB
• Interface para mouse padrão PS/

Independentemente do modelo de barramento local empregado, utilizamos diversos modelos de barramentos de expansão. Dentre eles, podemos destacar:

• ISA (Industry Standard Achitecture).
• EISA (Extended Industry Standard Architecture).
• VLB (Vesa Local Bus).
• PCI (Peripheral Component Interconnect).
• AGP (Accelerated Graphics Port).
• USB (Universal Serial Bus).
• Firewire (também chamado IEEE 1394).
• IrDA (Infrared Developes Association).

Todos esse modelos de barramento são disponibilizados na placa mãe do micro, através de conectores, chamado slots.

ISA

O barramento ISA (Industry Standard Architecture) é formado pelos slots de 8 e 16 bits existentes nas placas de CPU, além de alguns dos seus circuitos internos. Foi originado no IBM PC, na versão de 8 bits, e posteriormente aperfeiçoado no IBM PC AT, chegando à versão de 16 bits. Possui as seguintes características:

• Transferências em grupos de 8 ou 16 bits
• Clock de 8 MHz

Placas de expansão ISA de 16 bits (ex.: placas de som) devem ser conectadas em slots ISA de 16 bits, mas as placas de expansão ISA de 8 bits (ex.: placas fax/modem) podem ser conectadas, tanto em slots de 8 como de 16 bits. A figura 1.10 mostra placas de expansão ISA de 8 e 16 bits, bem como seus slots.

Apesar de ser considerado lento para os padrões atuais, o barramento ISA ainda é muito utilizado. Mesmo as mais modernas placas de CPU Pentium possuem 2, 3 ou 4 slots ISA de 16 bits, nos quais podem ser conectados diversos tipos de placa, para os quais a sua velocidade é satisfatória. Podemos citar as placas fax/modem, placas de som e placas de rede, entre diversas outras.

EISA

EISA (Extended Industry Standard Architecture), totalmente compatível com o antigo ISA. O barramento EISA tem as seguintes características:

• Barramento de dados de 32 bits
• Barramento de endereços de 32 bits.
• Frequência de operação de 8 Mhz.

O slot EISA é muito parecido com o slot ISA, pois ambos têm o mesmo tamanho. No Slot EISA, as linhas adicionais de dados, controle e endereços que não exitiam no Isa foram colocadas entre os contatos convencionais, fazendo com que o slot EISA fosse compatível tanto com interfaces ISA quando EISA

VLB

A VESA (Vídeo Electronic Standards Association – Associação de Padrões Eletrônicos de Vídeo) é formada pelos fabricantes de interface de vídeo, a fim de definir padronizações, por exemplo, a padronização Super VGA.

O barramento VLB é conectado diretamente ao barramento local, através de um buffer. Dessa forma, a freqüência de operação do VLB é igual à freqüência de operação do barramento local. Em um micro com o processador 486DX4-100, o barramento VLB trabalhará a 33 MHz, igualmente ao barramento local da placa mãe. O barramento VESA Local Bus tem as seguintes características:

• Barramento de dados igual ao do processador.
• Barramento de endereços de 32 Bits.
• Freqüência de operação igual à freqüência do barramento local.

PCI

Ao desenvolver o microprocessador Pentium, a Intel criou também um novo barramento, tão veloz quanto o VLB, porém muito mais versátil. Trata-se do barramento PCI (Peripheral Component Interconnect). Possui as seguintes características:

• Opera com 32 ou 64 bits
• Apresenta taxas de transferência de até 132 MB/s, com 32 bits
• Possui suporte para o padrão PnP (Plug and Play)

Apesar de poder operar com 32 ou 64 bits (os slots PCI de 64 bits são um pouco maiores que os de 32), praticamente todas as placas de CPU modernas utilizam a versão de 32 bits.

O chipset i440LX foi o primeiro a incluir este recurso. Placas de CPU Pentium II equipadas com este chipset (também chamado de AGPSet) possuem um slot AGP, como a mostrada na figura 1.8. Este slot não está presente nas placas de CPU Pentium II mais antigas, equipadas com o chipset i440FX, nem nas placas de CPU Pentium equipadas com o i430TX, i430VX e anteriores. Podemos entretanto, encontrar um slot AGP em algumas placas de CPU Pentium equipadas com chipsets de outros fabricantes (por exemplo, o VIA Apollo MVP3 e o ALI Aladdin V). O slot AGP não é portanto uma exclusividade de processadores modernos e nem do padrão ATX. Sua presença está vinculada ao suporte fornecido pelo chipset.

A principal vantagem do AGP é o uso de maior quantidade de memória para armazenamento de texturas para objetos tridimensionais, além da alta velocidade no acesso a essas texturas para aplicação na tela.

USB

O USB é um barramento para periféricos onde, através de um único plug na placa mãe, todos os periféricos externos podem ser encaixados. Podemos conectar até 127 dispositivos diferentes ao barramento USB.

O barrramento USB acaba de vez com inúmeros problemas de falta de padronizações do PC moderno. Para cada periférico, normalmente há a necessidade de uma porta no micro e, dependendo do periférico (como alguns modelos de scanner de mão, por exemplo), há a necessidade de instalação de uma placa periférica dentro do micro, que ainda por cima dever ser configurada. Uma das grandes vantagens do USB é queo próprio usuário pode instalar um novo periférico, sem a menor possibilidade de gerar algum tipo de conflito ou, então, queimar alguma placa.

O barramento USB utiliza basicamente duas taxas de transferência: 12 Mbps, usada por periféricos que exigem mais velocidade (como câmeras digitais, modens, impressoras e scaners,) e 1,5 Mbps para periféricos mais lentos (como teclados, joysticks e mouse). A utilização do barramento USB depende sobretudo da placa-mãe: seu chipset deverá ter o contralador USB.

Firewire

A idéia do barramento Firewire é bastante parecida com a do USB. A grande diferença é o seu foco. Enquanto o USB é voltado basicamente para periféricos normais que todo PC apresenta externamente, o Firewire vai mais além: prende simplesmente substituir o padrão SCSI (Small Computer System Interface) não é apenas um padrão de discos rígidos. É um padrão de ligação de periféricos em geral.

Atualmente a taxa de transferência do barramento Firewire é de 200 Mbps, atingir até 400 Mbps em sua segunda versão. Devido à complexidade na costrução de circuitos mais rápidos, a tecnologia Firewire é mais cara do que a USB.

O Firewire apresenta as demais idéias e características do barrramento USB. Podemes conectar até 63 periféricos ao barramento, como câmeras de vídeo, scanners de mesa, videocassetes, fitas DAT, aparelhos de som, etc.

IrDA

O Irda é um barramento sem fios: a comunicação é feita através de luz infravermelha, da mesma forma que ocorre na comunicação do controle remoto da televisão. Você pode ter até 126 periféricos Irda “interligado” com uma mesma porta. É muito comum notebooks com uma porta Irda; podemos, assim transferir arquivos de um notebook para outro (ou mesmo para um micro desktop) sem a necessidade de cabos ou imprimir em uma impressora com porta Irda sem a necessidade de cabos.

O barramento IrDA pode ser utilizado para conectar vários tipos de periféricos sem fio ao micro, tais como teclado, mouse e impressora. O barramento pode conectado diretamente à placa-mãe do micro ou então diponível através de um adaptador IrDa conectado à porta do micro.

Exitem dois padrões IrDA.

• Irda 1.0: Comunicações a até 115.200 Bps.
• Irda 1.1: Comunicações a até 4.194.304 Bps (4 Mbps).

Memórias

Os módulos DIMM normalmente têm 168 terminais e são de 64 bits. Atualmente utilizam memórias SRAM. Os primeiros módulos DIMM eram alimentados com 5V (os atuais são alimentados com 3,3V) e tinham memórias com outras tecnologias, como FPM e EDO.

Os módulos SIMM-72 são módulos SIMM de 32 bits, criados para o processadores 486, Pentium e superiroes.

São encontrados em diversas capacidade, sendo as mais usuais 4 MB, 8 MB, 16 MB e 32 MB.

Você poderá encontrar módulos SIMM-72 com ou sem paridade. Os módulos com paridade são normalmente chamados de módulos de “36 bits”. Saber se o módulo tem ou não paridade é fácil: basta contar o número de circuitos integrados do módulo. No caso de módulo dupla–face, conte somente os circuitos de uma das faces. Se o número de cirucuitos integrados for impar, o módulo tem paridade. Caso seja par, não tem.

No caso de processadores Pentium e superiores, o banco de memória deverá ser de 64 bits. Utilizando módulos SIMM-72 (32 bits), serão necessários dois módulos para “casar” os 64

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O "-60" caracteriza o tempo de acesso de 60 ns.

Figura 1.13 Módulo de memória com tempo de acesso de 60 ns.

Fabricantes diferentes podem usar métodos diferentes para indicar o tempo de acesso. Por exemplo, 60 ns pode ser indicado como -6, -60 ou -06. Da mesma forma, 70 ns pode ser indicado como -7, -70 ou -07.

SRAM e CACHE

Placas de CPU Pentium produzidas por volta de 1996 passaram a usar memórias SRAM com o encapsulamento COAST (Cache on a stick), mostrado na figura 1.14. Apresentam em geral capacidades de 256 KB ou 512 KB.

Figura 1.14 Módulo COAST

A partir de meados de 1997 tornou-se comum nas placas de CPU Pentium, o uso de memória cache formada por chips de encapsulamento TQFP, como os mostrados na figura 1.15. São soldados diretamente na placa de CPU.

Figura 1.15 Chips SRAM de encapsulamento TQFP.

Vejamos as regras de instalação e expansão de memória.

1. Um banco de memória é o conjunto de módulos (ou circuitos integrados, no caso de micros mais antigos) que, juntos, têm a mesma capacidade em bits do barramento de dados do processador.
2. A instalação de memória em um micro deve ser feita de banco em banco. Você não pode instalar um banco “incompleto”, pois não funcionará (por exemplo, um Pentium com apenas um módulo SIMM-72 não funciona – alguns chipsets para Pentium permitem que a memória seja formada por bancos de 32 bits em vez de 64 bits.
3. O micro precisa de, pelo menos, o primeiro banco de memória completo para funcionar.
4. Todos os módulos de memória do micro deverão ter o mesmo tempo de acesso. Caso isso não seja verdade, o micro poderá travar e “congelar” aleatoriamente.
5. Dentro de um mesmo banco de memória, os módulos deverão ter a mesma capacidade. Caso isso não ocorra , o módulo de maior capacidade será acessado como se tivesse a capacidade de módulo de menor capacidade (por exemplo, um Pentium com um módulo SIMM-72 de 4 MB e um módulo SIMM-72 de 8 MB – se forem instalados em um mesmo banco, o módulo de 8 MB será acessado como se fosse de apenas 4 MB; o micro acessará somente 8 MB).
6. Preferencialmente não devemos misturar módulos de mesma tecnologia em um mesmo micro.