A história dos barramentos de expansão do PC (Parte 2 - Barramentos MCA e EISA)

Na Parte 1 deste especial sobre os barramentos de expansão do padrão PC, fiz uma conceituação teórica sobre o que é um barramento, os recursos de hardware utilizados (tais como os endereços de I/O e os IRQs), o padrão Plug and Play e sobre o primeiro barramento de expansão surgido para os PCs, o ISA. Pois bem, para a sequência desta tema falarei sobre outros dois padrões surgidos principalmente em função da baixa taxa de transferência de dados do ISA: o MCA e o EISA. Como sempre, lhes desejo uma boa leitura!

Placa de expansão EISA

O contexto histórico

Como vimos na parte anterior, o barramento ISA surgiu juntamente com o PC em 1981 inicialmente em uma revisão de 8 bits, sendo ampliado para 16 bits no lançamento do PC-AT em 1984 (inclusive o ISA de 16 bits também é conhecido como "barramento AT"). Até o lançamento do AT, que é baseado no processador 80286, todos os demais fabricantes de PCs (lembrem-se, o PC desde a sua gênese foi concebido como uma arquitetura aberta e este é o fator determinante do seu sucesso até os dias atuais) esperavam pela IBM e só depois dos novos lançamentos dela é que apresentavam os seus próprios modelos.

Em 1985 a Intel introduziu o processador 80386, o primeiro de 32 bits da empresa, porém o cronograma da IBM previa o lançamento de um equipamento baseado neste processador apenas para 1987, em um perfeito exemplo da letargia inerente às grandes companhias. Desta forma, muitos fabricantes de clones do PC começaram a se cansar de esperar pela modorrenta IBM e foram à luta, buscando fazer os seus próprios projetos.

Foi a Compaq (adquirida pela HP há alguns anos) a qual provou que era possível sair da sombra da IBM, lançando o primeiro PC baseado no processador 80386 em 1986 (o Compaq Deskpro 386), sendo seguida por toda a turba de demais fabricantes de clones, o que deixou a IBM bem para trás - a criadora do padrão PC havia se tornado uma mera retardatária!

A Big Blue sentiu o golpe, tanto que optou por abandonar o paradigma da arquitetura aberta do PC e em 1987 lançou o computador PS/2 (de Personal System/2), que embora também fosse baseado no 80386 era um padrão fechado (mais ou menos como os equipamentos da Apple são nos dias atuais). Juntamente com o PS/2 um novo barramento foi criado, o MCA (Micro Channel Architecture, ou Arquitetura de Micro Canal).

Barramento MCA

Ok, o PS/2 não era propriamente um PC (apesar das muitas semelhanças), mas o MCA representou uma grande evolução nos padrões de barramentos dos computadores pessoais, sendo pioneiro em várias novas tecnologias. Desta forma, o seu estudo torna-se necessário.

Slots no padrão MCA

Placa de expansão MCA (placa de som)

As características técnicas principais do MCA eram as seguintes: largura do barramento de 32 bits (embora ele também oferecia o modo de 16 bits para placas adaptadoras mais simples e baratas) e frequência de operação de 10 Mhz, ligeiramente acima dos 8 Mhz do ISA de 16 bits. Esta combinação oferecia uma taxa de transferência máxima teórica de 40 MB/s para o modo de 32 bits e de 20 MB/s para o de 16 bits. O barramento ainda permite o modo burst (ou rajada), onde por um curto período de tempo o canal de endereçamento do barramento também é usado para transmitir dados, elevando a taxa de transferência para algo em torno de 66 MB/s, um espanto para a época.

O barramento MCA também introduziu o modo Bus Mastering, que é uma evolução dos canais DMA utilizados pelo padrão ISA. No modo Bus Mastering, além da possibilidade de obter acesso direto à memória RAM, cada placa adaptadora pode "conversar" com outra diretamente, sem passar pelo processador central do equipamento (enquanto que no modo DMA do padrão ISA, para duas placas "conversarem" entre si era necessário a intermediação do processador - somente o acesso à memória era feito diretamente). Além de melhorar o desempenho, este método também ajuda a aliviar a carga sobre o processador principal.

Outra inovação do MCA foi a introdução de alguns conceitos do que viria a ser o padrão Plug and Play: cada placa adaptadora MCA vinha com uma pequena memória ROM com os seus parâmetros de funcionamento e recursos utilizados. A configuração da placa era feita por softwares presentes em um disquete que a acompanhava, que porém precisava ser lido a cada vez que o equipamento era iniciado. Caso o disquete fosse perdido ou danificado, a placa deixava de funcionar.

Por fim, o barramento MCA jamais teve uma grande penetração no mercado, devido ao fato de fazer parte do sistema proprietário PS/2 que também não teve grande sucesso por ir contra a maré do já consolidado e aberto padrão PC. Mas ele introduziu muitos paradigmas que viriam a ser aplicados em praticamente todos os barramentos de expansão subsequentes para os PCs.

Barramento EISA

Slots EISA
O barramento MCA, como parte do projeto PS/2, era um padrão fechado e devidamente patenteado pela IBM, e não havia como qualquer outro fabricante o adotar livremente sem sofrer sanções e desgastantes processos judiciais movidos pela Big Blue. Desta forma, a única opção de barramento "livre" para os PCs continuava a ser o já antigo e lento ISA de 16 bits, que se mostrava um fator limitante para muitas aplicações de alto desempenho.

Não dispostas a terem que pagar royalties para a IBM para poderem utilizar o MCA, nove fabricantes de clones de PCs liderados pela Compaq criaram um consórcio que acabou por desenvolver o barramento EISA (Extended Industry Standard Achitecture, ou Arquitetura Padrão da Indústria Estendida), que era uma evolução de 32 bits do ISA tradicional.

Como curiosidade, este consórcio ficou conhecido nos EUA pelo apelido de "a gangue dos nove" e além da Compaq os demais integrantes eram a AST, Epson, HP (que depois viria a adquirir a Compaq), NEC, Olivetti, Tandy, Wyse e Zenith.

Ao contrário do MCA que foi desenvolvido sem qualquer preocupação quanto à retrocompatibilidade, a principal premissa do EISA era manter a compatibilidade com as placas adaptadoras ISA de 8 e de 16 bits. Para tanto, fisicamente o slot EISA introduziu um "segundo andar" de contatos ao slot ISA: placas EISA eram inseridas até o final, ocupando os dois níveis de contatos, enquanto que as ISA tradicionais usavam apenas o primeiro nível. Travas dentro do slot impediam que tais placas fossem inseridas até o final.

Detalhe dos contatos de uma placa de expansão EISA (SCSI)

Para manter compatibilidade com as placas ISA, a frequência de operação do barramento EISA foi mantida nos mesmos 8 Mhz, o que se mostrou um fator limitante para possíveis novas revisões deste barramento. Esta combinação de largura de dados de 32 bits e frequência de 8 Mhz oferece uma taxa de transferência máxima teórica de 32 MB/s, o dobro do ISA de 16 bits mas ligeiramente abaixo do MCA. Porém as demais inovações trazidas pelo MCA também estavam presentes no EISA: o Bus Mastering, o modo de rajada e o suporte incipiente ao Plug and Play (similar às placas ISA PnP, nas placas EISA a configuração é feita através de um software próprio).

O padrão EISA foi anunciado oficialmente em 1988 e o primeiro PC a utilizá-lo foi o Compaq Deskpro 486 lançado no ano seguinte. Uma vez que a arquitetura PS/2 (e consequentemente o barramento MCA) nunca obteve uma grande participação no mercado, eventualmente até a própria IBM acabou aderindo ao EISA. Como curiosidade, a Compaq durante muitos anos exibiu o cheque enviado pela IBM (para pagar a taxa simbólica de licenciamento do EISA) emoldurado no saguão da sua sede na cidade de Houston.

Finalizando, o EISA obteve um sucesso considerável mas efêmero, visto que o fato de ser descendente direto do velho ISA ainda lhe impunha algumas limitações na taxa de transferência para certas aplicações, e novos padrões de barramentos mais rápidos e modernos já estavam no forno.

Um grande abraço e até a próxima parte! :-)

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