O documento discute o Transputer, um microprocessador desenvolvido na década de 1980 que possuía RAM, processador e links de comunicação integrados. O Transputer tinha uma arquitetura que o tornava adequado para sistemas multiprocessados e sua comunicação em rede permitia alta performance. Apesar disso, o Transputer não obteve sucesso comercial devido ao domínio das CPUs de 8 bits na época.

1. Transputer
Seminário de Sistemas Microprogramados
Professor: Menotti
Gabriel Macedo
César Lincoln
João César Feitosa
Lucas Távora

2. Conteúdo
●
Arquitetura Básica;
●
Comunicação em rede de
microcontroladores;
●
Modelos;
●
Software;
●
Contribuição para a tecnologia moderna;
●
Aplicações.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. Arquitetura Básica
Fig. 1 - Diagrama de bloco

7. Arquitetura Básica
Tabela 1 - Pinos

8. Arquitetura Básica
Tabela 2 - Pinos

9. Arquitetura Básica
Tabela 3 – Pinos
Tabela 4 - Pinos

10. Arquitetura Básica
Fig. 2 - Endereçamento a memória externa

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. 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.

19. Aplicações
 Comunicações digitais
 Impressoras a laser
 Sistemas de controle
 Síntese de imagens
 Processamento de sinais
 Inteligência artificial

20. Dúvidas ?
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