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Placa base

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Partes de una placa madre.

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    Placa base Placa base Presentation Transcript

    • Placa Base
    • Historia• La historia de la tarjeta madre, como se conoce actualmente inicia en 1947 cuando William Shockley, Walter Brattain y John Bardeen, científicos de los laboratorios Bell, muestran su invento, el transistor amplificador de punto-contacto, iniciando con esto el desarrollo de la miniaturización de circuitos electrónicos; este es el invento que eventualmente dividiría la historia de las computadoras de la primera y segunda generación.• Otro invento que contribuyó de manera decisiva a la reacción de la tarjeta madre fue el de G. W. Dummer, un experto en radar del Radar Real Británico, que en 1952 presentó una proposición sobre la utilización de un bloque de material sólido que puede ser utilizado para conectar componentes electrónicos sin cables de conexión.• Fue hasta 1961 cuando Fairchild Semiconductor anuncia el primer circuito integrado comercialmente disponible, iniciando con esto la competencia por la alta integración de componentes en espacios cada vez más reducidos; la miniaturización, y con esto la búsqueda de la computadora en una pastilla.• Con estos inventos se comienza a trabajar en la computadora en una tarjeta.
    • Evolución• Mycro 1• Kim-1• Xt• At• Atx y variantes
    • MYCRO 1En 1975 se fabrica la primera microcomputadora "de tarjeta única" en Oslo,Noruega en una empresa llamada Norsk Data Industri. Contaba con unmicroprocesador  Intel 8080 y utilizaba el sistema operativo MYCROP, creadopor la misma empresa.Esta computadora fue sucedida por la Mycron 3, que ya utilizaba CP/M; laMycron 1000 que contaba con un microprocesador Zilog Z80 y utilizaba MP/M;y finalmente en 1980 llega al mercado la Mycron 2000, que fue la primera enalbergar un microprocesador Intel 8086, y utilizaba inicialmente el sistemaoperativo CP/M-86 y eventualmente el MP/M-86.
    • KIM-1En 1976 MOS Technology presenta la computadora en una sola tarjeta KIM-1. Cuenta conun microprocesador 6501/02* a 1 MHz; 1 kilobyte en RAM, ROM, teclado hexagecimal,pantalla numérica con LEDs, 15 puertos bidireccionales de entrada / salida y unainterfaz para casete compacto (casete de audio). Esta computadora fue vendida armada,aunque carecía de fuente de poder.La KIM-1 fue producida hasta 1981, convirtiéndose en el primer producto de cómputo deCómmodore.
    • XTEn 1981 IBM lanzó al mercado la primera computadora personal comercialmenteexitosa, la IBM 5150, desde entonces el paso de la evolución que ha llevado estemundo de la Informática, ha sido vertiginoso, siempre buscando mayor velocidad ycapacidad, al mismo tiempo que se reducían los costes de fabricación, los precios.Con la aparición del primer PC, sale al mercado la primera placa base estándar, laXT, que fuera substituida en poco tiempo, en 1984, apareciendo la AT, que son lassiglas en inglés para Tecnología Avanzada, Advanced Technology. Cuyo estándar yconfiguración siguió vigente hasta principios del presente siglo (XXI) , comenzandosu declinación en el 2000, frente al exitoso estándar ATX.
    • ATEl AT, basado en el estándar IBM PC-AT, fue estándar absoluto durante años, desde losprimeros microprocesadores Intel 80286 hasta los primeros Pentium II y equivalentesincluidos.Estas tarjetas madre, en sus primeras versiones son de diseño y características elementales;carecen de accesorios integrados limitándose únicamente a los circuitos, componentes ypastillas básicos para su funcionamiento, al igual que las XT.Usualmente cuentan únicamente con un conector del teclado DIN de tipo ancho, así comoalgunas ranuras tipo ISA de 8 y / o 16 bits y en el caso de los modelos más recientes,algunas EISA, VESA y PCI en las que se tenían que insertar las tarjetas de expansión paracontrolar discos duros, puertos, sonido, etc.
    • ATX y variantesEl formato ATX, promovido por INTEL e introducido al mercado en 1996 comenzó suhistoria con una serie de debates sobre su utilidad debido principalmente al requerimientode nuevos diseños de fuente de poder y gabinete.El cumplimiento de los estándares ATX permite la colocación de la UCP de forma que nomoleste en el posicionamiento de las tarjetas de expansión, por largas que estas sean y estácolocada al lado de la fuente de alimentación para recibir aire fresco del ventilador de esta.Se descubren exteriormente porque tiene más conectores, los cuales están agrupados y losconectores de teclado y ratón son tipo PS/2.Para 1997, con la llegada al mercado del AGP y el USB, estas tecnologías se incorporaronrápidamente en este estándar.Debido las amplias características del ATX salieron al mercado diversas alternativasbasadas en el mismo estándar, como el micro ATX, que es una versión reducida entamaño, y el mini ITX, una versión todavía más compacta y de características de expansiónlimitadas.
    • COMPONENTES DE UNA PLACA BASEBASE :La base propiamente dicha es una plancha de material sintético en la que están incrustadoslos circuitos en varias capas y a la que se conectan los demás elementos que forman la placabase. 
    • PARTE ELECTRICA:Es una parte muy importante de la placa base, y de la calidad de sus elementos va adepender en gran medida la vida de nuestro ordenador. Está formado por una serie deelementos (condensadores, transformadores, diodos, estabilizadores, etc.) y es la encargadade asegurar el suministro justo de tensión a cada parte integrante de la placa base. Esatensión cubre un amplio abanico de voltajes, y va desde los 0.25v a los 5v.
    • BIOS:Se conoce como la BIOS al módulo de memoria tipo ROM (Read Only Memory – Memoria desolo lectura), que actualmente suele ser una EEPROM o una FLASH, en el que está grabadoel BIOS, que es un software muy básico de comunicación de bajo nivel, normalmenteprogramado en lenguaje ensamblador (es como el firmware de la placa base).En el mismo chip que contiene el BIOS se almacena un programa de configuración (éste simodificable por el usuario dentro de una serie de opciones ya programadas) llamado SETUPo también CMOS - SETUP, que es el encargado de comunicar al BIOS los elementos quetenemos activados en nuestra placa base y su configuración básica.
    • CHIPSET:Si definimos el microprocesador como el cerebro de un ordenador, el chipset es su corazón.Es el conjunto de chips encargados de controlar las funciones de la placa base, así como deinterconectar los demás elementos de la misma.Hay varios fabricantes de chipset, siendo los principales INTEL, VIA y SiS.También NVidia está desarrollando chipset NorthBridge de altas prestaciones en el manejode la gráfica SLI y gráficas integradas en placa base, sobre todo para placas base de gamaalta.
    • Los principales elementos del chipset son:Northbridge: Aparecido junto con las placas ATX (las placas AT carecían de este chip), debesu nombre a la colocación inicial del mismo, en la parte norte (superior) de la placa base. Es elchip mas importante, encargado de controlar y comunicar el microprocesador, lacomunicación con la tarjeta gráfica AGP y la memoria RAM, estando a su vez conectado conel SouthBridge.Southbridge: Es el encargado de conectar y controlar los dispositivos de Entrada/Salida,tales como los slot PCI, teclado, ratón, discos duros, lectores de DVD, lectores de tarjetas,puertos USB, etc. Se conecta con el microprocesador a través de NorthBridge.
    • Setup de la bios:El setup de la bios (basic input output system) es el software básico que se encarga trasencender el ordenador de que este se ponga en funcionamiento sirve de comunicación entreel sistema operativo el hardware del ordenador este programa esta incorporado en un chipde la placa base y en el se encuentran principalmente datos sobre periféricos elementosinstalados en el ordenador.
    • CMOS:La BIOS, conocida como CMOS, es un pequeño chip de memoria que puedes ver en tuordenador, actualmente se usan memorias de tipo FLASH. El nombre CMOS se origina porel tipo de chip empleado inicialmente (hace muchos años): Complementary Metal OxideSemiconductor = CMOS. Actualmente es común que los fabricantes de mainboards (placasbase) ofrezcan aplicativos o utilidades de actualización de CMOS por medio de Internet,pero para decidirse a actualizar la CMOS hay que saber hacerlo y saber por qué hacerlo.
    • Microprocesador:El microprocesador (o simplemente procesador) es el circuito integrado central y máscomplejo de un sistema informático; a modo de ilustración, se le suele asociar por analogíacomo el «cerebro» de un computador. Es un circuito integrado constituido por millones decomponentes electrónicos.
    • Memoria RAM:La memoria de acceso aleatorio es la memoria desde donde el procesador recibe lasinstrucciones y guarda los resultados.
    • Memoria ROM:La memoria de solo lectura, conocida también como ROM es la memoria de solo lectura,conocida también como ROM es un medio de almacenamiento utilizado en ordenadores ydispositivos electrónicos, que permite solo la lectura de la información y no su escritura,memoria cache: La caché de CPU, es una caché usada por la unidad central de procesamientode una computadora para reducir el tiempo de acceso a la memoria. La caché es una memoriamás pequeña y rápida, la cual almacena copias de datos ubicados en la memoria principal quese utilizan con más frecuencia.
    • SLOT Y SOCKET:Socket: Es el slot donde se inserta el microprocesador. Dependiendo de para quéprocesador esté diseñada la placa base, estos slot son de los siguientes tipos:- Socket LGA 775: Para la gama INTEL (Celaron y P4), del tipo 775, con 775 contactos. Estesocket tuene la particularidad de conectar con el procesador mediante contactos, en vezde mediante pines, que era lo normal hasta ese momento.- Socket 939: Para AMD con memorias DDR, del tipo 939, con 939 pines. Este socket estáya prácticamente extinguido.- Socket AM2: Para AMD con memorias DDR2, del tipo AM2, con 940 pines. Es el socketutilizado actualmente por los procesadores AMD.Existen otros tipos de socket para procesadores de servidores:Para AMD Opteron, del tipo 940, con 940 pines y memorias DDR. Estas placas no soncompatibles con AM2, ya que la distribución de los pines es diferente y estándesarrolladas para memoria DDR, no para memoria DDR2.Los procesadores Intel Xeon utilizan también un socket propio, denominado LGA-771.Otros socket, como el 478 de Intel o el 754 de AMD están ya descatalogados, aunque hayfabricantes de placas base, como Asrock, que aun fabrican algunas placas paraprocesadores que utilizan estos tipos de sockets.
    • Bancos de memoria:Son los bancos donde van insertados los módulos de memoria. Su número varía entre 2 y 6bancos y pueden ser del tipo DDR, de 184 contactos o DDR2, de 240 contactos. Ya se estánvendiendo placas base con bancos para memorias DDR3, también de 240 contactos, peroincompatibles con los bancos para DDR2.En muchas placas se emplea la tecnología Dual Channel, que consiste en un segundocontrolador de memoria en el NorthBrige, lo que permite acceder a dos bancos de memoriaa la vez, incrementando notablemente la velocidad de comunicación de la memoria. Paraque esto funcione, además de estar implementados en la placa base, los módulos deben seriguales, tanto en capacidad como en diseño y a ser posible en marca. Se distinguen porque,para 4 slot, dos son del mismo color y los otros dos de otro color, debiéndose cubrir losbancos del mismo color. Una particularidad de las placas con Dual Channel es que, a pesarde tener 4 bancos, se pueden ocupar uno, dos o los cuatro bancos, pero no tres bancos.
    • Slot de expansión:Una ranura de expansión (también llamada slot de expansión) es un elemento de la placabase de un ordenador que permite conectar a ésta una tarjeta adicional o de expansión, lacual suele realizar funciones de control de dispositivos periféricos adicionales. Son losutilizados para colocar placas de expansión. Pueden ser de varios tipos.
    • Slot para tarjetas gráficas: Estos slot van conectados al NorthBrige, pudiendo ser de dostipos diferentes:-AGP: Ya en desuso. Con una tasa de transferencia de hasta 2 Gbps (8x) y 533 Mhz, ha sidohasta ahora el estándar para la comunicación de las tarjetas gráficas con el NorthBridge.PCIe: Que es el estándar actual de comunicación con las tarjetas gráficas. Con una tasa detransferencia de 4 Gbps en cada dirección y 2128 Mhz en su versión 16x, que es laempleada para este desempeño.
    • Slot de expansión de tarjetas: Los slot de expansión para tarjetas pueden ser de tres tiposdiferentes:- PCI: Los PCI (Periferical Componet Interconect) usados en la actualidad son los PCI 3.0,con una tasa de transferencia de 503 Mbps a 66 Mhz y soporte de 5v. Su número varia,dependiendo del tipo de placa, normalmente entre 5 slot (ATX) y 2 slot (Mini ATX).- PCIe: Estándar que poco a poco se va imponiendo, con una tasa de transferencia de 250Mbs por canal, con un máximo actual de 16 canales (utilizadas para VGA). Suelen tener 1ó 2 slot de este tipo, lo que no quiere decir que todas las placas base que traen dos slotPCIe 16x sirvan para SLI o CroosFire (la placa base debe ser específica para estossistemas).Hay slot PCIe de 1x, 4x, 8x y 16x. Los slot varían de tamaño según la velocidad máximaque soporten, como se puede ver en la imagen.- PCIx: Utilizados sobre todo en placas para servidores, a base de incrementar lafrecuencia llegan hasta una transferencia de 2035 Mbs (PCIx 2.0), con una frecuencia de266 Mhz. Un problema que presentan los PCIx es que dividen tanto la velocidad como elancho de banda entre los slot montados, por lo que se suele montar uno solo,generalmente pensado para la conexión de placas RAID de alto rendimiento. No debemosconfundir PCIx con PCIe.
    • CONECTORES:SATA: Es una conexión de alta velocidad para discos duros (aunque ya están saliendo almercado otros periféricos con esta conexión, como grabadoras de DVD). Hay dos tipos deSATA:- SATA1: con una tasa de transferencia de 1.5 Gbps (150GB/s)- SATA2: con una tasa de transferencia de 3 Gbps (300GB/s)
    • IDE : Es la conexión utilizada para los discos duros. Consisten en unos slot con 40 pinesen los que se insertan las fajas que comunican la placa base con estos periféricos.Admiten sólo dos periféricos por conector, teniendo que estar estos configurados unocomo Master o maestro y otro como Slave o esclavo. Las placas solían llevar dosconectores IDE, pero hay placas que traen tres, siendo dos de ellos exclusivos paradiscos duros.
    • FDD: Conector usado para enchufar la disquetera a la placa.
    • Conectores para ventiladores (FAN): Son unos conectores, normalmente de 3 pines, aunqueen el caso del CPU_FAN (conector del ventilador del procesador) están viniendo con cuatropines), encargados de suministrar corriente a los ventiladores, tanto del disipador delmicroprocesador como ventiladores auxiliares de la caja. Suelen traer tres conectores,CPU_FAN, CHASIS_FAN y un tercero para otro ventilador. Además de suministrarcorriente para los ventiladores, también controlan las rpm de estos, permitiendo a la placabase (cuando cuenta con esta tecnología) ajustar la velocidad del ventilador en función de lasnecesidades de refrigeración del momento.
    • CONEXIONES I/O:Las conexiones I/O (Input/Output) son las encargadas de comunicar el PC con el usuarioa través de los llamados periféricos de interfaz humana (teclado y ratón), así como conalgunos periféricos externos.Situadas en la parte superior trasera de la placa base (en el panel trasero quecomentábamos en la descripción física de la placa base), la posición de estos en cuanto asituación con respecto al resto de la placa base y medidas totales del soporte estáestandarizada, salvo en aquellas placas diseñadas para equipos muy concretos de algúnfabricante (HP, Sony, Dell...).Estos conectores, en el formato estándar, son:
    • PS/2: Dos conectores del tipo PS2, de 6 pines, uno para el teclado y otro para el ratón,normalmente diferenciados por colores (verde para ratón y malva para teclado).
    • USB:  Suelen llevar cuatro conectores USB 2.0 En muchos casos traen otros dos en unaplaquita que se conecta a los USB internos de la placa.
    • RS-232: Conocidos también como puertos serie. Suelen traer uno o dos (aunque cada vez sonmas las placas que traen solo uno e incluso ninguno, relegando este tipo de puerto a unconector interno y una plaquita para instalar sólo en caso de que lo necesitemos), ya que esun dispositivo que cada vez se utiliza menos).
    • PARALELO: Es un puerto cuya principal misión es la conexión de impresoras. Dado que lasimpresoras vienen con puerto USB cada vez se utiliza menos, habiendo ya algunas placasque carecen de este puerto.
    • Ethernet: Es un conector para redes en formato RJ-45. Actualmente todas las placas basevienen con tarjeta de red tipo Ethernet, con velocidades 10/100, llegando a 10/100/1000 enlas placas de gama media-alta y alta. Algunos modelos de gama alta incorporan dos tarjetasEthernet.
    • Sonido: Igual que en el caso anterior. La calidad del sonido en placa base es cada vez mejor,lo que ha hecho que los principales fabricantes de tarjetas de sonido abandonen las gamasbajas de estas, centrándose en gamas media-alta y alta. El sonido que incorporan las placasbase va desde el 5.1 de las placas de gama baja hasta las 8.1 de algunas de gama media-alta yalta. Utilizan el estándar AC97 (Audio Codec 97) de alta calidad y 16 ó 20 bit. Muchas deellas incorporan salida digital.Los principales fabricantes de chip de sonido son Intel, Realtech, Via, SiS y Creative.
    • OTROS ELEMENTOS:IEEE 1394 (FIREWIRE): Introducido por Appel en colaboración con Sony (Sony losdenomina i.Link).De uso común en las placas de gama alta y algunas de gama media-alta, es un puertodiseñado para comunicaciones de alta velocidad mantenida, sobre todo para periféricos demultimedia digital y discos duros externos. Su velocidad de transferencia es de 400 Mbpsreales a una distancia de 4.5 m, pudiéndose conectar un máximo de 63 periféricos. Si bien enteoría un USB 2.0 tiene una tasa de transferencia mayor (480 Mbps), en la practica no es así,existiendo además otros inconvenientes con USB que hacen que para comunicaciones concámaras de video digitales el estándar de conexión sea IEEE 1394.Suelen tener una conexión exterior y una toma interior, de aspecto similar a las USB.
    • WIFI 802.11b/g: Algunas placas de gama alta, además de la tarjeta de red ethernet, tienenotra tarjeta de red WIFI que cumple los estándar 802.11b/g.
    • VGA: Las placas Mini ATX suelen llevar incorporada la tarjeta gráfica en placa base. Esto sehace para adaptar estas placas a ordenadores de pequeño tamaño y de bajo coste. Estasgráficas pueden llegar a los 256 Mb, pero se debe tener en cuenta que, al contrario de lo queocurre con las tarjetas gráficas no integradas, utilizan la memoria la de la RAM delordenador en forma reservada (en casi todas las placas base actuales que llevan la gráficaincorporada se configura en el SETUP la cantidad de memoria que queremos usar comográfica), por lo que un ordenador con 1Gb de RAM y VGA integrada de 128MB solo disponede 896MB de RAM para el sistema.Estas gráficas suelen ser de bajas prestaciones, aunque están saliendo al mercado unas seriesde gráficas integradas con memoria incorporada y unas prestaciones superiores, queincorporan incluso salidas DVI (como la que se ve en la imagen del inicio de esta sección).Normalmente son gráficas basadas en chip Intel o SiS, aunque en la gama alta tambiénpodemos encontrar también chips ATI o NVidia.
    • SATA: Cada vez son más las placas base que incorporan un conector SATA en el panelposterior (recordemos que SATA permite conexión en caliente.
    • Disipador y ventilador:Disipador y ventilador son unos instrumentos que se utiliza para bajar la temperatura dealgunos componentes electrónicos.  Del Blog de Jose: http://jose2321991.blogspot.com