viernes, 1 de agosto de 2008

MOTHER BOARD O PLACA BASE Y SUS PARTES


Placa base












Placa ASUS en formato µATX.

La placa base, placa madre, tarjeta madre o board (en inglés motherboard, mainboard) es la tarjeta de circuitos impresos de una computadora que sirve como medio de conexión entre el microprocesador, los circuitos electrónicos de soporte, las ranuras para conectar parte o toda la RAM del sistema, la ROM y las ranuras especiales (slots) que permiten la conexión de tarjetas adaptadoras adicionales. Estas tarjetas de expansión suelen realizar funciones de control de periféricos tales como monitores, impresoras, unidades de disco, etc.

Se diseña básicamente para realizar labores específicas vitales para el funcionamiento de la computadora, como por ejemplo las de:

  • Conexión física.
  • Administración, control y distribución de energía eléctrica.
  • Comunicación de datos.
  • Temporización.
  • Sincronismo.
  • Control y monitoreo.

Para que la placa base cumpla con su cometido, lleva instalado un software muy básico denominado <BIOS>.

Tipos de placas










A continuación se describen los tipos de placas más usuales.

  • XT (8.5 × 11" ó 216 × 279 mm)
  • AT (12 × 11"–13" ó 305 × 279–330 mm)
  • Baby-AT (8.5" × 10"–13" ó 216 mm × 254-330 mm)
  • ATX (Intel 1996; 12" × 9.6" ó 305 mm × 244 mm)
  • EATX (12" × 13" ó 305mm × 330 mm)
  • Mini-ATX (11.2" × 8.2" ó 284 mm × 208 mm)
  • microATX (1996; 9.6" × 9.6" ó 244 mm × 244 mm)
  • LPX (9" × 11"–13" ó 229 mm × 279–330 mm)
  • Mini-LPX (8"–9" × 10"–11" ó 203–229 mm × 254–279 mm)
  • NLX (Intel 1999; 8"–9" × 10"-13.6" ó 203–229 mm × 254–345 mm)
  • FlexATX (Intel 1999; 9.6" × 9.6" ó 244 × 244 mm max.)
  • Mini-ITX (VIA Technologies 2003; 6.7" × 6.7" ó 170 mm × 170 mm max.; 100W max.)
  • Nano-ITX (VIA Technologies 2004; 120 mm × 120 mm max.)
  • BTX (Intel 2004; 12.8" × 10.5" ó 325 mm × 267 mm max.)
  • MicroBTX (Intel 2004; 10.4" × 10.5" ó 264 mm × 267 mm max.)
  • PicoBTX (Intel 2004; 8.0" × 10.5" ó 203 mm × 267 mm max.)
  • WTX (Intel 1998; 14" × 16.75" ó 355.6 mm × 425.4 mm)
  • ETX y PC/104, utilizados en sistemas embebidos.

Formato de Placa AT

El factor de forma AT es el empleado por el IBM AT y sus clones en formato sobremesa completo y torre completo. Su tamaño es de 12 pulgadas (305 mm) de ancho x 11-13 pulgadas de profundo. Su gran tamaño dificultaba la introducción de nuevas unidades de disco. Además su conector con la fuente de alimentación inducía fácilmente al error siendo numerosos los casos de gente que freía la placa al conectar indebidamente los dos juegos de cables (contar con un código de color para situar 4 cables negros en la zona central). El conector de teclado es el mismo DIN 5 del IBM PC original. Actualmente están todas descatalogadas, excepto un par, que se encuentran en el museo de la informática.

Formato de Placa Baby AT

IBM presenta en 1985 el formato Baby AT, que es funcionalmente equivalente a la AT, pero significativamente menor: 8,5 pulgadas de ancho y de 10 a 13 pulgadas de profundo, su menor tamaño favorece las cajas más pequeñas y facilita la ampliación, por lo que toda la industria se vuelca en él abandonando el formato AT. No obstante sigue heredando los problemas de diseño del AT, con la multitud de cables que dificultan la ventilación (algo que se va volviendo más crítico a medida que sube la potencia de los microprocesadores) y con el micro alejado de la entrada de alimentación. Todo esto será resuelto por el formato ATX. Pero dado el gran parque existente de equipos en caja Baby AT, durante un tiempo se venderán placas Súper Socket 7 (que soportan tanto los Pentium MMX como los AMD K6-2 y otros micros, hasta los 500 Mhz, e incluyen slot AGP) en formato Baby AT pero con ambos conectores de fuente de alimentación (AT y ATX). Las cajas ATX, incluso hoy, soportan en sus ranuras el formato Baby AT. Siempre y cuando se contenga la tarjeta indicada.

Formato de Placa ATX

El formato ATX (siglas de Advanced Technology Extended') es presentado por Intel en 1995. Con un tamaño de 12 pulgadas de ancho por 9,6 pulgadas de profundo, en este nuevo formato se resuelven todos los inconvenientes que perjudicaron a la ya mencionada placa. Los puertos más habituales (impresora Centronics, RS-232 en formato DE-9, la toma de joystick/midi DA-15 y de tarjeta de sonido, los puertos USB y RJ-45 (para red a 100) y en algunos casos incluso la salida de monitor VGA, se agrupan en el lado opuesto a los slots de ampliación. El puerto DIN 5 de teclado es sustituido por las tomas PS/2 de teclado y mouse (llamadas así por introducirlas IBM en su gama de computadoras PS/2 y rápidamente adoptada por todos los grandes fabricantes) y situados en el mismo bloque. Todo esto conlleva el que muchas tarjetas necesarias se integren en la placa madre, abaratando costos y mejorando la ventilación. Inmediatamente detrás se sitúa el zócalo o slot de procesador y las fijaciones del ventilador (que al estar más próxima a la fuente de alimentación y su ventilador, actúa más eficientemente), justo al lado de la nueva conexión de fuente de alimentación (que elimina el quemado accidental de la placa). Tras él vienen los slots de memoria RAM y justo detrás los conectores de las controladoras IDE, SCSI (principalmente en servidores y placas de gama alta) y de controladora de disquete, justo al lado de las bahías de disco de la caja (lo que reduce los cables)

La nueva fuente, además del interruptor físico de corriente como en la AT, tiene un modo de apagado similar al de los electrodomésticos de consumo, alimentando a la placa con una pequeña corriente que permite que responda a eventos (como una señal por la red o un mando a distancia) encendiéndose o, si se ha habilitado el modo de hibernado heredado de los portátiles, restablecer el trabajo en el punto donde se dejó.

Formato de Placa microATX

El formato microATX (también conocida como µATX) es un formato de placa base pequeño con un tamaño máximo de 9,6 x 9,6 pulgadas (244 mm x 244 mm) empleada principalmente en cajas tipo cubo y SFF. Debido a sus dimensiones sólo tiene sitio para 1 ó 2 slots PCI y/o AGP, por lo que suelen incorporar puertos FireWire y USB 2 en abundancia (para permitir conectar unidades externas y regrabadoras de DVD). Es la más moderna de todas y sus prestaciones son impresionantes. Al comienzo de la comercialización de la placa daba fallos (bugs) al conectar componentes a los puertos USB, aunque esto se solucionó de manera efectiva en posteriores modelos.

Especificaciones de microATX (PDF)

Componentes de la placa base

Socket de CPU

El zócalo o (en inglés) socket es una pieza de plástico que funciona como intermediario entre la placa base y el microprocesador. Posee en su superficie plana superior una matriz de pequeños agujeros donde encajan, sin dificultad, los pines de un microprocesador; dicha matriz, es denominada Pin grid array o simplemente PGA. En los primeros ordenadores personales, el microprocesador tenía que ser directamente soldado a la placa base, pero la aparición de una amplia gama de microprocesadores llevó a la creación del socket, que quizá es una idea basada en el hecho de que existían algunos microprocesadores en forma de cartucho, los cuales no tuvieron mucho éxito.






Fotografía ilustrativa de un socket de CPU


En general, cada familia de microprocesador requiere un tipo distinto de zócalo, ya que existen diferencias en el número de pines, su disposición geométrica y la interconexión requerida con los componentes de la placa base. Por tanto, no es posible conectar un microprocesador a una placa base con un zócalo no diseñado para él. Forzar un microprocesador a un zócalo no diseñado para el mismo, hará que los importantes pines del microprocesador se doblen o se rompan.

Algunos ejemplos

Circuito integrado auxiliar











Esquema de un moderno Chipset para PC

Se denomina Chipset (conjunto de circuitos integrados, traducido del ingles) a un conjunto de microchips diseñados para actuar en conjunto, y usualmente comercializados como una unidad. Se designa circuito integrado auxiliar al circuito integrado que es periférico a un sistema pero necesario para el funcionamiento del mismo. La mayoría de los sistemas necesitan más de un circuito integrado auxiliar.

Historia

Cuando a finales de los 70 comienzan a utilizarse microchips para fabricar ordenadores, casi todas la tareas recaían en la CPU. Sus fabricantes normalmente comercializaban una serie de chips auxiliares específicos de cada CPU que se encargaban de tareas como las comunicaciones serial o paralela o el control de periféricos, pero casi siempre requerían de la supervisión de la CPU. La aparición de los chips de sonido y gráficos se puede considerar como los primeros chips auxiliares en los que la CPU podía delegar tareas mientras se dedicada a otras cosas.

Mientras que otras plataformas usan muy variadas combinaciones de chips de propósito general, los empleados en el Commodore 64 y la Familia Atari de 8 bits, incluso sus CPUs, suelen ser diseños especializados para la plataforma, que no se encuentran en otros equipos electrónicos, por lo que se comienzan a llamar chipsets.

Este término se generaliza en la siguiente generación de ordenadores domésticos : el Commodore Amiga y el Atari ST son los equipos más potentes de los años 90, y ambos tienen multitud de chips auxiliares que se encargan del manejo de la memoria, el sonido, los gráficos o el control de unidades de almacenamiento masivo dejando a la CPU libre para otras tareas. En el Amiga sobre todo se diferencian las generaciones por el chipset utilizado en cada una.

Tanto los chips de los Atari de 8 bits como los del Amiga tienen como diseñador a Jay Miner, por lo que algunos lo consideran el precursor de la moderna arquitectura utilizada en la actualidad.

Apple Computer comienza a utilizar chips diseñados por la compañía o comisionados expresamente a otras en su gama Apple Macintosh, pero pese a que irá integrando chips procedentes del campo PC, nunca se usa el término chipset para referirse al juego de chips empleado en cada nueva versión de los Mac, hasta la llegada de los equipos G4.

Mientras tanto el IBM PC ha optado por usar chips de propósito general (IBM nunca pretendió obtener el éxito que tuvo) y sólo el subsistema gráfico tiene una ligera independencia de la CPU. Hasta la aparición de los IBM Personal System/2 no se producen cambios significativos, y el término chipset se reserva para los conjuntos de chips de una placa de ampliación (o integrada en placa madre, pero con el mismo bus de comunicaciones) dedicada a un único propósito como el sonido o el subsistema SCSI. Pero la necesidad de ahorrar espacio en la placa y abaratar costes trae primero la integración de todos los chips de control de periféricos (las llamadas placas multi-IO pasan de tener hasta 5 chips a integrar más funciones en uno sólo) y con la llegada del bus PCI y las especificaciones ATX de los primeros chipsets tal y como los conocemos ahora.

El Chipset en la actualidad

Los chipsets de las placas madre actuales para arquitectura x86 (de 32 y 64 bits) suelen constar de 2 circuitos auxiliares al procesador principal:

Se suele comparar al Chipset con la médula espinal: una persona puede tener un buen cerebro, pero si la médula falla, todo lo de abajo no sirve para nada.

En la actualidad los principales fabricantes de chipsets son AMD, ATI (comprada en 2006 por AMD), Intel, NVIDIA, Silicon Integrated Systems y VIA Technologies

Slot de expansión

Slot de expansión de 44 pines (objetos azules) y placa de circuitos. El slot mide 3.5" (9 cm) con 22 contactos en cada lado.

Un slot (también llamado slot de expansión o ranura de expansión) es un puerto (puerto de expansión) que permite conectar a la placa base una tarjeta adaptadora adicional la cual suele realizar funciones de control de periféricos tales como monitores, impresoras, unidades de disco, etc. En las tarjetas madre LPX los slots de expansión no se encuentran sobre la placa sino en un conector especial denominado RISER CARD.

Ranura, en español. Se trata de cada uno de los alojamientos que tiene la placa madre en los que se insertan las tarjetas de expansión. Todas estas ranuras están conectadas entre sí y un ordenador personal tiene generalmente ocho, aunque puede llegar a doce

Tipos De Slots Informáticos






XT

Es uno de los slots mas antiguos trabaja con una velocidad muy inferior a los slots modernos (8 bits) y a una frecuencia de 4.77 [MHz]

AGP

Artículo principal: Accelerated Graphics Port

Al puerto AGP se conecta la tarjeta de video y se usa únicamente para tarjetas aceleradoras 3D en ordenadores muy potentes y accesibles; está siendo reemplazado por el slot PCI Express que es más potente. AGP quiere decir Advanced Graphics Port (Puerto de gráficos avanzados).Hay cuatro tipos, AGP (si no se especifica nada más es 1x), AGP 2x, AGP 4x y AGP 8x.

ISA




Artículo principal: Bus ISA

Tres slots de arquitectura EISA.

El slot ISA fue reemplazado desde el año 2000 por el slot PCI. Los componentes diseñados para el slot ISA eran muy grandes y fueron de los primeros slots en usarse en los ordenadores personales. Hoy en día no se fabrican slots EISA. Los puertos ISA son ranuras de expansión actualmente en desuso, se incluyeron estos puertos hasta los primeros modelos del Pentium III. NOTA: El slot ISA ( Industry Standard Arquitecture) es un tipo de slot o ranura de expansión de 16 Bits capaz de ofrecer hasta 16 MB/s a 8 MHz

VESA

Artículo principal: Bus VESA

En 1992 el comité VESA de la empresa NEC crea este slot para dar soporte a las nuevas placas de video. Es fácilmente identificable en el mother debido a que consiste de un ISA con una extensión color marrón, trabaja a 32 bits y con una frecuencia que varia desde 33 [MHz] a 40 [MHz]. Tiene 22,3[cm] de largo (ISA+EXTENSION) 1,4[cm] de alto, 0,9[cm] de ancho (ISA) Y 0,8[cm] de ancho (EXTENSION).

PCI

Artículo principal: Peripheral Component Interconnect

Un Peripheral Component Interconnect (PCI, "Interconexión de Componentes Periféricos") consiste en un bus de ordenador estándar para conectar dispositivos periféricos directamente a su placa base. Estos dispositivos pueden ser circuitos integrados ajustados en ésta (los llamados "dispositivos planares" en la especificación PCI) o tarjetas de expansión que se ajustan en conectores. Es común en PCs, donde ha desplazado al ISA como bus estándar, pero también se emplea en otro tipo de ordenadores.

A diferencia de los buses ISA, el bus PCI permite configuración dinámica de un dispositivo periférico. En el tiempo de arranque del sistema, las tarjetas PCI y el BIOS interactúan y negocian los recursos solicitados por la tarjeta PCI. Esto permite asignación de IRQs y direcciones del puerto por medio de un proceso dinámico diferente del bus ISA, donde las IRQs tienen que ser configuradas manualmente usando jumpers externos. Aparte de esto, el bus PCI proporciona una descripción detallada de todos los dispositivos PCI conectados a través del espacio de configuración PCI.

La especificación PCI cubre el tamaño físico del bus, características eléctricas, cronómetro del bus y sus protocolos. El grupo de interés especial de PCI (PCI Special Interest Group)

Variantes convencionales de PCI

  • Cardbus es un formato PCMCIA de 32 bits, 33 MHz PCI
  • Compact PCI, utiliza módulos de tamaño Eurocard conectado en una placa hija PCI.

Tarjeta de expansión PCI-X Gigabit Ethernet Tarjeta de expansión PCI-X Gigabit Ethernet

  • PCI 2.2 funciona a 66 MHz (requiere 3.3 voltios en las señales) (índice de transferencia máximo de 503 MiB/s (533MB/s)
  • PCI 2.3 permite el uso de 3.3 voltios y señalizador universal, pero no soporta los 5 voltios en las tarjetas.
  • PCI 3.0 es el estándar final oficial del bus, con el soporte de 5 voltios completamente removido
  • PCI-X cambia el protocolo levemente y aumenta la transferencia de datos a 133 MHz (índice de transferencia máximo de 1014 MiB/s)
  • PCI-X 2.0 especifica un ratio de 266 MHz (índice de transferencia máximo de 2035 MiB/s) y también de 533 MHz, expande el espacio de configuración a 4096 bytes, añade una variante de bus de 16 bits y utiliza señales de 1.5 voltios
  • Mini PCI es un nuevo formato de PCI 2.2 para utilizarlo internamente en los portátiles
  • PC/104-Plus es un bus industrial que utiliza las señales PCI con diferentes conectores.
  • Advanced Telecommunications Computing Architecture (ATCA o AdvancedTCA) es la siguiente generación de buses para la industria de las telecomunicaciones.

Dimensiones de las tarjetas

Una tarjeta PCI de tamaño completo tiene un alto de 107 mm (4.2 pulgadas) y un largo de 312 mm (12.283 pulgadas). La altura incluye el conector de borde de tarjeta.

Además de estas dimensiones el tamaño del backplate está también estandarizado. El backplate es la pieza de metal situada en el borde que se utiliza para fijarla al chasis y contiene los conectores externos. La tarjeta puede ser de un tamaño menor, pero el backplate debe ser de tamaño completo y localizado propiamente. Respecto del anterior bus ISA, está situado en el lado opuesto de la placa para evitar errores.

Las tarjeta de media altura son hoy comunes en equipos compactos con chasis Small Form Factor, pero el fabricante suele proporcionar dos backplates, con el de altura completa fijado en la tarjeta y el de media altura disponible para una fácil sustitución

AMR

Artículo principal: Ranura AMR

AMR del inglés Audio Modem Riser.

Ranura de expansión en la placa madre para dispositivos de audio, como tarjetas de sonido o módems. Lanzada en 1998, cuenta con 16 pines y es parte del estándar de audio AC97, aún vigente en nuestros días.

En un principio se diseñó como ranura de expansión para dispositivos económicos de audio o comunicaciones, ya que estos harían uso de los recursos de la máquina, como el microprocesador y la memoria RAM. Esto tuvo poco éxito porque fue lanzado en un momento en que la potencia de las máquinas no era la adecuada para soportar esta carga y el escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows.

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y en AMD a partir del zócalo A (socket A).

CNR

Artículo principal: Ranura CNR

CNR del inglés Communication and Network Riser.

Se trata de una ranura de expansión en la placa madre para dispositivos de comunicaciones como módems, tarjetas Lan o USB. Fue introducido en Febrero del 2000 por Intel en sus placas para procesadores Pentium y se trataba de un diseño propietario por lo que no se extendió más allá de las placas que incluían los chipsets de Intel.

Adolecía de los mismos problemas de recursos de los dispositivos diseñados para ranura AMR. Actualmente no se incluye en las placas.

PCI-Express

Artículo principal: PCI-Express

PCI-Express (anteriormente conocido por las siglas 3GIO, 3rd Generation I/O) es un nuevo desarrollo del bus PCI que usa los conceptos de programación y los estándares de comunicación existentes, pero se basa en un sistema de comunicación serie mucho más rápido. Este sistema es apoyado principalmente por Intel, que empezó a desarrollar el estándar con nombre de proyecto Arapahoe después de retirarse del sistema Infiniband.

PCI-Express no tiene que ver nada con PCI-X, son totalmente diferentes. PCI-X es una evolución de PCI, en la que se consigue aumentar el ancho de banda mediante el incremento de la frecuencia, llegando a ser 32 veces más rápido que el PCI 2.1. Su velocidad es mayor que PCI-Express, pero presenta el inconveniente de que al instalar más de un dispositivo la frecuencia base se reduce y pierde velocidad de transmisión.

PCI-Express está pensado para ser usado sólo como bus local. Debido a que se basa en el bus PCI, las tarjetas actuales pueden ser reconvertidas a PCI-Express cambiando solamente la capa física. La velocidad superior del PCI-Express permitirá reemplazar casi todos los demás buses, AGP y PCI incluidos. La idea de Intel es tener un solo controlador PCI-Express comunicándose con todos los dispositivos, en vez de con el actual sistema de puente norte y puente sur.

PCI-Express no es todavía suficientemente rápido para ser usado como bus de memoria. Esto es una desventaja que no tiene el sistema similar HyperTransport, que también puede tener este uso. Además no ofrece la flexibilidad del sistema InfiniBand, que tiene rendimiento similar, y además puede ser usado como bus interno externo.

PCI-Express en 2006 es percibido como un estándar de las placas base para PC, especialmente en tarjetas gráficas. Fabricantes como ATI Technologies y Nvidia entre cuentan ya en su catálogo con tarjetas graficas en PCI-Express.

Placa base

Placa ASUS en formato µATX.

La placa base, placa madre, tarjeta madre o board (en inglés motherboard, mainboard) es la tarjeta de circuitos impresos de una computadora que sirve como medio de conexión entre el microprocesador, los circuitos electrónicos de soporte, las ranuras para conectar parte o toda la RAM del sistema, la ROM y las ranuras especiales (slots) que permiten la conexión de tarjetas adaptadoras adicionales. Estas tarjetas de expansión suelen realizar funciones de control de periféricos tales como monitores, impresoras, unidades de disco, etc.

Se diseña básicamente para realizar labores específicas vitales para el funcionamiento de la computadora, como por ejemplo las de:

  • Conexión física.
  • Administración, control y distribución de energía eléctrica.
  • Comunicación de datos.
  • Temporización.
  • Sincronismo.
  • Control y monitoreo.

Para que la placa base cumpla con su cometido, lleva instalado un software muy básico denominado <BIOS>.

Tipos de placas

A continuación se describen los tipos de placas más usuales.

  • XT (8.5 × 11" ó 216 × 279 mm)
  • AT (12 × 11"–13" ó 305 × 279–330 mm)
  • Baby-AT (8.5" × 10"–13" ó 216 mm × 254-330 mm)
  • ATX (Intel 1996; 12" × 9.6" ó 305 mm × 244 mm)
  • EATX (12" × 13" ó 305mm × 330 mm)
  • Mini-ATX (11.2" × 8.2" ó 284 mm × 208 mm)
  • microATX (1996; 9.6" × 9.6" ó 244 mm × 244 mm)
  • LPX (9" × 11"–13" ó 229 mm × 279–330 mm)
  • Mini-LPX (8"–9" × 10"–11" ó 203–229 mm × 254–279 mm)
  • NLX (Intel 1999; 8"–9" × 10"-13.6" ó 203–229 mm × 254–345 mm)
  • FlexATX (Intel 1999; 9.6" × 9.6" ó 244 × 244 mm max.)
  • Mini-ITX (VIA Technologies 2003; 6.7" × 6.7" ó 170 mm × 170 mm max.; 100W max.)
  • Nano-ITX (VIA Technologies 2004; 120 mm × 120 mm max.)
  • BTX (Intel 2004; 12.8" × 10.5" ó 325 mm × 267 mm max.)
  • MicroBTX (Intel 2004; 10.4" × 10.5" ó 264 mm × 267 mm max.)
  • PicoBTX (Intel 2004; 8.0" × 10.5" ó 203 mm × 267 mm max.)
  • WTX (Intel 1998; 14" × 16.75" ó 355.6 mm × 425.4 mm)
  • ETX y PC/104, utilizados en sistemas embebidos.

Formato de Placa AT

El factor de forma AT es el empleado por el IBM AT y sus clones en formato sobremesa completo y torre completo. Su tamaño es de 12 pulgadas (305 mm) de ancho x 11-13 pulgadas de profundo. Su gran tamaño dificultaba la introducción de nuevas unidades de disco. Además su conector con la fuente de alimentación inducía fácilmente al error siendo numerosos los casos de gente que freía la placa al conectar indebidamente los dos juegos de cables (contar con un código de color para situar 4 cables negros en la zona central). El conector de teclado es el mismo DIN 5 del IBM PC original. Actualmente están todas descatalogadas, excepto un par, que se encuentran en el museo de la informática.

Formato de Placa Baby AT

IBM presenta en 1985 el formato Baby AT, que es funcionalmente equivalente a la AT, pero significativamente menor: 8,5 pulgadas de ancho y de 10 a 13 pulgadas de profundo, su menor tamaño favorece las cajas más pequeñas y facilita la ampliación, por lo que toda la industria se vuelca en él abandonando el formato AT. No obstante sigue heredando los problemas de diseño del AT, con la multitud de cables que dificultan la ventilación (algo que se va volviendo más crítico a medida que sube la potencia de los microprocesadores) y con el micro alejado de la entrada de alimentación. Todo esto será resuelto por el formato ATX. Pero dado el gran parque existente de equipos en caja Baby AT, durante un tiempo se venderán placas Súper Socket 7 (que soportan tanto los Pentium MMX como los AMD K6-2 y otros micros, hasta los 500 Mhz, e incluyen slot AGP) en formato Baby AT pero con ambos conectores de fuente de alimentación (AT y ATX). Las cajas ATX, incluso hoy, soportan en sus ranuras el formato Baby AT. Siempre y cuando se contenga la tarjeta indicada.

Formato de Placa ATX

El formato ATX (siglas de Advanced Technology Extended') es presentado por Intel en 1995. Con un tamaño de 12 pulgadas de ancho por 9,6 pulgadas de profundo, en este nuevo formato se resuelven todos los inconvenientes que perjudicaron a la ya mencionada placa. Los puertos más habituales (impresora Centronics, RS-232 en formato DE-9, la toma de joystick/midi DA-15 y de tarjeta de sonido, los puertos USB y RJ-45 (para red a 100) y en algunos casos incluso la salida de monitor VGA, se agrupan en el lado opuesto a los slots de ampliación. El puerto DIN 5 de teclado es sustituido por las tomas PS/2 de teclado y mouse (llamadas así por introducirlas IBM en su gama de computadoras PS/2 y rápidamente adoptada por todos los grandes fabricantes) y situados en el mismo bloque. Todo esto conlleva el que muchas tarjetas necesarias se integren en la placa madre, abaratando costos y mejorando la ventilación. Inmediatamente detrás se sitúa el zócalo o slot de procesador y las fijaciones del ventilador (que al estar más próxima a la fuente de alimentación y su ventilador, actúa más eficientemente), justo al lado de la nueva conexión de fuente de alimentación (que elimina el quemado accidental de la placa). Tras él vienen los slots de memoria RAM y justo detrás los conectores de las controladoras IDE, SCSI (principalmente en servidores y placas de gama alta) y de controladora de disquete, justo al lado de las bahías de disco de la caja (lo que reduce los cables)

La nueva fuente, además del interruptor físico de corriente como en la AT, tiene un modo de apagado similar al de los electrodomésticos de consumo, alimentando a la placa con una pequeña corriente que permite que responda a eventos (como una señal por la red o un mando a distancia) encendiéndose o, si se ha habilitado el modo de hibernado heredado de los portátiles, restablecer el trabajo en el punto donde se dejó.

Formato de Placa microATX

El formato microATX (también conocida como µATX) es un formato de placa base pequeño con un tamaño máximo de 9,6 x 9,6 pulgadas (244 mm x 244 mm) empleada principalmente en cajas tipo cubo y SFF. Debido a sus dimensiones sólo tiene sitio para 1 ó 2 slots PCI y/o AGP, por lo que suelen incorporar puertos FireWire y USB 2 en abundancia (para permitir conectar unidades externas y regrabadoras de DVD). Es la más moderna de todas y sus prestaciones son impresionantes. Al comienzo de la comercialización de la placa daba fallos (bugs) al conectar componentes a los puertos USB, aunque esto se solucionó de manera efectiva en posteriores modelos.

Especificaciones de microATX (PDF)

Componentes de la placa base

Socket de CPU

El zócalo o (en inglés) socket es una pieza de plástico que funciona como intermediario entre la placa base y el microprocesador. Posee en su superficie plana superior una matriz de pequeños agujeros donde encajan, sin dificultad, los pines de un microprocesador; dicha matriz, es denominada Pin grid array o simplemente PGA. En los primeros ordenadores personales, el microprocesador tenía que ser directamente soldado a la placa base, pero la aparición de una amplia gama de microprocesadores llevó a la creación del socket, que quizá es una idea basada en el hecho de que existían algunos microprocesadores en forma de cartucho, los cuales no tuvieron mucho éxito.

Fotografía ilustrativa de un socket de CPU

En general, cada familia de microprocesador requiere un tipo distinto de zócalo, ya que existen diferencias en el número de pines, su disposición geométrica y la interconexión requerida con los componentes de la placa base. Por tanto, no es posible conectar un microprocesador a una placa base con un zócalo no diseñado para él. Forzar un microprocesador a un zócalo no diseñado para el mismo, hará que los importantes pines del microprocesador se doblen o se rompan.

Algunos ejemplos

Circuito integrado auxiliar

Esquema de un moderno Chipset para PC

Se denomina Chipset (conjunto de circuitos integrados, traducido del ingles) a un conjunto de microchips diseñados para actuar en conjunto, y usualmente comercializados como una unidad. Se designa circuito integrado auxiliar al circuito integrado que es periférico a un sistema pero necesario para el funcionamiento del mismo. La mayoría de los sistemas necesitan más de un circuito integrado auxiliar.

Historia

Cuando a finales de los 70 comienzan a utilizarse microchips para fabricar ordenadores, casi todas la tareas recaían en la CPU. Sus fabricantes normalmente comercializaban una serie de chips auxiliares específicos de cada CPU que se encargaban de tareas como las comunicaciones serial o paralela o el control de periféricos, pero casi siempre requerían de la supervisión de la CPU. La aparición de los chips de sonido y gráficos se puede considerar como los primeros chips auxiliares en los que la CPU podía delegar tareas mientras se dedicada a otras cosas.

Mientras que otras plataformas usan muy variadas combinaciones de chips de propósito general, los empleados en el Commodore 64 y la Familia Atari de 8 bits, incluso sus CPUs, suelen ser diseños especializados para la plataforma, que no se encuentran en otros equipos electrónicos, por lo que se comienzan a llamar chipsets.

Este término se generaliza en la siguiente generación de ordenadores domésticos : el Commodore Amiga y el Atari ST son los equipos más potentes de los años 90, y ambos tienen multitud de chips auxiliares que se encargan del manejo de la memoria, el sonido, los gráficos o el control de unidades de almacenamiento masivo dejando a la CPU libre para otras tareas. En el Amiga sobre todo se diferencian las generaciones por el chipset utilizado en cada una.

Tanto los chips de los Atari de 8 bits como los del Amiga tienen como diseñador a Jay Miner, por lo que algunos lo consideran el precursor de la moderna arquitectura utilizada en la actualidad.

Apple Computer comienza a utilizar chips diseñados por la compañía o comisionados expresamente a otras en su gama Apple Macintosh, pero pese a que irá integrando chips procedentes del campo PC, nunca se usa el término chipset para referirse al juego de chips empleado en cada nueva versión de los Mac, hasta la llegada de los equipos G4.

Mientras tanto el IBM PC ha optado por usar chips de propósito general (IBM nunca pretendió obtener el éxito que tuvo) y sólo el subsistema gráfico tiene una ligera independencia de la CPU. Hasta la aparición de los IBM Personal System/2 no se producen cambios significativos, y el término chipset se reserva para los conjuntos de chips de una placa de ampliación (o integrada en placa madre, pero con el mismo bus de comunicaciones) dedicada a un único propósito como el sonido o el subsistema SCSI. Pero la necesidad de ahorrar espacio en la placa y abaratar costes trae primero la integración de todos los chips de control de periféricos (las llamadas placas multi-IO pasan de tener hasta 5 chips a integrar más funciones en uno sólo) y con la llegada del bus PCI y las especificaciones ATX de los primeros chipsets tal y como los conocemos ahora.

El Chipset en la actualidad

Los chipsets de las placas madre actuales para arquitectura x86 (de 32 y 64 bits) suelen constar de 2 circuitos auxiliares al procesador principal:

Se suele comparar al Chipset con la médula espinal: una persona puede tener un buen cerebro, pero si la médula falla, todo lo de abajo no sirve para nada.

En la actualidad los principales fabricantes de chipsets son AMD, ATI (comprada en 2006 por AMD), Intel, NVIDIA, Silicon Integrated Systems y VIA Technologies

Slot de expansión

Slot de expansión de 44 pines (objetos azules) y placa de circuitos. El slot mide 3.5" (9 cm) con 22 contactos en cada lado.

Un slot (también llamado slot de expansión o ranura de expansión) es un puerto (puerto de expansión) que permite conectar a la placa base una tarjeta adaptadora adicional la cual suele realizar funciones de control de periféricos tales como monitores, impresoras, unidades de disco, etc. En las tarjetas madre LPX los slots de expansión no se encuentran sobre la placa sino en un conector especial denominado RISER CARD.

Ranura, en español. Se trata de cada uno de los alojamientos que tiene la placa madre en los que se insertan las tarjetas de expansión. Todas estas ranuras están conectadas entre sí y un ordenador personal tiene generalmente ocho, aunque puede llegar a doce

Tipos De Slots Informáticos

XT

Es uno de los slots mas antiguos trabaja con una velocidad muy inferior a los slots modernos (8 bits) y a una frecuencia de 4.77 [MHz]

AGP

Artículo principal: Accelerated Graphics Port

Al puerto AGP se conecta la tarjeta de video y se usa únicamente para tarjetas aceleradoras 3D en ordenadores muy potentes y accesibles; está siendo reemplazado por el slot PCI Express que es más potente. AGP quiere decir Advanced Graphics Port (Puerto de gráficos avanzados).Hay cuatro tipos, AGP (si no se especifica nada más es 1x), AGP 2x, AGP 4x y AGP 8x.

ISA

Artículo principal: Bus ISA

Tres slots de arquitectura EISA.

El slot ISA fue reemplazado desde el año 2000 por el slot PCI. Los componentes diseñados para el slot ISA eran muy grandes y fueron de los primeros slots en usarse en los ordenadores personales. Hoy en día no se fabrican slots EISA. Los puertos ISA son ranuras de expansión actualmente en desuso, se incluyeron estos puertos hasta los primeros modelos del Pentium III. NOTA: El slot ISA ( Industry Standard Arquitecture) es un tipo de slot o ranura de expansión de 16 Bits capaz de ofrecer hasta 16 MB/s a 8 MHz

VESA

Artículo principal: Bus VESA

En 1992 el comité VESA de la empresa NEC crea este slot para dar soporte a las nuevas placas de video. Es fácilmente identificable en el mother debido a que consiste de un ISA con una extensión color marrón, trabaja a 32 bits y con una frecuencia que varia desde 33 [MHz] a 40 [MHz]. Tiene 22,3[cm] de largo (ISA+EXTENSION) 1,4[cm] de alto, 0,9[cm] de ancho (ISA) Y 0,8[cm] de ancho (EXTENSION).

PCI

Artículo principal: Peripheral Component Interconnect

Un Peripheral Component Interconnect (PCI, "Interconexión de Componentes Periféricos") consiste en un bus de ordenador estándar para conectar dispositivos periféricos directamente a su placa base. Estos dispositivos pueden ser circuitos integrados ajustados en ésta (los llamados "dispositivos planares" en la especificación PCI) o tarjetas de expansión que se ajustan en conectores. Es común en PCs, donde ha desplazado al ISA como bus estándar, pero también se emplea en otro tipo de ordenadores.

A diferencia de los buses ISA, el bus PCI permite configuración dinámica de un dispositivo periférico. En el tiempo de arranque del sistema, las tarjetas PCI y el BIOS interactúan y negocian los recursos solicitados por la tarjeta PCI. Esto permite asignación de IRQs y direcciones del puerto por medio de un proceso dinámico diferente del bus ISA, donde las IRQs tienen que ser configuradas manualmente usando jumpers externos. Aparte de esto, el bus PCI proporciona una descripción detallada de todos los dispositivos PCI conectados a través del espacio de configuración PCI.

La especificación PCI cubre el tamaño físico del bus, características eléctricas, cronómetro del bus y sus protocolos. El grupo de interés especial de PCI (PCI Special Interest Group)

Variantes convencionales de PCI

  • Cardbus es un formato PCMCIA de 32 bits, 33 MHz PCI
  • Compact PCI, utiliza módulos de tamaño Eurocard conectado en una placa hija PCI.

Tarjeta de expansión PCI-X Gigabit Ethernet Tarjeta de expansión PCI-X Gigabit Ethernet

  • PCI 2.2 funciona a 66 MHz (requiere 3.3 voltios en las señales) (índice de transferencia máximo de 503 MiB/s (533MB/s)
  • PCI 2.3 permite el uso de 3.3 voltios y señalizador universal, pero no soporta los 5 voltios en las tarjetas.
  • PCI 3.0 es el estándar final oficial del bus, con el soporte de 5 voltios completamente removido
  • PCI-X cambia el protocolo levemente y aumenta la transferencia de datos a 133 MHz (índice de transferencia máximo de 1014 MiB/s)
  • PCI-X 2.0 especifica un ratio de 266 MHz (índice de transferencia máximo de 2035 MiB/s) y también de 533 MHz, expande el espacio de configuración a 4096 bytes, añade una variante de bus de 16 bits y utiliza señales de 1.5 voltios
  • Mini PCI es un nuevo formato de PCI 2.2 para utilizarlo internamente en los portátiles
  • PC/104-Plus es un bus industrial que utiliza las señales PCI con diferentes conectores.
  • Advanced Telecommunications Computing Architecture (ATCA o AdvancedTCA) es la siguiente generación de buses para la industria de las telecomunicaciones.

Dimensiones de las tarjetas

Una tarjeta PCI de tamaño completo tiene un alto de 107 mm (4.2 pulgadas) y un largo de 312 mm (12.283 pulgadas). La altura incluye el conector de borde de tarjeta.

Además de estas dimensiones el tamaño del backplate está también estandarizado. El backplate es la pieza de metal situada en el borde que se utiliza para fijarla al chasis y contiene los conectores externos. La tarjeta puede ser de un tamaño menor, pero el backplate debe ser de tamaño completo y localizado propiamente. Respecto del anterior bus ISA, está situado en el lado opuesto de la placa para evitar errores.

Las tarjeta de media altura son hoy comunes en equipos compactos con chasis Small Form Factor, pero el fabricante suele proporcionar dos backplates, con el de altura completa fijado en la tarjeta y el de media altura disponible para una fácil sustitución

AMR

Artículo principal: Ranura AMR

AMR del inglés Audio Modem Riser.

Ranura de expansión en la placa madre para dispositivos de audio, como tarjetas de sonido o módems. Lanzada en 1998, cuenta con 16 pines y es parte del estándar de audio AC97, aún vigente en nuestros días.

En un principio se diseñó como ranura de expansión para dispositivos económicos de audio o comunicaciones, ya que estos harían uso de los recursos de la máquina, como el microprocesador y la memoria RAM. Esto tuvo poco éxito porque fue lanzado en un momento en que la potencia de las máquinas no era la adecuada para soportar esta carga y el escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows.

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y en AMD a partir del zócalo A (socket A).

CNR

Artículo principal: Ranura CNR

CNR del inglés Communication and Network Riser.

Se trata de una ranura de expansión en la placa madre para dispositivos de comunicaciones como módems, tarjetas Lan o USB. Fue introducido en Febrero del 2000 por Intel en sus placas para procesadores Pentium y se trataba de un diseño propietario por lo que no se extendió más allá de las placas que incluían los chipsets de Intel.

Adolecía de los mismos problemas de recursos de los dispositivos diseñados para ranura AMR. Actualmente no se incluye en las placas.

PCI-Express

Artículo principal: PCI-Express

PCI-Express (anteriormente conocido por las siglas 3GIO, 3rd Generation I/O) es un nuevo desarrollo del bus PCI que usa los conceptos de programación y los estándares de comunicación existentes, pero se basa en un sistema de comunicación serie mucho más rápido. Este sistema es apoyado principalmente por Intel, que empezó a desarrollar el estándar con nombre de proyecto Arapahoe después de retirarse del sistema Infiniband.

PCI-Express no tiene que ver nada con PCI-X, son totalmente diferentes. PCI-X es una evolución de PCI, en la que se consigue aumentar el ancho de banda mediante el incremento de la frecuencia, llegando a ser 32 veces más rápido que el PCI 2.1. Su velocidad es mayor que PCI-Express, pero presenta el inconveniente de que al instalar más de un dispositivo la frecuencia base se reduce y pierde velocidad de transmisión.

PCI-Express está pensado para ser usado sólo como bus local. Debido a que se basa en el bus PCI, las tarjetas actuales pueden ser reconvertidas a PCI-Express cambiando solamente la capa física. La velocidad superior del PCI-Express permitirá reemplazar casi todos los demás buses, AGP y PCI incluidos. La idea de Intel es tener un solo controlador PCI-Express comunicándose con todos los dispositivos, en vez de con el actual sistema de puente norte y puente sur.

PCI-Express no es todavía suficientemente rápido para ser usado como bus de memoria. Esto es una desventaja que no tiene el sistema similar HyperTransport, que también puede tener este uso. Además no ofrece la flexibilidad del sistema InfiniBand, que tiene rendimiento similar, y además puede ser usado como bus interno externo.

PCI-Express en 2006 es percibido como un estándar de las placas base para PC, especialmente en tarjetas gráficas. Fabricantes como ATI Technologies y Nvidia entre cuentan ya en su catálogo con tarjetas graficas en PCI-Express.

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