ELEMENTOS DE LA TARJETA MADRE

TARJETA MADRE

La placa base, también conocida como placa madre o tarjeta madre es una placa de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen la computadora u ordenador. Es una parte fundamental a la hora de armar un pc de escritorio u portátil. Tiene instalados una serie de circuitos integrados, entre los que se encuentra el chipset, que sirve como centro de conexión entre el microprocesador, la memoria de acceso aleatorio (RAM), las ranuras de expansión y otros dispositivos.

Va instalada dentro de una caja o gabinete que por lo general está hecha de chapa y tiene un panel para conectar dispositivos externos y muchos conectores internos y zócalos para instalar componentes dentro de la caja.

La placa base, además, incluye un firmware llamado BIOS, que le permite realizar las funcionalidades básicas, como pruebas de los dispositivos, vídeo y manejo del teclado, reconocimiento de dispositivos y carga del sistema operativo.

ZOCALO

El zócalo (socket en inglés) es un sistema electromecánico de soporte y conexión eléctrica, instalado en la placa base, que se usa para fijar y conectar un microprocesador. Se utiliza en equipos de arquitectura abierta, donde se busca que haya variedad de componentes permitiendo el cambio de la tarjeta o el integrado. En los equipos de arquitectura propietaria, los integrados se sueldan sobre la placa base, como sucede en las videoconsolas.

Existen variantes desde 40 conexiones para integrados pequeños, hasta más de 1300 para microprocesadores, los mecanismos de retención del integrado y de conexión dependen de cada tipo de zócalo, aunque en la actualidad predomina el uso de zócalo ZIF (pines) o LGA (contactos).

 BIOS  ¿Cuál es su función en una Computadora o PC? 4

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La BIOS es el sistema básico de entrada/salida (Basic Input-Output System) y ya viene incorporado a la placa base a través de la memoria flash. Es básicamente la encargada del manejo y configuración de la placa base y sus componentes.

El funcionamiento de la BIOS es muy simple, este se ejecuta cada vez que se reinicia la computadora, el procesador encuentra la instrucción en el vector de reset y ejecuta la primera línea de código del BIOS que es de salto incondicional y remite a una dirección más baja en la BIOS.

Entrada de la Bios

La BIOS ejecuta procedimientos diferentes y esto dependerá de cada fabricante, pero en general lo que hace es cargar una copia del firmware hacia la memoria RAM ya que esta última es mucho más rápida y realiza la detección y configuración de dispositivos que puede contener un sistema operativo mientras realiza una búsqueda del mismo.

La BIOS puede ser accedida mediante la RAM-CMOS del sistema, allí el usuario puede realizar cambios en las configuraciones del sistema, por ejemplo: ajustar la fecha y hora en tiempo real y tener más detalle de algunos componentes como ventiladores, buses y controladores.

Los sistemas operativos están escritos en 32 y 64 bits por lo que se vuelven incompatibles con los controladores de hardware de la BIOS que están en 16 bits y que se cargan durante el arranque, por lo tanto, lo sistemas operativos se encargan de reemplazarlos por sus propias versiones.

Normalmente los fabricantes de motherboard durante su proceso de renovación de lotes detectan algunos problemas insignificantes pero que deben ser corregidos y esto lo hacen a través de la publicación de revisiones del BIOS o actualizaciones que se encargan de mejorar los controladores o de solucionar cualquier otro tipo de problema detectado.

¿Que funcion tiene la pila del computador?

La pila es una pequeña batería de 3v (a veces 5v) la cual va en la placa madre del PC, la función de la pila tipo botón es entregarle energía continua a la placa madre para que almacene la información de los BIOS y ser guardada en la memoria RAM CMOS, cuando la pila se saca la BIOS se resetean, existen varias pilas virtuales en cuestiones de memoria las utiliza el sistema operativo.-La Pila o Stack de la computadora es propiamente la memoria de la que dispone. Es una estructura de datos de LIFO (Last In, First Out).
-Para fines prácticos se podría ver propiamente como un arreglo donde se va introduciendo los datos y de ahí alimenta a los programas que corres en tumaquina.-Por ejemplo, si has trabajado con Windows 98 era muy común el FATAL ERROR de VOLCADO DE PILA. Y no es que la pila de tu PC se estuviese terminando, si no que la memoria había llegado a su limite físico y no podía almacenar mas.

Tarjeta de video

La tarjeta de video es la placa que controla el video de una PC. Se inserta dentro del gabinete y se conecta al monitor. A mayor calidad de la tarjeta de video (mejor marca, más memoria RAM), mejores prestaciones, mayor cantidad de colores disponibles y mayores resoluciones por alcanzar. Por lo regular ya viene integrada en el ordenador pero, en dado caso que se requiera una mejor tarjeta de video (para juegos regularmente) se pueden integrar más mejores y nuevas conforme más presupuesto se cuente.

Actualmente existe una gran demanda de tarjetas de video debido a las gráficas tan impresionantes que se realizan para los videojuegos, las tarjetas de video de mayor demanda son las Nvidia y las ATI.

Ranura de expansión

LISA 8 (XT)

ISA de 8 bits es una de las ranuras más antiguas y trabaja con una velocidad muy inferior a las ranuras modernas y a una frecuencia de 4,77 megahercios, funcionaba con los primeros procesadores de Intel 8086 y 8088, posteriormente el 8086 amplió su bus de datos a 16 bits y esta ranura fue insuficiente.

ISA 16 (AT)

Tres ranuras ISA.

La ranura Industry Standard Architecture (ISA) es una ranura de expansión de 16 bits capaz de ofrecer hasta 16 MB/s a 8 megahercios. Los componentes diseñados para la ranura AT eran muy grandes y fueron de las primeras ranuras en usarse en las computadoras personales. Hoy en día es una tecnología en desuso y ya no se fabrican placas madre con ranuras ISA. Estas ranuras se incluyeron hasta los primeros modelos del microprocesador Pentium III. Fue reemplazada en el año 2000 por la ranura PCI..

EISA

El Extended Industry Standard Architecture (EISA), Arquitectura Estándar Industrial Extendida, es una arquitectura de bus para computadoras compatibles con la IBM PC.

EISA, patrocinado y desarrollado por el llamado "Grupo de los Nueve" (AST, Compaq, Epson, Hewlett-Packard, NEC Corporation, Olivetti, Tandy, Wyse y Zenith Data Systems), montadores y vendedores de computadoras clónicas, fue anunciado a finales de 1988 como respuesta al MCA. Tuvo un uso limitado en computadores personales 386 y 486 hasta mediados de los años 1990, cuando fue reemplazado por los buses locales tales como el VESA y el PCI.

Con respecto al bus ISA AT, las diferencias más apreciables son:

• Direcciones de memoria de 32 bits para CPU, DMA, y dispositivos de bus master.
• Protocolo de transmisión síncrona para transferencias de alta velocidad.
• Traducción automática de ciclos de bus entre maestros y esclavos ISA y EISA.
• Soporte de controladores de periféricos maestros inteligentes.
• 33 MB/s de velocidad de transferencia para buses maestros y dispositivos DMA.
• Interrupciones compartidas.
• Configuración automática del sistema y las tarjetas de expansión (el conocido P&P).

Las ranuras EISA tuvieron una vida bastante breve, ya que pronto fueron sustituidos por los nuevos estándares VESA y PCI.¹

VESTA

En 1992 el comité Video Electronics Standards Association (VESA) de la empresa NEC crea esta ranura para dar soporte a las nuevas placas de video. Es fácilmente identificable en la placa base debido a que consiste de un ISA con una extensión color marrón, trabaja a 4 bits y con una frecuencia que varia desde 33 a 40 megahercios. Tiene 22,3 centímetros de largo (ISA más la extensión) 1,4 de alto, 1,9 de ancho (ISA) y 0,8 de ancho (extensión).

PCI

Peripheral Component Interconnect (PCI) 

A diferencia de los buses ISA, el bus PCI permite la 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 las IRQ(interrupciones) y direcciones del puerto por medio de un proceso dinámico diferente del bus ISA, donde las IRQ tienen que ser configuradas manualmente usando jumpers externos. Las últimas revisiones de ISA y el bus MCA de IBM ya incorporaban tecnologías que automatizaban todo el proceso de configuración de las tarjetas, pero el bus PCI demostró una mayor eficacia en tecnología plug and play. Aparte de esto, el bus PCI proporciona una descripción detallada de todos los dispositivos PCI conectados a través del espacio de configuración PCI.

Variantes convencionales de PCI

Las principales versiones de este bus (y por lo tanto de sus respectivas ranuras) son:

1. PCI 1.0: primera versión del bus PCI. Se trata de un bus de 32 bits a 16 MHz.
2. PCI 2.0: primera versión estandarizada y comercial. Bus de 32 bits a 33 MHz
3. PCI 2.1: bus de 32 bits, a 66 MHz y señal de 3,3 voltios
4. PCI 2.2: bus de 32 bits, a 66 MHz, requiriendo 3,3 voltios. Transferencia de hasta 533 MB/s.
5. PCI 2.3: bus de 32 bits, a 66 MHz. Permite el uso de 3,3 voltios y señalizador universal, pero no soporta señal de 5 voltios en las tarjetas.
6. PCI 3.0: es el estándar definitivo, ya sin soporte para 5 voltios.

AMR

Ranura AMR (izquierda) junto a una ranura PCI (derecha).

La Audio/Modem Riser (AMR) es una ranura de expansión en la placa madre para dispositivos de audio (como tarjetas de sonido) o módemslanzada en 1998 y presente en placas de Intel Pentium III, Intel Pentium IV y AMD Athlon. Fue diseñada por Intel como una interfaz con los diversos chipsets para proporcionar funcionalidad analógica de entrada/salida permitiendo que esos componentes fueran reutilizados en placas posteriores sin tener que pasar por un nuevo proceso de certificación de la Comisión Federal de Comunicaciones (con los costes en tiempo y económicos que conlleva).

Cuenta con 2x23 pines divididos en dos bloques, uno de 11 (el más cercano al borde de la placa madre) y otro de 12, con lo que es físicamente imposible una inserción errónea, y suele aparecer en lugar de una ranura PCI, aunque a diferencia de este no es plug and play y no admite tarjetas aceleradas por hardware (sólo por software).

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 ya que fue lanzado en un momento en que la potencia de las máquinas no era la adecuada para soportar esta carga y el mal o escaso soporte de los controladores para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows.

Tecnológicamente ha sido superado por las tecnologías Advanced Communications Riser (ACR), de VIA y AMD, y Communication and Networking Riser (CNR) de Intel. Pero en general todas las tecnologías en placas hijas (riser card) como ACR, AMR, y CNR, están hoy obsoletas en favor de los componentes embebidos y los dispositivos USB.

CNR

Communication and Networking Riser (CNR) es una ranura de expansión en la placa base para dispositivos de comunicaciones como módems otarjetas de red. Un poco más grande que la ranura audio/módem riser, CNR fue introducida en febrero de 2000 por Intel en sus placas madre 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, que más tarde fue implementada en placas madre con otros chipset.

AGP

Accelerated Graphics Port (AGP), «puerto de gráficos acelerados», es una especificación de bus que proporciona una conexión directa entre el adaptador de gráficos y la memoria. Es un puerto (puesto que sólo se puede conectar un dispositivo, mientras que en el bus se pueden conectar varios) desarrollado por Intel en 1996 como solución a los cuellos de botella que se producían en las tarjetas gráficas que usaban el bus PCI.

El puerto AGP se utiliza exclusivamente para conectar una tarjeta gráfica, y debido a su arquitectura sólo puede haber una ranura. Dicha ranura mide aproximadamente 8 cm y se encuentra a un lado de las ranuras PCI.

A partir de 2006, el uso del puerto AGP ha ido disminuyendo con la aparición de una nueva evolución conocida como PCI-Express, que proporciona mayores prestaciones en cuanto a frecuencia y ancho de banda. Así, los principales fabricantes de tarjetas gráficas, como ATI y nVIDIA, han ido presentando cada vez menos productos para este puerto.

PCIe

Ranura PCI-Express 1x

PCI-Express, PCI-E, PCIE o PCIe (suelen utilizar erróneamente PCIX o PCI-X). Sin embargo, PCI-Express no tiene nada que ver con PCI-X que 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.

Este bus está estructurado como enlaces punto a punto, full-duplex, trabajando en serie. En PCIE 1.1 (el más común en 2007) cada enlace transporta 250 MB/s en cada dirección. PCIE 2.0 duplica esta tasa y PCIE 3.0 la duplica nuevamente.

Cada ranura de expansión lleva 1, 2, 4, 8, 16 ó 32 enlaces de datos entre la placa base y las tarjetas conectadas. El número de enlaces se escribe con una x de prefijo (x1 para un enlace simple y x16 para una tarjeta con dieciséis enlaces). Treinta y dos enlaces de 250 MB/s dan el máximo ancho de banda, 8 GB/s (250 MB/s x 32) en cada dirección para PCIE 1.1. En el uso más común (x16) proporcionan un ancho de banda de 4 GB/s (250 MB/s x 16) en cada dirección. En comparación con otros buses, un enlace simple es aproximadamente el doble de rápido que el PCI normal; una ranura de cuatro enlaces, tiene un ancho de banda comparable a la versión más rápida de PCI-X 1.0, y ocho enlaces tienen un ancho de banda comparable a la versión más rápida de AGP.

Está pensado para ser usado sólo como bus local, aunque existen extensores capaces de conectar múltiples placas base mediante cables de cobre o incluso fibra óptica. 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. Este conector es usado mayormente para conectar tarjetas gráficas.

No es todavía suficientemente rápido para ser usado como bus de memoria. Esto es una desventaja que no tiene el sistema similarHyperTransport, 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.

En 2006 fue percibido como un estándar de las placas base para PC, especialmente en tarjetas gráficas. Marcas como ATI Technologies y nVIDIA, entre otras, tienen tarjetas gráficas en PCI-Express permitiendo una mejor resolución

MEMORIA RAM

La memoria de acceso aleatorio (Random Access Memory, RAM) se utiliza como memoria de trabajo de computadoras para el sistema operativo, los programas y la mayor parte del software. En la RAM se cargan todas las instrucciones que ejecuta la unidad central de procesamiento (procesador) y otras unidades del computador.

Se denominan «de acceso aleatorio» porque se puede leer o escribir en una posición de memoria con un tiempo de espera igual para cualquier posición, no siendo necesario seguir un orden para acceder (acceso secuencial) a la información de la manera más rápida posible.

Durante el encendido de la computadora, la rutina POST verifica que los módulos de RAM estén conectados de manera correcta. En el caso que no existan o no se detecten los módulos, la mayoría de tarjetas madres emiten una serie de sonidos que indican la ausencia de memoria principal. Terminado ese proceso, la memoria BIOS puede realizar un test básico sobre la memoria RAM indicando fallos mayores en la misma.