viernes, 30 de octubre de 2015

El BUS

El BUS



El Bus (o canal) es un sistema digital que transfiere datos entre los componentes de una computadoras o entre varias computadoras. Está formado por cables o pistas en un circuito impreso, dispositivos como resistores y condensadores además de circuitos integrados.

Tipos de Bus:

Bus de datos: son las líneas de comunicación por donde circulan los datos externos e internos del microprocesador.



Bus de dirección: línea de comunicación por donde viaja la información específica sobre la localización de la dirección de memoria del dato o dispositivo al que se hace referencia.

Bus de control: línea de comunicación por donde se controla el intercambio de información con un módulo de la unidad central y los periféricos.


Bus de expansión: conjunto de líneas de comunicación encargado de llevar el bus de datos, el bus de dirección y el de control a la tarjeta de interfaz (entrada, salida) que se agrega a la tarjeta principal.



Bus del sistema: todos los componentes de la CPU se vinculan a través del bus de sistema, mediante distintos tipos de datos el microprocesador y la memoria principal, que también involucra a la memoria caché de nivel 2. La velocidad de transferencia del bus de sistema está determinada por la frecuencia del bus y el ancho del mínimo.
Intergrantes:

  • Coronel Cristian 
  • Acevedo Gonzalo 
  • Canteros Juan

                       

Ranuras de expansión - Alimentación del Mother - Conectores de entrada y salida

Ranuras de expansión


Las Ranuras de expansión son compartimientos en los que se insertan tarjetas de expansión. Estas son tarjetas que ofrecen nuevas capacidades o mejoras en el rendimiento del ordenador. Existen tipos de ranuras:
  • Ranuras ISA (Arquitectura estándar industrial): Permiten insertar ranuras ISA. Las más lentas de 16 bits.
  • Ranuras VLB (Bus local Vesa): este bus se utilizaba para instalar tarjetas graficas.
  • Ranuras PCI (Interconexión de componentes periféricos): se utilizan para conectar tarjetas graficas PCI, que son mucho más rápidas que las tarjetas ISA y se ejecutan a 32 bits.
  • Ranura AGP (Puerto grafico acelerado): es un puerto rápido para tarjetas graficas.
  • Ranuras PCI Express (Interconexión de componentes periféricos rápidos): es una arquitectura de bus más rápida que los buses AGP y PCI.
  • Ranuras AMR (Elevador de audio/modem): este tipo de ranuras se utiliza para conectar tarjetas miniaturas construidas para la PC
Ranura ISA:

Ranura AGP:

Ranuras PCI Express:



Alimentación del Mother

Conectores básicos y auxiliares:

ATX2: Es un conector de 24 pines estándar por excelencia, presente en la mayoría de motherboars del mercado. Recibe todas las tensiones de la fuente de alimentación.

CONECTOR DE 12 V: Fue agregado a las palcas madres debido a la elevada demanda de energía por parte de los nuevos procesadores, sobre todo, los de doble núcleo.

AUXILIAR 5 Y 12 V: Este conector auxiliar se encuentra en motherboards nuevos y se utilizan para reforzar la alimentación de las placas de video.

AUXILIAR PCI EXPRESS: Se trata de un conector de ocho pines que arroja líneas de 12 V para reforzar la alimentación del motherboard.


Los Conectores de entrada y salida



La placa madre contiene un cierto número de conectores de entrada/salida reagrupados en el panel trasero.

La mayoría de las placas madre tienen los siguientes conectores:

  • Un puerto serial: que permite conectar periféricos antiguos.
  • Un puerto paralelo: para conectar impresoras antiguas.
  • Puerto USB (1.1 de baja velocidad o de 2.0 de alta velocidad) que permite conectar periféricos más recientes.
  • Conector RJ45 (denominado LAN o puerto Ethernet) que permite conectar el monitor. Este conector interactúa con la tarjeta grafica integrada.
  • Conector VGA  (denominado SUB-D15) que permite conectar el monitor. Este conector interactúa con la tarjeta grafica integrada.
  • Conectores de audio (línea de entrada, línea de salida y micrófono. Este conector interactúa con la tarjeta de sonido integrada.

Socket del procesador - Conectores de la RAM

Socket del procesador


El procesador (también denominado microprocesador) no es más que el cerebro de la computadora. Ejecuta programas a partir de un conjunto de instrucciones. El procesador se caracteriza por su frecuencia, es decir la velocidad con la cual ejecuta las distintas instrucciones. Esto significa que un procesador de 800 MHz puede realizar 800 millones de operaciones por segundo.

La placa madre posee una ranura (a veces tiene varias en las placas madre de multiprocesadores) en la cual se inserta el procesador y se denomina socket del procesador o ranura.

·         Ranura: Se trata de un conector rectangular en la que se inserta un procesador de manera vertical.
·         Socket: Además de resultar un término general, también se refiere mas específicamente a una conector cuadrado con muchos conectores pequeños en los que se inserta directamente el procesador.
Dentro de estos dos grandes grupos, se utilizan diferentes versiones, según el tipo de procesador. Mas allá del tipo de socket o ranura que se utilice, es esencial que le procesador se inserte con suavidad para ni se doble ninguna clavija (pin) (existen cientos de ellas). Para insertarlos con mayor facilidad, se ha creado un concepto ZIF (Fuerza de inserción nula). Los sockets ZIF poseen una pequeña palanca que, cuando se levanta, permite insertar el procesador sin aplicar presión. Al bajarse, esta mantiene el procesador en su lugar.

Por lo general, el procesador posee algún tipo de dispositivo infalible con la forma de una esquina con muescas o marcas coloridas, que deben ser alineadas con las marcas respectivas del socket.


Dado que el procesador emite calor, se hace necesario disiparlo a fin de evitar que los circuitos se derritan. Esta es la razón por la que generalmente se monta sobre él un disipador térmico (También llamado ventilador o radiador), hecho de un metal conductor de calor (cobre o aluminio) a fin de ampliar la superficie de transferencia de temperatura y aletas para aumentar la superficie de calor. Por lo general, el enfriador está acompañado de un ventilador para mejorar la circulación de aire y la transferencia de calor. La unidad también incluye un ventilador que expulsa el aire caliente del la carcasa, dejando entrar el aire fresco del exterior.  


Conectores de la RAM

La RAM (Memoria de acceso aleatorio) se utilizan para almacenar datos mientras se ejecuta el ordenador; sin embargo, los contenidos se eliminan al apagarse o reiniciarse el ordenador, a diferencia de los dispositivos de almacenamiento masivo como los discos duros, que mantienen la información de manera segura, incluso cuando el ordenador se encuentra apagado. Esta es la razón por la que la memoria RAM se conoce como “volátil”.

La memoria RAM se presenta en forma de módulos que se conectan en los conectores de la placa madre.



El BIOS

El BIOS


Su sigla significa Basic Input/Output System (o, en español, sistema básico de entrada/salida) y no es más que un software, o en realidad, un firmware, es decir un software alojado en un chip. Es el programa de inicio a bajo nivel que todo motherboard posee.

Es el encargado de gestionar el proceso inicial de arranque enviándole órdenes al hardware, además de realizar comprobaciones de verificación para asegurarse de que los dispositivos están en condiciones de funcionar, y luego ejecutar la orden llamada bootstrap que lleva a cabo la búsqueda y carga del sistema operativo.

Todos los motherboards poseen su BIOS específico, ya que es él quien abre o cierra los switches correspondientes para configurar diversas opciones del chipset, como la memoria o la velocidad de clock y de los dispositivos integrados.

Al tratarse de un software, no puede modificar por sí mismo la configuración del hardware. 

Así es que está conectado a diversos dispositivos diseñados exclusivamente para modificar esas llaves y permitir una configuración dinámica de parámetros como el generador de clock y el regulador de tensión del procesador, la memoria, los puertos PCI Express y otros componentes.

En algunos casos, las placas madre sí poseen flexibilidad a nivel hardware, pero el BIOS no dispone de esas opciones de configuración.
Por eso, existen muchos diseñadores de BIOS alternativos que han estudiado, con sumo detalle, el funcionamiento de estos switches activados por software, y creado sus propias versiones con estas opciones.

El chip del BIOS usa, por lo general, una tensión de 5 volts, que se amplía a 12 volts cuando se realiza una actualización. Para prevenir inconvenientes (como ataques de virus o corrupciones de información), algunos fabricantes permiten bloquear la tensión a 5 volts mediante un jumper o, directamente, desde el Setup del BIOS.


El tipo de memoria utilizada por estos chips fue, en un principio, EPROM (ROM programable electrónicamente), o también una variante de esta llamada UV-EPROM, que puede borrar su contenido utilizando luz ultravioleta aplicada en la parte superior del chip, que es transparente.

Para el usuario común, actualizar el BIOS en estos casos era obviamente imposible, ya que se necesitaban equipos especiales.

Luego aparecieron las memorias EEPROM en la época de los primeros motherboards para 
Pentium, que se podían programar desde el mismo motherboard con la ayuda de un programa, cosa mucho más factible y beneficiosa para el usuario.

En la actualidad, los motherboards incluyen BIOS del tipo Flash, una variante de las EEPROM, con la diferencia que se pueden grabar los datos en bloques.

El POST

Su sigla significa Power On Self Test, que traducido al español sería autocomprobación de arranque.

Se trata del análisis que los motherboards efectúan a los componentes críticos conectados a él, como la memoria RAM, el microprocesador o el teclado, para cerciorarse de que todo funcione de manera correcta y pueda arrancar sin inconvenientes.

En caso de existir alguna falla, esta se anunciará por pantalla, en la misma fase inicial POST (la primera que aparece al arrancar la computadora).

Veremos a continuaciónl los principales componentes y el orden en que el POST los comprueba. 

Aunque los dispositivos y el orden varía con cada fabricante de BIOS, citaremos los más importantes: procesador, controladora DMA, teclado, los primeros 64 KB de RAM, controlador de interrupciones programable, controlador de memoria caché, interfaz de video, reloj de tiempo real, memoria RAM superior a los primeros 64 KB, puertos serie y paralelo, discos, unidades ópticas y unidades floppy. En el caso de que una falla grave sea detectada en los componentes críticos como procesador, memoria, caché o interfaz de video, se emitirá un código sonoro en forma de beeps.

En cambio, si existe algún problema en el resto de los dispositivos, un mensaje con su respectivo código de error aparecerá en pantalla durante el arranque. Uno de esos conocidos avisos es el siguiente: Keyboard error or keyboard not present.


Eso sería todo por parte de la BIOS en la siguientes entradas seguiremos aportando información sobre la placa madre y sus correspondientes partes.

El reloj y la pila CMOS

El Real Time Clock


El Real Time Clock o reloj de tiempo real es un pequeño circuito integrado que recibe alimentación de la batería instalada en el motherboard.

Sin esta, el reloj no puede funcionar. Habitualmente, para la función de RTC se emplea el integrado PCF8563 de Philips o chips DS1307 de la firma Maxim.

A medida que el RTC marca el ritmo del tiempo, su valor se actualiza en la CMOS RAM. 

Cuando la batería está por agotarse, este proceso se desfasa, y por eso la hora y a veces la fecha también, atrasan. Síntoma de que es necesario reemplazar la batería CR-2032.




La CMOS RAM
La CMOS RAM es una pequeña memoria RAM destinada a guardar la configuración que ha sido establecida por el usuario en el Setup del BIOS.

Allí se guarda la secuencia de arranque escogida, el tipo y la cantidad de discos duros instalados, configuración de puertos de comunicación y casi un centenar más de opciones.

Como se trata de una memoria RAM volátil, es decir, que pierde su contenido si no se le provee energía. Por esa razón, se alimenta de una batería, por lo general una CR-2032, instalada en el motherboard para conservar la configuración del Setup en los momentos en que esté apagada la PC.

Componentes Integrados

Componentes Integrados
La placa madre contiene un cierto número de componentes integrados, lo que significa que estos de hallan integrados a su circuito impreso.
v  El chipset
v  El reloj y la pila CMOS
v  El BIOS
v  El bus del sistema y el bus de expansión
De esta manera, las placas madres más recientes incluyen, por lo general, numerosos dispositivos multimedia y de red integrada que pueden ser desactivados si es necesario:
·         Tarjeta de red integrada
·         Tarjeta grafica integrada
·         Tarjeta de sonido integrada

·         Controladores de discos duros actualizados

El chipset

El chipset del motherboard (o circuito auxiliar integrado) define la estabilidad, rendimiento, calidad en el funcionamiento y capacidad de overclocking, no solamente de la placa base, sino del equipo completo.

El chipset es el componente más importante del motherboard: especifica las prestaciones, como por ejemplo qué procesadores soportará la placa base, a qué frecuencia operarán sus buses, con qué tipo de memoria RAM será compatible, y qué interfaces de disco, video y demás puertos serán soportados.

El significado de su nombre proviene de conjunto de chips, ya que originalmente el chipset estaba formado por decenas de pequeños circuitos integrados; al menos era así en los motherboards para procesadores Intel 80286 y 80386.

Está formado por dos componentes principales: el Northbridge (puente norte) y el Southbridge (puente sur), cuyos nombres provienen de su correspondiente ubicación en el PCB del motherboard si miramos este verticalmente (el northbridge estará arriba, junto al procesador; mientras que el southbridge quedará ubicado abajo, cerca de los zócalos de expansión).

El northbridge se encarga de gestionar las operaciones entre el procesador y los dispositivos de alta velocidad, como la memoria RAM, la interfaz de video y el bus PCI Express x16.
Mientras que el southbrigde se encarga de controlar las conexiones con los dispositivos de menor velocidad, como los buses PCI Express x1 y PCI, la controladora de discos, el controlador USB, el audio integrado, etc.

Northbridge


El northbridge (o puente norte) es la parte principal que conforma el chipset, y fue concebido como concepto junto con la especificación ATX.

El northbridge se encarga de controlar el tráfico entre el procesador a través del bus QPI o del Front Side Bus; la memoria RAM por medio del bus de memoria, la interfaz de video por medio del bus PCI Express.

Todas las tareas que lleva a cabo el northbridge implican una gran cantidad de cálculos.

A causa de esto, el integrado suele generar altas temperaturas, y, por este motivo, la mayoría de los fabricantes opta por colocar encima del puente norte un disipador de calor, un cooler o heat pipes (como se está viendo en los modelos de motherboards más avanzados y recientes).

Southbridge



El objetivo de este integrado es el de controlar gran número de dispositivos, como la controladora del bus PCI, los puertos USB y Firewire, y las controladoras para unidades Serial-ATA y Parallel-ATA, entre otras funciones.

El southbridge es también el encargado de alojar una pequeña memoria conocida como CMOS RAM, la cual almacena la configuración que se establece mediante el Setup del BIOS: cantidad y tipos de discos duros conectados, además de parámetros que afectan al procesador, la memoria RAM y el bus PCI-Express, entre otros. 

Un componente relacionado a la memoria CMOS RAM es el RTC (Real Time Clock) o reloj de tiempo real, y también suele estar integrado en el southbridge.

Se trata de un simple contador digital de fecha y hora que impacta constantemente su valor actual en la memoria CMOS RAM.
¿Qué es la Motherboard?

El motherboard es una placa del tipo PCB multicapa, con una gran cantidad de microcomponentes y diminutos chips soldados a ella. Determinados grupos de esos componentes soldados conforman las distintas partes esenciales de la placa; algunos resultan más visibles y fáciles de identificar, mientras que otros no son tangibles en forma directa, y permanecen casi invisibles a nuestra mirada.
Es el componente clave para que nuestra computadora tenga óptima velocidad de respuesta y buen rendimiento en general. Al ser el dispositivo que se encarga de interconectar a todos los demás (procesador, memoria RAM, interfaz gráfica, discos duros, dispositivos externos, etc.).

Funciones de la Motherboard

1.    Interconectar todos los dispositivos internos, tales como el disco duro, unidades ópticas, disqueteras, etc.

2.  Por medio de puertos, permitir la entrada y la salida de la información con distintos dispositivos internos.


3.  Permitir la extensión de las capacidades de la computadora por medio de ranuras especiales para tarjetas de expansión.


4.    Albergar el cerebro del computador: él microprocesador, en un conector especial (socket).

Características
Existen muchas formas de describir una placa madre, en especial las siguientes:
v  El factor de forma
v  El chipset
v  El tipo de socket para procesador utilizado
v  Los conectores de Entrada y Salida

Factor de forma de la placa madre
El término Factor de forma normalmente se utiliza para hacer referencia a la geometría, las dimensiones, la disposición y los requisitos eléctricos de la placa madre. Para fabricar placas madres que se puedan utilizar en diferentes carcasas o gabinetes de diferentes marcas, se han desarrollado algunos estándares.
·         AT miniatura/AT tamaño completo es un formato que utilizaban los primeros ordenadores con procesadores 386 y 486. Este formato fue reemplazado por el formato ATX, cuya forma favorecía una mejor circulación del aires y facilitaba a la el acceso a los componentes.
·         ATX: El formato es una actualización del AT miniatura. Estaba diseñado para mejorar la facilidad del uso. La unidad de la placas madres ATX está diseñada para facilitar la conexión de periféricos (por ejemplo, los conectores IDE están ubicados cerda de los discos). De esta manera los componentes de la placa madre están puestos en paralelos. Esta disposición garantiza una mejor refrigeración.
·         ATX estándar: Tradicionalmente, el formato del estándar ATX es de 305 x 244mm. Incluye un conector AGP y 6 conectores PCI.
·         Micro-ATX: El formato micro ATX es una actualización de ATX, que posee las mismas ventajas en un formato más pequeño (244 x 244mm), a un menor costo. Incluye un conector AGP y 3 conectores PCI.
·          Flex-ATX: Es una expansión del microATX, que ofrece a su vez una mayor flexibilidad para los fabricantes a la hora de diseñar sus ordenadores. Incluye un conector AGP y 2 conectores PCI.
·         Mini-ATX: Surge como alternativa compacta al formato microATX (284 X 208mm) e incluye a su vez, un conector AGP y 4 conectores PCI en lugar de los 3 del microATX. Fue diseñado principalmente para mini-PC
·         BTX: El formato BTX (Tecnología Balanceada Extendida),es un formato diseñado para mejorar tanto la disposición de los componentes como la circulación de aire y la disipación del calor. Lo distintos conectores (ranuras de memoria, ranuras de expansión) se hallan distribuido en paralelo, en el sentido de la circulación del aires. De esta manera el microprocesador está ubicado al final de la carcaza, cerca de la entrada de aireación, donde el aire resulta más fresco. El cable de alimentación del BTX es el mismo que el de la fuente de alimentación del ATX. El estándar BTX define tres formatos:
·          BTX estándar, con dimensiones estándar de 325 x 267mm;
·         Micro-BTX, con dimensiones reducidas (264 x 267mm);
·         Pico-BT, con dimensiones extremadamente reducidas (203 x 267mm).

·         ITX: Es un formato muy compacto diseñado para configuraciones en miniatura como son las mini PC. Existen dos tipos de formatos ITX principales:

·         Mini-ITX, con dimensiones pequeñas (170 x 170mm) y una ranura PCI;

·         Nano-ITX, con dimensiones muy pequeñas (120 x 120mm) y una ranura mini PCI.

Por esta razón, la elección de la placa madre y su factor de forma dependen de la elección del gabinete.