PONTIFICA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL ECUADORNivel: 3 Paralelo: 1 Fecha: 01-12-2011 Nombre: Santiago Garca Ttulo: Mainboards y Buses de datos

Objetivo: Entender el funcionamiento de la tarjeta principal del computador Obtener informacin sobre los componentes de una PC Completar la informacin recibida en clase

Definicin de tarjeta principal Motherboard significa tarjeta madre y en la prctica se trata de la tarjeta principal de la computadora. Es una serie de placas plsticas fabricadas a base de un material llamado "pertinax", el cul es insensible al calor y muy resistente. En estas placas se encuentran una gran cantidad de lneas elctricas (Buses), que interconectan diferentes tipos de conectores soldados a las mismas. A esta placa se conectan todos los dems dispositivos necesarios para el correcto funcionamiento del equipo (tarjetas de expansin, unidades de disco duro, unidades pticas, suministro elctrico, el microprocesador, etc.).

Figura 1. Tarjeta principal marca PCChips, modelo 825G, con audio, video y red intergrado, para procesador AMD Athlon.

Funciones de la tarjeta principal Interconectar todos los dispositivos internos, tales como discos duros, unidades pticas, disqueteras, etc. Por medio de puertos, permitir la entrada y salida de informacin con distintos dispositivos externos. Permitir la extensin de capacidades de la computadora por medio de ranuras especiales para tarjetas de expansin. Albergar al cerebro de la computadora: el microprocesador, en un conector espacial para el.

Adecuarse con la velocidad del microprocesador por medio de un circuito integrado especial llamado "Chipset" el cul viene soldado tambin a la placa. Opcionalmente integrar ciertos dispositivos de video, audio y red en la placa y evitar el uso de tarjetas de expansin. Distribuir electricidad adecuada a sus distintos elementos montados en ella (chipset, puertos, memorias RAM, etc.). Soportar la insercin memoria RAM y memoria cach en ranuras especiales para ellas. Otros nombres utilizados El nombre correcto es "Mainboard" tarjeta principal, pero se le llama tarjeta madre, "Motherbord", placa madre, placa base. etc. Medidas bsicas de las tarjetas principales Los formatos ms utilizados son los siguientes: Formato ATX ("Advanced Tecnology eXtended"): es el estndar ms utilizado actualmente, mide 24.58 cm. de largo X 30.72 cm. de ancho. Integra ciertos puertos ya integrados en la placa por lo que evita el uso de cables extras y utilizan fuente de alimentacin ATX. Formato "Baby AT ("Baby Advanced Tecnology"):es una placa que busca solucionar el problema del tamao del AT, es de menores dimensiones, 33.28 cm. de largo por 21.76 de ancho. Integra solamente el conector para el teclado (PS/1) y utilizan conector para fuente AT. Formato AT ("Advanced Tecnology"): es de las ms antiguas, es una placa que mide 33.28 cm. de largo X 30.72 de ancho, por lo que es muy grande y dificulta la insercin y manipulacin de elementos internos y utilizan fuente AT de alimentacin. Puede no integrar puertos en la placa. La memoria ROM y el BIOS Memoria ROM ("Read Only Memory"): almacena las caractersticas bsicas del equipo en el que est instalado, as como el software para reconocer algunos otros que no vienen integrados en la tarjeta principal como el teclado, el monitor CRT, la pantalla LCD, disqueteras, la memoria RAM, etc. Esta memoria se encuentra alimentada de manera constante por una batera que se encuentra instalada en la tarjeta principal. BIOS proviene de las siglas ("Basic Input Output System") sistema bsico de entrada y salida: se le llama as al conjunto de rutinas que se realizan desde la memoria ROM al encender la computadora, permite reconocer los perifricos de entrada y salida bsicos con que cuenta la computadora as como inicializar un sistema operativo desde alguna unidad de disco o desde la red.

Figura 2. Memoria ROM M919, con el software AMIBIOS 486PCI-ISA de American Megatrends, ubicada en una tarjeta principal ("Motherboard") marca P&Q, modelo L-9645-8 ML-1 94V-0.

El zcalo para el microprocesador El microprocesador es el dispositivo que se encarga de procesar todos los datos que ingresan y se envan desde el equipo. Cuenta con un conector especial que tambin se le llama "Socket" zcalo, en el se conectar el microprocesador especfico para el tipo de tarjeta, por lo que cuenta con una posicin especfica para ello, y evitar que se coloquen otros tipos de microprocesadores no compatibles. Bsicamente sern microprocesadores de las firmas AMD, Intel Via.

Figura 3. Zcalo 754 para insertar el microprocesador AMD Sempron 754.

Ranuras para memoria RAM y cach Memoria RAM: es una memoria basada en capacitores, por lo que es relativamente lenta. Se encarga de almacenar de manera temporal la informacin que el sistema necesite guardar para su correcto funcionamiento. La ms moderna ranura es DDR3 y soporte de capacidad instalada de hasta 32 Gb.

Figura 4. Memoria RAM, tipo DDR, marca Kingston, modelo KVR266, velocidad de 266,MHz, 128 MB.

TIPO DE RANURA DDR3 DDR2 RIMM (se usan en algunos servidores bsicamente) DDR (Actualmente descontinuado) DIMM (Actualmente descontinuado) SIMM (Actualmente descontinuado) SIP (Actualmente descontinuado) TSOP (Actualmente descontinuado)

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Memoria Cach: es una memoria usada opcionalmente, basada en transistores, por lo que es sumamente veloz. Esta almacena instrucciones y datos usados frecuentemente y evita acceder a la memoria RAM, ya que el microprocesador primero buscar en ella. Algunas tarjetas contaban con ella pero es muy raro utilizarla, ya que este tipo de memoria es cara. Las ranuras de expansin integradas Se utilizan para insertar tarjetas de expansin de capacidades (tarjetas de video, tarjetas de sonido, tarjetas de red, etc.).Se muestra en la tabla siguiente los diferentes tipos bsicos de ranura de expansin, comenzando por los ms modernos:Ranura de expansin 1) PCI-Express 1X, 2X, 4X, 16X 2) AGP 8X/4X 3) PCI (Actualmente descontinuado) Imagen

4) ISA-8/16 (Actualmente descontinuado)

Tipos de fuente soportada La fuente es la encargada de suministrar de electricidad a la tarjeta principal. Son 2 tipos, comenzando por el ms moderno.Conector 1) ATX ("Advanced Tecnology extended") Imagen

2) AT ("Advanced Tecnology") (Actualmente descontinuado)

Conectores para unidades de almacenamiento Estos conectores se encargan de enviar y recibir datos entre los dispositivos de almacenamiento masivo internos (discos duros, disqueteras, lectoras de tarjetas digitales, etc.). Se muestran los conectores bsicos que pueden estar presentes en las tarjetas principales:

Conector SATA (Descontinuado)/ SATA II / SATA III IDE / ATAPI

Caractersticas Conector de 7 terminales para discos duros, unidades pticas y puertos eSATA.

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FD (Disquetera) Panel USB interno

Conector de 40 terminales para discos duros, unidades ZIP y unidades pticas. Conector de 34 terminales para disqueteras. Conector de 9 terminales para conectar lectoras de tarjetas digitales extensin de puertos.

Conectividad inalmbrica en la Motherboard Debido al auge de los dispositivos inalmbricos, basados en tecnologa Wi-Fi (Wireless Fidelity), como telfonos celulares de ltima generacin, dispositivos PDA, etc.; se ha integrado en la estructura de la Motherboard un emisor-receptor para redes inalmbricas, basados en el estndar 802.11n con ello se evita la compra de tarjetas de red inalmbricas y/o adaptadores USB para redes inalmbricas, soportando una transmisin de datos de hasta 300 Mbps. Otra incorporacin es el emisor-receptor de Bluetooth, con lo que el equipo tiene la capacidad de enviar y recibir datos desde dispositivos como telfonos inalmbricos, equipos Netbook, PDA, etc. para compartir bsicamente msica, fotos y videos entre equipos a corta distancia. Tecnologas SLI y CrossFire-XFire Se trata de tecnologa desarrollada e integrada para que la tarjeta principal pueda trabajar simultneamente con 2 tarjetas aceleradoras de grficos de cierta marca, esto es, a la par, y por ende se aumentan las capacidades al tener dos procesadores de grficos (GPU) trabajado al mismo tiempo. La tecnologa SLI es desarrollada por la empresa fabricante de GPUs NVidia y solo es compatible con tarjetas de la empresa, mientras que la tecnologa CrossFire/XFire son de la empresa ATI Radeon, por supuesto aplica solo para tarjetas que tengan GPU de la misma marca. Ambas tecnologas se encuentran enfocadas a ser utilizadas en los equipos de alto rendimiento utilizados por jugadores de videojuegos (Gamers) para aplicaciones de diseo. Estas tecnologas, requieren un alto consumo de energa elctrica, por lo que la placa ya no es un medio efectivo para alimentarlas, por ello se han integrado conexiones directas entre la fuente ATX y las tarjetas de video que se basen en estos estndares. Tarjetas con Sandy Bridge La tecnologa "Sandy Bridge", se refiere procesadores de la firma Intel que integran dentro de su arquitectura, un procesador especializado totalmente en el manejo de grficos (GPU) independientemente del nmero de ncleos; este GPU puede alcanzar una frecuencia de hasta 850 MHz, es importante mencionar que para el aprovechamiento de esta tecnologa, la tarjeta principal (Motherboard), debe de ser compatible y generalmente esta deber tener una alta capacidad de memoria RAM (hasta 32 Gb). Ejemplo: Tarjeta principal marca Gigabyte H67M-UD2H, zcalo 155, para procesadores Intel i5-i7, Sandy Bridge, soporte RAM DDR3, 32 Gb. Puertos y tarjetas integradas Estos conectores se encargan de recibir informacin procedente de dispositivos externos como memorias USB, discos duros externos, la red de rea local (LAN - red de computadoras cercanas entre s, seal de Internet, etc.). Puede tener una gran diversidad de puertos integrados; algunos son:

Puertos USB / USB 3.0

eSATA

Usos Conectar teclados, cmaras digitales, impresoras, etc. y las nuevas tecnologas basadas en la versin USB 3.0. Conexin de diversos dispositivos, principalmente adaptadores para unidades de estado slido y/o discos duros externos Conexin de diversos dispositivos para captura de video y discos duros de escritorio Permiten la conexin de cable especializado que transmite sonido por medio de cable de fibra ptica y el conector S/PDIF interno, pudiendo ser de tipo RCA totalmente ptico Para la red de rea local (tarjeta de red integrada), soportando hasta 1000 Mbps / 1 Gbps) Para conectar bocinas y audfonos (tarjeta de sonido integrada). Para la conexin de pantallas de nueva generacin Conectar proyectores, pantallas LCD, (tarjeta de video integrada). Conectar proyectores, pantallas LCD, (tarjeta de video integrada). Conectar proyectores, monitores CRT y pantallas LCD, (tarjeta de video integrada). Conectar mdem externo, ratn (Mouse), Dispositivos PDA, etc. Conectar impresoras y ciertos tipos de unidades de disco externas (paulatinamente se han dejado de integrar en las MB). Conexin para ratn y teclado (paulatinamente se han dejado de integrar en las MB). Conexin para teclados (ya no se integran en las MB)

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FireWire

Optical S/PDIF / RCA S/PDIF RJ45

Jack 3.5 mm. DisplayPort

HDMI DVI VGA

COM

LPT

PS/2

PS/1

Otros conectores y "Jumpers" Tiene conectores adicionales como los pines para conectar los ventiladores, para seal digital para unidades pticas, un panel de pines para los botones de encendido y reset, para los LED indicadores de encendido y disco duro, etc. Los Jumpers puentes son pequeos elementos plsticos que se conectan entre 2 pines para configurar ciertas caractersticas del sistema, un compartimiento especial para la batera que alimenta a la memoria ROM, entre otros.

Figura. 5. Panel de pines y Jumper (gris)

El FSB de la tarjeta principal Es una de las variables ms importantes ya que determina que velocidad mxima soporta de parte de la memoria RAM y que velocidad soporta de microprocesador. Su unidad de medida son los MegaHertz (MHz) y es la velocidad mxima de trabajo de la tarjeta principal. Ejemplo, las placas vienen con la especificacin siguiente: Motherboard PCCHips 925G, DDR, FSB 333*, AVF, P/Athlon 1.33 GHz. * La especificacin FSB 333 se refiere a que tiene la capacidad de soportar como mximo otros dispositivos que funcionen con velocidades de Bus 333 MegaHertz, pero tambin soporta menores como 266 MHz.

EL BUS DE DATOS Un bus de datos es un conjunto cableado que sirve para que los dispositivos hardware puedan comunicarse entre s. Son rutas compartidas por todos los dispositivos y les permiten transmitir informacin de unos a otros, son, en definitiva, las autopistas de la informacin interna, las que permiten las transferencias de toda la informacin manejada por el sistema. En un bus, todos los nodos conectados a l reciben los datos que se vuelcan, pero slo aqul dispositivo al que va dirigida la informacin es quien la toma y la procesa, el resto la ignora. Los conductores elctricos de un bus pueden ser tanto en paralelo como en serie. El bus de datos de los discos duros IDE (ATA) es paralelo (varios cables); en cambio, en los discos Serial ATA, el bus es serie (una sola va de datos). Existen varios tipos: Bus de direcciones Bus de control Bus de datos El FSB, que es un bus de datos y se suele manipular en la prctica del Overclocking. En las arquitecturas de ordenadores personales, el procesador (CPU), que es el que controla y procesa todas las operaciones, debe comunicarse con el resto de dispositivos (y algunos entre ellos tambin) para poder recibir la informacin, transmitirla procesada, as como mandar rdenes a otros dispositivos. Por ese motivo est conectado al chip Northbridge mediante un bus de datos fundamental: el FSB.

En esta imagen tenemos una representacin de la arquitectura Northbridge/Southbridge. Las flechas indican buses de datos que comunican los diferentes dispositivos de un ordenador. El chipset de una placa base, formado bsicamente por el Northbridge (controlador de puente norte) y el Southbridge (controlador de puente sur), se encarga de gobernar las comunicaciones en los buses, de la misma manera que los semforos regulan el trfico en las calles de una ciudad. El Northbridge es el chip ms importante, el ncleo de la placa base; tiene la funcin de controlar las comunicaciones entre procesador, memoria RAM, tarjeta grfica y el Southbridge, y servir de conexin central entre los dispositivos mencionados. El Southbridge es un chip que controla los dispositivos de entrada/salida del sistema (perifricos como disco duro, teclado, ratn, puertos PCI...), se comunica con el resto del sistema mediante el chip principal: Northbridge. Uno de los buses de datos ms importante es el que conecta al procesador (CPU) con el resto del sistema a travs del Northbridge, se le conoce como FSB (bus frontal), y transmite toda la informacin del procesador al resto de dispositivos y viceversa. La frecuencia de un procesador se expresa en trminos de la frecuencia del FSB multiplicado por un valor predeterminado por el fabricante, por eso conocer bien el FSB es vital en la prctica del Overclocking (forzar un procesador a trabajar a una velocidad mayor que la de serie). El resto de buses no tienen un nombre concreto y se les conoce por el dispositivo con el que conectan. El bus de memoria conecta la memoria RAM al sistema mediante el Northbridge (en algunas arquitecturas, como HyperTransport, la memoria RAM se comunica directamente con el procesador sin pasar por el Northbridge), el bus AGP (o PCI-Express) conecta la tarjeta grfica con el Northbridge. Tambin existe un bus especial que conecta el Northbridge con el Southbridge, ya que estos chips deben pasarse grandes cantidades de datos debido a la naturaleza de los dispositivos que controlan.

En la siguiente imagen mostramos una variacin de la arquitectura mencionada anteriormente, aunque sus fundamentos son muy similares. En este caso la memoria se conecta a la CPU directamente mediante un controlador independiente, el resto es similar cambiando algunos nombres. Las flechas y barras de color verde (y negro) indican buses de datos. Por lo tanto, el bus de datos y las interconexiones de la placa base, as como su chipset, son esenciales para la eficiencia. De nada servira un procesador extremadamente rpido, si las tuberas que le abastecen y a travs de las cuales debe mandar la informacin son lentas. De ah que una buena placa base, con un chipset potente y unas conexiones internas rpidas, sea extremadamente importante al comprar un ordenador a fin de mantener estabilidad y equilibrio entre los componentes.

BUS 8-bit ISA 16-bit ISA EISA VLB PCI 64-bit PCI 2.1 AGP AGP (x2) AGP (x4)

Ancho (bits) 8 16 32 32 32 64 32 32 32

Frecuencia (MHz) 8.3 8.3 8.3 33 33 66 66 66x2 66x4

Ancho de Banda (MBytes/seg) 7.9 15.9 31.8 127.2 127.2 508.6 254.3 508.6 1,017.3

CONCLUSIONES: La tecnologa siempre est en constante cambio, aqu pude ver que algunos puertos, ya fueron descontinuados. La Mainboard est conectada por los buses de datos, que juegan un papel fundamental en el funcionamiento. El procesador a travs de los buses de datos, comunica los componentes que lo rodean con l o entre los que sean necesarios. Bibliografa: http://www.informaticamoderna.com/Motherboard.htm fecha de acceso: 30/11/2011 http://www.configurarequipos.com/doc401.html fecha de acceso: 30/11/2011 http://www.monografias.com/trabajos14/motherboards/motherboards.shtml acceso: 30/11/2011 fecha de