Placa BaseMotherboardProfesor :
Mario Yuseff Segura Monroy
Contenido
Introducción1
Conceptos Básicos2
Estructura detallada3
4
5
Buses importantes
Introducción
Introducción ¿Qué se conectan a este dispositivo? ¿Qué los controla?
Motherboard
La Tarjeta Principal (Motherboard) es el
Circuito principal de la unidad del sistema. Esta
conformada por diferentes tipos de chips como:
Memoria Ram y Microprocesador, ranuras de
expansión, tarjetas de expansión y otros.
Las Motherboard son creados por diferentes
compañías para cubrir diferentes necesidades;
también conocidos como systemboards.
Conexión física
Administración, control y
distribución
de energía eléctrica
Comunicación de datos
Temporización
Sincronismo
Control y monitoreo
Funciones
Estructura
Partes que las conforman
Componentes
Internos
- PCI slots- AGP- ISA slots- Chipset- CPU socket- DIMM- CMOS- etc
Componentes
Externos
- Conectores PS/2- Puertos USB- Puertos paralelos- Puertos de juego- Puertos COM- Disp. Integrados- etc
MB, Tamaños, Factor de Formas y Estilos
AT (Advanced Technology)
Introducido por IBM y trabaja a 16-bit.
Su forma es casi cuadrada (12 x 11 a 13 pulgadas)
Baby AT
Fue rediseñado para acomodar las partes de forma
más efectiva y redujo el tamaño de 3.5” de ancho a
2” de ancho.
ATX (Advanced Technology Extended)
Todavía es el más utilizado actualmente.
LPX (Low Profile Extension)
Es un diseño parcialmente de propietario, desarrollado
originalmente por Western Digital.
ATX
Tiene un tamaño parecido a los demás pero la
organización de las partes cambia por 90
grados de diferencia.
Introdujo rango de voltajes. Puede trabajar en
3.3v, 5v y 12v.
Usan los puertos PS/2
para el teclado y el mouse.
Tamaños de Placas Bases
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)
Tamaños de Placas BasesNLX (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)
Factor de Forma
Factor de Forma
AT ATX
Factor de Forma
Factor de Forma
LA CANTIDAD DE PUERTOS E/S VARIAN DEACUERDO AL DISEÑO DE LA MAINBOARD
SISTEMA DE BUSES
Bus de datos:
Como su nombre indica transporta datos. Estos datos pueden ser la información que se está procesando o las instrucciones del programa que se ejecuta. El ancho en bits del bus de datos define el tamaño de la palabra del sistema informático, habitualmente es 8bits, 16bits, 32bits o 64bits.
Bus de direcciones:
El bus de direcciones se utiliza para indicar el origen y/o el destino de los datos. Se indica la posición de memoria a la que se está accediendo enCada momento. Puede tratarse de una dirección de la memoria principal.
Bus de control:
El bus de control proporciona señales para coordinar las diferentes tareas que se realizan en el sistema informático.Algunas de las señales que podemos encontrar:
CLK: Frecuencia de reloj CS (Chip select): Activa el chip a utilizarREADY: Está disponible el dispositivo ?R/W: Se trata de una operación de lectura o escritura ?
¿Qué es?
Componentes Principales:
- NorthBridge
- SouthBridge
Secundarios:
- Super I/O, Bios, SataLink,
etc…
Chipset
El chipset es el conjunto de chips que se encarga de
controlar algunas funciones concretas del ordenador,
como la forma en que interacciona el microprocesador con
la memoria o la caché, o el control de los puertos y slots
ISA, PCI, AGP, PCI Express, USB...
De la calidad y características del chipset dependerán:
Obtener o no el máximo rendimiento del
microprocesador.
Las posibilidades de actualización del ordenador.
El uso de ciertas tecnologías más avanzadas de
memorias y periféricos.
NorthBridge
• Microprocesador
• Memoria Ram
• Video Card
SouthBridge
- Controladores I/O
- Bus PCI (y otros)
- IDE y SATA
- Disptivos integrados
- Ethernet, USB.
- Audio.
- Teclado, Mouse, etc..
Principales Fabricantes
Intel
VIA
Nvidia
AMD (Advanced Micro
Devices).
SiS (Silicon Integrated Systems
Corp.).
ITE (ITE Tech. Inc.).
Maxwell (Maxwell
technologies Inc.)
Buses
Buses
INTEL
Buses
AMD
Front Side Bus (FSB)
- FSB : ¿Cuello de Botella? - AMD : HyperTransfer (5.2 GT/s)- INTEL: Quickpath (4.8 - 6.4 T/s)
El Front Side Bus, también conocido por su acrónimo FSB (bus de la parte frontal), es el tipo de bus usado como bus principal en algunos de los microprocesadores de la marca Intel para comunicarse con el chipset. Ese bus incluye señales de datos, direcciones y control, así como señales de reloj que sincronizan su funcionamiento. En los nuevos procesadores de Intel y hace tiempo en los de AMD se usan otros tipos de buses como el Intel QuickPath Interconnect y el HyperTransport respectivamente.
Bus de Memoria
Velocidad del Bus de Memoria depende de
la tecnología de memoria utilizada.
El punto es lograr que la velocidad de
transferencia de este bus alcance al FSB.
SDRAM DDR/DDR2/DDR3 hace
overclocking para lograr altas tasas de
transferencia.
Especificación Típica: DDR3-
1600/200MHz/800MHz/1600MT/12800 MB/s
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.
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.
Socket 939 (AMD)
Socket AM2 (AMD)
Socket 478 (Intel)
Socket 775 (Intel)
Socket 771(Intel -
Server)
Socket 940 (AMD -
Server)
Socket F (AMD – Server)
Algunos sockets de Microprocesadores
Algunos de lo modelos de socket de INTEL y AMD
S5
S478
S423S7 S8 PGA 370
LGA775
S604S603S479
S754
S462
S939 S940
S5
S478
S423S7 S8 PGA 370
S604S603S479S462
SOCKETS VIGENTES
PGA 370 MPGA 478 LGA 775
939 AM2 AM3
RANURAS DE EXPANSIÓN
Los slots o ranuras de expansión son conectores de plástico
con contactos eléctricos que permiten introducir distintas
tarjetas de expansión para ampliar las funcionalidades de
nuestro ordenador (tarjetas de vídeo, de sonido, de red, ...).
Las tarjetas de expansión, por una parte liberan a la CPU de
trabajo (por ejemplo, entrada y salida de datos, etc.) y por otra
permiten al usuario disponer, completar o mejorar algunas
características principales del ordenador (por ejemplo, sonido,
video, etc.) o incluir accesorios nuevos (por ejemplo,
sintonizadora de TV, módem, red local, etc.).
Tipos de Slots
Slot ISA ( Industry Standard Arquitecture)
Slot VESA (Video Electronics Standards
Association)
Slot PCI (Peripheral Component
Interconnect)
Slot AMR (El audio/módem rise)
Slot CNR (Comunication and Network Riser)
Slot AGP (Accelerated Graphics Port)
Slot PCIe (PCI-Express)
SCSI (Small Computer System Interface)
Tipos de Slots
ISA ( negras y largas, con dos grupos de conectores separados por un espacio miden unos 14 cm (existe una versión más vieja de sólo 8,5 cm): Son ranuras de 16 contactos-bits. Funcionan a una frecuencia de reloj máxima de 8Mhz y proporcionan un máximo de 16 Mb/s de transmisión de datos, suficiente para conectar un módem o una tarjeta de sonido.
Ranuras Vesa Local Bus: Se empezó a usar en los procesadores 486 y desapareció con los primeros Pentium. Se desarrolla a partir de la tecnología ISA, pudiendo ofrecer velocidades de transmisión de hasta 160 Mb/s a una frecuencia máxima de 40 Mhz. Son muy largas, unos 22 cm repartidos en tres partes, y su color suele ser negro, aunque a veces el conector del extremo es marrón o de otro color.
PCI (Miden unos 8,5 cm y son de color blanco): Las ranuras PCI tienen 32 contactos-bits con una frecuencia de trabajo de 33 Mhz hasta los 133 Mhz dependiendo de la placa base. Estas ranuras son de propósito general. Se desarrollo el estándar PCI64, que permite 64 bits a 66 Mhz, que permite a los procesadores de 64 bits trabajar utilizando toda la capacidad y velocidad que tienen.
AGP (Puerto Acelerador Grafico). Este tipo de conexión permite el acceso directo de la tarjeta a la memoria principal del ordenador y se dedica exclusivamente a conectar tarjetas de vídeo 3D, por lo que suele haber sólo una.. Permiten una transferencia de 264 Mb/s a 533MB/s sobre 32 bits, dependiendo de la placa base.
AMR (Audio/módem rise), también conocido como slot AMR2 o AMR3 es una ranura de expansión para dispositivos de audio o módems lanzada en 1998 y presente en placas de Intel Pentium III, Pentium IV y AMD Athlon. Cuenta con 2x23 pines divididos en dos bloques.
CNR (Comunication and Network Riser), se trata de una ranura de expansión en la placa base para dispositivos de comunicaciones como módems, tarjetas de red o USB. Un poco más grande que la AMR, CNR fue introducida en febrero de 2000 por Intel para procesadores Pentium y se trataba de un diseño propietario.
SCSI (Small Computer System Interface). Utilizados para conexiones externas de dispositivos ( discos, grabadoras, etc.. externas). Permite velocidades de transferencias de 40 MB/sg y 80 MB/sg.
PCI Express (Interconexión de Componentes Periféricos Express, también escrito PCI-E), es un bus de interconexión que permite añadir placas de expansión a un ordenador. Fue desarrollado en julio de 2002. A diferencia del bus PCI, que se ejecuta en una interfaz paralela, el bus PCI Express se ejecuta en una interfaz en serie, lo que permite alcanzar un ancho de banda mucho mayor que con el bus PCI.
GRAPHICS STANDARDS POSSIBLE BANDWIDTH16-bit ISA 16MB/s
EISA 32MB/s
VLB 132MB/s
PCI 132MB/s
AGP 1x 264MB/s
AGP 2x 528MB/s
AGP 4x 1056MB/s
AGP 8x 2112MB/s
PCIe x1 500MB/s (Single Data Lane - Both Directions)
PCIe x2 1000MB/s (Dual Data Lane - Both Directions)
PCIe x4 2000MB/s (Quadruple Data Lane - Both Directions)
PCIe x8 4000MB/s (Eight Data Lane - Both Directions)
PCIe x12 6000MB/s (Twelve Data Lane - Both Directions)
PCIe x16 8000MB/s (4000MB/s Per Direction -Two Directions)
CUADRO DE VELOCIDAD DE TRANSFERENCIA DE DATOS
TIPO DE SLOTS
SLOT ISA 16 Bits
SLOT ISA 8 Bits
SLOT PCI
SLOT AGP
SLOT VESA LOCAL BUS
SOPORTE DE DISPOSITIVOS IDE PATA - SATA
IDE El puerto IDE (Integrated device Electronics) o ATA (Advanced Technology Attachment) controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) y además añade dispositivos como las unidades CD-ROM.
Caracterisiticas
ATA-1 ATA-2 Soporta transferencias rápidas en bloque y multiword DMA. ATA-3 Es el ATA2 revisado. ATA-4 conocido como Ultra-DMA o ATA-33 que soporta
transferencias en 33 MBps. ATA-5 o Ultra ATA/66. Originalmente propuesta por Quantum para
transferencias en 66 MBps. ATA-6 o Ultra ATA/100. Soporte para velocidades de 100MBps. ATA-7 o Ultra ATA/133. Soporte para velocidades de 133MBps.
Name Synonym Mode (PIO/DMA) Throughput (Mb/s)
ATA-1 IDE
PIO mode 0 3,3 PIO mode 1 5,2PIO mode 2 8,3DMA mode 0 8,3
ATA-2EIDE, Fast ATA, Fast
ATA-2
PIO mode 3 11,1 PIO mode 4 16,7DMA mode 1 13,3DMA mode 2 16,7
ATA-3
PIO mode 3 11,1 PIO mode 4 16,7DMA mode 1 13,3DMA mode 2 16,7
ATA-4/ATAPI-4Ultra-ATA/33, UDMA
33, Ultra DMA 33
UDMA mode 0 16,7 UDMA mode 1 25,0UDMA mode 2 33,3
ATA-5/ATAPI-5Ultra-ATA/66, UDMA
66, Ultra DMA 66
UDMA mode 3 44,4
UDMA mode 4 66,7
ATA-6/ATAPI-6Ultra-ATA/100, UDMA 100, Ultra DMA 100
UDMA mode 5 100
ATA-7/ATAPI-7Ultra-ATA/133, UDMA 133, Ultra DMA 133
UDMA mode 6 133
Características
Serial ATA o SATA (Serial Advanced Technology Attachment) es una interfaz de transferencia de datos entre la placa base y algunos dispositivos de almacenamiento, como puede ser el disco duro, u otros dispositivos de altas. Serial ATA sustituye a la tradicional Parallel ATA o P-ATA. SATA proporciona mayores velocidades, mejor aprovechamiento cuando hay varios discos, mayor longitud del cable de transmisión de datos y capacidad para conectar discos en caliente.
SATA I SATA II SATA IllFrecuencia 1500 MHz 3000 MHz 6000MHz
Bits/clock 1 1 1
bits/Byte 8 8 8
Velocidad real
150 MB/s 300 MB/s 600 MB/s
Características
Dispositivo PATA y SATA
Configuración de los dispositivos IDE
Dispositivos SCSI