La placa base (ITpedia)

LA PLACA BASE
Características, funcionamiento y tipos.
Febrero de 2010
PLACA BASE
INDICE:
1- ¿Qué es la placa base?
2- Tipos de placa base.
3- Averías principales.
4- Fabricantes principales.
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PABLO PÉREZ SOLA.
RAFAEL ROSALES LUQUE.
JOSÉ Mª ORTEGA SÁNCHEZ.
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Placa base
Placa ASUS en formato ATX.
La placa base, placa madre, tarjeta madre o board (en inglés motherboard, mainboard) es una tarjeta de circuito impreso a la que se conectan las demás partes de la computadora. Tiene instalados una serie de
integrados, entre los que se encuentra el Chipset que sirve como centro
de conexión entre el procesador, la memoria RAM, los buses de expansión y otros dispositivos.
Va instalada dentro de un gabinete que por lo general está hecho de
lámina y tiene un panel para conectar dispositivos externos y muchos
conectores internos y zócalos para instalar componentes dentro del gabinete.
La placa base además incluye un software 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.
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Componentes de la placa base
Diagrama de una placa base típica
Una placa base típica admite los siguientes componentes:
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Uno o varios conectores de alimentación: Por estos conectores
una alimentación eléctrica proporciona a la placa base los diferentes voltajes necesarios para su funcionamiento;
El zócalo de CPU (a menudo llamado socket): es un receptáculo
que recibe el micro-procesador y le conecta con el resto de la microcomputadora.
Los conectores de RAM (ranura de memoria, en inglés memory
slot) en número de 2, 3 o 4 en las placas base comunes e incluso
6.
El chipset: Uno o más circuitos electrónicos, que gestiona las
transferencias de datos entre los diferentes componentes de la
computadora (microprocesador, memoria, disco duro, etc.).
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Un reloj: regula la velocidad de ejecución de las instrucciones del
microprocesador y de los periféricos internos.
La CMOS: una pequeña memoria que preserva cierta información
importante (como la configuración del equipo, fecha y hora),
mientras que el equipo no está alimentado por electricidad.
La pila de la CMOS: proporciona la electricidad necesaria para
operar el circuito.
La BIOS: un programa registrado en una Memoria no volátil (Antiguamente en memorias ROM pero desde hace tiempo se emplean
memorias flash). Este programa es específico de la tarjeta y se encarga de la interfaz de bajo nivel entre el microprocesador y algunos periféricos. Recupera, y después ejecuta, las instrucciones del
MBR (Master Boot Record), registrados en un disco duro, cuando
arranca el equipo.
El bus (también llamado bus interno o en inglés (Front Side Bus
(FSB)): Conecta el microprocesador al chipset.
El bus de memoria conecta el chipset a la memoria temporal.
El bus de expansión (también llamado bus I/O): Une el microprocesador a los conectores entrada/salida y a las ranuras de expansión.
Los conectores de entrada/salida que cumplen normalmente con
la norma PC 99: Estos conectores incluyen:
o Los puertos serie, por ejemplo para conectar dispositivos
antiguos.
o Los puertos paralelos, por ejemplo para la conexión de antiguas impresoras.
Los puertos USB (en inglés Universal Serial Bus); por ejemplo
para conectar periféricos recientes.
Los conectores RJ45 para conectarse a una red informática.
Los conectores VGA, para la conexión del monitor de la
computadora.
o Los conectores IDE o Serial ATA I o II, para conectar dispositivos de almacenamiento tales como discos duros y discos
ópticos.
o Los conectores de audio, para conectar dispositivos de audio tales como altavoces o micrófono.
Los conectores (slots) de expansión: se trata de receptáculos que
pueden acoger tarjetas de expansión (estas tarjetas se utilizan para agregar características o aumentar el rendimiento de un ordenador, por ejemplo, un tarjeta gráfica se puede añadir a un ordenador para mejorar el rendimiento de la pantalla 3D en el monitor). Estos puertos pueden ser puertos ISA (interfaz antigua), PCI
(en inglés Peripheral Component Interconnect) y los más recientes
PCI Express.
o
o
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Con la evolución de las computadoras, más y más características se han
integrado en la placa base, tales como circuitos electrónicos para la ges-
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tión del video IGP (en inglés Integrated Graphic Processor), de sonido o
de redes (10/100 Mbps/1 Gbps), evitando así la adición de tarjetas de
expansión.
Tipos de Bus
Los buses son espacios físicos que permiten el transporte de información y energía, entre dos puntos de la computadora. Los Buses Generales son los siguientes:
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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 especifica 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 encargada 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 cache de nivel 2. La velocidad de tranferencia del bus
de sistema esta determinada por la frecuencia del bus y el ancho
del mínimo.
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Placa multi-procesadores
Una placa con dos procesadores
Este tipo de placa base puede acoger a varios procesadores (generalmente de 2, 4, 8 o más). Estas placas base multiprocesadores tienen varios zócalos de micro-procesador (socket), lo que les permite conectar
varios micro-procesadores físicamente distintos (a diferencia de los de
procesador de doble núcleo).
Cuando hay dos procesadores en una placa base, hay dos formas de
manejarlos:
•
•
El modo asimétrico, donde a cada procesador se le asigna una tarea diferente. Este método no acelera el tratamiento, pero puede
asignar una tarea a una CPU, mientras que el otro lleva a cabo a
una tarea diferente.
El modo simétrico, llamado PSM (en inglés Symmetric MultiProcessing), donde cada tarea se distribuye de forma simétrica entre
los dos procesadores.
Linux fue el primer sistema operativo en gestionar la arquitectura de
doble procesador en x86. Sin embargo, la gestión de varios procesadores existía ya antes en otras plataformas y otros sistemas operativos.
Linux 2.6.x maneja multiprocesadores simétricos, y las arquitecturas de
memoria no uniformemente distribuida (NUMA).
Algunos fabricantes de placas base fabrican placas base que puede acoger hasta 8 procesadores (en el caso de Socket 939 para procesadores
AMD Opteron y sobre socket 604 para procesadores Intel Xeon).
Tipos
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La mayoría de las placas de PC vendidas después de 2001, se pueden
clasificar en 2 grupos:
•
Las placas base para procesadores AMD
o Slot A Duron, Athlon
o Socket A Duron, Athlon, Athlon XP, Sempron
o Socket 754 Athlon 64, Mobile Athlon 64, Sempron, Turion
o Socket 939 Athlon 64, Athlon FX , Athlon X2, Sempron, Opteron
o Socket 940 Opteron y Athlon 64 FX
o Socket AM2 Athlon 64, Athlon FX, Athlon X2, Sempron,
Phenom
o Socket F Opteron
o Socket AM2 + Athlon 64, Athlon FX, Athlon X2, Sempron,
Phenom
o Socket AM3.
•
Las placas base para procesadores Intel
o Slot 1: Pentium 3, Celeron
o Socket 370: Pentium 3, Celeron
o Socket 423: Pentium 4, Celeron
o Socket 478: Pentium 4, Celeron
o Socket 775: Pentium 4, Celeron, Pentium D (doble núcleo),
Core 2 Duo, Core 2 Quad
o Socket 603 Xeon
o Socket 604 Xeon
o Socket 771 Xeon
o LGA1366 Intel Core i7
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Formatos
Las tarjetas madre necesitan tener dimensiones compatibles con los gabinetes que las contienen, de manera que desde los primeros computadores personales, se han establecido características mecánicas, llamadas factor de forma. Definen la distribución de diversos componentes y
las dimensiones físicas como por ejemplo el largo y ancho de la tarjeta,
la posición de agujeros de sujeción y las características de los conectores.
Con los años, varias normas se fueron imponiendo:
•
XT: Es el formato de la placa base de la PC de IBM modelo 5160,
lanzada en 1983 con las misma. En este factor de forma se definió
un tamaño exactamente igual al de una hoja de papel tamaño carta y un único conector externo para el teclado.
•
1984 AT 305 × 305 mm ( IBM)
o Baby AT: 216 × 330 mm
AT: Uno de los formatos mas grandes de toda la historia del PC
(305 × 279–330 mm), definió un conector de potencia formado
por dos partes. Fue usado de manera extensa de 1985 a 1995.
•
•
•
1995 ATX 305 × 244 mm (Intel)
o MicroATX: 244 × 244 mm
o FlexATX: 229 × 191 mm
o MiniATX: 284 × 208 mm
ATX: Creado por un grupo liderado por Intel en 1995 introdujo las
conexiones exteriores en la forma de un panel I/O y definió un
conector de 20 pines para la energía. Se usa en la actualidad en la
forma de algunas variantes, que incluyen conectores de energía
extra o reducciones en el tamaño.
•
Mega mon:es un placa base de dimenciones de 900cm x 700 que
tienen unas capacidades incribles nunca vistas por una placa madre.
•
2001 ITX 215 × 195 mm ( VIA)
o MiniITX: 170 × 170 mm
o NanoITX: 120 × 120 mm
o PicoITX: 100 × 72 mm
ITX: Con rasgos procedentes de las especificaciones microATX y
FlexATX de Intel, el diseño de VIA se centra en la integración en
placa base del mayor número posible de componentes, además de
la inclusión del hardware gráfico en el propio chipset del equipo,
•
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siendo innecesaria la instalación de una tarjeta gráfica en la ranura AGP.
•
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•
2005 BTX 325 × 267 mm (Intel)
o Micro bTX: 264 × 267 mm
o PicoBTX: 203 × 267 mm
o RegularBTX: 325 × 267 mm
BTX: Abolida en muy poco tiempo por la falta de aceptación, resultó prácticamente incompatible con ATX, salvo en la fuente de
alimentación. Fue creada para intentar solventar los problemas de
ruido y refrigeración, como evolución de la ATX.
2007 DTX 248 × 203 mm ( AMD)
o Mini-DTX: 170 × 203 mm
o Full-DTX: 243 × 203 mm
DTX: Destinadas a PCs de pequeño formato. Hacen uso de un conector de energía de 24 pines y de un conector adicional de 2x2.
Formato propietario: Durante la existencia del PC, mucha marcas
han intentado mantener un esquema cerrado de hardware, fabricando tarjetas madre incompatibles físicamente con los factores
de forma con dimensiones, distribución de elementos o conectores que son atípicos. Entre las marcas mas persistentes está Dell
que rara vez fabrica equipos diseñados con factores de forma de
la industria.
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Escalabilidad
Hasta la mitad de la década de 1990, los PC fueron equipados con una
placa en la que se soldó el microprocesador (CPU). Luego vinieron las
placas base equipadas con soporte de microprocesador (socket) «libre»,
que permitía acoger el microprocesador de elección (de acuerdo a sus
necesidades y presupuesto). Con este sistema (que pronto se hizo más
generalizado y no ha sido discutido), es teóricamente posible equipar el
PC con una CPU más potente, sin sustituir la placa base, pero a menor
costo.
De hecho, esta flexibilidad tiene sus límites porque los microprocesadores son cada vez más eficientes, e invariablemente requieren placas madre más eficaces (por ejemplo, capaces de manejar flujos de datos cada
vez más importantes).
Fabricantes
Varios fabricantes se reparten el mercado de placas base, tales como
Abit, Albatron, Aopen, ASUS, ASRock, Biostar , Chaintech,Dell, DFO, Elite, Epox, Foxconn, Gigabyte Technology, Intel, MSI, QDI, Sapphire Technology, Soltek, Super Micro, Tyan, Via , XFX, Pc Chips
Algunos diseñan y fabrican uno o más componentes de la placa base,
mientras que otros ensamblar los componentes que otros han diseñado
y fabricado.
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Tipos de placas base
En los ordenadores actuales existen seis tipos básicos de placas base,
en función de la CPU: Socket 7, Socket 8, Super 7, Slot 1, Slot 2 y Socket
370. Las placas Socket 7 albergan los procesadores Pentium, K5 de
AMD, 6x86 de Cyrix y Winchip C6 de IDT; ya no se venden, pues carecen
de las interfaces más utilizadas en la actualidad, como el bus AGP y el
puerto USB. Estos dos estándares se incorporan en las placas Super 7,
también compatibles Pentium y K6. Las placas Socket 8, muy escasas,
albergan los extinguidos procesadores Pentium Pro. Las placas Slot 1
son necesarias para suministrar soporte a los Pentium II/III y Celeron, y
suelen disponer del formato ATX, que reorganiza la localización de las
tarjetas, para que quepa mayor cantidad en el mismo espacio, y se reduzca el cruce de cables internos. Las placas ATX también necesitan una
carcasa especial ATX. Una variante son las placas Slot 2, soporte de la
versión Xeon del Pentium II, utilizada en servidores profesionales. Finalmente, las placas Socket 370 alojan una versión especial de Celeron,
con las mismas prestaciones que el modelo Slot 1, pero más barato para
el fabricante
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AVERÍAS MÁS FRECUENTES DE LA PLACA Y SUS POSIBLES
SOLUCIONES.
Una placa base no suele tener muchas averías, pero dada su composición, estas averías no suelen tener posibilidad de reparación, siendo en
casi todos los casos la única solución recurrir a la sustitución de la placa
base por otra nueva o en los casos el lo que esto sea posible reemplazar
las funciones de la parte estropeada por una tarjeta PCI.
Hay que tener en cuenta que una placa base está formada por una serie
de conectores, cientos de transistores, chips con diferentes cometidos,
slot soldados mediante soldadura por inmersión y una serie de circuitos
electrónicos de gran precisión, normalmente distribuidos en varias capas (hasta 4 capas), por lo que una reparación electrónica de la misma
es sumamente complicada (aun en el supuesto de que encontrásemos
los materiales necesarios).
Las averías más frecuentes en una placa base están motivadas por una
sobrecarga eléctrica, un exceso de temperatura o una mala manipulación.
Las averías que ya hemos visto en otros tutoriales de los conectores
PS/2 y USB, causadas por una mala manipulación (vamos, el conector
arrancado de la placa) suelen poder repararse (al menos una vez y si no
se ha roto el circuito) volviendo a soldar el elemento dañado.
Un elemento que es muy frágil y que puede romperse si no lo manipulamos con cuidado son los slot donde se insertan los módulos de memoria. Estos slot son unos bancos de plástico, sumamente fino en sus
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extremos, por lo que si no insertamos correctamente el módulo nos
arriesgamos a que este se nos doble al ejercer presión hacia abajo y
rompa el slot.
En este caso podemos recurrir a pegar los extremos rotos con un poco
de pegamento, eso si, con muchísimo cuidado para no manchar ningún
contacto.
Otro de los pocos casos en los que es posible la reparación es cuando
se va un condensador.
Los condensadores suelen irse por dos motivos: Mala calidad de estos
(sobre todo en placas económicas) y exceso de temperatura.
Los condensadores se encuentran muy próximos al disipador del procesador, por lo que una excesiva temperatura en este disipador provoca
un exceso de temperatura en los condensadores, terminando estos por
estropearse. Esta avería se detecta porque el condensador se hincha y
empieza a notarse una decoloración en su parte superior (manchitas
marrones)
En este caso lo más difícil suele ser encontrar condensadores iguales a
los dañados, pero si los encontramos son relativamente fáciles de sustituir.
Otra parte de la placa base que puede romperse es el soporte del disipador del procesador.
Aquí nos encontramos con que la gravedad del problema depende del
tipo de socket empleado. Los soportes empleados por placas para Pentium 4 478 (que por cierto suelen ser bastante frágiles) se pueden sustituir recurriendo a buscar una placa base con ese tipo de soporte de desecho para el disipador (que vayan a tirar) y cambiando o bien buscando
un disipador que incluya dicho soporte. Con las placas base para AMD
939 y AM2 estamos en la misma situación, aunque estos soportes son
bastante más robustos. Con las placas base para Pentium 4 775 no existe este problema, ya que la placa base no tiene un soporte para el disipador (solo tiene 4 orificios para sujetarlo), por lo que si se rompe alguno de los 4 soportes cambiamos el disipador y solucionado.
Pero la cosa se complica bastante más en placas antiguas (socket A para
atrás), ya que el soporte del disipador consiste en unas pestañas que en
casi todos los casos forman parte del mismo socket, y que si se rompen
(cosa que puede ocurrir con una cierta facilidad) no se pueden reparar,
pudiendo vernos obligados a cambiar la placa base por la rotura de una
simple pestañita de plástico, por lo que siempre que manipulemos una
placa de este tipo debemos tener muchísimo cuidado en como lo hacemos, no forzando jamás estos elementos.
Otra parte de la placa base que se suele estropear con bastante frecuencia es el ventilador del chipset (northbridge). Afortunadamente existe en
el mercado una amplia variedad de ventiladores y disipadores diseñados
para este elemento, por lo que es muy fácil de solucionar (y económico,
ya que los hay desde poco más de 4 euros).
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A partir de aquí, cualquier avería en un componente de la placa base
supone el tener que cambiarla por otra, salvo los que a continuación voy
a relacionar, en los que podemos recurrir a sustituirlos por una tarjeta
PCI.
Tarjeta gráfica (si es integrada).- La practica totalidad de las placas
base con tarjeta gráfica integrada cuentan además con un puerto para
gráfica, ya sea AGP o PCIe.
Tarjeta de sonido integrada.- Aunque la gama disponible (sobre todo
en tarjetas económicas) no es demasiado amplia, podemos sustituir esta
tarjeta por una tarjeta de sonido PCI.
Tarjeta de red.- Ponemos en nuestro ordenador una tarjeta de red PCI y
solucionado.
Puertos USB y Firewire.- Igualmente, ponemos una tarjeta PCI-USB o
PCI-Firewire (incluso las hay mixtas) y listo.
Puertos PS/2.- En el mercado no hay tarjetas PCI-PS/2, pero si que hay
tanto ratones como teclados que funcionan por USB. El único problema
lo podemos tener con algunas placas y los teclados USB al intentar acceder al SETUP, sobre todo en placas algo antiguas.
Puertos serie y paralelos.- También disponemos de tarjetas PCI con
puertos serie y paralelos.
Conectores SATA e IDE.- Pues también hay una buena variedad de placa PCI SATA e IDE, tanto normales como RAID.
Hay que señalar que estas tarjetas PCI no suelen ser muy caras, siendo
las más caras las PCI-USB-IEEE1394, las PCI-SATA/IDE y la tarjeta de sonido (aunque esto depende de la que queramos poner, ya que las hay
desde poco más de 15 euros).
El resto de elementos (Chipset, BIOS, el propio socket o bien otro elemento electrónico) tienen muy pocas posibilidades de reparación, salvo
que enviemos la placa al fabricante y este na repare o bien nos la sustituya por otra reparada. Esto es factible en garantía, pero pasada esta es
bastante más difícil, siendo además en la mayoría de los casos, y en el
supuesto de que sea posible de reparar, bastante caro.
Hay una pieza en concreto que, más que una avería, se trata de un mantenimiento. Estamos hablando de la pila. La pila tiene como misión mantener alimentada la BIOS cuando nuestro ordenador está desconectado
de la corriente y suele tener una vida útil bastante larga, pero se puede
gastar y en ese caso hay que sustituirla. Se trata de una pila del tipo CR2032 de 3 voltios, que podemos comprar en tiendas de informático o en
relojerías y cambiar nosotros mismos.
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Ahora bien, una pila de estas suele tener una vida útil de cuando menos
2 años (y esto en el caso de que tengamos mucho tiempo el ordenador
desconectado de la red eléctrica (OJO, desconectado, NO apagado el ordenador, en cuyo caso no hay consumo de esta pila). Una duración inferior de esta puede ser un claro síntoma de una avería en el circuito eléctrico de la placa base.
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FABRICANTE ENLACE BIOS
ABIT http://www.abit.com.tw/page/sp/downl...E_TYPE=Bios&pF
ACORP http://www.acorp.com.tw/Products_inf...l%20socket.htm
ALBATRON http://old.albatron.com.tw/bios_update/m_b_u.htm
AOPEN http://download.aopen.com.tw/downloa...ypefun&first=1
ASROCK http://www.asrock.com/support/index_BIOS.htm
ASUS http://uk.asus.com/products/mb/mbindex.htm
BIOSTAR http://www.biostar-usa.com/downloadmain.asp
CHAINTECH http://www.chaintech.dk/tw/eng/Downl...te.asp?DCSNo=4
DFI http://www.dfi.com/support1/download.asp
ELITEGROUP http://www.ecs.com.tw/download/bios_...&function_id=1
EPOX http://www.epox.nl/english/support/bios.htm
FIC http://www.fic.com.tw/support/motherboard/
GIGABYTE http://tw.giga-byte.com/Motherboard/.../BIOS_List.htm
IBM http://www-307.ibm.com/pc/support/si...LandingPage.vm
INTEL http://developer.intel.com/design/motherbd/genbios.htm
IWILL http://www.iwillusa.com/supports/BIOSResult.asp?vID=32
QDI http://www.qdigrp.com/qdisite/eng/support/driver.htm
LEADTEK http://www.leadtek.com/motherboard.html#
LEX http://www.lex.com.tw:7777/index1.htm
MSI http://www.msi.com.tw/program/suppor...ist.php?kind=1
PCCHIPS http://www.pcchips.com.tw/BIOS.html
SOLTEK http://www.soltek.com.tw/soltek/download/index.php
SHUTTLE http://www.shuttle.com/hq/support/download/download.asp
SOYO http://www.soyousa.com/downloads/
SUPERMICRO http://www.supermicro.com/support/bios/
TYAN http://www.tyan.com/support/html/bios_support.html
VIA EPIA http://www.viavpsd.com/download/index.jsp
XFX http://www.xfxforce.com/mb/tech_support.php
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