Placa Base(Main Board) Sistemas Integrados Actualizados SIA 1

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Placa Base(Main Board)
PLACA BASE O MAINBOARD
La placa base, también conocida como placa madre o tarjeta madre (del inglés motherboard o mainboard) es una
placa de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen la computadora u ordenador. 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.
Componentes de la placa base
Diagrama de una placa base típica.
Una placa base típica admite los siguientes componentes:
 Uno o varios conectores de alimentación: por estos conectores,
una alimentación eléctrica proporciona a la placa base los diferentes
voltajes e intensidades necesarios para su funcionamiento.
 El zócalo de CPU es un receptáculo que recibe el microprocesador
y lo conecta con el resto de componentes a través de la placa base.
 Las ranuras de memoria RAM, en número de 2 a 6 en las placas
base comunes.
 El chipset: una serie de circuitos electrónicos, que gestionan las
transferencias de datos entre los diferentes componentes de la
computadora
(procesador,
memoria,
tarjeta
gráfica,unidad
de
almacenamiento secundario, etc.).
Se divide en dos secciones, el puente norte (northbridge) y el puente sur
(southbridge).
El
primero
gestiona
la
interconexión
entre
el
microprocesador, la memoria RAM y la unidad de procesamiento gráfico; y
el segundo entre los periféricos y los dispositivos de almacenamiento,
como los discos duros o las unidades de disco óptico. Las nuevas líneas de
procesadores de escritorio tienden a integrar el propio controlador de
memoria en el interior del procesador.





 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 el
equipo no está alimentado por electricidad.
 La pila de la CMOS: proporciona la electricidad necesaria para
operar el circuito constantemente y que éste último no se apague perdiendo la serie de configuraciones
guardadas.
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 placa base 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), registradas en un disco duro o SSD, cuando arranca el sistema
operativo.
El bus (también llamado bus interno o en inglés front-side bus'): conecta el microprocesador al chipset, está
cayendo en desuso frente a HyperTransport y Quickpath.
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 PS2 para conectar el teclado o el ratón, estas interfaces tienden a desaparecer a favor del
USB
o Los puertos serie, por ejemplo para conectar dispositivos antiguos.
Ing. Jesús René Canchala
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o
o
o
o
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, DVI, HDMI o Displayport para la conexión del monitor de la computadora.
Los conectores IDE o Serial ATA, para conectar dispositivos de almacenamiento, tales como discos
duros, unidades de estado sólido y unidades de disco óptico.
o Los conectores de audio, para conectar dispositivos de audio, tales como altavoces o micrófonos.
Las ranuras 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 3D). Estos puertos pueden ser puertos ISA
(interfaz antigua), PCI (en inglés Peripheral Component Interconnect) y, los más recientes, PCI Express.
Tipos de bus de la Placa Base
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:





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.
Tipos de Placa Base
La mayoría de las placas de PC vendidas después de 2001 se pueden clasificar en dos 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 Phenom II X2/X3/X4.
o Socket AM4 Phenom III X3/X4/X5
Las placas base para procesadores Intel
o Socket 7: Pentium I, Pentium MMX
o Slot 1: Pentium II, Pentium III, Celeron
o Socket 370: Pentium III, Celeron
o Socket 423: Pentium 4
o Socket 478: Pentium 4, Celeron
o Socket 775: Pentium 4, Celeron, Pentium D (doble núcleo), Core 2 Duo, Core 2 Quad, Core 2 Extreme,
Xeon
o Socket 603 Xeon
o Socket 604 Xeon
o Socket 771 Xeon
o LGA1366 Intel Core i7, Xeon (Nehalem)
o LGA 1156 Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7 (Nehalem)
o LGA 2011 Intel Core i7 (Sandy Bridge)
o LGA 1155 Intel Core i7, Intel Core i5 y Intel Core i3 (Sandy Bridge)
Ing. Jesús René Canchala
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Fabricantes de Placas Base
Varios fabricantes se reparten el mercado de placas base, tales como Abit, Albatron, Aopen, ASUS, ASRock, Biostar,
Chaintech, Dell, DFI, ECS EliteGroup, Epox, Foxconn, Gigabyte Technology, Intel, MSI, QDI, Sapphire Technology,
Soltek, Super Micro, Tyan, Via, XFX, Pc Chips.
COMPONENTES PLACA BASE O MAINBOARD
Conector Eléctrico
4 Pines
Zócalo del Microprocesador
CPU-FAN
Ranuras de Memoria RAM
Conector Eléctrico
de 20/24 pines
Conectores
Externos (PS2,
Puerto Paralelo,
VGA, USB, RJ45,
Sonido)
Chipset (Puente Norte)
SYS-FAN
Puerto IDE
Pila
Chipset (Puente Sur)
Ranuras PCI- Express
Memoria ROM (BIOS)
Jumper Resetear
BIOS
Puertos SATA
Ranuras PCI
Conector Interno USB
Ing. Jesús René Canchala
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Conectores Panel Frontal
Power, Reset, HD-LED,
Power-LED, Speaker
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ZÓCALO DE CPU
Fotografía ilustrativa de un zócalo LGA1366 para microprocesadores
Intel.
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).
Historia
Los primeros procesadores desde el Intel 4004, hasta los de principios de los años 80, se caracterizaron por usar
empaque DIP que era un estándar para los circuitos integrados sin importar si eran analógicos o digitales. Para estos
empaques de pocos pines (hasta 44) y de configuración sencilla, se usaron bases de plástico con receptores eléctricos,
que se usan todavía para otros integrados.
Antiguo Socket |PGA para un procesador Intel 80386.
Debido al aumento en el número de pines, se empezó a utilizar empaques PLCC como en el
caso del intel 80186. Este empaque puede ser instalado directamente sobre la placa base
(soldándolo) o con un socket PLCC permitiendo el cambio del microprocesador. Actualmente
es usado por algunas placas base para los integrados de memoria ROM. En ese zócalo, el
integrado se extrae haciendo palanca con un destornillador de punta plana.
En algunos Intel 80386 se usó el empaque PGA en el cual una superficie del procesador tiene
un arreglo de pines, y que requiere un zócalo con agujeros sobre su superficie, que retiene el
integrado por presión. En la versión para el procesador intel 80486 SX se implementó el llamado Socket 1 que tenia 169
pines. Según estudios de Intel, la presión requerida para instalar o extraer el integrado es de 100 libras, lo que condujo
a la invención de zócalos de baja presión LIF y por último al zócalo de presión nula ZIF.
Funcionamiento
El zócalo va soldado sobre la placa base de manera que tiene conexión eléctrica con los circuitos del circuito impreso. El
procesador se monta de acuerdo a unos puntos de guía (borde de plástico, indicadores gráficos, pines o agujeros
faltantes) de manera que cada pin o contacto quede alineado con el respectivo punto del zócalo. Alrededor del área del
zócalo, se definen espacios libres, se instalan elementos de sujeción y agujeros, que permiten la instalación de
dispositivos de disipación de calor, de manera que el procesador quede entre el zócalo y esos disipadores.
En los últimos años el número de pines ha aumentado de manera substancial debido al aumento en el consumo de
energía y a la reducción de voltaje de operación. En los últimos 15 años, los procesadores han pasado de voltajes de 5 V
a algo más de 1 V y de potencias de 20 vatios, a un promedio de 80 vatios.
Para trasmitir la misma potencia a un voltaje menor, deben llegar mas amperios al procesador lo que requiere
conductores más anchos o su equivalente: mas pines dedicados a la alimentación. No es extraño encontrar procesadores
que requieren de 80 a 120 amperios de corriente para funcionar cuando están a plena carga, lo que resulta en cientos
de pines dedicados a la alimentación. En un procesador Socket 775, aproximadamente la mitad de contactos son para la
corriente de alimentación.
Adaptador de Socket 423 a 478.
La distribución de funciones de los pines, hace parte de las especificaciones de un zócalo y por lo
general cuando hay un cambio substancial en las funciones de los puertos de entrada de un
procesador (cambio en los buses o alimentación entre otros), se prefiere la formulación de un
Ing. Jesús René Canchala
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nuevo estándar de zócalo, de manera que se evita la instalación de procesadores con tarjetas incompatibles.
En algunos casos a pesar de las diferencias entre unos zócalos y otros, por lo general existe retrocompatibilidad (las
placas bases aceptan procesadores más antiguos). En algunos casos, si bien no existe compatibilidad mecánica y puede
que tampoco de voltajes de alimentación, sí en las demás señales. En el mercado se encuentran adaptadores que
permiten montar procesadores en placas con zócalos diferentes, de manera que se monta el procesador sobre el
adaptador y éste a su vez sobre el zócalo.
Algunos ejemplos
AMD







Intel
Socket
Socket
Socket
Socket
Socket
Socket
Socket






462
F
939
940
AM2
AM2+
AM3
Socket
Socket
Socket
Socket
Socket
Socket
423
370
478
775
1156
1366
EL CHIPSET
Integrado de un conjunto Nvidia, no tiene su disipador.
Circuito integrado auxiliar o chipset es el conjunto de circuitos
integrados diseñados con base a la arquitectura de un procesador (en
algunos casos diseñados como parte integral de esa arquitectura),
permitiendo que ese tipo de procesadores funcionen en una placa base.
Sirven de puente de comunicación con el resto de componentes de la placa,
como son la memoria, las tarjetas de expansión, los puertos USB, ratón,
teclado, etc.
Las placas base modernas suelen incluir dos integrados, denominados Norte
y Sur, y suelen ser los circuitos integrados más grandes después del
microprocesador.
El chipset determina muchas de las características de una placa base y por lo general la referencia de la misma está
relacionada con la del chipset.
A diferencia del microcontrolador, el procesador no tiene mayor funcionalidad sin el soporte de un chipset: la
importancia del mismo ha sido relegada a un segundo plano por las estrategias de marketing.
Historia
Desde los comienzos de la fabricación de los primeros procesadores, se pensó en un conjunto de integrados de soporte,
de hecho el primer microprocesador de la historia, el Intel 4004 formaba parte de un conjunto de integrados numerados
4001,4002 y 4003 que tenían todos una apariencia física similar y que formaban la base de un sistema de cómputo
cualquiera.
Mientras que otras plataformas usaban muy variadas combinaciones de chips de propósito general, los empleados en el
Commodore 64 y la Familia Atari de 8 bits, incluso sus CPUs, solían ser diseños especializados para la plataforma, que
no se encontraban en otros equipos electrónicos, por lo que se les comenzó a llamar chipsets.
Este término se generalizó en la siguiente generación de ordenadores domésticos : el Commodore Amiga y el Atari ST
son los equipos más potentes de los años 90, y ambos tenían multitud de chips auxiliares que se encargaban del manejo
de la memoria, el sonido, los gráficos o el control de unidades de almacenamiento masivo dejando a la CPU libre para
otras tareas. En el Amiga sobre todo se diferenciaban las generaciones por el chipset utilizado en cada una.
Ing. Jesús René Canchala
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Tanto los chips de los Atari de 8 bits como los del Amiga tenían como diseñador a Jay Miner, por lo que algunos lo
consideran el precursor de la moderna arquitectura utilizada en la actualidad.
Apple Computer comienza a utilizar chips diseñados por la compañía o comisionados expresamente a otras en su gama
Apple Macintosh, pero pese a que irá integrando chips procedentes del campo PC, nunca se usa el término chipset para
referirse al juego de chips empleado en cada nueva versión de los Mac, hasta la llegada de los equipos G4.
Mientras tanto el IBM PC ha optado por usar chips de propósito general (IBM nunca pretendió obtener el éxito que tuvo)
y sólo el subsistema gráfico tiene una ligera independencia de la CPU. Hasta la aparición de los IBM Personal System/2
no se producen cambios significativos, y el término chipset se reserva para los conjuntos de chips de una placa de
ampliación (o integrada en placa madre, pero con el mismo bus de comunicaciones) dedicada a un único propósito como
el sonido o el subsistema SCSI. Pero la necesidad de ahorrar espacio en la placa y abaratar costes trae primero la
integración de todos los chips de control de periféricos (las llamadas placas multi-IO pasan de tener hasta 5 chips a
integrar más funciones en uno sólo) y con la llegada del bus PCI y las especificaciones ATX de los primeros chipsets tal y
como los conocemos ahora.
Funcionamiento
Chipset
875
de
Intel,
usado
con
procesadores Pentium 4 en encapsulado de
pines.
El Chipset es el que hace posible que la
placa base funcione como eje del sistema,
dando soporte a varios componentes e
interconectándolos de forma que se
comuniquen entre ellos haciendo uso de
diversos buses. Es uno de los pocos
elementos que tiene conexión directa con
el procesador, gestiona la mayor parte de
la información que entra y sale por el bus
principal del procesador, del sistema de
vídeo y muchas veces de la memoria RAM.
En el caso de los computadores PC, es un
esquema de arquitectura abierta que
establece modularidad: el Chipset debe
tener interfaces estándar para los demás
dispositivos. Esto permite escoger entre
varios dispositivos estándar, por ejemplo
en el caso de los buses de expansión,
algunas tarjetas madre pueden tener bus
PCI-Express y soportar diversos tipos de
tarjetas con de distintos anchos de bus
(1x, 8x, 16x).
En el caso de equipos portátiles o de marca, el chipset puede ser diseñado a la medida y aunque no soporte gran
variedad de tecnologías, presentará alguna interfaz de dispositivo.
La terminología de los integrados ha cambiado desde que se creó el concepto del chipset a principio de los años 90, pero
todavía existe equivalencia haciendo algunas aclaraciones:


El NorthBridge, puente norte, MCH (Memory Controller Hub), GMCH (Graphic MCH), se usa como puente de
enlace entre el microprocesador y la memoria. Controla las funciones de acceso hacia y entre el
microprocesador, la memoria RAM, el puerto gráfico AGP o el PCI-Express de gráficos, y las comunicaciones con
el puente sur. Al principio tenía también el control de PCI, pero esa funcionalidad ha pasado al puente sur.
El SouthBridge o puente sur, ICH (Input Controller Hub), controla los dispositivos asociados como son la
controladora de discos IDE, puertos USB, FireWire, SATA, RAID, ranuras PCI, ranura AMR, ranura CNR, puertos
infrarrojos, disquetera, LAN, PCI-Express 1x y una larga lista de todos los elementos que podamos imaginar
integrados en la placa madre. Es el encargado de comunicar el procesador con el resto de los periféricos.
En la actualidad los principales fabricantes de chipsets son AMD, ATI Technologies (comprada en 2006 por AMD), Intel,
NVIDIA, Silicon Integrated Systems y VIA Technologies
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LA BIOS
El BIOS (sigla en inglés de basic input/output
system; en español "sistema básico de entrada y
salida") es un código de software que localiza y
reconoce todos los dispositivos necesarios para
Clases del producto:
cargar el sistema operativo en la memoria RAM; es
un software muy básico instalado en la placa base
 PROM
que permite que ésta cumpla su cometido.
Proporciona la comunicación de bajo nivel, el
 EPROM
funcionamiento y configuración del hardware del
 Memoria Flash
sistema que, como mínimo, maneja el teclado y
proporciona una salida básica (emitiendo pitidos
normalizados por el altavoz de la computadora si se
Fabricantes comunes:
producen fallos) durante el arranque. El BIOS
usualmente está escrito en lenguaje ensamblador.
El primer uso del término "BIOS" se dio en el
 American Megatrends
sistema operativo CP/M, y describe la parte de CP/M
 Phoenix Technologies
que se ejecutaba durante el arranque y que iba
 Otros
unida directamente al hardware (las máquinas de
CP/M usualmente tenían un simple cargador
arrancable en la memoria de sólo lectura, y nada
más). La mayoría de las versiones de MS-DOS tienen un archivo llamado "IBMBIO.COM" o "IO.SYS" que es análogo al
BIOS de CP/M.
BIOS
El BIOS es un sistema básico de entrada/salida que normalmente pasa inadvertido para el usuario final de
computadoras. Se encarga de encontrar el sistema operativo y cargarlo en la memoria RAM. Posee un componente de
hardware y otro de software; este último brinda una interfaz generalmente de texto que permite configurar varias
opciones del hardware instalado en el PC, como por ejemplo el reloj, o desde qué dispositivos de almacenamiento
iniciará el sistema operativo (Microsoft Windows, GNU/Linux, Mac OS X, etc.).
El BIOS gestiona al menos el teclado de la computadora, proporcionando incluso una salida bastante básica en forma de
sonidos por el altavoz incorporado en la placa base cuando hay algún error, como por ejemplo un dispositivo que falla o
debería ser conectado. Estos mensajes de error son utilizados por los técnicos para encontrar soluciones al momento de
armar o reparar un equipo.
El BIOS reside en una memoria EPROM. Es un programa tipo firmware. El BIOS es una parte esencial del hardware que
es totalmente configurable y es donde se controlan los procesos del flujo de información en el bus del ordenador, entre
el sistema operativo y los demás periféricos. También incluye la configuración de aspectos importantes de la máquina.
El mercado de los BIOS
La gran mayoría de los proveedores de placas madre de computadoras personales delega a terceros la producción del
BIOS y un conjunto de herramientas. El fabricante puede publicar actualizaciones del firmware por medio de su sitio
web, pero una mala compatibilidad con el hardware puede provocar que el sistema no vuelva a arrancar inutilizándolo
hasta reescribir el BIOS directamente en el circuito integrado donde se almacena con un programador de memorias. Los
principales proveedores de BIOS son American Megatrends (AMI), General Software, Insyde Software, y Phoenix
Technologies (que compró Award Software International en 1998).
RANURAS O SLOTS DE MEMORIA RAM
Las ranuras de memoria RAM son los conectores en los cuales se conectan
los módulos de memoria principal del ordenador. A estos conectores también
se les denomina bancos de memoria.
Según la antigüedad de la placa podemos encontrarnos con distintos
tipos de conectores:
· conectores para chips de RAM (como pequeñas pastillas negras de plástico)
existentes en los más antiguos.
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· Conectores para módulos SIP (primera agrupación de chips de memoria en una placa) que aparecieron en placas para
procesadores
286.
· Conectores SIM, similares a los SIP pero con los conectores sobre el borde del módulo, y con 30 conectores y una
longitud de unos 8,5 cm., que aparecieron con los primeros procesadores 386 y permanecieron hasta la última
generación de los 486
· Conectores para módulos SIMM (Single In Line Module Memory) de 72 contactos, más largos (unos 10,5 cm.) con una
muesca en su punto medio.
Los módulos montan memora DRAM (Dynamic Random Access Memory) de tipo EDO o FP, y su capacidad de
almacenamiento va de 8 Mb a 64Mb.
· Conectores para módulos DIMM de 168 contactos y unos 13 cm con dos muescas. Permite direccional con 64 bits
frente a los 32 que permitia la SIMM. LA velocidad de trabajo es de 66, 100 y 133 MHz. Los módulos montan memoria
SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) pues los módulos de DRAM EDO(Extended Data
Output)/FPM(FAST Page Mode) son mucho más lentas (60-70 ns), con capacidades que van desde los 4 Mb a los 510 Mb
por
módulo
· Conectores DDR. Funcionan a 266 MHZ. Hay módulos de 128, 256 y 510 Mb Las velocidades de transferencia son:
PC1600 1,6 GB/s, PC2100 de 2,1 GB/s, PC2700, PC3000 y PC3200.
· Conectores de memoria RIMM (Rambus Inline Memry Module).
Únicamente los usa Intel. Son las más veloces y caras. Se distinguen pues los chips están cubiertos por una tapa
metálica que actua coo protección y protección de la memoria.
Además del tipo de memoria hay que considerar la velocidad de trabajo y la capacidad, tanto del módulo como del total
que soporta la aplca base. La velocidad de trabajo del módulo de memoria debe ser siempre mayor o igual a la de la
placa. Hablaremos más sobre tipos de memoria en el apartado de ensamblaje, ya que existen diversas configuraciones
que no son compatibles y otras que vienen determinadas por parte de la propia placa base.
Ampliación
La velocidad de trabajo del módulo de memoria debe ser siempre mayor o igual a la de la placa. Si se pone más
cantidad de memoria que la que soporta la placa base, funcionará pero no reconocerá el exceso d e memoria.
Aumentar la cantidad de memoria al máximo admisible es la forma más sencilla y barata de mejorar la velocidad de un
ordenador y darle nueva vida.
Las placas que admiten SIMM y DIMM no suelen admitir que ambas memorias trabajen de forma simultánea. Para
instalar memoria SIMM de 30 contactos hay que introducirla de forma oblicua y una vez insertada se ponen en posición
vertical momento en el que suena un clik de un par de seguros metálicos que tiene. Se montan en grupos de 4,
Para instalar memoria SIMM hay que introducirla de forma oblicua y una vez insertada se ponen en posición vertical
momento en el que suena un clik de un par de seguros metálicos que tiene. Cada par de módulos deben ser iguales en
tamaño tipo, por lo que se deben instalar por pares,
Para instalar memoria DIMM hay que introducirla de forma vertical en su ranura y cuando está completamente insertada
se cierran sobre el módulo un par de seguros.
RANURAS DE EXPANSIÓN
Slot de expansión de 44 pines (objetos azules) y placa de circuitos. El slot
mide 3.5" (9 cm) con 22 contactos en cada lado.
Una ranura de expansión (también llamada slot de expansión) es un
elemento de la placa base de un ordenador que permite conectar a ésta una
tarjeta adicional o de expansión, la cual suele realizar funciones de control de
dispositivos periféricos adicionales, tales como monitores, impresoras o
unidades de disco. En las tarjetas madre del tipo LPX las ranuras de expansión
no se encuentran sobre la placa sino en un conector especial denominado riser
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card.
Tipos de ranuras
XT
Es una de las ranuras más antiguas y trabaja con una velocidad muy inferior a las ranuras modernas (8 bits) y a una
frecuencia de 4,77 megahercios, ya que garantiza que los PC estén bien ubicados para su mejor funcionamiento;
necesita ser revisados antes.
ISA
Tres ranuras ISA.
Industry Standard Architecture
La ranura 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 ISA 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.
VESA
Video Electronics Standards Association
En 1992 el comité 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 32
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, 0,9 de ancho (ISA) y 0,8 de ancho (extensión).
AGP
En marrón en la parte superior, ranura AGP.
Accelerated Graphics Port o AGP (en español "puerto de gráficos
acelerado) 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 diseño parte de las especificaciones del PCI
2.1.
El puerto AGP es de 32 bits como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8 canales más adicionales para acceso
a la memoria de acceso aleatorio (RAM). Además puede acceder directamente a esta a través del puente norte pudiendo
emular así memoria de vídeo en la RAM. La velocidad del bus es de 66 MHz.
PCI
Buses PCI de una placa base para Pentium I.
Peripheral Component Interconnect o PCI es un bus de ordenador estándar para
conectar dispositivos periféricos directamente a su placa base. Estos dispositivos
pueden ser circuitos integrados ajustados en ésta (los llamados "dispositivos
planares" en la especificación PCI) o tarjetas de expansión que se ajustan en
conectores. Es común en las computadoras personales, donde ha desplazado al
ISA como bus estándar, pero también se emplea en otro tipo de ordenadores.
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 IRQs y direcciones del puerto por medio de un proceso
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dinámico diferente del bus ISA, donde las IRQs 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










Cardbus es un formato PCMCIA de 32 bits, 33 MHz PCI.
Compact PCI, utiliza módulos de tamaño Eurocard conectado en una placa hija PCI.
PCI 2.2 funciona a 66 MHz (requiere 3.3 voltios en las señales) (índice de transferencia máximo de 503 MiB/s
(533MB/s)
PCI 2.3 permite el uso de 3.3 voltios y señalizador universal, pero no soporta los 5 voltios en las tarjetas.
PCI 3.0 es el estándar final oficial del bus, con el soporte de 5 voltios completamente removido.
PCI-X cambia el protocolo levemente y aumenta la transferencia de datos a 133 MHz (índice de transferencia
máximo de 1014 MiB/s).
PCI-X 2.0 especifica un ratio de 266 MHz (índice de transferencia máximo de 2035 MiB/s) y también de 533
MHz, expande el espacio de configuración a 4096 bytes, añade una variante de bus de 16 bits y utiliza señales
de 1.5 voltios.
Mini PCI es un nuevo formato de PCI 2.2 para utilizarlo internamente en los portátiles.
PC/104-Plus es un bus industrial que utiliza las señales PCI con diferentes conectores.
Advanced Telecommunications Computing Architecture (ATCA o AdvancedTCA) es la siguiente generación de
buses para la industria de las telecomunicaciones.
Audio/módem rise
Ranura audio/módem rise (izquierda) junto a una ranura PCI (derecha).
El audio/modem rise o AMR es una ranura de expansión en la placa madre para dispositivos de
audio (como [Ttarjeta de sonido|tarjetas de sonido]]) o módems lanzada 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 drivers para
estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows.
Módem AMR de un Fujitsu Siemens T-Bird.
Tecnológicamente ha sido superado por las tecnologías Advanced
Communications Riser (de VIA y AMD) y Communication and Networking
Riser 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.
Ing. Jesús René Canchala
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Placa Base(Main Board)
PCI-Express
Ranura PCI-Express 1x.
PCI-Express, abreviado como PCI-E o PCIE, aunque erróneamente se le suele
abreviar como 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 dobla esta tasa y PCIE 3.0 la dobla de nuevo.
Cada slot de expansión lleva uno, dos, cuatro, ocho, dieciséis o treinta y dos 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 250MB/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; un slot 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.
Slots PCI Express (de arriba a abajo: x4, x16, x1 y x16), comparado con
uno tradicional PCI de 32 bits, tal como se ven en la placa DFI LanParty
nF4 Ultra-D.
mayormente para conectar tarjetas gráficas.
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
No es todavía suficientemente rápido para ser usado como bus de memoria. Esto es una desventaja que no tiene el
sistema similar HyperTransport, 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 es 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
CONECTOR ELECTRICO ATX
Es donde se conectan los cables para que la placa base reciba la
alimentación proporcionada por la fuente. En las placas Baby-AT
los conectores son dos, si bien están uno junto al otro, mientras
que en las ATX es único.
La disposición de los conectores de alimentación tipo AT, se mantuvo durante largo tiempo, hasta que la reducción
generalizada de las tensiones de funcionamiento en las placas y en las tarjetas montadas en ellas, que coincidió con la
introducción del factor de forma ATX por parte de Intel, introdujo un nuevo tipo de conector de 20 pines. A su vez el
conector hembra de lado de la fuente pasó a ser también de una sola carcasa, abandonándose el sistema de los dos
conectores Molex que venían usándose desde el inicio de la era PC.
La tabla muestra la disposición de pines y colores de un conector ATX de 20 pines. A continuación, algunas imágenes
ilustrativas.
Ing. Jesús René Canchala
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Placa Base(Main Board)
Pin 1
Pin 2
Pin 3
Pin 4
Pin 5
Pin 6
Pin 7
Pin 8
Pin 9
Pin 10
+3.3 V
+3.3 V
Gnd
+5 V
Gnd
+5 V
Gnd
+ 5 V.
P_OK
+5 VSB
+12 V
Rojo
Negro
Rojo
Negro
Gris
Naranja Naranja Negro
Naranja
Azul
Negro Verde Negro Negro Negro Blanco
+3.3 V
-12 V
Gnd
+2.5
V.
P_ON
Gnd
Gnd
Gnd
Pin 11
Pin 12
Pin
13
Pin
14
Pin
15
Pin
16
Pin
17
Fig. 1. Tamaño relativo
Púrpura Amarillo
Rojo
Rojo
-5 V
+5 V
+5 V
Pin 18
Pin 19
Pin 20
Fig. 2 Conector ATX 20 Pines
Fig. 3 El conector ATX 20 en su alojamiento de la placa-base
La disposición anterior corresponde al conector de una fuente de alimentación estándar. Algunos fabricantes pueden
utilizar diseños propietarios en los que la disposición de colores y/o tensiones se aparte de lo señalado.
Nota: algunos equipos tienen un conector macho de 24 pines en la placa-base, mientras que el conector hembra de la
fuente es un ATX de 20 pines. En estos casos, además de los conectores estándar P4 y de disquete, la fuente dispone
de un conector especial de 4 pines que se coloca a continuación del de 20 pines, de forma que entre ambos, completan
el conector de la placa-base. La configuración de colores y tensiones de este conector auxiliar es la siguiente:
Negro
Rojo
Amarillo Naranja
Ing. Jesús René Canchala
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Placa Base(Main Board)
Gnd
+5 V.
+12 V.
+3.3 V.
En algunos casos, falta el conector número 18 (cable blanco) de -5 V. La razón es que la mayoría de placas modernas
no utilizan esta tensión, de forma que ha sido eliminada de las fuentes. Como puede verse, el conector de la figura 3
es precisamente de este tipo (carece del mencionado cable). Sin embargo, su ausencia en una placa-base que si lo
utilice, puede ser origen de problemas en los elementos de la placa que se alimentan desde dicho conector.
Tenga en cuenta que las tensión de 5 V del pin 9 siempre está presente, incluso cuando la fuente está desconectada
(siempre naturalmente que el equipo esté enchufado). Esta tensión suministra la energía necesaria en la placa base
para servicios tales como el de arranque en caso de actividad en la red ("Wake-up on LAN"), por lo que no debe
operarse en el interior del equipo, aún estando apagado, sin desconectar antes su toma de fuerza.
Nota: el conector P_ON del pin 14 (cable verde) también tiene una tensión de 2.5 V. cuando la fuente está
desconectada. Poniéndolo a masa, se produce la conexión (encendido) de la fuente.
Recuerde que el diseño de las fuentes conmutadas hace que deban tener conectada alguna carga para funcionar. En
consecuencia, las pruebas de tensión deben efectuarse mediante un dispositivo especial de carga, o manteniéndolas
conectadas a la placa base [4]. Por lo general salvo casos de averías muy sencillas. Por ejemplo, que se trate de un
fusible, el diseño de estas fuentes hace más económico reemplazarlas por una nueva que intentar reparar la avería [5]
(en caso de error podemos incluso dañar la placa base).
Señalar por último, que la industria especializada produce toda clase de adaptadores y convertidores para los
conectores de alimentación. En caso necesario es casi seguro encontrar el adaptador adecuado. A continuación se
muestran algunos ejemplos
Adaptador para convertir un
conector ATX a un conector ATX
con 2 dos tomas auxiliares de 6
y 4 pines.
Convertir un conector ATX
24 a ATX 20.
Convertir un conector
ATX 20 a conectores AT
P8/P9 más un conector
auxiliar P10 (permite
utilizar fuentes ATX con
placas AT).
LA PILA
La pila del ordenador, o más correctamente el acumulador, se encarga de conservar
los parámetros de la BIOS cuando el ordenador está apagado. Sin ella, cada vez que
encendiéramos tendríamos que introducir las características del disco duro, del
chipset, la fecha y la hora...
Se trata de un acumulador, pues se recarga cuando el ordenador está encendido. Sin
embargo, con el paso de los años pierde poco a poco esta capacidad (como todas las
baterías recargables) y llega un momento en que hay que cambiarla. Esto, que ocurre
entre 2 y 6 años después de la compra del ordenador, puede vaticinarse observando si
la hora del ordenador "se retrasa" más de lo normal.
Para cambiarla, apunte todos los parámetros de la BIOS para reescribirlos luego,
saque la pila (usualmente del tipo de botón grande), llévela a una tienda de
Ing. Jesús René Canchala
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Placa Base(Main Board)
electrónica y pida una exactamente igual. O bien lea el manual de la placa base para ver si tiene unos conectores para
enchufar pilas externas; si es así, apunte de qué modelo se trata y cómprelas.
PUETOS IDE
Integrated Drive Electronics
IDE : Integrated Drive Electronics
PATA : Parallel Advanced Technology Attachment
Conector PATA hembra en un cable a la izquierda, dos conectores PATA en placa base a la
derecha
Tipo
masivo interno
Historia de producción
Diseñador
Diseñado en
Western Digital
1986
Especificaciones
Conectable en
caliente
no
Externo
no
Ancho
16 bits
Ancho de banda
Max nº dispositivos
Protocolo
16 MB/s originalmente
Después 33, 66, 100, 133 y 166
MB/s
2 (maestro/esclavo)
Paralelo
Cable
Cable de cinta plano de 40 hilos, posteriormente incrementado
a 80 por seguridad.
Pines
40
Ing. Jesús René Canchala
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Placa Base(Main Board)
Cable IDE clásico de 40 conectores.
El interfaz ATA (Advanced Technology Attachment) o PATA, originalmente
conocido como IDE (Integrated device Electronics), es un estándar de interfaz
para la conexión de los dispositivos de almacenamiento masivo de datos y las
unidades ópticas que utiliza el estándar derivado de ATA y el estándar
ATAPI.
Historia
La primera versión del interfaz ATA, conocido como IDE, fue desarrollada por Western Digital con la colaboración de
Control Data Corporation (quien se encargó de la parte del disco duro) y Compaq Computer (donde se instalaron los
primeros discos).
En un primer momento, las controladoras ATA iban como tarjetas de ampliación, mayoritariamente ISA, y sólo se
integraban en la placa madre de equipos de marca como IBM, Dell o Commodore. Su versión más extendida eran las
tarjetas multi I/O, que agrupaban las controladoras ATA y disquete, así como los puertos RS-232 y el puerto paralelo, y
sólo modelos de gama alta incorporaban zócalos y conectores SIMM para cachear el disco. Dicha integración de
dispositivos trajo consigo que un solo chip fuera capaz de desempeñar todo el trabajo.
Junto a la aparición del bus PCI, las controladoras casi siempre están incluidas en la placa base, inicialmente como un
chip, para después pasar a formar parte del chipset.
Terminología
Los términos IDE (Integrated device Electronics), enhanced IDE (EIDE) y ATA (hoy en día PATA) se han usado como
sinónimos ya que generalmente eran compatibles entre sí.
Por otro lado, aunque hasta el 2003 se utilizó el término ATA, con la introducción del Serial ATA se le acuñó el
retronimo Parallel ATA.
Versiones

Parallel ATA (se está utilizando la sigla PATA)
o ATA-1, la primera versión.
o ATA-2, soporta transferencias rápidas en bloque y multiword DMA.
o ATA-3, es el ATA-2 revisado y mejorado. Todos los anteriores soportan velocidades de 16 MB/s.
o ATA-4, conocido como Ultra-DMA o ATA-33, que soporta transferencias en 33 MB/s.
o ATA-5 o Ultra ATA/66, originalmente propuesta por Quantum para transferencias en 66 MB/s.
o ATA-6 o Ultra ATA/100, soporte para velocidades de 100 MB/s.
o ATA-7 o Ultra ATA/133, soporte para velocidades de 133 MB/s.
o ATA-8 o Ultra ATA/166, soporte para velocidades de 166 MB/s.

Serial ATA, remodelación de ATA con nuevos conectores (alimentación y datos), cables, tensión de alimentación
y conocida comúnmente como SATA, soporta velocidades de 150 MB/s (SATA), 300 MB/s (SATA II) y 600 MB/s
(SATA III).

ATA over ethernet implementación sobre Ethernet de comandos ATA para montar una red SAN. Se presenta
como alternativa a iSCSI
Conexión de los dispositivos
En el interfaz ATA se permite conectar dos dispositivos por BUS. Para ello, de los dos dispositivos, uno tiene que estar
como esclavo y el otro como maestro para que la controladora sepa a/de qué dispositivo mandar/recibir los datos. El
orden de los dispositivos será maestro, esclavo. Es decir, el maestro será el primer dispositivo y el esclavo, el segundo.
La configuración se realiza mediante jumpers. Por lo tanto, el dispositivo se puede conectar como:

Como Maestro ('Master'). Si es el único dispositivo en el cable, debe tener esta configuración, aunque a veces
también funciona si está como esclavo. Si hay otro dispositivo, el otro debe estar como esclavo.
Ing. Jesús René Canchala
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Placa Base(Main Board)


Como Esclavo ('Slave'). Funcionará conjuntamente con el maestro. Debe haber otro dispositivo que sea
maestro.
Selección por cable (cable select). El dispositivo será maestro o esclavo en función de su posición en el cable.
Si hay otro dispositivo, también debe estar configurado como cable select. Si el dispositivo es el único en el
cable, debe estar situado en la posición de maestro.
Desventajas
El diseño original de ATA (dos dispositivos a un bus) tiene el inconveniente de que mientras se accede a un dispositivo,
el otro dispositivo del mismo conector ATA no se puede usar. En algunos chipset (por ejemplo, Intel FX triton) no se
podría usar siquiera el otro ATA a la vez.
Este inconveniente está resuelto en S-ATA y en SCSI, ya que se utiliza un dispositivo en cada puerto.
Obsolescencia
Los discos ATA se extendieron más que los SCSI debido a su precio, aunque su rendimiento era más bajo. Debido a las
limitaciones que tenía ATA, desarrollaron su sucesor, que se dio a conocer como Serial ATA, la cual mejoró
considerablemente en rendimiento. Por tanto, hoy en día se está reduciendo progresivamente el uso de PATA, ya que ha
sido sustituida por SATA.
PUERTO SATA
SATA : Serial Advanced Technology Attachment
Puertos SATA en una placa base o placa madre.
Tipo
masivo interno
Historia de producción
Diseñado en
Sustituye a
2003
ATA o IDE
Especificaciones
Conectable en
caliente
Si, con soporte de otros componentes del
sistema.
Externo
Si, con eSATA. Y por USB, con case o caja
externa.
Ing. Jesús René Canchala
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Placa Base(Main Board)
Cable
Cable plano
Pines
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Serial ATA o SATA (acrónimo de 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, lectores y regrabadores de
CD/DVD/BR, Unidades de Estado Sólido u otros dispositivos de altas prestaciones que están siendo todavía
desarrollados. Serial ATA sustituye a la tradicional Parallel ATA o P-ATA. SATA proporciona mayores velocidades, mejor
aprovechamiento cuando hay varias unidades, mayor longitud del cable de transmisión de datos y capacidad para
conectar unidades al instante, es decir, insertar el dispositivo sin tener que apagar el ordenador o que sufra un
cortocircuito como con los viejos Molex.
Actualmente es una interfaz aceptada y estandarizada en las placas base de PC. La Organización Internacional Serial
ATA (SATA-IO) es el grupo responsable de desarrollar, de manejar y de conducir la adopción de especificaciones
estandarizadas de Serial ATA. Los usuarios de la interfaz SATA se benefician de mejores velocidades, dispositivos de
almacenamientos actualizables de manera más simple y configuración más sencilla. El objetivo de SATA-IO es conducir
a la industria a la adopción de SATA definiendo, desarrollando y exponiendo las especificaciones estándar para la
interfaz SATA.
Historia
A principios del año 2000 se formó un grupo con el nombre de Serial ATA Working Group. Los miembros fundadores del
grupo continuaron formando el Serial ATA II Working Group para seguir con el desarrollo de la siguiente generación de
especificaciones para Serial ATA. La nueva organización, SATA-IO, toma las tareas de mantenimiento de las
especificaciones, promoción y venta de Serial ATA. Además de crear un futuro interfaz con especificaciones de velocidad
que encabecen la tecnología de almacenamiento durante la siguiente década.
El cambio de Serial ATA II Working Group a una asociación industrial formal fue tomado por el Serial ATA II Steering
Committee que encontró que un beneficio comercial mutuo les daría mayor ventaja a la hora de promover cualquier
actividad necesaria para la adopción de Serial ATA. La SATA-IO se dedica a construir un mercado robusto y maduro para
las ofertas de Serial ATA. Y, en su caso, seguirá actividades tales como: un programa de concienciación tecnológica y de
logo, laboratorios de interoperabilidad y encuentros cara a cara.
La diferencia principal entre un grupo de trabajo y una asociación industrial formal es que la segunda es una entidad
independiente legalmente. Así es posible tener un presupuesto más formalizado y es capaz de amparar actividades para
el desarrollo de SATA. Los miembros de SATA-IO tienen la capacidad de influir o contribuir directamente al desarrollo de
las especificaciones de SATA.
Velocidades
Al referirse a velocidades de transmisión, conviene recordar que en ocasiones se confunden las unidades de medida, y
que las especificaciones de la capa física se refieren a la tasa real de datos, mientras que otras especificaciones se
refieren a capacidades lógicas.
La primera generación especifica en transferencias de 150 MB por segundo, también conocida por SATA 150 MB/s o
Serial ATA-150. Actualmente se comercializan dispositivos SATA II, a 300 MB/s, también conocida como Serial ATA-300
y los SATA III con tasas de transferencias de hasta 600 MB/s.
Las Unidades que soportan la velocidad de 3Gb/s son compatibles con un bus de 1,5 Gb/s.
En la siguiente tabla se muestra el cálculo de la velocidad real de SATAI 1.5 Gb/s y SATAII 3 Gb/s:
SATA I
Frecuencia
SATA II SATA III
1500 MHz 3000 MHz 6000MHz
Ing. Jesús René Canchala
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Sistemas Integrados Actualizados SIA
Placa Base(Main Board)
Bits/clock
1
1
1
Codificación 8b10b 80%
80%
80%
bits/Byte
8
8
8
Velocidad real
150 MB/s 300 MB/s 600 MB/s
Cables y conexiones
Los conectores y los cables son la diferencia más visible entre las unidades SATA y las PATA. Al contrario que los PATA
se usa el mismo conector en las Unidades de almacenamiento de equipos de escritorio o servidores (3,5 pulgadas) y los
de los portátiles (2,5 pulgadas). Esto permite usar las unidades de 2,5 pulgadas en los sistemas de escritorio sin
necesidad de usar adaptadores a la vez que disminuyen los costes.
Por otra parte los dispositivos SATA tienen dos tipos de cables de conexión, de señal y de energía. La forma concreta
depende de la posición relativa del dispositivo respecto al controlador host. A este respecto caben tres posibilidades:



Dispositivo
Dispositivo
Dispositivo
dispone de
interno conectado directamente al controlador host.
interno conectado a una salida del controlador host mediante cables de alimentación y señal.
externo conectado al controlador host mediante un cable de señal. En este caso, el dispositivo
su propia fuente de alimentación.
SATA Externo
Fue estandarizado a mediados de 2004, con definiciones específicas de cables, conectores y requisitos de la señal para
unidades eSATA externas. eSATA se caracteriza por:






Velocidad de SATA en los discos externos (se han medido 115 MB/s con RAID externos)
Sin conversión de protocolos de PATA/SATA a USB/Firewire, todas las características del disco están disponibles
para el anfitrión.
La longitud de cable se restringe a 2 metros; USB y Firewire permiten mayores distancias.
Se aumentó la tensión de transmisión mínima y máxima a 500mV - 600mV (de 400 mV - 600 mV)
Voltaje recibido disminuido a 240 mV - 600 mV (de 325 mV - 600 mV)
Capacidad de disposición de los discos en RAID 0 y RAID
Actualmente, la mayoría de las placas bases han empezado a incluir conectores eSATA, también es posible usar
adaptadores de bus o tarjetas PC-Card y CardBus para portátiles que aun no integran el conector.
Ing. Jesús René Canchala
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Placa Base(Main Board)
PUERTOS EXTERNOS
Puerto PS2
Mouse
Puerto RJ45
(Red)
Puerto Paralelo
Impresora
Puerto Sonido (Azul,
Organeta, guitarra)
Puerto Sonido
(Verde, Altavoces)
Puerto PS2
Teclado
Puerto Serial
(Mouse)
Puerto VGA
(Monitor)
Puertos USB
(Cámaras,
teclados,
mouse,
impresoras,
etc.)
Puerto Sonido
(Rosado
Micrófono)
PUERTO PS/2
El conector PS/2 o puerto PS/2 toma su nombre de la serie de ordenadores IBM Personal System/2 que es creada por
IBM en 1987, y empleada para conectar teclados y ratones. Muchos de los adelantos presentados fueron
inmediatamente adoptados por el mercado del PC, siendo este conector uno de los primeros.
La comunicación en ambos casos es serial (bidireccional en el caso del teclado), y controlada por microcontroladores
situados en la placa madre. No han sido diseñados para ser intercambiados en caliente, y el hecho de que al hacerlo no
suela ocurrir nada es más debido a que los microcontroladores modernos son mucho más resistentes a cortocircuitos en
sus líneas de entrada/salida.
Aunque idéntico eléctricamente al conector de teclado AT DIN 5 (con un sencillo adaptador puede usarse uno en otro),
por su pequeño tamaño permite que en donde antes sólo entraba el conector de teclado lo hagan ahora el de teclado y
ratón, liberando además el puerto RS-232 usado entonces mayoritariamente para los ratones, y que presentaba el
inconveniente de compartir interrupciones con otro puerto serial (lo que imposibilitaba el conectar un ratón al COM1 y
un módem al COM3, pues cada vez que se movía el ratón cortaba al modem la llamada)
PUERTO USB
El Universal Serial Bus (bus universal en serie) o mejor conocido como Conductor Universal en Serie (CUS),
abreviado comúnmente USB, es un puerto que sirve para conectar periféricos a un ordenador. Fue creado en 1996 por
siete empresas (que actualmente forman el consejo directivo): IBM, Intel, Northern Telecom, Compaq, Microsoft, Digital
Equipment Corporation y NEC.1
El USB puede conectar varios tipos de dispositivos como pueden ser: mouse, teclados, escáneres, cámaras digitales,
teléfonos móviles, reproductores multimedia, impresoras, discos duros externos entre otros ejemplos, tarjetas de
sonido, sistemas de adquisición de datos y componentes de red. Para dispositivos multimedia como escáneres y
cámaras digitales, el USB se ha convertido en el método estándar de conexión. Para impresoras, el USB ha crecido tanto
en popularidad que ha desplazado a un segundo plano a los puertos paralelos porque el USB hace mucho más sencillo el
poder agregar más de una impresora.
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Sistemas Integrados Actualizados SIA
Placa Base(Main Board)
Algunos dispositivos requieren una potencia mínima, así que se pueden conectar varios sin necesitar fuentes de
alimentación extra. La gran mayoría de los concentradores incluyen fuentes de alimentación que brindan energía a los
dispositivos conectados a ellos, pero algunos dispositivos consumen tanta energía que necesitan su propia fuente de
alimentación. Los concentradores con fuente de alimentación
pueden proporcionarle corriente eléctrica a otros dispositivos sin
quitarle corriente al resto de la conexión (dentro de ciertos límites).
Universal Serial Bus
Memoria USB
En el caso de los discos duros, es poco probable que el USB
reemplace completamente a los buses (el ATA (IDE) y el SCSI),
pues el USB tiene un rendimiento más lento que esos otros
estándares. Sin embargo, el USB tiene una importante ventaja en
su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sin tener
que abrir el sistema, lo cual es útil para dispositivos de
almacenamiento externo. Hoy en día, una gran parte de los
fabricantes ofrece dispositivos USB portátiles que ofrecen un
rendimiento casi indistinguible en comparación con los ATA (IDE).
Por el contrario, el nuevo estándar Serial ATA permite tasas de
transferencia de hasta aproximadamente 150/300 MB por segundo,
y existe también la posibilidad de extracción en caliente e incluso
una especificación para discos externos llamada eSATA.
El USB casi ha reemplazado completamente a los teclados y mouses
(ratones) PS/2, hasta el punto que un amplio número de placas
base modernas carecen de dicho puerto o solamente cuentan con
uno válido para los dos periférico.
Compatibilidad y conectores
Conector USB tipo A macho
Prolongador USB3.0
Tarjeta PCI-USB 2.0.
El estándar USB especifica tolerancias mecánicas relativamente
amplias
para
sus
conectores,
intentando
maximizar
la
compatibilidad entre los conectores fabricados por la compañía
―una meta a la que se ha logrado llegar. El estándar USB, a
diferencia de otros estándares también define tamaños para el área
alrededor del conector de un dispositivo, para evitar el bloqueo de
un puerto adyacente por el dispositivo en cuestión.
Las especificaciones USB 1.0, 1.1 y 2.0 definen dos tipos de
conectores para conectar dispositivos al servidor: A y B. Sin
embargo, la capa mecánica ha cambiado en algunos conectores. Por
ejemplo, el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en
la parte superior del LCD de los computadoras portátiles de IBM.
Utiliza un conector mecánico diferente mientras mantiene las
señales y protocolos característicos del USB. Otros fabricantes de
artículos pequeños han desarrollado también sus medios de
conexión pequeños, y ha aparecido una gran variedad de ellos,
algunos de baja calidad.
Una extensión del USB llamada "USB-On-The-Go" (sobre la marcha)
permite a un puerto actuar como servidor o como dispositivo - esto
se determina por qué lado del cable está conectado al aparato.
Incluso después de que el cable está conectado y las unidades se
están comunicando, las 2 unidades pueden "cambiar de papel" bajo
el control de un programa. Esta facilidad está específicamente
diseñada para dispositivos como PDA, donde el enlace USB podría
conectarse a un PC como un dispositivo, y conectarse como servidor
a un teclado o ratón. El "USB-On-The-Go" también ha diseñado 2
conectores pequeños, el mini-A y el mini-B, así que esto debería
detener la proliferación de conectores miniaturizados de entrada.
Lista de periféricos que es posible conectar a un puerto USB
periféricos que es posible conectar a un puerto USB.
El puerto USB es un estándar que permite la transferencia de
información desde o hacia otro periférico. Esta lista detalla los
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Sistemas Integrados Actualizados SIA
Placa Base(Main Board)





















Adaptadores de memorias
Cámaras de fotos
Cámaras de video
Teléfonos móviles
Disqueteras externas
Discos duros externos
Grabadoras de DVD externas
Impresoras
Ratones USB
Multifunciones
Teclados USB
MP3
MP4
Pendrives
PDA
Pedales
Sintonizadoras de TV
Volantes
Joysticks
Webcams
Tocadiscos para la transferencia de música
PUERTO VGA
El término Video Graphics Array (VGA) Sistema gráfico de pantallas para PC (conector VGA de 15 clavijas D
subminiatura que se comercializó por primera vez en 1988 por IBM); como a la resolución 640 × 480. Si bien esta
resolución ha sido reemplazada en el mercado de las computadoras, se está convirtiendo otra vez popular por los
dispositivos móviles. VGA fue el último estándar de gráficos introducido por IBM al que la mayoría de los fabricantes de
clones de PC se ajustaba, haciéndolo hoy (a partir de 2007) el mínimo que todo el hardware gráfico soporta antes de
cargar un dispositivo específico. Por ejemplo, la pantalla de Microsoft Windows aparece mientras la máquina sigue
funcionando en modo VGA, razón por la que esta pantalla aparecerá siempre con reducción de la resolución y
profundidad de color. VGA fue oficialmente reemplazado por XGA estándar de IBM pero en realidad ha sido reemplazada
por numerosas extensiones clon ligeramente distintas a VGA realizados por los fabricantes que llegaron a ser conocidas
en conjunto como "Super VGA".
Detalles técnicos
VGA que se denomina "matriz" (array) en lugar de "adaptador" (adapter), ya que se puso en práctica desde el inicio
como un solo chip, en sustitución de los Motorola 6845 y docenas de chips de lógica discreta que cubren una longitud
total de una tarjeta ISA que MDA, CGA y EGA utilizaban. Esto también permite que se coloquen directamente sobre la
placa base del PC con un mínimo de dificultad (sólo requiere memoria de vídeo y un RAMDAC externo). Los primeros
modelos IBM PS / 2 estaban equipados con VGA en la placa madre.
Ing. Jesús René Canchala
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Sistemas Integrados Actualizados SIA
Placa Base(Main Board)
Conector VGA
Conector VGA
Conector VGA (DE-15/HD-15)
Patillaje
Un conector DE15 hembra.
Un conector VGA
Conector analógico
de video en alta
definición
Tipo
Historia de producción
IBM basado en Dsubminiature
Diseñador
Diseñado en
1987
Producido
Señal de Video
RGB más sincronismo
HyV
Señal de Datos
I²C canal de datos
para información
DDC
Conector
RED
Canal Rojo
Pin 2
GREEN
Canal Verde
Pin 3
BLUE
Canal Azul
Pin 4
N/C
Sin contacto
Pin 5
GND
Tierra (HSync)
Pin 6
RED_RTN
Vuelta Rojo
Pin 7
GREEN_RTN Vuelta Verde
Pin 8
BLUE_RTN
Vuelta Azul
Pin 9
+5 V
+5 V (Corriente
contínua)
Pin 10
GND
tierra (Sincr.
Vert, Corriente
Continua)
Pin 11
N/C
Sin contacto
Pin 12
SDA
I²C datos
Pin 13
HSync
Sincronización
Horizontal
Pin 14
VSync
Sincronización
vertical
Pin 15
SCL
I2Velocidad
Reloj
1987 - Presente
Especificaciones
Pines
Pin 1
15
DE-15
PUERTO PARALELO
Un puerto paralelo de impresora en la parte trasera de un portátil Compaq N150.
Un puerto paralelo es una interfaz entre una computadora y un periférico, cuya
principal característica es que los bits de datos viajan juntos, enviando un paquete de
byte a la vez. Es decir, se implementa un cable o una vía física para cada bit de datos
formando un bus. Mediante el puerto paralelo podemos controlar también periféricos
como focos, motores entre otros dispositivos, adecuados para automatización.
El cable paralelo es el conector físico entre el puerto paralelo y el dispositivo periférico.
En un puerto paralelo habrá una serie de bits de control en vías aparte que irán en ambos sentidos por caminos
distintos.
Puerto paralelo Centronics
Conector de puerto paralelo tipo Centronics
El puerto paralelo más conocido es el puerto de impresora (que cumplen más o
menos la norma IEEE 1284, también denominados tipo Centronics) que destaca
por su sencillez y que transmite 98 bits. Se ha utilizado principalmente para
conectar impresoras, pero también ha sido usado para programadores EPROM,
escáners, interfaces de red Ethernet a 10 Mb, unidades ZIP, SuperDisk y para
comunicación entre dos PC (MS-DOS trajo en las versiones 5.0 ROM a 6.22 un
Ing. Jesús René Canchala
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Sistemas Integrados Actualizados SIA
Placa Base(Main Board)
programa para soportar esas transferencias).
El puerto paralelo de las computadoras, de acuerdo a la norma Centronics, está compuesto por un bus de comunicación
bidireccional de 8 bits de datos, además de un conjunto de líneas de protocolo. Las líneas de comunicación cuentan con
un retenedor que mantiene el último valor que les fue escrito hasta que se escribe un nuevo dato, las características
eléctricas son:




Tensión de nivel alto: 3,3 o 5 V.
Tensión de nivel bajo: 0 V.
Intensidad de salida máxima: 2,6 mA.
Intensidad de entrada máxima: 24 mA.
Los sistemas operativos basados en DOS y compatibles gestionan las interfaces de puerto paralelo con los nombres
LPT1, LPT2 y así sucesivamente, Unix en cambio los nombra como /dev/lp0, /dev/lp1, y demás.
Puerto serie
Puerto en serie
Conector macho Mini DIN-8 que se usa para conectar por el puerto serie a las computadoras
Macintosh.
Un puerto serie o puerto serial es una interfaz de comunicaciones de datos digitales,
frecuentemente utilizado por computadoras y periféricos, donde la información es transmitida bit
a bit enviando un solo bit a la vez, en contraste con el puerto paralelo que envía varios bits
simultáneamente. La comparación entre la transmisión en serie y en paralelo se puede explicar
usando una analogía con las carreteras. Una carretera tradicional de un sólo carril por sentido
sería como la transmisión en serie y una autovía con varios carriles por sentido sería la transmisión en paralelo,
siendo los vehículos los bits que circulan por el cable.
Introducción
En informática, un puerto serie es una interfaz física de comunicación en serie a través de la cual se transfiere
información mandando o recibiendo un bit. A lo largo de la mayor parte de la historia de las computadoras, la
transferencia de datos a través de los puertos de serie ha sido generalizada. Se ha usado y sigue usándose para
conectar las computadoras a dispositivos como terminales o módems. Los mouses, teclados, y otros periféricos también
se conectaban de esta forma.
Mientras que otras interfaces como Ethernet, FireWire, y USB mandaban datos como un flujo en serie, el término
"puerto serie" normalmente identifica el hardware más o menos conforme al estándar RS-232, diseñado para interactuar
con un módem o con un dispositivo de comunicación similar.
Actualmente en la mayoría de los periféricos serie, la interfaz USB ha reemplazado al puerto serie puesto que es más
rápida. La mayor parte de las computadoras están conectados a dispositivos externos a través de USB y, a menudo, ni
siquiera llegan a tener un puerto serie.
El puerto serie se elimina para reducir los costes y se considera que es un puerto heredado y obsoleto. Sin embargo, los
puertos serie todavía se encuentran en sistemas de automatización industrial y algunos productos industriales y de
consumo.
Los dispositivos de redes, como los enrutadores y conmutadores, a menudo tienen puertos serie para modificar su
configuración. Los puertos serie se usan frecuentemente en estas áreas porque son sencillos, baratos y permiten la
interoperabilidad entre dispositivos. La desventaja es que la configuración de las conexiones serie requiere, en la
mayoría de los casos, un conocimiento avanzado por parte del usuario y el uso de comandos complejos si la
implementación no es adecuada.
Ing. Jesús René Canchala
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Placa Base(Main Board)
Taller Placa Base o MainBoard
Objetivo: Identificar las diferentes componentes de una Placa Base y su respectiva función
En su cuaderno desarrolle lo siguiente:
1. Dé una definición de MainBoard
2. Nombre los componentes que forman una placa base
3. El Chipset se divide en dos puentes en norte y el sur, cuál es la función de cada uno.
4. Cuáles son los tipos de bus de datos que se encuentran en una placa base y cuál es la función de cada uno.
5. Cómo se clasifican las placas madre y dé ejemplos.
6. Mencione 5 fabricantes de placas base que se comercialicen en nuestro medio.
7. Consulte en Internet un gráfico de una placa Base y péguelo en su cuaderno
8. Defina Socket de la CPU y nombre: tipos y ejemplos
9. Defina Chipset y nombre algunos fabricantes.
10. Qué significa la sigla BIOS, cuál es la función que cumple en la placa base y nombre algunos fabricantes.
11. Para qué se utilizan las ranuras de memoria RAM, nombre algunos tipos.
12. A lo largo del tiempo se han desarrollado varios tipos de ranuras de expansión entre ellas tenemos: XT, VESA, AGP
que ya no vienen en la placa base; otras actuales como AMR,PCI y PCI – Express. Defina cada una de ellas y para
qué se utilizan.
13. Para qué se utiliza el puerto ATX de la placa y cuántos pines tiene el conector de las placas modernas.
14. Qué función cumple la pila o batería en la placa base
15. Qué significa puerto IDE y para qué lo utilizamos.
16. Cuántos cables tiene el cable de datos de los puertos IDE.
17. Qué significa puerto SATA y para qué lo utilizamos.
18. A qué velocidades se trabaja con los puertos SATA.
19. Ponga el nombre de cada uno de los siguientes puertos y escriba que se conecta en cada uno de ellos.
20. Qué significa puerto PS/2 y para qué se utiliza.
21. Qué significa puerto USB y para qué se utiliza.
22. Qué significa puerto VGA y para qué se utiliza.
23. Cuál es la aplicación de puerto paralelo.
24. Para qué se utiliza el puerto serial.
Ing. Jesús René Canchala
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