Partes de un Motherboar o Placa Madre
Si analizamos la pc, el conjunto maderboard y microprocesador
resultan los componentes centrales. La arquitectura que siempre
tuvieron la pc, es la que podemos llamar modular y abierta. Esto
posibilita incorporar e intercambiar elementos de distintas marcas y
proveedores a fin de su reparación o para mejorar sus características
(UPGRADE). Esta tecnología deja abierta la puerta para que muchos
fabricantes produzcan las partes que conforman los equipos. Se puede
armar una pc, Con un maderboard de una marca, una placa de video de otra
marca y etc., y remplazar cualquiera de ellas, por otra de otra marca.
Para que esto sea posible, todos los componentes se fabrican siguiendo
estándares bien definidos. Como veremos mas adelante estas normas son
dictadas por organismos internacionales de estandarización o en algunos
casos por asociaciones e fabricantes.
Primero se surgieron las pc fabricadas por IBM y luego los llamados
clones que no tienen una marca definida. Y cuyos componentes proceden
de diferentes fabricantes.
Acá Imagenes de Distintos Motherboards….
Elementos de un motherboard:
1-* Conectores
- Los motherboards que respetan ATX (Avanced Tecnology extended) Incorporan un grupo de conectores estandar: RS232 (serie)
- Puerto paralelo,
- Dos conectores PS/2 (teclado y mouse)
- Los puuertos USB (Universal serial buzz)
- TAmbien se agrega el sonido (Entrada de microfono, entrada de línea, salida de audio)
- Y el conector de Ethernet RJ45
2-* Socalo del Microprocesador:
Aqui se coloca el microprocesador. La medida y la cantidad de
contactos Varia segun la marca y el modelo del microprocesador usado.
Este zocalo posee ademas los anclajes para el disipador y el ventilador
(Cooler).
3*- Zócalos de memorias
Aquie se colocan los modulos de momeria dinamicas, los zocalos reciben el mimsmo nombre que las memoorias que alojan (DIMM)
4*- Conector para la Disquetera
5*- Conectores Ide
Aqui se conectan los discos Rígidos y las lectoras/grabadoras de
CD-DVD y de BlueRay, mediante cables planos que permiten conectar hasta 4
dispositivos. En la cercania de estos conectores, los motherboards mas
modernos, tienen los conectores SATA que se usan actualemente para los
discos rígidos. Velocidad de transferencia tipica: IDE 1133 MB/seg —
SATA 150MB/seg — SATA2 >=
600 Mg/Seg
6*- Conector de Alimentacion:
Mediante este conector tipo ATX se sumistran al motherboard las
diferentes tensiones de alimentacion, provenientes de la fuente de
alimentacion.
7*- Bios (Basic Input Output System)
este chip alberga el sofware basico del motherboard que le permite al
sistema operativo comunicarse con el hardware. entre cosas el bios
controla como maneja la memoria maneja los discos rigidos y mantiene el
reloj del sistema en hora. el bios contiene dos tipos de memoria: ROM
(Read Only Memory), , actualmente tipo flash) Y una memoria RAM llamada
setup que es mantenida por una pila, a esta memoria se accede cuando la
maquina arranca (Apretando F2 o Supr)
8*- Chipet:
en una pc el microprocesador es auxiliado por otros
circuitos integrados, para realizar algunas operaciones especificas.
Antiguamente, existia un solo circuito integrado, llamado chipset que
realizaba estas tareas. El chipset puede ser o no de la misma marca que
el microprocesador.
hoy en dia existen, dos circuitos integrados, que integran el chipset,
el puente norte y el puente sur, (north bridge y south bridge) el puente
norte, es el encargado de controlar el buz de datos del procesador y la
memoria. tambien administra el bus AGP.
9*- Conectores al gabinete:
aqui se conectan los comandos y indicadores
que se conectan en el frente del gabinete. LED de ensendido, LED de
funcionamiento del acceso al disco rígido, el booton de encendido y el
bonton de reset.
10*- Chipset South bridge:
se encarca de controlar la conectividada con los discos rigidos el bus PSI y los puertos usb.
11*- Pila:
Esta pila mantiene la memoria ram de bios llamada setup es
del tipo cr2032. esta ila debe cambiarse cuando los parametros
guardados en el setup (Reloj, fecha, configuracion del disco rígido,
etc) se pierden.
12*- RAnura (slot) PCI:
aqui se conectan cuando es necesario placas o
funciones adicionales, como las placas de video, plcas de sonido,
capturadora de datos, modem telefonico, sintonizadores. Las placas de
video actualemente se conectan a un slot PCI express.
13*- Slot AGP:
Antiguamente se conectaba a este Slot la placa de video,
hoy en dia esta en desuso, ya que se utiliza, el Slot pci express.
FACTOR DE FORMA
atendiendo a la estructura modular o arquitectura abierta, que
habriamos mencionado, los fabricantes de motherboard deben atenrse al
cumplimiento de standares y nomas de la industria del hadware. Además
cuando surge un elemento nuevo como por ejemplo el puerto USB, todos los
fabricantes deberán cumplir con las normas y caracteristicas
construccitavas de eso puerta para afuera del negocio del hadrware, el
factor de forma (Form FActor) indica las dimenciones y el tamaño de la
placa lo que se vincula con el gabinete especifico, tambien establese la
pocision de los anclajes y la distribucion de los componentes (Slot de
expancio, ubicacion de los bancos de memoria, del zocalos, etc).
Los primero formatos ya obsoletos, son los AT y baby AT y los que estan en uso son los atx, micro +
Motherboard AT
Motherboard Baby AT
Motherboard ATX
Motherboard Micro ATX
Motherboard ATX Flex
EL PUENTE NORTE
el puerte norte se encarga de soportar al microprocesador en el
manejo de los buces y la memoria. Sirve de conexion, entre el
microprosesador, el maderboard y la memoria, por eso reciebe en nombre
de punte. Generalmente las inobaciones tecnologicas, como las memorias
DDR y el FSB (Frout Side Buz), son soportados por este chip.
La tecnologia de fabricacion del north bridge es muy avanzada y es
compatible, con la del microprocesador. Por ejemplo, si debe encargazse
de bus frontal deberá manejar frecuencias, de 400 a 600 MHz, por eso en
algunos casos algunos chips suelen llevar un disipador y hasta en
disipador.
EL PUENTE SUR
Este es segundo chip en importancia, en el motherboard, y controla
los buces de entrada y salida par perifericos, se encarga del soporte
id, controla los puertos usb y el bus pci. Tambien controla los puertos
seri ata y el auidio hasta 6 canales.
la conexion entre los puentes se realizaba a travez del bus pci,
calcular la velocidad de transferencia en bytes p/ segundo de
un bus de 32 bit de ancho que posee una frecuencia de clock de 33 MHz
bus pci
el bus pci posee un socalo de interconexion (slot) color blanco de aproximadamente 8,5 cm de largo. tiene una ranura para la
correcta colocacion de las placas
este bus fue desarrollado por intel, y sometido al concenso del resto de la industria que lo adopto como estandar. es uno de los
mas utilizados en la actualidad y pòsee las siguientes caracteristicas:
*cantidad maxima de dispositivos: 10
*ancho del bus seleccionable: 32 o 64 bit
*frecuencia de clock: 33 MHzvelocidad de transferencia maxima de datos: 133 Mbyte/s a 32 bit y 266 Mbyte/S a 64 bit
actualmente este bus se usa para conectar placas de expansion como placas de red, placas de sonido, sintonizadoras de tv,
modem telefonico, placas de adquisicion de datos, placas de ampliacion de puertos usb , etc
Bus Frontal(fsb-Front Side Bus)
antiguamente solo existia un bus de datos y el microprocesador accedia a la ram y a la memoria cache atraves de el.
para optiomizar el desempeño intel introdujo el DIB(Dual Independent Bus) donde el microprosesador accedia a la memoria cache
por el backside bus y a la memoria ram por el frontside bus.
Regularmente la velocidad del microprocesador se determina aplicando un
factor de multiplicacion a la frcuencia del FSB. Por ejemplo
si aplicamos un factor de multiplicacion de 5 a un fsb que esta
trabajando a 100 MHz se obtiene una velocidad de microprocesador de
500MHz, este procedimiento se conoce como overclocking.
en las viejas maquinas se realizaba cambiando de pocision un puente (jumper)
actualmente se hace desde el setup
Bus Isa(Industry Standar Archchitecture)
Bus AGP
El bus agp se utilizo durante cierto tiempo para conectar placas de
video si bien llego a velocidades de transferencia de 2 gb por segundo
fue rapidamente reemplazado por el bus pci express y 3 agp
Bus pci express Foto
Se desarrollo entre 1999-2001.
Se desarrollo entre 1999-2001.Este desarrollo tubo varios nombres como:
system i/o input output
infiniband
3gio(third generation input output )
araphade
finalmente el desarrollo en manos del pci-sig que es una
ortganizacion sin fines de lucro que tiene asociados a empresas
fabricantes de hardware el bus pci express presenta mejores
caracteristicas de flexivilidad y velocidad como son la transmicion en
serie y el sistema de conexion puntosç a punto.la transmicion en serie
es una de las fasesmas antiguas de las pc la rs232 quesigue presente en
los motherboard actuales aunque esta practicamente en desuso frente a
interfaces externas superiores como la USB.la transmicion de datos en el
bus pci =espress justamente se realiza en serie es decir que los datos
pasan bit a bit uno tras otro mientras que las interfaces en paralelo
los datos viajan por varios cables a la vez .Actualmente se privilegia
el uso de interfases serie,porque utiliza menos tension genera menos
interferencias electricas y permite mayor velocidad sin perdida de
informacion,ademas son mas simples lo que permite un diseño mas
compacto.
la conexion punto a punto quiere decir que la comunicacion entre un
dispositivo y otro es directa lo que permite un aprobechamiento total
del ancho de banda puesto que cada placa tendra su ancho en particular y
se comunicara con otra sin que interfiera en su camino.
por ejemplo: dijimos que el puerto pci estandar o convencional tiene
todos los conectores conectados en paralelo por lo9 que comparte el
ancho de banda del bus (130mb/seg).
el sistema pci express ,la conexion de los conctores con el chip setse
realiza mediante un modulo llamado switch (muchas veces incluido en el
puente sur).
podemos comparar el bus pci express y el pci haciendo una analogia con
los concentradores de red HUB y switch. en un hub los datos que quieren
pasar de una maquina a otra deben pasar todas las que esten en un puerto
y otro hasta que esten en el destino correcto
La direccion de una maquina conectada y envia los datos de una asia otra sin pasar por ningun puerto
la conexion basica de pci expres x1 consta de 4 cables 2 para la
transmision de datos en un sentido y deos en el otro. cada uno de ellos
trabaja a una frecuencia de 2ghz lo que brinda una taza de tran
sferencia de datos de 2gb/seg (256 mb/s). debemos conciderar que esos
256mb se transmiten en un solo sentidoy que si contamos que el otro
alcanzamos los 512 mb/seg,una sifra nada despreciable teniendo en cuenta
los 133 mb seg de los puertos pci.La ranura pci express x4 tiene 4
pares de conectores la pci por 8 tiene ocho pares de conductores y la de
16, 16 pares de conductores.los dispositivos de pci mas comunes son las
tarjetas graficas,tarjetas de red.
Interfaz para discos rigidos
veremos la forma en que se transmiten los datos desde los medios de
almacenamiento masivos como discos rigidos y lectoras para grabadoras de
cd y dvd desde y hacia el motherboard actualmente se usa
preponderantemente la serial-ata(SATA)que a remplazado a la interface
IDe(ATA).
Interface IDE (Integrated drive electronics)
La interfaz ide es un conector con una doble ilera de pines donde va
un conector asociado a un cable plano. regularmente sobre el motherboard
se encuentran dos socalos IDE predominados IDE-0 Y IDE-1
la interfaz IDE esta basada en el estandar creado por idm en los años
80´ llamado ATA(advance technology attachment).Por eso esta interfaz
tambien se conoce como IDE/ATA.
Con el tiempo fue capaz de soportar discos cada vez mas rapido pasando
por las versiones SATA 1,2,3,4,5,6 y fast ATA.en principio esta interfaz
soportaba solamente discos rigidos , pero mas tarde se convierte en
ATAPI(ATA packet interface) y es capaz de soportar unidadesde cd-rom es
por eso en el inicio de una pc con lectora de cd se lee el mensaje
ATAPI-CDROM.La evolucion de norma ATA esta directamente relacionado con 2
modos de transferencia de datos PIO(programmable input-output) y
DMA(Direct Memory Access).
el modo mas antigui se llamaba pio donde el microprocesados contralaba
la transferencia de datos en el modo pio sucedieron varias evoluciones:
PIO-0—>3.,3 MB/S
PIO-1—> 5,2 MB/S
PIO-2—> 8,3 MB/S
PIO-3—>11,1 MB/S
PIO-4—>16 MB/S
devido al bajo rendimiento de la interfaz ATA porque requeria el uso del
microprocesados se introduce la tecnologia DMA,de esta forma los discos
rigidos pudieron aceder directamente a la memoria sin pasar por el
microprocesador para eso se agrego un chip DMA.esta norma fue mejorando
hasta llegar a la UDM(ULTRA DMA)que llega hasta 133 mb/s.
Interfaz SATA
la interfaz ATA (paralelo) fue superada en el año 2003 cuendo se
introdujo la variante SATA esta nueva interfaz proporciona mayores
velocidades de transferencia ,permite mayor longitud de cable y tambien
se pueden conectar unidades al instante sin tener que apagar la
computadora.Hasta el momento se han desarrolado tres modelos SATA
SATA 1=150 mb/s
SATA 2=300 mb/s
SATA 3=600mb/s
Interfaz scsi(small computer system interface)
es una interfaz estandar para la transferencia de datos entre distintos dispositivos de la computadora.
se utiliza actualmente en los discos rigidos pero tambien interconecta
una amplia gama de dispositivos incluyendo escaner , unidades de cd
room,unidades de dvd y hasta impresoras.
en el pasado era comun en toda clase de computadoras pero actualmente se
utiliza casi con exclusividad en estaciones de trabajo de alto
rendimiento como servidores y perifericos de alta gama.en las
computadoras comunes se utilizan interfaces mas lentas como SATA Y
USB(el usb utiliza un conjunto de comandos scsi para algunas
operaciones).
la interface scsi(paralela)a evolucionado a una interfaz serie llamada SAS cuya ultima version es la SAS 600
con una velocidad de transferencia de 6gb/s.
Esta ultima tecnologia se encuentra presente en motherboard para
servidores como el s5520hc de intel que soporta 2 microprocesadores
intel xeon 5500 con 12 ranuras para memorias ddr3,6puertos psi express
,6 seis puertos SATA 3 Y un puerte SAS 600.
Interfaz USB
el bus USB fue desarrollado en la decada del 90.la propuesta original
fue de intel junto con IBM.actualmente el foro usb agrupa a mas de 680
compañias el usb permitio estandarizar la condicion de perifericos como:
mouse
teclado
joystick
escaner
impresora
camaras digitales
telefonos celulares
modem
tarjetas de red(alambricas e inalambricas)
sintonizadoras de tv
discorigidos externos
lectoras y grabadoras de cd y dvd externas
ect…
el exito fue total desplazando al puerto serie,paralelo,ps2,ect.existen 2 tipos de conectores a y b.
y en cada una de los tipo existen 3 versiones estandar,mini y micro.
Bios y arranque de sistemas
El bios es un programa que se encuentra permanentementee almacenado
en un chip(firmware) del motherboard y se ejecuta cuando se inicia la pc
para verificar y habilitar todos sus componentes principales ,de tal
manera que luego se pueda dar pie al inicio del sistema operativo, todo
este proseso se conoce como arranque sçdel sistema.
si ponemos arriba de una mesa los componentes de una pc:
motherboard con microprosesador memoria y placa de video
y le conectamos la fuente de alimentacion e,l teclado, el mouse y el
monitor, al encender la fuente de alimentacion, “algo” pasa,y estos
dispositivos funcionan ¿como ocurre esto si no tiene disco duro ni
sistema operativo ? evidentemente hay algo mucho mas basico permanente y
previo al sistema operativo que por ende no esta en el disco rigido y
que hace que apenas encendemos la fuente haya un reconocimiento del
quipo y luego cargue el sistema operativo. eso es el BIOS(basic input
outpt system).
los aniguos bios eran memorias rom del tipo eprom que se programaban
mediante un circuito especial y se borraban mediante luz ultravioleta.
atra vez de una ventana de cuarzo que tenian para tal fin.
actualmente los bios son de tipo flash
El inicio del sistema
Para iniciar el sistema de la PC el BIOS cumple una serie de tareas
consecutivas, es decir si solo pasa a la siguiente si la anterir esta
bien. al encender la pc el primer dispositivo que funciona es el micro
procesador que busca la primera instruccion para ejecutar, como el disco
duro todabia no arranco no hay sistema operativo cargado que pueda
tenerla y lo hace en la direccion de memoria 0000(hexadecimal)del bus de
direcciones que se en cuentra en el BIOS, en ese momento comienza el
inicio de la PC,es decier que se comienza el programa concedido, que
hace lo siguiente:
*Revisa el Setup para cargar los parametros almacenados en el(7,8)
recordemos que el Setup es el unico lugar del bios donde el usuario
puede entrar y modificar opciones de configuracion basica
*segudo carga los controladores(drivers) y las interrupciones asociadas a los elementos basicos teclado,mause ect.
* busca y habilita la placa de video(muchas placas cuentan con su propio
controlador que se encarga en ese instante aparece en la pantalla a continuacion el bios analiza algo bastante importante:
Si este proceso de inicio se produce desde cero (arranque frio) o si
se trata de un reinicio generalmente este proceso ocurre despues de
instalar un programa para esto verifica el valor de memoria en la
direccion 0472, si este valor es 1234 en hex. indica que se trata de un
error y pasa por alto el resto de la rutina. En caso contrario
realizatodo el proceso llamado POST(power on selft test) lo que implica
lo siguiente:
*verifica la ram haciendo una prueba rapida de escritura y lectura sobre cada direccion de la misma
*revisa los puestos USB y PS2 en busca del teclado y mouse
*revisa los conectores PCI y PCI express en busca de las placas conectadas
Si hallara algun problema emitira un mensaje por pantalla o indicara
el error mediante sonidos que responden a un codigo tambien existen
placas de diagnostico que poseen una indicacion numerica que permite
identificar la falla producida durante la rutina de arranque. Estas
placas suelen tener conexion PCI. Algunos motherboard ya poseen
integrada la placa de diagnostico integrada