TEMA 38. TARJETAS DE EXPANSIÓN

TARJETAS DE EXPANSIÓN

Las tarjetas de expansión son dispositivos con diversos circuitos integrados y controladores que, insertadas en sus correspondientes ranuras de expansión, sirven para ampliar la capacidad de un ordenador. Las tarjetas de expansión más comunes sirven para añadir memoria, controladoras de unidad de disco, controladoras de vídeo, puertos serie o paralelo y dispositivos de módem internos. Por lo general, se suelen utilizar indistintamente los términos placa y tarjeta para referirse a todas las tarjetas de expansión.En la actualidad las tarjetas suelen ser de tipo PCI, PCI Express o AGP. Como ejemplo de tarjetas que ya no se utilizan tenemos la de tipo Bus ISA.En la mayoría de los casos es necesario instalar el programa que hace que las diferentes tarjetas funcionen de manera correcta, a este programa se le denomina driver.Gracias al avance en la tecnología USB y a la integración de audio/video en la placa base, hoy en día se emplean cada vez menos.

TARJETA SINTONIZADORA CAMPTURADORA DE TELEVISÓN

Una tarjeta sintonizadora (o capturadora) de televisión es un periférico que permite ver los distintos tipos de televisión en la pantalla de ordenador. La visualización se puede efectuar a pantalla completa o en modo ventana. La señal de televisión entra en la toma de antena de la sintonizadora y puede proceder de una antena (externa o portátil) o bien de la emisión de televisión por cable.Este periférico puede ser una tarjeta de expansión, generalmente de tipo PCI, o bien un dispositivo externo que se conecta al puerto USB. En los modelos externos es el procesador del ordenador quien realmente hace todo el trabajo. En cambio algunos modelos internos realizan la codificación de la grabación por hardware; es decir que es la propia tarjeta quien la hace, liberando de esa tarea al procesador del ordenador. En consecuencia, en un mismo ordenador se podrá efectuar una grabación de calidad a mayor resolución con una sintonizadora interna que con una externa.Las sintonizadoras se distribuyen junto a sus drivers y un software que permite la sintonización, memorizado, visualización y grabación directa o programada de los canales. También existe software gratuito de terceros que funciona con cualquier tarjeta sintonizadora y que en muchos casos mejora la calidad de la visualización y de la grabación obtenida por el software original de la sintonizadora:

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Las sintonizadoras permiten la visualización de teletexto y disponen de mando a distancia por infrarrojos. Adjuntan un receptor para dicho mando, que se conecta a un puerto del ordenador. Es posible utilizar el mando para manejar otras aplicaciones del ordenador mediante software específico

Tipos: Actualmente existen distintos tipos de sintonizadora, según el tipo de emisión de televisión que queramos recibir en el ordenador:

Analógicas. Sintonizan los canales analógicos recibidos por antena (la televisión "de toda la vida") y/o por cable (por ejemplo de la compañía Ono).

Digitales. Las de tipo DVB-T (las más habituales) sintonizan los canales de la televisión digital terrestre TDT, que se recibe por antena. Las de tipo DVB-C sintonizan los canales de la televisión digital por cable, pero no los de TDT. Actualmente no hay modelos "combinados" DVB-T/C.

Satélite. Sintonizan los canales de la televisión recibidos por antena parabólica (por ejemplo, del satélite Hispasat).

También existen modelos híbridos, que son capaces de sintonizar al mismo tiempo dos a más de estos tipos de emisión. Algunos modelos añaden también la sintonización de radio FM.

MODEM

Un módem es un dispositivo que sirve para modular y desmodular una señal llamada portadora mediante otra señal de entrada llamada moduladora. Se han usado modems desde los años 60 o antes del siglo XX, principalmente debido a que la transmisión directa de las señales electrónicas inteligibles, a largas distancias, no es eficiente. Por ejemplo, para transmitir señales de audio por el aire, se requerirían antenas de gran tamaño (del orden de cientos de metros) para su correcta recepción.

Tipos de módems: Los módems han adquirido gran popularidad entre la gente de bajos conocimientos técnicos gracias a su uso en el PC, sin embargo los módems son usados en un sin fín de aplicaciones, como las comunicaciones telefónicas, radiofónicas y de televisión.Se pueden clasificar de diferentes maneras, siendo una de ellas la clasificación por el tipo de moduladora empleada, teniendo así los módems digitales, en los cuales la moduladora es una señal digital y los módems analógicos, en donde la moduladora es una señal analógica

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TARJETA GRAFICA

Una tarjeta gráfica, tarjeta de vídeo, tarjeta aceleradora de gráficos o adaptador de pantalla, es una tarjeta de expansión para una computadora, encargada de procesar los datos provenientes de la CPU y transformarlos en información comprensible y representable en un dispositivo de salida, como un monitor o televisor. Algunas tarjetas gráficas han ofrecido funcionalidades añadidas como captura de vídeo, sintonización de TV, decodificación MPEG-2 y MPEG-4 o incluso conectores Firewire, de ratón, lápiz óptico o joystick.

Componentes:

GPULa GPU, —acrónimo de «Graphics Processing Unit», que significa «Unidad de Procesado de Gráficos»— es un procesador (como la CPU) dedicado al procesamiento de gráficos; su razón de ser es aligerar la carga de trabajo del procesador central y, predominante en las funciones 3D. La mayor parte de la información ofrecida en la especificación de una tarjeta gráfica se refiere a las características de la GPU, pues constituye la parte más importante de la tarjeta. Dos de las más importantes de dichas características son la frecuencia de reloj del núcleo, que en 2006 oscilaba entre 250 MHz en las tarjetas de gama baja y 750 MHz en las de gama alta, y el número de pipelines (vertex y fragment shaders), encargadas de traducir una imagen 3D compuesta por vértices y líneas en una imagen 2D compuesta por píxeles.

Memoria de vídeoSegún la tarjeta gráfica esté integrada en la placa base (bajas prestaciones) o no, utilizará la memoria RAM propia del ordenador o dispondrá de una propia. Dicha memoria es la memoria de vídeo o VRAM. Su tamaño oscila entre 128 MB y 1 GB. La memoria empleada en 2006 estaba basada en tecnología DDR, destacando DDR2, GDDR3 y GDDR4. La frecuencia de reloj de la memoria se encontraba entre 400 MHz y 1,8 GHz.Una parte importante de la memoria de un adaptador de vídeo es el Z-Buffer, encargado de gestionar las coordenadas de profundidad de las imágenes en los gráficos 3D.

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RAMDACEl RAMDAC es un conversor de digital a analógico de memoria RAM. Se encarga de transformar las señales digitales producidas en el ordenador en una señal analógica que sea interpretable por el monitor.

Salidas

Salidas SVGA, S-Video y DVI de una tarjeta gráficaLos sistemas de conexión más habituales entre la tarjeta gráfica y el dispositivo visualizador (como un monitor o un televisor) son:

SVGA: estándar analógico de los años 1990; diseñado para dispositivos CRT, sufre de ruido eléctrico y distorsión por la conversión de digital a analógico y el error de muestreo al evaluar los píxeles a enviar al monitor.

DVI: sustituto del anterior, fue diseñado para obtener la máxima calidad de visualización en las pantallas digitales como los LCD o proyectores. Evita la distorsión y el ruido al corresponder directamente un píxel a representar con uno del monitor en la resolución nativa del mismo.

S-Video: incluido para dar soporte a televisores, reproductores de DVD, vídeos, y videoconsolas.

Otras no tan extendidas en 2007 son:

Vídeo Compuesto: analógico de muy baja resolución mediante conector RCA.

HDMI: tecnología de audio y vídeo digital cifrado sin compresión en un mismo cable.

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Interfaces con la placa base: En orden cronológico, los sistemas de conexión entre la tarjeta gráfica y la placa base han sido, principalmente:

ISA: arquitectura de bus de 16 bits a 8 MHz, dominante durante los años 1980; fue creada en 1981 para los IBM PC.

MCA: intento de sustitución en 1987 de ISA por IBM. Disponía de 32 bits y una velocidad de 10 MHz, pero era incompatible con los anteriores.

EISA: respuesta en 1988 de la competencia de IBM; de 32 bits, 8.33 MHz y compatible con las placas anteriores.

VESA: extensión de ISA que solucionaba la restricción de los 16 bits, duplicando el tamaño de bus y con una velocidad de 33 MHz.

PCI: bus que desplazó a los anteriores a partir de 1993; con un tamaño de 32 bits y una velocidad de 33 MHz, permitía una configuración dinámica de los dispositivos conectados sin necesidad de ajustar manualmente los jumpers. PCI-X fue una versión que aumentó el tamaño del bus hasta 64 bits y aumentó su velocidad hasta los 133 MHz.

AGP: bus dedicado, de 32 bits como PCI; en 1997 la versión inicial incrementaba la velocidad hasta los 66 MHz.

PCIe: interfaz serie que desde 2004 empezó a competir contra AGP, llegando a doblar en 2006 el ancho de banda de aquel. No debe confundirse con PCI-X, versión de PCI.

Dispositivos refrigerantes:

Conjunto de disipador y ventiladorDebido a las cargas de trabajo a las que son sometidas, las tarjetas gráficas alcanzan temperaturas muy altas. Si no es tenido en cuenta, el calor generado puede hacer fallar, bloquear o incluso averiar el dispositivo. Para evitarlo, se incorporan dispositivos refrigerantes que eliminen el calor excesivo de la tarjeta. Se distinguen dos tipos:

Disipador: dispositivo pasivo (sin partes móviles y, por tanto, silencioso); compuesto de material conductor del calor, extrae este de la tarjeta. Su eficiencia va en función de la estructura y la superficie total, por lo que son bastante voluminosos.

Ventilador: dispositivo activo (con partes móviles); aleja el calor emanado de la tarjeta al mover el aire cercano. Es menos eficiente que un disipador y produce ruido al tener partes móviles.

Aunque diferentes, ambos tipos de dispositivo son compatibles entre sí y suelen ser montados juntos en las tarjetas gráficas; un disipador sobre la GPU (el componente que más calor genera en la tarjeta) extrae el calor, y un ventilador sobre él aleja el aire caliente del conjunto.

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Alimentación:

Hasta ahora la alimentación eléctrica de las tarjetas gráficas no había supuesto un gran problema, sin embargo, la tendencia actual de las nuevas tarjetas es consumir cada vez más energía. Aunque las fuentes de alimentación son cada día más potentes, el cuello de botella se encuentra en el puerto PCIe que sólo es capaz de aportar una potencia de 150 W. Por este motivo, las tarjetas gráficas con un consumo superior al que puede suministrar PCIe incluyen un conector (PCIe power connector) que permite una conexión directa entre la fuente de alimentación y la tarjeta, sin tener que pasar por la placa base, y, por tanto, por el puerto PCIe.Aún así, se pronostica que no dentro de mucho tiempo las tarjetas gráficas podrían necesitar una fuente de alimentación propia, convirtiéndose dicho conjunto en dispositivos externos.

TARJETA DE RED

Una tarjeta de red permite la comunicación entre diferentes aparatos conectados entre si y también permite compartir recursos entre dos o más equipos (discos duros, CD-ROM, impresoras, etc). A las tarjetas de red también se les llama adaptador de red o NIC (Network Interface Card, Tarjeta de Interfaz de Red en español). Hay diversos tipos de adaptadores en función del tipo de cableado o arquitectura que se utilice en la red (coaxial fino, coaxial grueso, Token Ring, etc.), pero actualmente el más común es del tipo Ethernet utilizando un interfaz o conector RJ-45.Aunque el término tarjeta de red se suele asociar a una tarjeta de expansión insertada en una ranura interna de un ordenador o impresora, se suele utilizar para referirse también a dispositivos integrados en la placa, como las interfaces presentes en la videoconsola Xbox o los modernos notebooks. Igualmente se usa para expansiones con el mismo fin que en nada recuerdan a la típica tarjeta con chips y conectores soldados, como la interfaz de red para la Sega Dreamcast, las PCMCIA, o las tarjetas con conector y factor de forma CompactFlash y Secure Digital SIO utilizados en PDAsCada tarjeta de red tiene un número de identificación único de 48 bits, llamado dirección MAC (no confundir con Apple Macintosh). Estas direcciones hardware únicas

son administradas por el Institute of Electronic and Electrical Engineers (IEEE). Se denomina también NIC al chip de la tarjeta de red que se encarga de servir como interfaz de Ethernet entre el medio físico (por ejemplo un cable coaxial) y el equipo (por ejemplo un ordenador personal o una impresora). Es un chip usado en computadoras o

periféricos tales como las tarjetas de red, impresoras de red o sistemas integrados para

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conectar dos o más dispositivos entre sí a través de algún medio, ya sea conexión inalámbrica , cable UTP, cable coaxial, fibra óptica, etcétera.

Token Ring: Las tarjetas para red Token Ring han caído hoy en día casi en desuso, debido a la baja velocidad y elevado coste respecto de Ethernet. Tenían un conector DE-9. También se utilizó el conector RJ-45 para las NICs (tarjetas de redes) y los MAUs (Multiple Access Unit- Unidad de múltiple acceso que era el núcleo de una red Token Ring)

ARCNET : Las tarjetas para red ARCNET utilizaban principalmente conectores BNC y/o RJ-45

Ethernet: Las tarjetas de red Ethernet utilizan conectores RJ-45 (10/100/1000) BNC (10), AUI (10), MII (100), GMII (1000). El caso más habitual es el de la tarjeta o NIC con un conector RJ-45.

Con la entrada de las redes Gigabit y el que en las casas sea frecuente la presencias de varios ordenadores comienzan a verse tarjetas y placas base (con NIC integradas) con 2 y hasta 4 puertos RJ-45, algo antes reservado a los servidores.Pueden variar en función de la velocidad de transmisión, normalmente 10 Mbps ó 10/100 Mbps. Actualmente se están empezando a utilizar las de 1000 Mbps, también conocida como Gigabit Ethernet y en algunos casos 10 Gigabit Ethernet, utilizando también cable de par trenzado.

WiFi: También son NIC las tarjetas inalámbricas o wireless, las cuales vienen en diferentes variedades dependiendo de la norma a la cual se ajusten, usualmente son 802.11a, 802.11b y 802.11g. Las más populares son la 802.11b que transmite a 11 Mbps con una distancia teórica de 100 metros y la 802.11g que transmite a 54 Mbps.

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TARJETA DE SONIDO

Una tarjeta de sonido o placa de sonido es una tarjeta de expansión para computadoras que permite la entrada y salida de audio bajo el control de un programa informático llamado controlador (en inglés Driver). El típico uso de las tarjetas de sonido consiste en proveer mediante un programa que actúa de mezclador, que las aplicaciones multimedia del componente de audio suenen y puedan ser gestionadas. Estas aplicaciones multimedia engloban composición y edición de video o audio, presentaciones multimedia y entretenimiento (videojuegos). Algunos equipos tienen la tarjeta ya integrada, mientras que otros requieren tarjetas de expansión.

Características generales: Una tarjeta de sonido típica, incorpora un chip de sonido que por lo general contiene el Conversor digital-analógico, el cual cumple con la importante función de "traducir" formas de ondas grabadas o generadas digitalmente en una señal analógica y viceversa. Esta señal es enviada a un conector (para audífonos) en donde se puede conectar cualquier otro dispositivo como un amplificador, un altavoz, etc. Para poder grabar y reproducir audio al mismo tiempo con la tarjeta de sonido debe poseer la característica "full-duplex" para que los dos conversores trabajen de forma independiente.Los diseños más avanzados tienen más de un chip de sonido, y tienen la capacidad de separar entre los sonidos sintetizados (usualmente para la generación de música y efectos especiales en tiempo real utilizando poca cantidad de información y tiempo del microprocesador y quizá compatibilidad MIDI) y los sonidos digitales para la reproducción.

Funcionalidades: Las operaciones básicas que permiten las tarjetas de sonido convencionales son las siguientes:

Grabación La señal acústica procedente de un micrófono u otras fuentes se introduce en la tarjeta por los conectores. Esta señal se transforma convenientemente y se envía al computador para su almacenamiento en un formato específico.

Reproducción La información de onda digital existente en la máquina se envía a la tarjeta. Tras cierto procesado se expulsa por los conectores de salida para ser interpretada por un altavoz u otro dispositivo.

Síntesis El sonido también se puede codificar mediante representaciones simbólicas de sus características (tono, timbre, duración...), por ejemplo con el formato MIDI. La tarjeta es capaz de generar, a partir de esos datos, un sonido audible que también se envía a las salidas.

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Aparte de esto, las tarjetas suelen permitir cierto procesamiento de la señal, como compresión o introducción de efectos. Estas opciones se pueden aplicar a las tres operaciones.

Interfaz con placa madre: Sirve para transmitir información entre la tarjeta y el computador. Puede ser de tipo PCI, ISA, USB, etc.

Buffer: La función del buffer es almacenar temporalmente los datos que viajan entre la máquina y la tarjeta, lo cual permite absorber pequeños desajustes en la velocidad de transmisión. Por ejemplo, si la CPU no envía un dato a tiempo, la tarjeta puede seguir reproduciendo lo que tiene en el buffer; si lo datos llegan demasiado rápido, se van guardando. Lo mismo pasa en sentido inverso.

DSP: Procesador de señal digital. Es un pequeño microprocesador que efectúa cálculos y tratamientos sobre la señal de sonido, liberando así a la CPU de ese trabajo. Entre las tareas que realiza se incluye compresión (en la grabación) y descompresión (en la reproducción) de la señal digital. También puede introducir efectos acústicos tales como coros, reverberación, etc.Los DSP suelen disponer de múltiples canales para procesar distintos flujos de señal en paralelo. También pueden ser full-duplex, lo que les permite manipular datos en ambos sentidos simultáneamente.

ADC: Conversor analógico-digital. Se encarga de transformar la señal de sonido analógica en su equivalente digital.

DAC: Conversor digital-analógico. Su misión es reconstruir una señal analógica a partir de su versión digital. Para ello el circuito genera un nivel de tensión de salida de acuerdo con los valores que recibe, y lo mantiene hasta que llega el siguiente. En consecuencia se produce una señal escalonada, pero con la suficiente frecuencia de muestreo puede reproducir fielmente la original.

Sintetizador FM (modulación de frecuencia): La síntesis por modulación de frecuencias implementa uno de los métodos de sintetizar sonido a partir de información simbólica.

Mezclador: El mezclador tiene como finalidad recibir múltiples entradas, combinarlas adecuadamente, y encaminarlas hacia las salidas. Para ello puede mezclar varias señales (por ejemplo, sacar por el altavoz sonido reproducido y sintetizado) o seleccionar alguna de ellas (tomar como entrada el micrófono ignorando el Line-In). Este comportamiento se puede configurar por software.Tanto las entradas como las salidas pueden proceder de la tarjeta o del exterior. El mezclador suele trabajar con señales analógicas, aunque también puede manejar digitales (S/PDIF).

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Conectores: Son los elementos físicos en los que deben conectarse los dispositivos externos, los cuales pueden ser de entrada o de salida.Casi todas las tarjetas de sonido se han adaptado al estándar PC 99 de Microsoft que consiste en asignarle un color a cada conector externo, de este modo:

Color Función

  Rosa Entrada analógica para micrófono.

  Azul Entrada analógica "Line-In"

  Verde Salida analógica para la señal estéreo principal (altavoces frontales).

  Negro Salida analógica para altavoces traseros.

  Plateado Salida analógica para altavoces laterales.

  NaranjaSalida Digital SPDIF (que algunas veces es utilizado como salida analógica para altavoces centrales).

Los conectores más utilizados para las tarjetas de sonido a nivel de usuario son los mini-jack al ser los más económicos.

Con los conectores RCA se consigue mayor calidad ya que utilizan dos canales independientes, el rojo y el blanco, uno para el canal derecho y otro para el izquierdo.

A nivel profesional se utilizan las entras y salidas S/PDIF, también llamadas salidas ópticas digitales, que trabajan directamente con sonido digital eliminando las pérdidas de calidad en las conversiones.

Para poder trabajar con dispositivos MIDI se necesita la entrada y salida MIDI.

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PRÁCTICA 12

1. ¿Qué son las tarjetas de expansión?

2. Tipos de tarjetas de expansión que conozcas.

3. ¿Qué tipos de sintonizadoras de televisión podemos encontrar?

4. ¿Para qué se utiliza un modem?

5. ¿Qué es una tarjeta gráfica? Explícalo con tus palabras, no vale copiar literalmente del tema.

6. Enumera las partes de una tarjeta de video y explica brevemente para qué sirven cada una.

7. ¿Por qué se le ponen ventiladores y disipadores a las tarjetas gráficas?

8. ¿Por medio de qué conexiones se pueden conectar las tarjetas gráficas a la placa base? Indica sólo las más conocidas o actuales, no las que ya no estén en uso.

9. ¿Qué salidas puede tener una tarjeta de vídeo? ¿De ellas cuál o cuáles son las que tiene tú ordenador?

10. Dibuja un conector SVGA, otro S-Vídeo y otro HDMI.

11. ¿Por qué se supone que un futuro las tarjetas gráficas puedan tener fuentes de alimentación independientes?

12. ¿Para qué se utilizan las tarjetas de red?

13. ¿Cuál es el modelo mas utilizado de tarjeta de red en la actualidad? ¿Indica brevemente sus características?

14. ¿Para qué se utilizan las tarjetas Wifi? ¿Cuáles son sus características?

15. ¿Para que se utiliza una tarjeta de sonido?

16. ¿En tu ordenador la tarjeta de sonido esta integrada en la placa o por el contrario esta pinchada en la placa?

17. Indica que conectores tiene tu tarjeta de sonido y para que sirven cada uno de ellos.

18. ¿Qué tipos de conectores se pueden utilizar para conectar dispositivos a nuestra tarjeta de sonido?

19. Comprueba cuáles son las tarjetas que tienes puestas en tu placa base (red, vídeo...), y comprueba cual es su marca, bien mirándola en la propia placa o bien en el sistema.

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20. Sin quitar la tarjeta de tu ordenador, busca su drivers (programas que lo hacen funcionar) en Internet y descárgalos a tu ordenador, comprobando que corresponden con el dispositivo en cuanto a marca y modelo se refiere.

21. Desinstala el controlador correspondiente. Abre tu ordenador y quita el dispositivo. Comprueba en el sistema en donde no aparece ya el dispositivo, e indícame donde lo has mirado. En el caso de que el controlador que estemos quitando sea la tarjeta de video y al quitarla de nuevo no nos dejase acceder al sistema hasta que estuviese configurada, indícamelo también.

22. Vuelve a montar la tarjeta en su sitio de manera que quede correctamente instalada utilizando los drivers que con anterioridad habíamos descargado en nuestro ordenador.

23. Si el material de la clase lo permite, vamos a instalar una tarjeta de nueva adquisición, con su drivers correspondientes.

24. De igual manera que en el apartado anterior, vamos a conectar 2 dispositivos nuevos USB (si es posible, una memoria flash y la capturadora de televisión de las que disponemos en el aula). Comprueba cuales son las diferencias en las instalación entre ellas y también las diferencias con las tarjetas que habíamos instalado anteriormente.

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