Placa Base

MV. Christian Martel

Placa Base

• El mainboard también conocido como motherboard, placa madre o base es uno de los componentes básicos por no decir el más relevante en una PC. Su función es vital y gran parte de la calidad del funcionamiento general está determinada por este componente. Su función es administrar el cpu e interconectar los distintos periféricos.

• Así como el CPU es el cerebro, la placa madre es el sistema nervioso.

• La placa madre, tarjeta madre o Board (en inglés motherboard, mainboard ) es la tarjeta de circuitos impresos que sirve como medio de conexión entre el microprocesador, los circuitos electrónicos de soporte, las ranuras para conectar parte o toda la RAM del sistema, la ROM y las ranuras especiales (slots) que permiten la conexión de tarjetas adaptadoras adicionales. Estas tarjetas de expansión suelen realizar funciones de control de periféricos tales como monitores, impresoras, unidades de disco, etc...

• Se diseña básicamente para realizar tareas específicas vitales para el funcionamiento de la computadora, como por ejemplo las de:

• Conexión física. • Administración, control y distribución de energía

eléctrica. • Comunicación de datos. • Temporización. • Sincronismo. • Control y monitoreo.

• Para que la placa base cumpla con su cometido, lleva instalado un software muy básico denominado BIOS.

Formatos de Placa Base

• Formatos de Tarjeta o Placa Madre(Form factors) Hay muchos formatos de tarjetas madre. El formato se refiere a las dimensiones físicas y al tamaño de la tarjeta madre, y dictamina que tipo de case es el que se debe comprar. Los tipos de formatos (form Factor) que generalmente se encuentran son:

Formato de Placa AT • Es el empleado por el IBM AT y sus clones en

formato sobremesa completo y torre completo. Su tamaño es de 12 pulgadas (305 mm) de ancho x 11-13 pulgadas de profundo. Su gran tamaño dificultaba la introducción de nuevas unidades de disco. Además su conector con la fuente de alimentación inducía fácilmente al error siendo numerosos los casos de gente que freía la placa al conectar indebidamente los dos juegos de cables (contar con un código de color para situar 4 cables negros en la zona central). El conector de teclado es el mismo DIN 5 del IBM PC original. Actualmente están todas descatalogadas, excepto un par, que se encuentran en el museo de la informática.

Formato de Placa Baby AT • IBM presenta en 1985 el formato Baby AT, que es

funcionalmente equivalente a la AT, pero significativamente menor : 8,5 pulgadas de ancho y de 10 a 13 pulgadas de profundo, su menor tamaño favorece las cajas más pequeñas y facilita la ampliación, por lo que toda la industria se vuelca en él abandonando el formato AT. No obstante sigue heredando los problemas de diseño del AT, con la multitud de cables que dificultan la ventilación (algo que se va volviendo más crítico a medida que sube la potencia de los microprocesadores) y con el micro alejado de la entrada de alimentación. Todo esto será resuelto por el formato ATX. Pero dado el gran parque existente de equipos en caja Baby AT, durante un tiempo se venderán placas Super Socket 7 (que soportan tanto los Pentium MMX como los AMD K6-2 y otros micros, hasta los 500 Mhz, e incluyen slot AGP) en formato Baby AT pero con ambos conectores de fuente de alimentación (AT y ATX). Las cajas ATX, incluso hoy, soportan en sus ranuras el formato Baby AT.

Formato de Placa ATX • El formato ATX (siglas de Advanced Technology Extended') es

presentado por Intel en 1995. con un tamaño de 12 pulgadas de ancho por 9,6 pulgadas de profundo, en este nuevo formato se resuelven todos los inconvenientes que perjudicaron a la ya mencionada placa. Los puertos más habituales (impresora Centronics, RS-232 en formato DE-9, la toma de joystick/midi DA-15 y de tarjeta de sonido, los puertos USB y RJ-45 (para red a 100) y en algunos casos incluso la salida de monitor VGA, se agrupan en el lado opuesto a los slots de ampliación. El puerto DIN 5 de teclado es sustituido por las tomas PS/2 de teclado y ratón (llamadas así por introducirlas IBM en su gama de computadoras PS/2 y rápidamente adoptada por todos los grandes fabricantes) y situados en el mismo bloque. Todo esto conlleva el que muchas tarjetas necesarias se integren en la placa madre, abaratando costes y mejorando la ventilación. Inmediatamente detrás se sitúa el zócalo o slot de procesador y las fijaciones del ventilador (que al estar más próxima a la fuente de alimentación y su ventilador, actúa más eficientemente), justo al lado de la nueva conexión de fuente de alimentación (que elimina el quemado accidental de la placa). Tras él vienen los slots de memoria RAM y justo detrás los conectores de las controladoras IDE, SCSI (principalmente en servidores y placas de gama alta) y de controladora de disquete, justo al lado de las bahías de disco de la caja (lo que reduce los cables)

• La nueva fuente, además del interruptor físico de corriente como en la AT, tiene un modo de apagado similar al de los electrodomésticos de consumo, alimentando a la placa con una pequeña corriente que permite que responda a eventos (como una señal por la red o un mando a distancia) encendiéndose o, si se ha habilitado el modo de hibernado heredado de los portátiles, restablecer el trabajo en el punto donde se dejó.

Formato de Placa microATX

• El formato microATX (también conocida como µATX) es un formato de placa base pequeño con un tamaño máximo de 9,6 x 9,6 pulgadas (244 mm x 244 mm) empleada principalmente en cajas tipo cubo y SFF. Debido a sus dimensiones sólo tiene sitio para 1 ó 2 slots PCI y/o AGP, por lo que suelen incorporar puertos FireWire y USB 2 en abundancia (para permitir conectar unidades externas y regrabadoras de DVD). Es la más moderna de todas y sus prestaciones son impresionantes. Al comienzo de la comercialización de la placa daba fallos (bugs) al conectar componentes a los puertos USB, aunque esto se solucionó de manera efectiva en posteriores modelos.

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Motherboards_form_factors.svg

• XT (8.5 × 11" ó 216 × 279 mm) • AT (12 × 11"–13" ó 305 × 279–330 mm) • Baby-AT (8.5" × 10"–13" ó 216 mm × 254-330 mm) • ATX (Intel 1996; 12" × 9.6" ó 305 mm × 244 mm) • EATX (12" × 13" ó 305mm × 330 mm) • Mini-ATX (11.2" × 8.2" ó 284 mm × 208 mm) • microATX (1996; 9.6" × 9.6" ó 244 mm × 244 mm) • LPX (9" × 11"–13" ó 229 mm × 279–330 mm) • Mini-LPX (8"–9" × 10"–11" ó 203–229 mm × 254–279 mm) • NLX (Intel 1999; 8"–9" × 10"-13.6" ó 203–229 mm × 254–

345 mm) • FlexATX (Intel 1999; 9.6" × 9.6" ó 244 × 244 mm max.) • Mini-ITX (VIA Technologies 2003; 6.7" × 6.7" ó 170 mm ×

170 mm max.; 100W max.) • Nano-ITX (VIA Technologies 2004; 120 mm × 120 mm

max.) • BTX (Intel 2004; 12.8" × 10.5" ó 325 mm × 267 mm max.) • MicroBTX (Intel 2004; 10.4" × 10.5" ó 264 mm × 267 mm

max.)*PicoBTX (Intel 2004; 8.0" × 10.5" ó 203 mm × 267 mm max.)

• WTX (Intel 1998; 14" × 16.75" ó 355.6 mm × 425.4 mm) • ETX y PC/104, utilizados en sistemas embebidos.

• Zócalo para Microprocesador.• Memoria ROM (BIOS).• Bancos de memoria.• Chips de soporte o “Chipset”: Puente

norte y sur, “placas” onboard.• Buses internos: de control, de direcciones,

de datos• Buses externos: los denominados bancos,

zócalos o “slots”• Conexión con una fuente de alimentación

y estándares de fabricación (factor de forma).

Componentes de la Placa Base

Componentes de la Placa Base• Socket • Zócalo de memoria • Chipset (Northbridge

y Southbridge) • Slot • Conector AT • Conector ATX • Conector ATX 2.0 • Conector ATX12V • ROM bios • RAM CMOS

• IDE • Fdc • Panel frontal • Pila • Cristal de cuarzo • PS/2 (mouse y

teclado) • USB • COM1 • LPT1 • GAME • GAMEII

Microprocesador

• En el pasado estaban ensamblados en el mismo mother (formato BGA) y carecían de lo que ahora se denomina zócalos de CPU.

• En otros casos eran en formato PGA, hoy es muy común en pequeños integrados.

• A partir de las 486 en adelante las placas madre ofrecían una posibilidad más de expansión que era la de colocar distintas unidades de CPU ofreciendo capacidades de procesamiento diferentes.

Zócalos de CPU posibles PGA: son el modelo

clásico, usado en el 386 y muchos 486; consiste en un cuadrado de conectores en forma de agujero donde se insertan las patitas del chip por pura presión. Según el chip, tiene más o menos agujeritos.

• Socket, con mecanismo ZIF (Zero Insertion Force). En ellas el procesador se inserta y se retire sin necesidad de ejercer alguna presión sobre él. Al levantar la palanquita que hay al lado se libera el microprocesador, siendo extremadamente sencilla su extracción. Estos zócalos aseguran la actualización del microprocesador.

• Hay de diferentes tipos:

Socket  423 y 478. En ellos se insertan los nuevos Pentium 4 de Intel. El primero hace referencia al modelo de 0,18 micras (Willamete) y el segundo al construido según la tecnología de 0,13 micras (Northwood). También hay algunos de 478 con núcleo Willamete.

• Socket 462/Socket A. Ambos son el mismo tipo. Se trata donde se insertan los procesadores Athlon en sus versiones más nuevas:

• Athlon Duron

• Athlon Thunderbird

• Athlon XP

• Athlon MP

• Socket 370 o PPGA. Es el zócalo que utilizan los últimos modelos del Pentium III y Celeron de Intel.

• Socket 8. Utilizado por los procesadores Pentium Pro.

• Socket 7. Lo usan los micros Pentium/Pentium MMX/K6/K6-2 o K6-3 y muchos otros.

• Otros socket, como el zócalo ZIF Socket-3 permite la inserción de un 486 y de un Pentium Overdrive.

• Socket 754: Utilizado por el Athlon 64

• Socket 940: AMD Athlon 64 FX

Slot A / Slot 1 /Slot 2. Es donde se conectan respectivamente los procesadores Athlon antiguos de AMD / los procesadores Pentium II y antiguos Pentium III / los procesadores Xeon de Intel dedicados a servidores de red. Todos ellos son cada vez más obsoletos. El modo de insertarlos es a similar a una tarjeta gráfica o de sonido, ayudándonos de dos guías de plástico insertadas en la placa base.

Chipset• El juego de chips de una placa, o chipset, es

posiblemente su componente integrado más importante, ya que controla el modo de operación de la placa e integra todas sus funciones, por lo que podemos decir que determina el rendimiento y características de la misma. Determina lo que puede hacer el ordenador, desde el soporte para varias CPU, hasta la velocidad del bus o el tipo de memoria que se puede utilizar. Es el encargado de comunicar entre sí a todos los componentes de la placa, y los periféricos. Una placa puede disponer de zócalos DIMM, pero si el chipset incluido no los soporta, no podrán utilizarse. Intel fabrica los modelos oficiales para sus procesadores, aunque otras marcas como VIA, SUS o ALI fabrican clónicos a un precio más reducido.

Ranuras de memoria • La memoria es el almacén temporal de datos y

código ejecutable que utiliza el ordenador. La memoria RAM es volátil, esto quiere decir que cuando se apaga el ordenador, toda la información almacenada se pierde.

• La forma y tipos de memoria son un capítulo aparte por su complejidad. En los mainboards podremos encontrar básicamente (pero no únicamente) tres tipos de bancos posibles.

• Bancos SIMM: Pueden ser de 30 pines (16 bits) o 72 (32 bits).

• Bancos DIMM: Son de 168 contactos (64 bits). • Bancos RIMM: Son memoria de arquitectura y

diseño propietaria de Rambus, se usan en muchos Pentium 4.

Memoria ROM • Los motherboards poseen una pequeña porción de

memoria ROM donde se aloja el BIOS (Basic Input / Output System). Antes eran memorias ROM estándar donde no permitían ser rescritas, pero actualmente se usan EPROM del tipo flash que permite ser rescrita varias veces (proceso delicado y lento).

• Por medio de este BIOS se definen ciertas características que va a tener el sistema, entre ellas los clocks que van a tener los diferentes buses y además sería un pequeño sistema operativo básico. Los Sistemas Operativos se comunican con el sistema a través de la BIOS.

• Por diversas razones o por simples errores en la programación, los fabricantes suelen ofrecer actualizaciones de la BIOS que son rescritas por medio un software.

• No existen muchos fabricantes de BIOS, podemos limitarnos casi a 3 que son AMI, Award y Phoenix.

Zócalos

• ISA (8 bits XT): El bus ISA maneja un bus de direcciones de 20 bits y un bus de datos de 8 bits. El flujo de datos viaja igual que la XT 4.77Mhz.

• ISA (16 bits AT): La extensión AT maneja un bus de direcciones de 24 bits y un bus de datos de 16 bits. Este bus físicamente tiene una parte idéntica y una extensión. El flujo de datos fue duplicado (8.33 Mhz)

• Microchannel®: Permite una ruta de datos de 32 bits, más ancha, y una velocidad de reloj ligeramente más elevada de 10 Mhz, con una velocidad de transferencia máxima de 20 Mbps frente a los 8 Mbps del bus ISA. Su inconveniente fue que era patentado. IBM intentó poner freno a la competencia que fabricaba clones.

• EISA: Fue la respuesta de la industria a IBM por su Micro Canal. Pretendía funcionar a 32 bits manteniendo la compatibilidad con el tipo de bus isa, por lo que funcionaba a 8.33mhz.

• MCA y EISA no fueron adoptadas (muy poco) porque aumentaba su costo en más de un 50% y en el momento que fueron creadas su aumento de rendimiento no resultaba necesario.

• VESA Local Bus: Se creó con fines de procesamiento de video, para aumentar su rendimiento. Su bus de datos es de 32 Bits y funcionaba sincrónicamente con el CPU (de ahí el Local Bus). Irónicamente su buen rendimiento hizo que no sea adoptado masivamente y perdiera terreno con el PCI, pues al ser sincrónico, a medida que los CPU aumentaban su velocidad el VLB iba a ser más caro así como sus placas fabricadas, además de una falta de compatibilidad entre generaciones de CPU.

• PCI: Se lo denominó CPU independiente ya que su velocidad no dependía de la frecuencia del CPU como el VESA. Soporta 32 ó 64 bits en el bus de datos y de direccionamiento. Puede funcionar a 33, 66 o inclusive 100 Mhz. Actualmente está funcionando a 32 bits y a 33 mhz por lo que debería contar todavía de futuro, de toda forma va a ser mejorado antes que se use en 64 bits. Esta arquitectura es capaz de auto-configurar las interrupciones, canales de DMA y puertos que utilizan los periféricos conectados en este tipo de bus.

• AGP: Se creó en base al PCI con el único fin que para las placas de video (Accelarated Graphics Port). La idea es que no comparta el bus con otros dispositivos y además es más rápido. Por no tener trafico y ser más veloz se logra mayor velocidad en las imágenes (especialmente en gráficos 3D). El AGP es administrado completamente por separado del resto de los bus de datos. Actualmente hay varias especificaciones distintas (1x, 2x, 4x y 8x) que duplica su velocidad nominal de transmisión.

Buses de reciente aparición o por aparecer • AMR: Audio/Modem

Riser. Es un bus de un único zócalo. Fue creado para que se puedan fabricar módems o placas de audio (o ambas) en una única placa en forma más económica.

• CNR: Communication and Network Riser. Parecido al AMR, soporta Audio, Módem y Ethernet. Se suele usarlo en chips onboard.

• PCI Express: • Es el bus que va a reemplazar al PCI, si

bien el PCI soporta mayor ancho y velocidad de lo que se está usando actualmente prefirieron reemplazarlo. Tiene un diseño para ser utilizado en todo tipo de PC, sea estación de trabajo, de escritorio, portátil o servidor, no es únicamente para la PC de escritorio como fue diseñado el PCI.

• Como viene acostumbrando la industria, el PCI Express a nivel software es compatible completamente con el PCI por lo que los sistemas operativos no tendrán problemas en reconocer este tipo de zócalo y utilizarlo. El cambio es idéntico del ISA-8 hacia ISA-16, se le agrega un pequeño modulo al zócalo ya existente.

• Sus ventajas es que las placas de este tipo de bus pueden ser insertadas y removidas en funcionamiento, su frecuencia es muy superior al PCI estándar y su costo beneficio es muy bajo.

• También existen buses de comunicación entre periféricos externos a la PC, estos buses o puertos pueden ser USB, paralelo, serial, PS/2 y FireWire entre otros. Si bien estos puertos no son propios del mainboard (como lo es el PCI), sino que son placas que suelen conectarse al mismísimo PCI, resultan casi imprescindibles y vienen en la mayoría de los casos ya incorporados (en placas onboard).

• Serial: Es de 1 BIT. Se utiliza básicamente para el Mouse, módem u algún otro periférico de muy baja velocidad.

• Paralelo: Es de 8 bits, es frecuente su uso en impresoras y lectores escáner. Soportan varios modos (Normal, EPP y/o ECP) que básicamente cambia la velocidad de lectura escritura (en realidad la cantidad de operaciones disminuye por transacción).

• PS/2: Su idea era la de liberar un puerto serial para el Mouse y mejorar otros aspectos como el modo vi direccional. Actualmente los mainboards tienen 2 puertos PS/2 se utilizan para Mouse y teclado.

• USB: Universal Serial Bus. Como su nombre lo indica, no fue diseñado para ningún periférico en específico pudiendo utilizar desde escáner, impresoras, teclados, Mouse, grabadoras de CD y un sin fin de posibilidades.

• FireWire: Algo similar al USB pero mucho más veloz, su idea es la utilizar discos duros, video-filmadoras digitales. Este tipo de puerto usa el bus PCI 2.1.

La organización One Laptop per Child anunció que los norteamericanos podrán comprar dos de estos equipos para después regalar uno a los niños de países en desarrollo

El anuncio fue realizado a través de la página web de OLPC, organización que lidera Nicholas Negroponte.

La implementación de Give 1 Get 1 (Da 1 consigue 1) se conoció tiempo atrás, aunque los organizadores nunca confirmaron si pondrían en marcha o no la iniciativa.

"Lo vemos como un camino para arrancar el programa en los países menos desarrollados", explicó Walter Bender, presidente del grupo de Software y Contenido de la Fundación OLPC.

Los primeros países que recibirán las portátiles donadas serán Camboya, Afganistán, Ruanda y Haití.

La idea de los organizadores es no perderse la temporada navideña en los EEUU y por ello sólo los primeros 25.000 compradores recibirán su notebook económica antes de que termine el 2007. Los que no lleguen a hacer su pedido en primer término recibirán la XO (así se llama el equipo) en el primer cuatrimestre de 2008.

"Nuestra principal motivación es ayudar a que los niños aprendan y ofrecerles una oportunidad para participar en el proyecto del portátil acelerará la causa ", explicó Bender.