LA MOTHERBOARD:

La Motherboard se distingue bajo varios nombres en computación: placa base, placa principal, placa madre y main board. El motherboard cumple una gran cantidad de funciones , entre las que se encuentran las siguientes: Lleva y trae la información entre los componentes Supervisa el flujo de información Actúa como intermediario entre dispositivos con distinta tecnología y / o distinta velocidad. Actúa como soporte para instalar periféricos externos, como una impresora, un escáner, etc. COMPONENTES PRINCIPALES DE UNA MOTHERBOARD:

Microprocesador (Ver capitulo Microprocesadores) Chipset (Ver capitulo Chipset) Ranuras de Expansión Bios (Ver capitulo Arranque de la PC y BIOS) Bancos de Memoria (Ver capitulo Memorias) Conectores para la alimentación (Ver capìtulo Fuentes de Alimentación) Batería del Cmos (Ver capitulo Arranque de la PC y BIOS) Puertos de Entrada y Salida Buses

LOS BUSES:

Son el conjunto de líneas o caminos por los cuales los datos fluyen internamente de una parte a otra de la computadora (CPU, disco duro, memoria). Puede decirse que en las computadoras modernas hay muchos buses, por ejemplo entre los puertos IDE y los drives, entre una placa Aceleradora de video y la memoria Ram, entre el modem y el Chipset, etc. Pero Los buses básicos son: a) el bus interno (bus de datos), o sea el que comunica los diferentes componentes con la CPU y la memoria RAM, formado por los hilos conductores que vemos en el circuito impreso de la placa, y el bus de direcciones. b) El bus de expansión constituido por el conjunto de slots o ranuras en donde se insertan placas independientes de sonido, video, modem, etc. Este según ha aumentado su capacidad de transmisión ha cambiado de nomenclatura: ISA (Industry Standard Architecture), 1981, solo trabaja con un ancho de banda de 16 bits, VESA (Video Electronics Standard Association), 1992, trabaja a 32 bits, pero cayo rápidamente en desuso al aparecer el actual PCI (Peripheral Component Interconnect), 1992, cuyo ancho de banda es de 32 bits o 64 bits en su versión 2.0 De la velocidad de transmisión del bus interno depende la selección de algunos componentes como el Microprocesador y la memoria Ram en una motherboard, entendiéndose por ejemplo que una PLACA BASE cuya velocidad de transferencia es de 100 MHz, no admite procesadores Pentium IV (que necesitan buses con mayor velocidad de transmisión) ni módulos de memoria que trabajan exclusivamente en buses con velocidad de 133 MHz. Por otra parte es importante resaltar la diferencia de conceptos que hay entre: numero de líneas de un bus (16, 32, 64 bits) y la frecuencia de trabajo del bus. La multiplicación de estos dos factores representa al ancho de banda y se mide en Mb/s. Todo bus local esta compuesto de dos áreas: datos y direcciones. El bus de datos lo forman las líneas dedicadas a la transmisión de señales u ordenes, el bus de direcciones lo constituyen las

líneas que dan a conocer las posiciones de ubicación de los datos en la memoria (registros).

BUS ISA (AT)

Cuando en 1980 IBM fabricó su primer PC, este contaba con un bus de expansión conocido como ISA que funcionaba a la misma velocidad que los procesadores Intel 8086 y 8088 (4.77 Mhz). El ancho de banda de este bus (8 bits) con el procesador 8088 formaba un tandem perfecto, pero la ampliación del bus de datos en el 8086 a 16 bits dejo en entredicho este tipo de bus (aparecieron los famosos cuellos de botella).

Dada la evolución de los microprocesadores el bus del PC no era ni mucho menos la solución para una comunicación fluida con el exterior del micro. En definitiva no podía hablarse de una autopista de datos en un PC cuando esta sólo tenía un ancho de 8 bits. Por lo tanto con la introducción del AT apareció un nuevo bus en el mundo del PC, que en relación con el bus de datos tenía finalmente 16 bits (ISA), pero que era compatible con su antecesor. La única diferencia fue que el bus XT era sincrónico y el nuevo AT era asíncrono. Las viejas tarjetas de 8 bits de la época del PC pueden por tanto manejarse con las nuevas tarjetas de 16 bits en un mismo dispositivo. De todas maneras las tarjetas de 16 bits son considerablemente más rápidas, ya que transfieren la misma cantidad de datos en comparación con las tarjetas de 8 bits en la mitad de tiempo (transferencia de 16 bits en lugar de transferencia de 8 bits).

No tan solo se amplió el bus de datos sino que también se amplió el bus de direcciones, concretamente hasta 24 bits, de manera que este se podía dirigir al AT con memoria de 16 MB. Además también se aumentó la velocidad de cada una de las señales de frecuencia, de manera que toda la circulación de bus se desarrollaba más rápidamente. De 4.77 Mhz en el XT se pasó a 8.33 Mhz. Como consecuencia el bus forma un cuello de botella por el cual no pueden transferirse nunca los datos entre la memoria y la CPU lo suficientemente rápido. En los discos duros modernos por ejemplo, la relación (ratio) de transferencia de datos ya es superior al ratio del bus.

BUS MICRO CHANNEL (MCA)

Vistas las limitaciones que tenía el diseño del bus ISA en IBM se trabajó en un nueva tecnología de bus que comercializó con su gama de ordenadores PS/2. El diseño MCA (Micro Channel Arquitecture) permitía 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.

La nueva arquitectura de IBM es totalmente incompatible con las tarjetas de expansión que se incluyen en el bus ISA. Esto viene derivado de que los conectores de las tarjetas de expansión MCA eran más pequeños que las de los buses ISA.

EISA (Extended ISA)

El principal rival del bus MCA fue el bus EISA, también basado en la idea de controlar el bus desde el microprocesador y ensanchar la ruta de datos hasta 32 bits. Sin embargo EISA mantuvo compatibilidad con las tarjetas de expansión ISA ya existentes lo cual le obligo a funcionar a una velocidad de 8 Mhz (exactamente 8.33). Esta limitación fue a la postre la que adjudico el papel de estándar a esta arquitectura, ya que los usuarios no veían factible cambiar sus antiguas tarjetas ISA por otras nuevas que en realidad no podían aprovechar al 100%.

Su mayor ventaja con respecto al bus MCA es que EISA era un sistema abierto, ya que fue desarrollado por la mayoría de fabricantes de ordenadores compatibles PC que no aceptaron el monopolio que intentó ejercer IBM. Estos fabricantes fueron: AST, Compaq, Epson, Hewlett Packard, NEC, Olivetti, Tandy, Wyse y Zenith.

El motivo para que ni MCA ni EISA hayan sustituido por completo a ISA es muy sencillo: Estas alternativas aumentaban el coste del PC (incluso más del 50%) y no ofrecían ninguna mejora evidente en el rendimiento del sistema. Es más, en el momento en que se presentaron estos buses (1987-1988) esta superioridad en el rendimiento no resultaba excesivamente necesaria: Muy pocos dispositivos llegaban a los límites del rendimiento del bus ISA ordinario.

Vesa Local Bus

Al contrario que con el EISA, MCA y PCI, el bus VL no sustituye al bus ISA sino que lo complementa. Un PC con bus VL dispone para ello de un bus ISA y de las correspondientes ranuras (slots) para tarjetas de ampliación. Además, en un PC con bus VL puede haber, sin embargo, una, dos o incluso tres ranuras de expansión, para la colocación de tarjetas concebidas para el bus VL, casi siempre gráficos. Solamente estos slots están conectados con la CPU a través de un bus VL, de tal manera que las otras ranuras permanecen sin ser molestadas y las tarjetas ISA pueden hacer su servicio sin inconvenientes.

El VL es una expansión homogeneizada de bus local, que funciona a 32 bits, pero que puede realizar operaciones a 16 bits. VESA presentó la primera versión del estándar VL-BUS en agosto de 1992. La aceptación por parte del mercado fue inmediata. Fiel a sus orígenes, el VL-BUS se acerca mucho al diseño del procesador 80486. De hecho presenta las mismas necesidades de señal de dicho chip, exceptuando unas cuantas menos estrictas destinadas a mantener la compatibilidad con los 386.

BUSES ACTUALES: En conjunción con la Informática, la electrónica innova permanentemente para crear nuevas y mas eficientes rutas de comunicación entre los PC y sus periféricos. Muchas de estas vías pueden realmente llamarse buses entre tanto que otras solo deben clasificarse como puertos. A continuación una descripción de las principales tecnologías empezando por las de mayor relevancia. BUS PCI Es el bus local estándar en las motherboards actuales. El nombre abreviado proviene de Peripheral Component Interconnect y fue dado a conocer por Intel en 1993. PCI es un bus local compuesto por líneas físicas que permiten comunicar el Microprocesador con otro componente. Los puntos de conexión de los componentes son los SLOTS o puertos de expansión que se observan en las motherboards, como bloques de plástico blanco. Detalles técnicos de PCI. 1. Es un bus de 64 bits (64 líneas de transmisión). Se lo utiliza principalmente como un bus de 32 bits. 2. Trabaja con frecuencias variadas: 33 MHz, 66 Mhz, 100 MHz, 400 Mhz, etc., lo que permite alcanzar un ancho de banda de gran capacidad. 3. 32 lineas son utilizadas para transmitir datos y direcciones en forma multiplexada (multiplexado= utilización de una misma línea para transmitir datos y direcciones). Las demás líneas sirven para interpretar y validar las señales correspondientes a datos y direcciones. 4. A diferencia de su antecesor el bus AT (ISA), PCI utiliza circuitos PCI Bridge para comunicar al Microprocesador con otros componentes, lo que permite que los dispositivos acoplados en el bus PCI puedan trabajar con diferentes tipos de Microprocesadores. 5. El número de dispositivos que pueden conectarse al bus PCI está limitado a 32. No obstante, la norma PCI admite la jerarquización de buses incrementándose el número de dispositivos que pueden conectarse. El software de configuración debe ser capaz de realizar transacciones de configuración en todos los dispositivos PCI que residen más allá del puente PCI/host (bridge). 6. Control de error en la transmisión, mediante el uso de bits de control de paridad (uso de señales de verificación de envío - recepción entre los dispositivos). BUS AGP Accelerated Graphics Port. Se trata de un bus independiente del bus general constituido por un slot específico para tarjetas gráficas. Es un bus de 32 bits que trabaja a 66 MHz,

pero tiene la posibilidad de doblar o cuadruplicar las características básicas, hasta una tasa de transferencia máxima de 1064 Mbits por segundo. Puede decirse que no es un bus en el sentido estricto de la palabra sino más bien una extensión de la norma PCI, razón por la cual en algunos aspectos es idéntico a aquel. Actualmente es un puerto de uso exclusivo para dispositivos gráficos de alta velocidad.Hoy lo encontramos en los motherboard modernos en las versiones AGP 4x y AGP 8x. BUS USB 1996. Universal serial bus. Es un nuevo estándar para comunicaciones serie que resuelve muchos de los inconvenientes de los antiguos puertos COM ( dificultades en la adaptación a un puerto COM libre, conflicto de los vectores de interrupción IRQ, etc.). Presenta muchas ventajas frente a sistemas tradicionales: velocidades de trabajo hasta de 480 Mb/s (USB 2.0), incluye alimentación eléctrica para dispositivos con bajo consumo de energía ( alrededor de los 5 voltios), permite conectar hasta 127 dispositivos, todos ellos compartiendo el mismo canal; permite realizar conexión y desconexión en "caliente" (sin apagar el equipo), permite utilizar cables de hasta 5m de longitud para dispositivos de alta velocidad. Actualmente todos los PCs disponen de por lo menos un par de salidas USB y muchos dispositivos, como impresoras, ratones, escáneres, webcams, equipos de fotografía digital, etc. que antes se conectaban a través de puertos COM o LPT lo hacen ahora mediante USB. BUS E-IDE Enhanced Integrated Drive Electronics. Debe ser considerado mas como una Interface. Se trata de una tecnología electrónica que basa el control de la comunicación en una placa integrada en el propio dispositivo. El bus lo constituye un cable plano de 40 u 80 hilos conductores que comunica el conector del dispositivo (disco duro, CD-ROM o grabador de CD) con el conector o puerto IDE de la motherboard. Las placas base actuales se fabrican con dos puertos: IDE 0 e IDE1. Teóricamente cada puerto IDE representa un canal. Cada canal permite la conexión de hasta 2 drives (discos duros o unidades ópticas). BUS SCSI 1980, 1986. Small Computer System Interface. Es la interface de mayor capacidad, velocidad y estabilidad para conectar dispositivos directamente a una motherboard. En las computadoras desktop, SCSI es una interface pues se fabrica sobre una placa que se inserta en un slot de la motherboard (actualmente en slots PCI). Esta independencia física del microprocesador tiene la gran ventaja de hacer que los dispositivos se direccionen lógicamente en contraposición al direccionamiento físico que utiliza IDE. La consecuencia inmediata es que los dispositivos quedan liberados de las imposiciones que el Bios pudiera imponer pues SCSI se encarga de hacer el trabajo completo de comunicación y configuración. Esta capacidad lo ha hecho el preferido en equipos en los que se requiere estabilidad y alta velocidad de transmisión, como los servidores. La ultima versión de SCSI es la Wide Ultra2 SCSI, que usa un bus de 16 bits, un ancho de banda de 80MB/s y trabaja con cables planos de 68 hilos. La interface al trabajar como un dispositivo I/O (de entrada y salida) permite en teoría conectar 8 dispositivos simultáneamente, en una conexión en la que cada dispositivo se une al siguiente y en donde cada dispositivo tiene su propio ID ante el host. El mayor uso de SCSI se da en la conexión de discos duros, tape drives, unidades ópticas, escáneres e impresoras. Los dispositivos externos que trabajan con interface SCSI tienen dos puertos: uno para la entrada del cable y otro para conectarse al siguiente dispositivo. El ultimo elemento debe cerrar la cadena mediante un circuito 'terminador' para que la conexión funcione

Bus IEEE 1394:

IEEE 1394 es un estándar que define un bus serie de alta velocidad. Apple denomina a este bus FireWire y Sony lo llama i.Link. Los tres nombres se refieren a la misma cosa, pero el término neutro de IEEE 1394 (o simplemente1394) es el más utilizado. El IEEE 1394 proporciona una interfaz de expansión compatible con Plug and play para el PC. Tiene un modo de transmisión que garantiza un ancho de banda que le hace ideal para los dispositivos de audio / vídeo (A/V) de electrónica de consumo, periféricos de almacenamiento y dispositivos portátiles.

los PC equipados con 1394 ofrecerán:

1. Comunicaciones de alta velocidad. Con IEEE 1394 están permitidas velocidades de hasta 400 Mbps.

2.Autoconfiguración de la dirección. Los usuarios no tienen que colocar los interruptores de dirección. No hay posibilidad de conflictos de dirección.

3.Una topología de línea-estrella, que permite conectar hasta 63 dispositivos.

PUERTOS DE ENTRADA Y SALIDA: Son el medio para que la PC se comunique con el mundo exterior. Pueden ser paralelo o serie. El primero se utiliza generalmente para conectar impresoras y permite transmitir varios bits a la vez. El mismo se encuentra detallado en el capitulo de Impresoras. Puerto serie: Transmiten un bit detrás del otro. En los motherboards de generación pentium encontrábamos un puerto paralelo y dos puertos COM (serie). En la actualidad seguiremos encontrando el puerto paralelo y el puerto com ha sido reemplazado por el puerto PS/2. CONECTOR DEL TECLADO: Algunos años atrás se utilizaba como conector el DINN de 180 grados, hoy es comun el conector PS/2 o USB. CONECTOR DEL MOUSE: Primero se utilizó el conector serie de 9 pines, hoy se utiliza el PS/2 o USB

ANALISIS DE UNA MOTHERBOARD DE ULTIMA GENERACION:

Características Técnicas del motherboard 865PE: CPU • Intel® Pentium® 4 Processor with Hyper-Threading Technology

- 800MHz/533MHz system data bus • Intel® Pentium® 4 Northwood processor - 533MHz/400MHz system data bus • Intel® Celeron® Northwood processor - 400MHz system data bus

CPU Socket • Socket 478

Chipset • Intel® 865PE chipset

- Intel® 865PE Memory Controller Hub (MCH) - Intel® 82801EB I/O Controller Hub (ICH5)

System Memory • Four 184-pin DDR DIMM sockets

• Supports dual channel (128-bit wide) memory interface

• Supports up to 4GB system memory • Synchronous operation with processor system bus - PC2100/PC2700/PC3200 (DDR266/DDR333/DDR400) with 800MHz FSB CPU. DDR333 will run at 320MHz memory frequency when used with 800MHz FSB CPU. - PC2100/PC2700 (DDR266/DDR333) with 533MHz FSB CPU - PC2100 (DDR266) with 400MHz FSB CPU • Supports non-ECC (x64) DIMM using 128Mb, 256Mb or 512Mb • Supports unbuffered DIMMs

BIOS • Award BIOS, Windows® 98SE/2000/ME/XP Plug and Play compatible

• Genie BIOS provides: - CPU/DRAM overclocking - AGP/PCI/SATA overclocking - CPU/DIMM/AGP overvoltage • Flash EPROM for easy BIOS upgrades • 4Mbit flash memory • CMOS Reloaded • Super Patch

Power Management • Supports ACPI STR (Suspend to RAM) function

• Wake-On-Events include: - Wake-On-Keyboard/Mouse - Wake-On-USB Keyboard - Wake-On-Ring (external modem) - Wake-On-LAN - RTC timer to power-on the system

Hardware Monitor • Monitors CPU/system temperature and overheat alarm

• Monitors CPU/1.5V/5VSB/VBAT/3.3V/5V/±12V voltages and failure alarm • Monitors CPU/chassis/2nd fan speed and failure alarm • Automatic chassis/2nd fans on/off control • Read back capability that displays temperature, voltage and fan speed • Opened chassis alarm • CPU Fan Protection function monitors the CPU fan during system boot-up • CPU Temperature Protection function monitors CPU temperature during system boot-up

Audio • C-Media CMI9739a 6-channel codec

• 20-bit stereo full-duplex codec with independent variable sampling rate • High quality differential CD input • True stereo line level outputs • S/PDIF-in/out interface

LAN • Realtek RTL8110S Gigabit LAN PCI controller

• Full duplex support at both 10, 100 and 1000 Mbps PCI IDE • Supports ATA/33, ATA/66 and ATA/100 hard drives

• PIO Mode 4 Enhanced IDE (data transfer rate up to 14MB/sec.) SATA IDE with RAID

• Silicon Image Sil3112A PCI to Serial ATA controller • Supports two SATA (Serial ATA) interfaces which are compliant with SATA 1.0 specification (1.5Gbps interface) • Supports RAID 0 and RAID 1

IEEE 1394 • VIA VT6306 PCI 1394 integrated host controller

• Supports three 100/200/400 Mb/sec ports AGP • Supports 1.5V AGP 8x (2.13GB/sec.) and AGP 4x(1066MB/sec.) for 3D graphics

applications (AGP 2x and 3.3V AGP card are not supported) • Supports AGP 3.0 and AGP 2.0 spec.

Rear Panel I/O Ports • 1 PS/2 mouse port

• 1 PS/2 keyboard port • 1 DB-9 serial port • 1 DB-25 parallel port • 4 USB 2.0/1.1 ports • 1 1394 port • 1 RJ45 LAN port • 2 S/PDIF RCA jacks (S/PDIF-in and S/PDIF-out) • 3 audio jacks: line-out, line-in and mic-in • 2 audio jacks for center/bass and rear out

I/O Connectors • 2 connectors for 4 additional external USB 2.0/1.1 ports

• 2 connectors for 2 external IEEE 1394 ports • 1 front audio connector for external line-out and mic-in jacks • 1 connector for an external game/MIDI port • 2 internal audio connectors (CD-in and AUX-in) • 1 S/PDIF connector for optical cable connection • 1 connector for IrDA interface • 4 Serial ATA connectors • 2 IDE connectors • 1 floppy connector • 2 ATX power connectors (20-pin and 4-pin 12V) • 1 Wake-On-LAN connector • 1 opened chassis alarm connector • CPU fan, chassis fan and 2nd fan connectors • 4 diagnostic LEDs • 1 diagnostic LED connector for external 4 diagnostic LEDs display • EZ touch switches (power switch and reset switch)

Expansion Slots • 1 AGP slot

• 5 PCI slots Compatibility • PCI 2.2 and AC ’97 compliant

• Intel AGP version 3.0

PCB • 4 layers, ATX form factor

• 30.5cm (12") x 24.4cm (9.6")

All specifications above are subject to change without prior notice. CLASIFICACION DE LA MOTHERBOARDS: Una de las clasificaciones mas comunes , es la que corresponde a si el motherboard es integrado o no. En esta categoría se encuentran aquellos en donde , video, sonido, modem y red (todos o alguno de ellos) se encuentran integrados a la placa madre. Uno de los fabricantes mas conocidos en el mundo de estos motherboard es Pc Chips. Resultan mas económicos y son las computadoras mas vendidas. En la actualidad, también se ha llegado a integrar a la placa el microprocesador, en este caso y ante la falla del micro o el motherboard deberemos cambiar el conjunto. En el caso del video onboard, la memoria RAM de la placa de video la toma de la memoria ram de la Pc, con lo cual nos quitará memoria de trabajo. Son muy utilizadas en oficinas y si bien la tecnología onboard del video es AGP 4x, no son recomendables para juegos de última generación. Otra de las clasificaciones esta relacionada con la marca (Compac, Hp, etc) o Clones. Estas últimas poseen las mismas características técnicas que las de marca, pero estan armadas por ensambladores comprando los componentes a distintos mayoristas del rubro.