TARJETA MADRE

FABIAN ALFREDO FORERO GOMEZ

ANGELO FABIAN PENAGOS GALINDO

INSTITUTO TECNICO INDUSTRIAL

FLORENCIA-CAQUETA

2013

TARJETA MADRE

FABIAN ALFREDO FORERO GOMEZ

ANGELO FABIAN PENAGOS GALINDO

ESPECIALIDAD EN SISTEMAS Y COMPUTACION

DOCENTE

WILDER BARVO PRECIADO

INSTITUTO TECNICO INDUSTRIAL

FLORENCIA-CAQUETA

2013

TABLA DE CONTENIDO

PAG1. INRODUCCION............................................................................................. 42. OBJETIVO GENERAL................................................................................... 53. OBJETIVO ESPECIFICO.............................................................................. 64. ¿QUÉ ES TARJETA MADRE?...................................................................... 75. SUS COMPONTES....................................................................................... 7 5.1. CHIPSET DE CONTROL....................................................................... 8 5.2. EL PROCESADOR Y SU ZÓCALO....................................................... 9 5.3. SOCKET DEL PROCESADOR.............................................................. 9 5.4. SLOT PARA TARJETA DE EXPANSIÓN............................................. 10 5.5. ZÓCALO DE MEMORIA RAM............................................................... 11 5.5. COPROCESADOR MATEMÁTICO....................................................... 11 5.6. MEMORA CACHÉ................................................................................. 11 5.7. CONECTORES DE ALIMENTACIÓN, PANEL Y ALTA VOZ................ 12 5.8. CONECTORES INTERNOS.................................................................. 12 5.9. PUERTO RATÓN Y TECLADO............................................................. 12 5.10. CONECTORES, SERIES Y PARALELOS........................................... 13 5.11. CONECTORES IDE............................................................................. 13 5.12. CONECTORES DE DISQUETES........................................................ 13 5.13. RELOJ Y ROM-BIOS........................................................................... 14 5.14. JUMPER O PUENTE........................................................................... 14 5.15. JUMPERES DE CONFIGURACIÓN.................................................... 14 5.16. CONTROLADORA DE DISCO............................................................ 15 5.17. NORTHBRIGE..................................................................................... 15 5.18. SOUTHBRIGE..................................................................................... 15 5.19. PANEL FRONTAL............................................................................... 15 5.20. SERIAL ATA........................................................................................ 15 5.21. E-SATA................................................................................................ 16 5.22. SUJECIONES DE SEPARADOR........................................................ 16 5.23. REGULADOR DE CORRIENTE.......................................................... 16 5.24. TIPO DE BUSES................................................................................. 16 5.24.1. Bus de datos............................................................................ 16 5.24.2. Bus de dirección...................................................................... 16 5.24.3. Bus de control.......................................................................... 17 5.24.3. Bus de expansión.................................................................... 17 5.24.4. Bus del sistema........................................................................

17

5.24.5. Bus interno de la placa............................................................ 176. TIPOS DE TARJETAS................................................................................... 17 6.1. ATX........................................................................................................ 17 6.2. AT Ó BABY-AT...................................................................................... 17 6.3. MICROATX............................................................................................ 18 6.4. LPX........................................................................................................ 187. PLACA MULTIPROCESADOR...................................................................... 18 7.1. MODO ASIMÉTRICO............................................................................ 18 7.2. MODO SIMÉTRICO............................................................................... 188. DIMENSIONES DE TARJETA MADRE......................................................... 18

9. CARACTERÍSTICAS A TENER EN CUENTA............................................... 1910. CONCLUSION............................................................................................. 2011. BOBLIOGRAFIA.......................................................................................... 21

1. INTRODUCCION

En este trabajo se tiene la finalidad de demostrar cómo funciona la tarjeta madre y sus componentes, para dar un paso más acerca del componente que permite que el computador pueda seguir las órdenes que le dé el usuario.

2. OBEJETIVO GENERAL

funcionamiento de la tarjeta madre funcionamiento de los componentes de la tarjeta madre

3. OBJETIVO ESPECIFICO

cómo funciona la tarjeta madre como interactúa la tarjeta madre que componentes integran la tarjeta madre

4. TARJETA MADRE

La placa base o placa madre, es la parte más importante, siendo la que determina la arquitectura interna del PC. De hecho, está concebida de manera que pueda recibir un cierto tipo de procesador y funcionar a una frecuencia determinada. La cantidad de memoria instalable en el ordenador, depende igualmente del número de emplazamientos previstos en la placa base. El número y el tipo de tarjetas de ampliación que pueden emplearse, dependen de la cantidad de conectores y del tipo de bus presentes en la tarjeta. En la mayoría de los casos, contiene los componentes principales: procesador, memoria, bus, reloj, controlador de teclado, etc.

Las placas bases, existen en diferentes formas y con diversos conectores para periféricos. Los fabricantes han ido definiendo varios estándares que agrupan recomendaciones sobre tamaño y disposición de los elementos sobre ellas.

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.

5. SUS COMPONENTES SON:

Chipset de control El procesador y su zócalo Socket del procesador Slot para tarjetas de expansión Zócalo de memoria RAM Zócalo de procesadores Coprocesador matemático

Memoria caché Conectores de alimentación, panel y alta voz Conectores internos Puerto ratón y teclado Conectores, series y paralelos Conectores ID Conectores de disquetera Reloj y rom-bios Jumper o puente Jumperes de configuración Controladora de discos Northbridge Southbrige Panel frontal Serial ata E-sata Sujeciones del disparador Regulador de corriente Tipos de buses

5.1. CHPSET DE CONTROL

Una serie de circuitos electrónicos, que gestionan las transferencias de datos entre los diferentes componentes de la computadora. Se encargan de controlar determinadas funciones del ordenador, como la forma en que inter-acciona el microprocesador con la memoria o la caché, o el control de puertos PCI, AGP, USBAntes estas funciones eran relativamente sencillas de realizar, por lo que el chipset, era el último elemento al que se concedía importancia a la hora de comprar una placa base. Sin embargo, la llegada de micros más complejos como los Pentium o los Athlon, además de nuevas tecnologías en memorias y caché, le ha hecho cobrar protagonismo, en ocasiones incluso exagerado. De la calidad y características del chipset dependerán:

· Obtener o no el máximo rendimiento del microprocesador. · Posibilidades de actualización del ordenador. · El uso de ciertas tecnologías más avanzadas de memoria y periféricos.

Debe destacarse el hecho de que el uso de un buen chipset no implica que la placa base en conjunto sea de calidad.

5.2. EL PROCESADOR Y SU ZÓCALO

Este elemento de la placa base está bien diferenciado y salta a la vista. 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 consolas de videojuegos.

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.

5.3. SOCKET DEL PROCESADOR

En procesadores más antiguos, el procesador iba soldado, sin posibilidad de intercambio. Para cambiar el procesador, había que cambiar la placa base completa.

5.4. SLOT PARA TARJETAS DE EXPANSIÓN

Son unas ranuras de plástico con conectores eléctricos (slots) donde se introducen las tarje-tas de expansión (tarjeta de vídeo, de sonido, de red...). Según la tecnología en que se basen presen-tan un aspecto externo diferente, con diferente tamaño y a veces incluso en distinto color.

· Ranuras ISA: son las más veteranas, un legado de los primeros tiempos del PC. Los últimos modelos funcionan con 16 bits y ofrecen un máximo de 64MB/s, suficiente para conectar un módem o una tarjeta de sonido, pero muy poco para una tarjeta de vídeo.

· Ranuras Vesa Local Bus: un modelo de efímera vida: se empezó a usar en los 486 y se dejó de usar en los primeros tiempos del Pentium. Son un desarrollo a partir de ISA, que puede ofrecer unos 160MB/s a un máximo de 40MHz.

· Ranura AMR: Utilizada únicamente por los llamados “soft-módems” que utilizan la potencia del procesador para eliminar algunos componentes y abaratar su precio.

· Ranuras CNR: Una evolución de las ranuras AMR.

· Ranuras PCI: el estándar actual. El modelo de 32 bits como máximo ofrece 3,2GB/s a 100MHz, mientras que el modelo de 64 bits ofrece hasta 4.1GB/s a 66MHz, lo que es suficiente para casi todo, excepto quizá para algunas tarjetas de vídeo 3D. · Ranuras AGP: se dedica exclusivamente a conectar tarjetas de vídeo 3D, por lo que sólo suele haber una; además, su propia estructura impide que se utilice para todos los propósitos, por lo que se utiliza como una ayuda para el PCI. Existen varios modelos: 2x, 4x u 8x. La velocidad de transmisión de este último es de

17GB/s. Todos estos modelos, son incompatibles tanto en su funcionamiento como en la forma de la ranura.

· Ranuras PCI Express: Estas son las que, por lo que parece, sustituirán a las AGP en el plazo de uno o dos años. Los primeros modelos no ofrecerán grandes mejoras con respecto a la AGP 8x, pero se cree que tendrán mucho mas campo para crecer en el futuro. Las placas actuales, tienden a tener los máximos conectores PCI posibles usando una ranura AGP para el vídeo. Cada vez menos placas tienen conectores ISA por temas de compatibilidad, ya que estas están totalmente desfasadas.

5.5. ZÓCALO DE MEMORIA RAM

Al principio la memoria RAM se incorporaba en los PCs en zócalos de circuito integrado donde se pinchaban. Posteriormente aparecieron módulos denominados SIP que iban soldados a la placa base y tenían una memoria determinada.Actualmente los zócalos de memoria se pueden clasificar en 2 tipos:

– SIMM (Single In Line Memory Module): Módulo de memoria de una sola línea, pueden ser de 30 o72 contactos.

– DIMM (Dual In Line Memory Module): Módulo de memoria de doble línea, tiene 178 contactos.

5.6. COPROCESADOR MATEMÁTICO

Era un elemento opcional del ordenador, cuya misión era para realizar cálculos matemáticos complejos a gran velocidad. Antiguamente existía un zócalo para

insertar este componente, aunque a partir del 486 el coprocesador matemático va integrado en el mismo encapsulado de procesador.

5.7. MEMORIA CACHÉ

Una memoria cache, llamada también a veces almacenamiento caché o RAM caché, es una parte de memoria RAM estática de alta velocidad (SRAM) más que la lenta y barata RAM dinámica (DRAM) usada como memoria principal. La memoria cache es efectiva dado que los programas acceden una y otra vez a los mismos datos o instrucciones. Guardando esta información en SRAM, la computadora evita acceder a la lenta DRAM.

5.8. CONECTORES DE ALIMENTACIÓN, PANEL Y ALTA VOZ

Son diversos conectores que se incluyen en una placa base y que se corresponden con los que trae la carcasa.

– Conector de alimentación: puede ser de dos tipos AT y ATX y sólo tiene una forma de conectarse.

– Conector de panel y altavoz: Sirven para conectar el altavoz de la carcasa y para conectar el pulsador de encendido, reset, suspendido y turbo.

5.9. CONECTORES INTERNOS

Bajo esta denominación, englobamos a los conectores para dispositivos internos, como pueden ser la disquetera, el disco duro, el CD-ROM o el altavoz interno, e incluso para los puertos serie, paralelo y de joystick si la placa no es de formato ATX. En las placas base antiguas, el soporte para estos elementos se realizaba mediante una tarjeta auxiliar, llamada de Input/Output, como la de la foto de la siguiente página; pero ya desde la época de los 486, se hizo común integrar los chips controladores de estos dispositivos en la placa base, o al menos, los correspondientes a discos duros y disquetera.

5.10. PUERTO RATÓN Y TECLADO

Conector de teclado y ratón: Existen dos versiones: DIN de 5 agujeros formando 180º y el más actual mini DIN hembra de 6 agujeros.

5.11. CONECTORES, SERIES Y PARALELOS

En las placas anteriores a Pentium la placa base no solía traer incorporados los puertos, sin embargo en la actualidad todas los traen.Estos conectores se prolongan mediante un cable plano con conectores en los extremos para poder ser accesibles desde el exterior, estos conectores pueden ser: LTP1, com ½, com2, USB, etc.

1. Puerto del ratón y del teclado

2. Puerto serie.

3. Puerto paralelo.

4. RCA video.

5. USB (Universal Serial Bus).

6. Conectores Audio.

5.11. CONECTORES ID

Es donde se conectan todos los dispositivos IDE. En cada canal podemos conectar hasta dos dispositivos, en total podemos conectar cuatro. Siempre el que esta de color es el conector primario.

5.12. CONECTORES DE DISQUETERA

Conector de 34 patillas

.

5.13. RELOJ Y ROM-BIOS

El Sistema Básico de Entrada/Salida o BIOS (Basic Input-Output System) es un código de software que localiza y reconoce todos los dispositivos necesarios para cargar el sistema operativo en la RAM. Un programa registrado en una memoria no volátil (antiguamente en memorias ROM, pero desde hace tiempo se emplean memorias flash). Es un software muy básico instalado en la placa base que permite que esta cumpla su cometido.

Un reloj en tiempo real (en inglés, real-time clock, RTC), es un reloj de un ordenador, incluido en un circuito integrado. Que mantiene la hora actual. Aunque el término normalmente se refiere a dispositivos en ordenadores personales, servidores y sistemas embebidos, los RTCPs están presentes en la mayoría de los aparatos electrónicos que necesitan guardar el tiempo exacto.

5.14. JUMPER O PUENTE

Dicha unión de terminales cierra el circuito eléctrico del que forma parte.El modo de funcionamiento del dispositivo, que es lo opuesto a la configuración por "software", donde de distinto modo se llega al mismo resultado: cambiar la configuración, o modo de operación del dispositivo, puesto que se utiliza para configurar diferentes opciones de operaciones de tu ordenador.

5.15. JUMPERES DE CONFIGURACIÓN

Antiguamente era muy utilizado para configurar velocidades y voltajes, por eso había decenas sobre una placa convencional. Hoy en día casi todo es automático por lo que sus funciones son limitadas. Sin los jumperes, el disco duro, el lector de CD-ROM o disquetes, no funcionarían porque no tendrían definido el rol de cada uno (Primario/Master/Maestro o Secundario/Esclavo/Slave).

5.16. CONTROLADORA DE DISCOS

Un controlador de disco es el conjunto de circuitos integrados que tienen como función organizar la lectura y escritura en las unidades de disco de un PC. Este dispositivo envía la información que necesita el PC para interpretar los comandos que se soliciten. Se utilizan con las unidades de disquetes, con los discos duros, CD, DVD; en otros casos, está inserto en la placa madre.

5.17. NORTHBRIDGE

Este es uno de los componentes que forman el mencionado chipset de la placa base. Es el más importante ya que es el encargado de trabajar entre el procesador, la memoria y la tarjeta grafica. Los más modernos tienen el aspecto de un autentico procesador tanto por tamaño como por el encapsulado y disipación de calor.

5.18. SOUTHBRIGE

Es el otro componente del chipset, esta comunicado directamente con el northbrige por el bus de la placa. Se encarga de los puertos PCI, controladoras IDE, puertos serie paralelo USB.

5.19. PANEL FRONTAL

A través de estos conectores es posible encender la polaca base, hacer un reset del PC, estar informados de las operaciones de disco o estado de sistema. Aquí se conectan todos los pulsadores y leds del frontal de la caja.

5.20. SERIAL ATA

Esta es la conexión que está dando el relevo de los IDE para las unidades ópticas. Es más pequeño y su consumo es menor.

5.21. E-SATA

Fue estandarizado a mediados del 2004, con definiciones específicas de cables, conectores y requisitos de la señal para unidades E-SATA externas. El E-SATA se caracteriza por: Velocidad de SATA en los discos externos de 3.0 Gbps, la longitud de cable se restringe a dos metros; USB y firewire permiten mayores distancias.

5.22. SUJECIONES DEL DISPARADOR

Los disparadores más modernos, diseñados para disipar el calor de los procesadores de velocidades superiores al gigahercio. Las sujeciones del

disparador van fijas al chasis de la placa de esta forma evitamos sobrecargar al socket del procesador.

5.23. REGULADOR DE CORRIENTE

La mayoría de los micros necesitan una tensión para funcionar de 3,3 V, antiguamente requerían 5 V y había placas que tenían la compatibilidad con ambos modelos. Con este regulador configurábamos el micro que íbamos a instalar.

5.24. TIPOS DE BUSES

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:

5.24.1. BUS DE DATOS: son las líneas de comunicación por donde circulan los datos externos e internos del microprocesador.

5.24.2. 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.

5.24.3. BUS DE CONTROL: línea de comunicación por donde se controla el intercambio de información con un módulo de la unidad central y los periféricos.

5.24.4. 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.

5.24.5. 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.

5.24.6. BUS INTERNO DE LA PLACA: Front Side Bus ó FSB, este es el “ancho” del bus de la placa y depende directamente del chipset. Es muy importante ya que va a condicionar directamente, la frecuencia de funcionamiento de todos los componentes, muy especialmente el de la memoria y el microprocesador.

6. TIPOS DE TARJETAS

Las tarjetas madres o principales existen en varias formas y con diversos conectores para dispositivos, periféricos, etc. Los tipos más comunes de tarjetas son:

6.1. ATX

Son las más comunes y difundidas en el mercado, se puede decir que se están convirtiendo en un estándar y pueden llegar a ser las únicas en el mercado informático. Sus principales diferencias con las AT son las de más fácil ventilación y menos enredo de cables, debido a la colocación de los conectores ya que el microprocesador suele colocarse cerca del ventilador de la fuente de alimentación y los conectores para discos cerca de los extremos de la placa. Además, reciben la electricidad mediante un conector formado por una sola pieza.

6.2. AT Ó BABY-AT

Baby AT: Fue el estándar durante años, formato reducido del AT, y es incluso más habitual que el AT por adaptarse con mayor facilidad a cualquier caja, pero los componentes están más juntos, lo que hace que algunas veces las tarjetas de expansión largas tengan problemas. Poseían un conector eléctrico dividido en dos piezas a diferencias de las ATX que está formado por una sola pieza mencionado anteriormente.

6.3. 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 o 2 slots PCI y/o AGP, por lo que suelen incorporar puertos FireWire y USB2 en abundancia (para permitir conectar unidades externas de disco duro y re grabadoras de DVD).

6.4. LPX

Basada en un diseño de Western Digital, permite el uso de cajas más pequeñas en una placa ATX situando los slots de expansión en una placa especial llamada riser card (una placa de expansión en sí misma, situada en un lateral de la placa base como puede verse en esta imagen). Este diseño sitúa a las placas de ampliación en paralelo con la placa madre en lugar de en perpendicular. Generalmente es usado sólo por grandes Ensambladores como IBM, Compaq, HP o Dell, principalmente en sus equipos SFF (Small Form Format o cajas de formato pequeño). Por eso no suelen tener más de 3 slots cada uno.

7. PLACA MULTIPROCESADOR

Este tipo de placa base puede acoger a varios procesadores (generalmente de 2, 4, 8 o más). Estas placas base multiprocesador tienen varios zócalos de

microprocesador, lo que les permite conectar varios microprocesadores físicamente distintos (a diferencia de los deProcesador de doble núcleo). Cuando hay dos procesadores en una placa base, hay dos formas de manejarlos:

7.1. MODO ASIMÉTRICO

Donde a cada procesador se le asigna una tarea diferente. Este método no acelera el tratamiento, pero puede asignar una tarea a una unidad central de procesamiento, mientras que la otra lleva a cabo a una tarea diferente.

7.2. MODO SIMÉTRICO

Llamado multiprocesamiento simétrico, donde cada tarea se distribuye de forma simétrica entre los dos procesadores.

8. DIMENSIONES DE TARJETA MADRE

• XT (8.5 × 11" or 216 × 279 mm) • AT (12 × 11"–13" o 305 × 279–330 mm) • Baby-AT (8.5" × 10"–13" o 216 mm × 254-330 mm) • ATX (Intel 1996; 12" × 9.6" o 305 mm × 244 mm) • EATX (12" × 13" o 305mm × 330 mm) • Mini-ATX (11.2" × 8.2" o 284 mm × 208 mm) • MicroATX (1996; 9.6" × 9.6" o 244 mm × 244 mm) • LPX (9" × 11"–13" o 229 mm × 279–330 mm) • Mini-LPX (8"–9" × 10"–11" o 203–229 mm × 254–279 mm) • NLX (Intel 1999; 8"–9" × 10"-13.6" o 203–229 mm × 254–345 mm) • FlexATX (Intel 1999; 9.6" × 9.6" o 244 × 244 mm Max.) • Mini-ITX (VIA Technologies 2003; 6.7" × 6.7" o 170 mm × 170 mm Max.; 100W Max.) • Nano-ITX (VIA Technologies 2004; 120 mm × 120 mm Max.) • BTX (Intel 2004; 12.8" × 10.5" o 325 mm × 267 mm Max.) • MicroBTX (Intel 2004; 10.4" × 10.5" o 264 mm × 267 mm Max.)*PicoBTX (Intel 2004; 8.0" × 10.5" o 203 mm × 267 mm Max.) • WTX (Intel 1998; 14" × 16.75" o 355.6 mm × 425.4 mm) • ETX y PC/104, utilizados en sistemas embebidos.

9. CARACTERÍSTICAS A TENER EN CUENTA

• Velocidad que aguanta la ranura AGP o PCI Express.

• Cantidad de memoria que se puede instalar, tipo de memoria, y si los slot son duales.

• Microprocesador que se puede instalar (sin actualizar BIOS).

• Ranuras PCI o PCI Express.

• Conectores de entrada/salida (USB, E-SATA. Etc.)

10. CONCLUSIONES

El siguiente informe se realizó para aclarar el tema ó socializar la tarjeta madre, sus componentes, entre otros. Para así llegar a un acuerdo sobre cómo funciona, y llegar a realizar un mantenimiento. Tener un manejo visual para luego tener un manejo físico.

11. BIBLIOGRAFIA