miércoles, 21 de agosto de 2013

Mother-Board

Mother-Board


El mother-board, también llamado placa principal (mainboard) es un circuito impreso que consiste en un material aislante (fibra de vidrio, pertinax, etc.) sobre el cual se hayan los conductores de cobre que permiten la interconexión de los diversos componentes electrónicos necesarios para el funcionamiento de la PC. Por la tecnología pueden producirse circuitos impresos con varias capas. Las PC nacieron con el concepto de arquitectura modular, que quiere decir que cualquier fabricante puede producir sus partes si respeta ciertas normas y estándares. Por lo tanto, las mother también gozaron de la arquitectura modular, lo que posibilita no solo usar partes de diversos fabricantes, sino también mejoras. Dejan la puerta abierta, para que terceros produzcan partes que se puedan incorporar a la PC(placas de video, de sonido, sintonizadores y capturadores de TV, de red, etc). De esta manera surgieron los llamados clones de PC sin marca especifica cuyos componentes provenían de diferentes fabricantes (algunos de ellos especializado solamente en un solo componente, por ej: paca de video)





Mother-Board Nº1 (Conectores)

Conectores

Todos los mother-board poseen un panel trasero con conectores: Para mouse y teclado (Puertos USB) Impresora-centronics (Conector paralelo), Red ethernet (Conector RJ45) Puerto de audio (conector VGA, DVI, HDMI) Mic, línea, auriculares, parlantes (RS232)



Mother-Board Nº2 (Socket)

Socket

Aquí se coloca el microprocesador. Su forma y cantidad de pines depende de la marca y modelo del microprocesador.



Mother-Board Nº3 (Zócalos de RAM)

Zócalos de memoria RAM

SIMM 

DIMM 

RIMM



Mother-Board Nº4 (Conectores IDE)

Conectores IDE


En estos conectores se conectan los discos rígidos y las unidades de lectura y escritura de CDs y DVDs. Permite conectar hasta 2 unidades por conector y están siendo reemplazados actualmente por los conectores SATA.


Mother-Board Nº5 (Conectores SATA)

Conectores SATA

Son los usados actualmente en lugar de los IDE. Permiten velocidades de transferencia 4 veces más rápido. Velocidad de transferencia tipicas: 

IDE - 133mb/
SATA - 160mb/
SATA 2 - 300mb/
SATA 3 - 600mb/s.


Mother-Board Nº6 (Conector de alimentación)

Conector de alimentación

Mediante este conector se suministran al motherboard las diferentes tensiones de alimentación provenientes de la fuente. Antes eran AT, ahora son ATX.



Mother-Board Nº7 (BIOS)

BIOS

Este chip alberga el software básico del motherboard que le permite al SO comunicarse con el hardware. Entre otras cosas el BIOS controla la forma en que el motherboard maneja la memoria, los discos duros y mantiene el reloj en hora. El BIOS contiene 2 tipos de memoria: Una ROM y una memoria RAM.

Mother-Board Nº8 (Chipset Northbridge)

Chipset Northbridge

Es un circuito integrado que se encarga del control del bus de datos y la memoria. Justamente sirve de conexión entre el motherboard, el microprocesador y la memoria. Por eso su nombre de puente. La tecnología de fabricación del north bridge es muy avanzada y es comparable a la del propio microprocesador. Por ejemplo: Si debe encargarse del bus frontal de alta velocidad deberá manejar frecuencias de 400 a 800 Mhz. Por eso este chip suele llevar un disipador y en algunos casos también un ventilador.



Mother-Borad Nº9 (Conectores al Gabinete)

Conectores al gabinete

Aquí se conectan los comandos e indicadores que se encuentran en el frente del gabinete: Led de encendido, Botón de encendido, botón de Reset, led que indica el acceso a datos en el disco rígido, etc.

jueves, 15 de agosto de 2013

Mother-Board N°10 (Chipset South Bridge)

Chip set South Bridge

Es la parte del chip-set que se encarga de brindar conectividad, controla los discos rígidos  el Bus PCI y los puertos USB.


Mother-Board N°11 (Pila Tipo CR 2032)

Pila Tipo CR 2032

Mantiene el set up. 


Mother-Board N°12 (Slot PCI)

Slot PCI

En esta ranura se conectan actualmente algunas placas como por ejemplo sintonizadoras de tv, capturadoras de video, puertos USB 2.0 placas de adquisición de datos, etc.

Mother-Board N°13 (Slot AGP)

Slot AGP

Antiguamente se conectaba en esta ranura la placa de video. Hoy en día, está en desuso y se utiliza el slot PCI express.



Mother-Board N°14 (Form Factor)

Form Factor

Atendiendo a la estructura modular o arquitectura abierta los fabricantes de mother-board deben atenerse a los estándares y normas de la industria del hardware. Además, cuando surge un elemento nuevo, como por ejemplo, el puerto USB, todos los fabricantes deben cumplir con las normas y características constructivas de este puerto para no quedar afuera del negocio del hardware.

El factor de forma indica las intenciones y el tamaño de la placa, lo que se vincula con el gabinete específico. También establece la posición de los anclajes y la distribución de los componentes
(slot de expansión, ubicación de los bancos de memoria, del zócalo del microprocesador, etc)

Los formatos obsoletos y los formatos en uso el
ATX, MICROATX, ETX FLEX.





jueves, 8 de agosto de 2013

Mother-Board N°15 (North Bridge)

North Bridge

Se encarga de soportar al microprocesador en el manejo de los buses y la memoria. Justamente sirve de conexión entre el mother-board, el microprocesador y la memoria. Generalmente las innovaciones tecnológicas como soporte de memoria DDR y el Bus FSB son soportados por este chip.

La tecnología de fabricación de fabricación del north bridge es muy avanzada y es comparable a la del propio microprocesador. Por ejemplo, si debe encargarse del bus frontal
de alta velocidad deberá manejar frecuencias de 400Mhz a 800Mhz (1 ciclo por segundo = 1 Hz). Por eso, este chip suele llevar un disipador y en algunos casos, también un ventilador.





Mother-Board N°16 (South Bridge)

South Bridge

El puente sur es el segundo chip de importancia y controla los buses de entrada y salida de datos para periféricos y también determina el tipo de soporte IDE, la cantidad de puertos USB y el Bus PCI. También controla los puertos Serial ATA (SATA)



La conexión entre los puentes norte y sur se realizaba a través del Bus PCI pero recientemente los fabricantes de motherboard han empezado a usar Buses especialmente dedicados que permiten una transferencia de datos directa y sin interferencia entre los dos puentes. El problema es que la vieja conexión PCI tiene un ancho de banda de solo 133Mbps
(megabit por segundo) y quedó insuficiente para la velocidad de los dispositivos actuales. Solamente teniendo en cuenta que los discos rígidos actuales rondan los 100Mbps y si le agregamos las transferencias de las placas que están colocadas en lo Slots PCI y los puertos USB 2.0 vemos que el Bus PCI se encuentra congestionado. Por ejemplo, el Chip SET i1810 de INTEL incorporó un pequeño Bus de 8 bit (1 byte) para interconectar ambos puentes.

Mother-Board N°17 (Bus)

BUSES

Constituyen físicamente pistas de cobre de los circuitos impresos que intercomunican eléctricamente los dispositivos montados sobre el mother-board (microprocesador, RAM, Bios, puertos, etcétera).
Los buses de un Mother-board se pueden dividir en:

• Bus de datos:
 Transporta los datos o instrucciones en forma de pulsos eléctricos desde y hacia el microprocesador. Dependiendo del sistema y del microprocesador, este Bus tendrá una cantidad de líneas llamada "ancho del bus". Las primeras PC tenían buses de 8 Bits (8 lineas) y en la actualidad puede llegar a 64 bits.

•Bus de direcciones:
 El bus de direcciones determina cuál es el origen y destino de los datos. Cada dispositivo y cada disposición de memoria dentro de lo que se llama el mapa de memoria Las direcciones no se pueden
repetir. 
A continuación elementos que están efectivamente montados sobre la placa.

PCI
USB 1.1 - 2.0 - 3.0
ISA IDE
SATAI - II - III
PCI express
•Bus de control.


El ancho del bus es la cantidad de lineas por las que circulan los datos. Se mide en Bits
Velocidad máxima de transferencia: Se mide en bitsxseg (bps).


Frecuencia del Clock o Reloj: se mide en ciclos/segundo=1/hertz

Cantidad máxima de dispositivos permitidos: se mide en cantidad.



El sistema puede componerse además por dispositivos que se conectan a la placa mediante sócalos o ranuras de expansión que también deben interconectarse. Entonces las placas de expasión que se conectan a estas ranuras se integran al sistema. Cada tipo de ranura de expansión se conecta a un bus particular con características propias. por ejemplo, los Slot PCI express y AGP.

BUS PCI
(Peripherical Componen Interface)
El bus PCI posee un conector blanco de aproximadamente 8.5 cm de largo. Tiene una ranura para la correcta colocación de las placas. Fue desarrollado por INTEL y luego adoptado pro la industria. Actualmente, en este slot se conectan placas de expansión como:


- Placas de red.
- Placas de audio.
-
Módem telefónico.
-
Sintonizadoras de TV.
-
Placas de adquisición de datos.
-
Placas de ampliación de puertos USB.

Cantidad máxima de dispositivos: 10.
Ancho del bus
: 32 o 64 bits (seleccionable)
Frecuencia del clock: 33 Mhz
Velocidad de trnasferencia:


 133 Mbs___32 bit
  266 Mbs___64 bit





BUS PCI EXPRESS


El bus PCI express se comenzó a desarrollar entre los años 1999 y 2001. Durante su desarrollo tuvo varios nombres como  "System I/O", "INFINIBAND", "3GIO", "ARAPHAOE". Finalmente, subdesarrollo, terminó en manos de un grupo denominado PCI-SIG (Peripherical Component Interface-Special Interest Group), que es una organización sin fines de lucro, que tiene como asociados a empresas fabricantes de hardware.
EL bus PCI presenta mejores características de flexibilidad y velocidad  como son a transmisión en serie y el sistema de conexión punto a punto.










La transmisión en serie es una de las interfaces más antiguas de la PC (RS232), que sigue presente en los mother-board actuales. La interfaz RS232 ha sido reemplazada por una superior como la USD. la transmisión de datos en el bus PCI Express, justamente se realiza en serie, es decir que los datos van pasando bit a bit uno detrás del otro, mientras que en las interfaces en paralelo, los datos viajan por varios cables a la vez. Actualmente se privilegia el uso de interfaces serie porque utilizan menos tensión, generan menos interferencias eléctricas y permiten alcanzar mayores velocidades sin pérdida de información, además son más simples y permiten un diseño más compacto. La conexión punto a punto quiere decir que la comunicación entre un dispositivo y otro es directa, lo que perite un aprovechamiento total del ancho de banda, puesto que cada dispositivo se comunicará con otro sin que nada interfiera en su camino.Por ejemplo, dijimos que el puerto PCI estándar tiene todos los conectores conectados en paralelo, por lo que comparten el ancho de banda del bus (133Mbps).

En el sistema PCI express la conexión de los conectores de expansión con el chip
-set se realiza mediante un módulo llamado switch (muchas veces incluido en el puente sur).

Podemos comparar el bus PCI express y el PCI haciendo una analogía con los concertadores de red. En un Had los datos que quieren pasar de una máquina a otra deben pasar por todas las que estén entre un puerto y otro hasta que encuentren el destino correcto, mientras que en un switch tiene una
"inteligencia" que le permite saber la dirección de cada máquina conectada y envía los datos directamente desde una hacia la otra sin pasar por ningún cuerpo. La conexión básica PCI express(x1) consta de solamente cuatro cables: dos para la transmisión de datos en un sentido y dos para el otro. Cada uno de ellos trabaja a una frecuencia de 2 GHz, lo que permite una transferencia de datos de 2Gbs, lo que equivale a 256 Mbps.

Debemos considerar que esos 256 Mbps se transmiten en un sólo sentido y que si contamos también el otro sentido, alcanzamos los 512 Mbps, que es una cifra nada despreciable comparada con los 133 Mbps del puerto PCI.

Gracias a esta característica de contar simplemente con cuatro cables es que ahora los diseños del mother-board son más sencillos y compactos. La ranura PCI Express
x4 tiene cuatro pares de conectores y la PCI Express x16 tiene dieciséis pares de conductores.



SSD:

USB:

Placa de video:



BUS FRONTAL (Front Side Bus-FSB)

Antiguamente, sólo existía un bus de datos y el micro procesador accedía a la RAM y a la memoria caché a través de él. Para optimizar el desempeño, intel introdujo el DIB (Dual Independet Bus) que permite que el microprocesador acceda a la memoria caché a través del Backside Bus y a los datos de la memoria RAM a través del Frontside Bus. Regularmente, la velocidad del microprocesador de determina aplicando un factor de multiplicación a la frecuencia del micro FSB. Por ejemplo, si aplicamos un factor de multiplicación de 5 a un FSB que está trabajando a 100 MHz, de obtiene una velocidad de micro procesamiento de 500 MHz. Este procedimiento se conoce como OVERCLOKING. En algunos mother-board esto se hacía cambiando la posición de un puente (jumper) y hoy en día se hace desde el Set Up.






Norma
Ancho del bus (bits)
Velocidad del bus (MHz)
Ancho de banda (MB/seg.)
ISA 8 bits
8
8,3
7,9
ISA 16 bits
16
8,3
15,9
Arquitectura estándar industrial extendida (EISA, Extended Industry Standard Architecture)
32
8,3
31,8
Bus local VESA (VESA Local Bus)
32
33
127,2
PCI 32 bits
32
33
127,2
PCI 64 bits 2,1
64
66
508,6
AGP
32
66
254,3
AGP (Modo x2)
32
66x2
528
AGP (Modo x4)
32
66x4
1056
AGP (Modo x8)
32
66x8
2112
ATA33
16
33
33
ATA100
16
50
100
ATA133
16
66
133
ATA serial (S-ATA, Serial ATA)
1

180
ATA serial II (S-ATA2, Serial ATA II)
2

380
USB
1

1,5
USB 2,0
1

60
FireWire
1

100
FireWire 2
1
 2660
200
SCSI-1
8
4,77
5
SCSI-2 - Fast
8
10
10
SCSI-2 - Wide
16
10
20
SCSI-2 - Fast Wide 32 bits
32
10
40
SCSI-3 - Ultra
8
20
20
SCSI-3 - Ultra Wide
16
20
40
SCSI-3 - Ultra 2
8
40
40
SCSI-3 - Ultra 2 Wide
16
40
80
SCSI-3 - Ultra 160 (Ultra 3)
16
80
160
SCSI-3 - Ultra 320 (Ultra 4)
16
80 DDR
320
SCSI-3 - Ultra 640 (Ultra 5)
16
80 QDR
640