Componentes Principales de la Tarjeta Madre

Aniz Coronel
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Componentes principales de la tarjeta madre mejor conocida como motherboard

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FUENTES DE ALIMENTACION.

La PC tiene una fuente de alimentacion que "transforma" la corriente alterna de la red electrica en corriente continua rectificada de 3 tensiones distintas: 3,3,5 y 12 v. La mottherboard (tarjeta madre) tambien dispone de su propia fuente de alimentacion, que toma esas lineas y las distribuye a todos los componentes internos deacuerdo a sus necesidades. Las formas de la fuente dependen del fabricante y de la complejidad del motherboard, pero principalmente podemos notar, cerca del zocalo del microprocesador, transitores MOSEFT y una serie de capacitadores de gran tamaño e inductores, todos utilizados para filtrar la corriente y regularla con cierta exactitud. En algunos casos, se emplean circuitos integrados con el fin de regular la tension (esto es muy comun en el microprocesador y en la memoria RAM).

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GENERADOR DE CLOCK

Las diferentes señales de reloj que existen en el motherboard se generan mediante un pequeño cristal de cuarzo de 14,31818 MHz que está conectado a un pequeño circuito integrado lla­ mado generador de clock. Este dispone de una entrada de dock (que es, justamente, la que se conecta al cristal) y de otras entradas para la configuración de las salidas. Físicamente, en cualquier motherboard podemos encontrar, de una manera muy sencilla, el cristal (plateado), que tiene siem­pre escrita la frecuencia antes mencionada, y suele estar muy cerca del generador de clock. Del generador de clock dependen las cualidades de los motherboards para poder incrementar la frecuencia del bus frontal y de la memoria, en pasos más o menos precisos. Siempre es una buena idea consultar en Internet la hoja de datos (datasheet) de nuestro generador de clock (con sólo escribir en el buscador el número impreso sobre el chip, debería ser suficiente para hallar informa­ción), para ver cuáles son sus posibilidades. En ocasiones, los generadores de clock disponen de opciones que los fabricantes de motherboards no contemplaron en sus diseños (ya sea porque no tenian sentido lógico en cierta época, o porque querían limitar sus productos por razones de marketing), y aquí es donde los famosos mods se ponen en juego. En el caso de los mothers que usan jumpers o switches, basta con realizar la com­binación correspondiente de puentes para que el generador de clock ofrezca las velocidades deseadas (en la hoja de datos siem­ pre hay una tabla con todas las configuraciones y las frecuencias de salida correspondientes al FSB. memoria. AGP y PCI).

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BIOS

Es un software que está impreso en un chip de forma rectangular o cuadrada (que es una memoria del tipo Flash EEPROM) y se trata del primer programa al que accede el microprocesador no bien se enciende el equipo. Este chip se encuentra, gene­ralmente, conectado al chip Super l/O (también lla­mado LPC). El BIOS es especifico de cada motherboard, ya que es él quien abre o cierra las "llaves" correspondientes para configurar diversas opciones del chipset, como la memoria o la velocidad de clock (en motherboards modernos). Es un software y no puede modificar por sí solo la configuración del hardware. Asi es que está conec­tado a diversos dispositivos diseñados exclusivamente para modificar esas llaves y permitir una configura­ción dinámica de los parámetros del generador de clock y del regulador de tensión del procesador, la memoria, el AGP y otros componentes. En algunos casos, las placas madre si poseen flexi­bilidad a nivel hardware, pero el BIOS no dispone de esas opciones de configuración. Por eso existen muchos diseñadores de BIOS alternativos que han estudiado con sumo detalle el funcionamiento de estos switches activados por software y creado sus propias versiones con estas opciones.

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CHIPSET

Se trata de un conjunto de chips (Normalmente dos llamados Northbridge y Southbridge) que se encargan de administrar el flujo de informacion entre todos los dispositivos de la placa madre. Se podria decir que el chipset es el secretario del procesador, ya que es el que se ocupa de recibir todos los pedidos de este y de manejar el trafico de datos para entregar en tiempo y forma la informacion que se le pide. Sincroniza los diversos componentes , no puede trabajar con cualquier combinacion de frecuencias. Entre las funciones que suelen incluir los chipsets en si estan los controladores de AGP, PCI Express, PCI, Puertos IDE y de disquetera, memoria, puertos USB y Firewire e, incluso funciones de sonido y de red.

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PUERTOS

En las primeras PCs, los distintos puertos a los que accedía el procesador eran controlados por muchos chips dedicados a cada uno; por ejemplo, el controla­ dor del teclado (lntel 8042), el de los puertos serie y el del puerto paralelo. Asimismo, en un chip separa­ do había un controlador programable de interrupcio­ nes (lntel 8259) que también disponla de un tempo­ rizador mediante el cual se realizaban tareas como el refresco de la memoria RAM. lIoy en día, todas esas funciones (y muchas otras) se realizan mediante un pequeño chip llamado Super 110 o lPC (Lol/) Pi" (ount), debido a que, utilizando este tipo de integra­ dos, se ahorran muchos pines. Este chip (que tiene una única entrada de señal de clock y es de 24 MHz) se encuentra conectado al Southbridge del chipset y tiene un acceso bastante lento hacia el procesador, aunque realmente no necesita más velocidad, porque todas sus funciones utilizan tecnologías que requieren un flujo de información bastante pequeño. Además de las fun­ciones mencionadas, el Super 110 posee comúnmente el puerto de disquete­ ra. puertos para joystick, sensores de temperatura y reguladores de veloci­ dad para coolers. También tiene la interfaz de memoria EEPROM para co­ nectar al BIOS. Los puertos USB y Firewire no están conectados a este chip, sino directamente al Southbridge, o bien a un controlador especial.

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SLOTS DE EXPANSION

ISA: -Está en desuso y no se encuentra en motherboards actuales desde hace un buen tiempo, el bus ISA es digno de comentar, en especial porque, debido a su sencillez (relativa al PCI), hay quienes se dedican a experimentar con él, realizando sus propias tarjetas de adquisición de datos y para distintos propósitos.-Este bus fue el primero utilizado en PCs, y constaba de 8 líneas de datos y una frecuencia de reloj de (aproximadamente) 8 MHz. Con esto, se obtenia un ancho de banda de 8 MB/s, suflcíente para los procesadores 8088, pero muy pobre para procesadores más avanzados. -Así fue que el bus se ex­ tendió a 16 bits, con lo cual se duplicó su ancho de banda. -Esta extensión es­tá en forma de un agregado con varios pines, la mayoría de ellos dedicados exclusivamente a la transferencia de datos.

PCI:-El PCI fue la evolución del ISA, con el concepto de "local Bus" ya imple­mentado en la última extensión de aquél (llamada VLB) la idea era tener un bus cuya frecuencia de trabajo estuviera sincronizada con la del proce­sador. -En la época de los 486, el bus frontal era de 33 MHz, y por ese moti­vo es que la frecuencia del PCI es esa misma. -Utiliza 32 lineas de datos, exactamente igual cantidad que el bus de los 486. Como se ve, esta interfaz resultaba adecuada para este tipo de procesadores, aunque cierta­ mente se quedó algo atrás cuando llegaron los Pentlum (bus de 66 MHz y 64 bits), ya que su ancho de banda era cuatro veces inferior. -Las placas PCI se siguen utilizando en la actualidad, ya que muchos disposi­tivos no requieren de una transferencia mayor. -El PCI tuvo dos versiones principales: la primera con una tensión de 5 V (igual a la del ISA) Y la segunda con 3,3 V. -Un problema adicional de esta in­ terfaz es que los slots están conectados en paralelo, es decir que todos com­ parten el mismo ancho de banda (1066 MB/s).

AGP: -Este es un bus implementado en 1997, dedicado exclusivamente a las tarjetas de video.-Era similar al PCI, pero conectado directamente al Northbridge, para facilitar el acceso al procesador y a la memoria RAM. -La primera revisión de AGP trabajaba a una frecuen­cia base de 66 MHzy con 32 bits de datos, es decir que duplicaba el ancho de banda del PCI.-Esta especi­ficación trabajaba con una tensión de 3,3 V Y permi­ na transferir dos datos por flanco del ciclo de clock (como las memorias DDR), duplicando una vez más el ancho de banda (AGP 2X).-La última ver­ sión presentada fue la AGP 3.0, con velocidades de transferencia de AGP 8X y tensión de 0,9 V.

PCI EXPRESS: -El bus más moderno es el PCI Express, que se basa en la transferencia de datos en serie. -Cada slot básico de PCIE tiene una sola linea de transmisión de datos, trabajando a una frecuencia muy alta (2,5 GHz).-Esto, en teoría, ofrece un ancho de banda superior al PCI, y uti­liza muchos menos pines, hecho que simplifica el diseño de los mother­ boards. -Cada cable de transmisión PCIE es unidireccional, por lo que cada línea PCIE contiene dos de ellos y ofrece un ancho de banda total de 500 MB/s. -Estos slots se conectan al Northbrídge o al Southbridge del chipset, de acuerdo con lo que sea más conveniente según el fabricante. -Un aspecto interesante pa­ra comentar es que su conexión es punto a punto, o sea que cada uno tiene su propio ancho de banda, independiente de los otros slots.

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