5.1.1 variaciones del formato atx - galeon.comgaleon.com/ligrosdetec/reparar8.pdf · en ese punto...

Otra ventaja es que en las placas ATX los puertos serie y paralelo, así como los conec-tores para el teclado, puertos USB y PS/2 forman un panel en la parte trasera de laplaca, minimizando los posibles problemas derivados de un mal contanto. Algunas pla-cas base con el sonido y la tarjeta de red onboard también ofrecen los conectores paraestos periféricos en la parte trasera.

Los conectores de la parte trasera de una placa base ATX

A pesar de que aún podemos encontrar a la venta placas base de ambos formatos, lasplacas AT ya son muy raras de encontrar, siendo completamente sustituidas por las pla-cas base ATX.

5.1.1 Variaciones del formato ATXAdemás del formato ATX tradicional, existen dos variaciones distintas del mismo for-mato, llamadas micro ATX y WATX (o Wide ATX). Estas dos variaciones difieren delformato ATX original sólo en el tamaño. El formato micro ATX es un formato menorde placa base, más o menos del tamaño de una placa base AT, que se usa en placasbase de bajo coste. Generalmente, como estas placas incluyen pocos componentes,acaba saliendo más barato la producción de las placas base de un formato menor. Lasplacas base micro ATX pueden ser usadas sin problemas en torres ATX convenciona-les, pero una torre micro ATX no acepta una placa base del formato ATX tradicional,debido a su reducido tamaño.

Una placa base microATX

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Ampliar, configurar y reparar su PC

05_Placas base_OK.qxp 27/07/2006 10:32 PÆgina 162

El formato WATX, por su parte, se usa en placas base destinadas a servidores.Generalmente, disponen de dos o cuatro encajes para procesadores y para variosmódulos de memoria. Al poder disponer de muchos componentes, estas placas baseson bastante mayores que las placas base ATX normales, pudiendo ser encajadas sóloen torres WATX.

Una de las principales desventajas de las placas micro ATX es el hecho de que dispo-nen de menos slots de expansión (generalmente 4 slots), distribuidos en 1 slot AGP y3 slots PCI, o 1 AGP, 2 PCI y 1 ISA, mientras que las placas ATX disponen, normal-mente, de 7 slots. Justamente por esto, el formato micro ATX es el usado en las placasbase que ya vienen con la tarjeta de video y sonido onboard.

5.2 La fuente de alimentaciónAdemás del tamaño y de la disposición más práctica de las conexiones de los puertosserie, paralelos, PS/2 y USB, otra gran diferencia del formato ATX con el formato ATes la fuente de alimentación. Mientras que en el formato AT la fuente de alimentaciónse limita a enviar corriente, o interrumpir el suministro cuando se pulsa el botón deencendido, en el formato ATX se utiliza una fuente de alimentación más inteligente.La fuente de alimentación del formato ATX recibe órdenes directamente desde laplaca base, lo que permite la introducción de nuevos recursos, como la posibilidad dedesconectar el ordenador directamente desde el sistema operativo sin la necesidadde pulsar el botón de apagado, programar el ordenador para que se conecte o desco-necte en un horario programado, etc.

Una fuente de alimentación con todos sus cables

El propio funcionamiento del botón de encendido y apagado de una torre ATX tam-bién es distinto. En primer lugar, el botón no está conectado a la fuente, como en elcaso del formato AT, pero sí que está conectado al conector ATX Power Switch, unconector de dos contactos de la placa base, que queda próximo a los conectores de lasluces del panel de la torre. También es distinto el comportamiento del botón cuandoes pulsado. Estando el equipo encendido, un sólo toque en el botón hace que el equi-po entre en modo de suspensión. Para cortar el suministro eléctrico de verdad, esnecesario mantener el botón pulsado más de 4 segundos.

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Placa base


Los conectores de la placa base para el panel de la torre

Otra diferencia entre los dos formatos reside en el conector de la fuente de alimenta-ción. En las placas base AT, el conector posee 12 contactos que reciben tensiones de 5y 12 voltios de la fuente de alimentación. En las placas base ATX, el conector es unpoco diferente, poseyendo 20 contactos y recibiendo una tensión de 3.3 voltios.

5.3 Los componentes de la placa baseIndependientemente de su formato o modelo, básicamente siempre encontramos losmismos componentes en una placa base. Tenemos las ranuras de expansión (llamadosslots) ISA, PCI, AGP y AMR, para el encaje de las tarjetas gráfica, de sonido, módemsinternos y otros periféricos, soquetes para el encaje de los módulos de memoria y tam-bién del procesador; puertos serie y paralelo, controladora de la unidad de disquetes,interfaces IDE, conectores para el teclado y para la fuente de alimentación, puertosUSB, reguladores de tensión y, es claro, el BIOS y el chipset. Normalmente encontra-remos un diagrama en las primeras páginas del manual de nuestra placa base. Estediagrama es útil a la hora de montar un ordenador, pues nos permite localizar fácil-mente los encajes y jumpers de la placa base con facilidad.

Diagrama de una placa base

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La placa base propiamente dicha no está formada por una única placa de circuitoimpreso, sino que es, en realidad, un conjunto formado por varias placas prensadas.Cada una de estas placas contiene algunos de los contactos necesarios para conectarlos distintos componentes, y en varios puntos tenemos los contactos que realizan lacomunicación entre ellos.

Esta técnica llamada MPCB o Multiple Layer Printed Circuit Board (placa de circuitoimpreso con varias capas), exige una tecnología punta y desarrollar el proyecto deforma muy cuidadosa, pues un mínimo error en la posición de los componentes o con-tactos puede generar problemas eléctricos o interferencias, poniendo en riesgo toda laestabilidad del sistema. La calidad del proyecto y las técnicas de producción usadasen la fabricación de las placas de circuito impreso son algunos de los factores que dife-rencian las buenas placas base de las placas base más baratas, de inferior calidad.

5.3.1 ChipsetCon toda seguridad, el chipset es el componente más importante de la placa base,pues es el encargado de todo el flujo de datos entre el procesador, la memoria y losdemás componentes del equipo. Los buses ISA, PCI y AGP, así como las interfacesIDE, puerto paralelo y los puertos serie están controlados por el chipset.

El chipset de la placa base

Internamente, el chipset está compuesto por varios chips pequeños, uno para cadafunción de las muchas que ejecuta. Tenemos un chip controlador para las interfacesIDE, otro para las memorias, etc. De ahí el nombre de chipset, o conjunto de chips.

Existen varios modelos de chipsets, cada uno con recursos diferentes. En las placasbase con un soquete 7, por ejemplo, son utilizados los chipsets i430FX, i430HX, i430VXe i430TX, fabricados por la casa Intel, además de chipsets de otros fabricantes. En lasplacas súper 7, predominan los chipsets Apollo MVP 3, Aladdin V y Sis, mientras queen las placas base para Pentium II encontramos, básicamente, los chipsets i440FX,i440LX, i440EX e i440BX. Más adelante, y a lo largo de los demás capítulos, veremosmás detallemente algunas de las distintas funciones de los diversos chipsets.

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Placa base


5.3.2 BIOSBIOS significa Basic Input Output System, o en español, sistema básico de entrada ysalida. El BIOS es la primera capa de software del sistema, un pequeño programa quetiene la función de iniciar el equipo. Durante el proceso de inicialización, el BIOS es elencargado de reconocer los distintos componentes de hardware instalados, dar laseñal de arranque y proveer las informaciones básicas para el correcto funcionamien-to del sistema.

Chip del BIOS en la placa base

El BIOS está grabado en un pequeño chip instalado en la placa base. Cada modelo deBIOS está personalizado para cada modelo específico de placa base, funcionando malen un modelo inadecuadode placa base.

Cuando inicializamos el sistema, el BIOS realiza un cuenteo de la memoria disponibleen el sistema, identifica los dispositivos Plug & Play instalados en el equipo y realizauna comprobación general de los diversos componentes instalados. Este procedimien-to es llamado POST y está destinado a verificar si existe algún tipo de error con algúncomponente, además de verificar si ha sido instalado algún dispositivo nuevo. So-lamente después del POST, el BIOS entrega el control del equipo al sistema operativo.En ese momento es cuando aparece el mensaje Iniciando Windows XP, o cualquierotro, dependiendo del sistema operativo instalado.

Después de terminar el POST, el BIOS emite un informe con la información sobre elhardware instalado en el ordenador. Este informe es una manera fácil y rápida de veri-ficar la configuración del ordenador. Para paralizar la imagen el tiempo suficiente pa-ra conseguir leer el informe, basta con pulsar la tecla <Pausa> del teclado.

Si se encuentra algún problema durante el POST, el BIOS emite señales sonoras (piti-dos), indicando que existe algún problema. Vamos a estudiar el BIOS con más profun-didad y examinar las configuraciones del Setup más adelante, en el capítulo dedicadoa la configuración del BIOS.

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5.3.3 Memoria caché L2La memoria caché se empezó a utilizar a partir de los equipos 386. Inicialmente, lamemoria caché formaba parte de la placa base, estando formada por algunos chipssoldados en ella. A partir del 486, integraron una pequeña cantidad de memoria cachéen el propio núcleo del procesador, pero se continuó usando memoria caché en laplaca base. Entonces, apareció la distinción entre la memoria caché L1 integrada en elprocesador y la memoria caché L2 que formaba parte de la placa base.

Memoría caché en la placa base

Con el desarrollo de las técnicas de producción los procesadores pasaron a utilizarmultiplicadores cada vez mayores, haciendo que la memoria caché L2 integrada en laplaca base se volviese cada vez más ineficiente, ya que la memoria RAM trabajaba a66 o 100 MHz, la misma frecuencia de la placa base, mientras el procesador operaba auna frecuencia mucho mayor.

En ese punto se produjo el segundo cambio en la historia de la memoria caché: inte-grar también la memoria caché L2 en el procesador, lo que permitió a la memoriacaché funcionar siempre a la mitad de la frecuencia del procesador (como en el Pen-tium II) o, incluso, integrar memoria caché capaz de trabajar a la misma frecuencia delprocesador (como en el Pentium III Coppermine).

Como ya disponemos de la memoria caché suficiente en cantidad y velocidad, inte-grada en el procesador, ya no es necesaria su integración en la placa base. A excepciónde las placas base con soquete 7, usadas en los procesadores K6-2, K6-3 y los procesa-dores soquete 7 antiguos, ningún modelo de placa base actual lleva memoria caché L2.

Sin embargo, cuatro o cinco años atrás, en la época de los Pentium MMX y AMD K6el escenario era bien distinto. A nadie se le pasaba por la cabeza comprar una placabase sin por lo menos 512 KB de memoria caché L2.

Algunas placas base un poco más antiguas, no venían con ningún tipo de memoriacaché, pero en su lugar llevaban un encaje para un módulo COAST (Cache On a Stick).En este caso, el módulo de memoria caché debía ser adquirido de forma separada. Losmódulos COAST eran difíciles de encontrar y también eran razonablemente caros.

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Placa base


Un módulo COAST de memoria caché

A pesar de que ya no se fabriquen placas base con soquetes para módulos COAST, esposible que nos encontremos con una de ellas al trabajar en un equipo bastante anti-guo. También existen casos de placas base con falsos chips de memoria caché. En vezde módulos de memoria caché encontramos soldados en la placa base encapsuladoshuecos, con la inscripción Write Back en bajo relieve. Durante el POST, la supuestamemoria caché también es identificada como Write Back, a pesar de no existir ningu-na memoria caché.

Este tipo de trampa fue muy utilizada en las placas base más baratas, principalmentelas fabricadas entre los años 94 y 97. Para reconocer una placa base de este tipo es sufi-ciente con verificar si está estampada la inscripción Write Back en los módulos dememoria caché, o si la memoria caché es identificada en el informe del POST comoWrite Back.

5.3.4 Encajes para los módulos de memoriaEl uso de módulos de memoria, en forma de módulos de 30, 72 y 168 vías, facilitamucho la vida. En la época de los equipos XT y 286, los chips de memoria tenían queser ensamblados en la placa base uno a uno, lo que comportaba un enorme trabajo.Ahora, un módulo de memoria puede ser ensamblado en pocos segundos sin ningu-na dificultad.

Soquetes para la memoria RAM

Los módulos de 30 y 72 vías ya se encuentran en desuso desde hace un buen tiempo.Actualmente, utilizamos sólo módulos de 168 vías de memoria SDRAM (y algunos

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pocos de memoria VC-SDRAM), así como módulos de memoria Rambus. Muchas pla-cas base también aceptan memorias DDR-SDRAM desde hace un tiempo.

5.3.5 Interfaces de discoEn placas base antiguas, las interfaces IDE y de la unidad de disquetes, así como lospuertos paralelos y de impresora, formaban parte de una tarjeta llamada SuperIDE,que se conectaba a un slot disponible de la placa base. Existieron varios modelos deesas tarjetas o placas. Algunas traían sólo una interfaz IDE, otras traían dos. Existíantarjetas que utilizaban un slot ISA y otras que utilizan un slot VLB.

Una tarjeta de expansión SuperIDE

Usar una tarjeta separada para proveer recursos que todo el mundo necesitaba sóloservía para aumentar el precio de los equipos, y crear problemas en caso de un malcontacto. Por eso, a partir de finales de la era de los 486, estos puertos pasaron a estarintegrados en la propia placa base.

Cada interfaz IDE situada en la placa base permite la conexión de dos discos duros,unidades de CD-ROM/DVD-ROM, unidades ZIP o cualquier otro dispositivo IDE.Como tenemos dos puertos en cada placa base, podemos conectar hasta 4 dispositivosIDE. La controladora de disquetes permite la instalación de hasta dos unidades y, apesar de que uno de los puertos serie puede estar ocupado por el ratón, aún nos quedaun puerto serie libre para la conexión de un módem externo o cualquier otro disposi-tivo. A pesar de disponer de un único puerto de impresora, podemos compartirloentre varios dispositivos con la ayuda de un conmutador, un dispositivo simple, quepermite la conexión de 2 o 3 dispositivos en un único puerto, teniendo una llave que per-mite alternar entre uno y otro.

Conectores IDE de la placa base

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Placa base


Para conectar los discos duros y la unidad de disquetes a la placa base usamos cablesflat. Los cables destinados a los discos duros poseen 40 vías, mientras que los destina-dos a la unidad de disquetes poseen sólo 32 vías. Cada cable posee tres conectores,siendo uno para la conexión a la placa base y los otros dos permiten la conexión dedos discos duros en cada interfaz. Los discos duros e interfaces IDE UDMA 66 en ade-lante utilizan un cable IDE de 80 vías, donde 40 son usadas para datos y las otras 40funcionan como hilos tierra, atenuando las interferencias. A pesar de que los cablesIDE de 40 vías tradicionales funcionan en las interfaces IDE UDMA 66, su uso perju-dica el rendimiento del puerto, ya que los cables antiguos no son adecuados paratransferencias de datos a más de 33 MB/s.

Los cables flat para las interfaces IDE

También existen cables IDE con sólo 2 conectores (en este caso permitiendo el uso deun único disco duro), y cables para unidades de disquetes con 4 conectores ademásdel conector de la placa base, siendo 2 para unidades de 3 y 1/2 y 2 para unidades de5 y 1/4. En este caso, a pesar del mayor número de conectores, continúa existiendo lalimitación de 2 unidades de disquete en cada puerto. Los cables IDE, el cable para launidad de disquetes, así como los cables serie y paralelo vienen junto con la placabase.

5.3.6 Puertos paralelo y serieTanto los puertos serie como los puertos paralelos, o de impresora, son puertos decomunicación que comparten el canal de datos del bus ISA. En principio, el funciona-miento de ambos puertos es muy parecido. Se usan algunos contactos para la trans-misión de datos y otros para el control del flujo y la comprobación.

La principal diferencia es que en un puerto serie sólo se usa un contacto para la trans-misión de datos, transmitiendo los bits de uno en uno, en serie, de ahí el nombre depuerto serie. En los puertos paralelos se usan ocho vías de datos, permitiendo el envíode 8 bits cada vez, lo que los hace mucho más rápidos que los puertos serie. En el casode las placas base que no traen slots ISA y, consecuentemente no poseen este bus, lospuertos se conectan directamente al bus PCI.

Los primeros puertos paralelos sólo eran capaces de transmitir datos, y no de recibir,restringiendo su uso a la conexión de impresoras. Posteriormente, se crearon otros for-

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matos para los puertos paralelos, que además de ser más rápidos, permitieron lacomunicación bidireccional, como el ECP y el EPP. Los puertos serie también evolu-cionaron. Los primeros puertos serie eran capaces de transmitir datos a una velocidadde sólo 9.600 bits por segundo, mientras que los más recientes pueden transmitir ahasta 115.000 bits por segundo.

Puertos serie y paralelo en una placa base AT

Con excepción de las placas ATX, que poseen el panel de estos puertos en su parteposterior, también usamos cables flat en las salidas paralela y serie. En una extremi-dad tenemos el conector para ser ensamblado en la salida correspondiente de la placabase y en la otra una chapa metálica que debe ser fijada a la torre. En este caso, el cablesólo funciona como una extensión que facilita la conexión de los dispositivos. Loscables serie y paralelo, así como los cables IDE, vienen con la placa base, siendo loscables serie especialmente importantes, pues existen varias combinaciones de posicio-nes de los hilos internos en este tipo de cable, haciendo que muchas veces el cableserie de una placa no funcione en otra.

5.3.7 Conector del tecladoEn placas base AT se utilizaba un conector DIN para la conexión del teclado. Ya en lasplacas base ATX, lo más común es el uso de un conector mini-DIN. A pesar de la dife-rencia en tamaño, ambos ensamblajes son eléctricamente compatibles, lo que permiteel uso de un adaptador para la conexión de un teclado con encaje mini-DIN en unconector DIN y viceversa sin problemas.

El conector del teclado de una placa base

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Placa base


5.3.8 JumpersLos jumpers son pequeñas piezas plásticas, metalizadas internamente para permitir elpaso de la corriente eléctrica, siendo ensamblados en contactos metálicos situados enla placa base o en varios otros tipos de placas y tarjetas. Los jumpers permiten el pasode la corriente eléctrica entre dos contactos, funcionando como una especie de inte-rruptor.

Jumpers de la placa base

Las distintas alternativas en la posición de anclaje de los jumpers permiten programarvarios recursos de la placa base, como el voltaje, el tipo y la velocidad del procesadory de la memoria, además de otros recursos. Al montar un equipo, los jumpers de laplaca base deben estar correctamente configurados, de lo contrario, podemos estrope-ar algunos componentes en casos extremos.

En las placas base modernas, los jumpers son un componente más en vías de extin-ción, pues la mayoría de las placas actuales son jumperless, o sea, no poseen ningúnjumper, realizando toda la configuración de las funciones de la placa base a través delCMOS Setup del BIOS.

5.3.9 Conectores para el panel de la torreEn una de las extremidades de la placa base encontraremos un conjunto de encajesque se destinan a la conexión de las luces y botones del panel frontal de la torre. Aquíse conectaban los botones reset, turbo, el keylock y los leds de corriente y funciona-miento del disco duro. No todas las placas base poseen estos conectores. Por ejemplo,la llave del teclado y el botón turbo ya no se usan, justamente porque ya no tienen nin-guna utilidad.

Conectores de la placa base para el panel frontal

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El botón turbo de la torre servía para aumentar/disminuir la frecuencia del procesa-dor. Esto era bastante útil en la época de los equipos XT y 286, donde algunos progra-mas para ser ejecutados en equipos lentos sólo funcionaban bien con este botón pre-sionado. Sin embargo, estos programas ya no se usan desde hace mucho tiempo y noexiste ningún motivo para que alguien quiera ralentizar su equipo.

La llave del teclado (keylock) ya no se usa, ya que hoy existen medios menos anticua-dos para proteger el equipo de espías, como las contraseñas a nivel del BIOS y delmismo sistema operativo.

5.3.10 Seguimiento de funcionesUn recurso que viene siendo cada vez más utilizado en las placas base actuales es elseguimiento de algunas funciones, como la temperatura del procesador, la velocidadde rotación del ventilador, la temperatura del chipset, la corriente eléctrica enviadapor la fuente de alimentación, etc. Los recursos soportados dependen de la placa base,pero el objetivo es siempre el mismo: prevenir el equipo ante posibles daños.

Si, por casualidad, el ventilador del procesador presenta algún defecto y el procesa-dor empieza a sobrecalentarse, sonará una alarma alertándonos sobre el problema. Si,por casualidad, la fuente de alimentación empieza a enviar corrientes mayores, omenores, que las ideales para la placa base sonará la alarma avisándonos antes de queocurra algo más grave.

Las informaciones suministradas por el monitor de seguimiento pueden ser vistas através del BIOS, o desde el mismo Windows a través de un programa de seguimien-to. Existen varios ejemplos de programas pero, casi siempre, las placas base quesoportan el uso de este recurso traen un programa compatible grabado en el CD delos drivers que las acompañan.

El seguimiento se obtiene a través de la adición de un chip especial y de sensores detemperatura en la placa base. Existen varias soluciones disponibles y vamos a presen-tar algunos de los modelos de chips disponibles en el momento de la redacción dellibro:

WWiinnbboonndd 8833778811DD:: entre los chips en uso este es el más simple, pero todavía es usadopor varios fabricantes. El 83781D permite monitorizar 7 tensiones (5 positivas y 2 ne-gativas), 3 sensores de temperatura (el posicionamiento de los sensores queda a cargodel fabricante de la placa base) y es capaz de monitorizar la rotación de hasta 3 venti-ladores. La precisión de los sensores, así como su tiempo de respuesta, depende de lacalidad de los sensores utilizados por el fabricante de la placa base.

WWiinnbboonndd 8833778822DD:: permite monitorizar 9 tensiones, 3 sensores y 3 ventiladores. Suprincipal ventaja sobre el 83781 es que permite monitorizar la temperatura del proce-sador a través del diodo térmico colocado en todos los procesadores Intel, a partir delPentium II de 350 MHz. Este diodo es más sensible que la mayoría de los sensores usa-

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Placa base


dos en las placas base, y conlleva la ventaja adicional de ya venir colocado en el pro-cesador, dispensando el uso de componentes adicionales.

WWiinnbboonndd 8833778833SS: esta es la versión más barata. Tiene los mismos recursos que el83782D, con excepción de que sólo monitoriza 3 tensiones, contra las 9 del anterior.

WWiinnbboonndd 8833662277HHFF:: este es un circuito super I/O con recursos de seguimiento seme-jantes a los del 83782D. El circuito super I/O está en el chip de la placa base que con-trola los puertos serie y paralelo, así como la controladora de la unidad de disquetes.Algunos chipsets, como el Via Apollo Pro 133 traen el chip súper I/O incorporado,pero en la mayoría de los casos, el fabricante de la placa base necesita comprar el chippor separado. En este caso, un chip super I/O con recursos de seguimiento es unabuena opción para abaratar costes.

El diagrama de un chip super I/O

WWiinnbboonndd 8833669977HHFF:: una versión de bajo coste del 83627HF, con menos recursos perocon un precio menor.

5.4 BusesLos buses son puertas a través de las cuáles el procesador puede comunicarse con losdemás componentes del equipo, como las tarjetas gráficas. Hablando de las tarjetasgráficas, podemos notar que todas las tarjetas gráficas modernas son conectadas enlos slots AGP y que tarjetas de sonido y módems antiguos casi siempre usan los slotsISA.

Esto es así porque las tarjetas de sonido y los módems son periféricos relativamentelentos, para los cuales el lento bus ISA ya es suficiente. Sin embargo, las tarjetas grá-ficas necesitan un bus mucho más rápido, motivo por el cual utilizan un slot AGP.

5.4.1 ISALos procesadores 8088, usados en los equipos XT, se comunicaban con los demás peri-féricos usando palabras binarias de 8 bits. Para trabajar de forma conjunta con estosprocesadores fue creado el bus ISA de 8 bits. Este bus funcionaba usando palabrasbinarias de 8 bits y trabajaba a una frecuencia de 8 MHz, permitiendo una transferen-

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cia de datos a una velocidad de 8 MBytes por segundo, velocidad más que suficientepara un procesador tan lento como el 8088.

5.4.2 ISA de 16 bitsLos procesadores 286 ya se comunicaban con los demás periféricos usando palabrasde 16 bits. Para acompañar esta mejora del procesador se creó una extensión para elbus ISA de 8 bits, formando el ISA de 16 bits. Este nuevo bus, así como el procesador286, trabajaba con palabras de 16 bits a una frecuencia de 8 MHz, permitiendo unatransferencia total de 16 MB/s.

Los periféricos ISA se usan desde la época del 286, pero en realidad, este patrón yaexiste desde 1981. La verdad es que el ISA ha durado tanto tiempo porque el bus de16 MBytes por segundo era suficiente para asumir periféricos lentos como los mó-dems y algunas tarjetas de sonido, haciendo que los fabricantes de estos periféricoscontinuaran produciendo periféricos ISA prácticamente hasta hoy.

Slots ISA

Como existía una gran demanda por parte del mercado, los fabricantes no tenían otraalternativa que combinar slots ISA y PCI en sus placas base, lo que servía para aumen-tar los costes de producción. Con la popularización de los módems y las tarjetas desonido PCI, finalmente se abrió el camino para poder enterrar el bus ISA de forma casidefinitiva.

5.4.3 MCACon el surgimiento de los procesadores 386, que trabajaban usando palabras binariasde 32 bits, se hizo necesario la creación de un bus más rápido que el ISA para el usode periféricos más rápidos, como las tarjetas gráficas. Entonces, la casa IBM creó el busMCA, que funcionaba con palabras de 32 bits y a una frecuencia de 10 MHz, siendo2.5 veces más rápido que el bus ISA de 16 bits.

Sin embargo, el bus MCA tenía un pequeño inconveniente al ser patentado por la casaIBM, y era que solamente ella podía usarlo en sus ordenadores. Los demás fabrican-

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Placa base


tes, sin otra elección, se vieron obligados a producir equipos con procesadores 386equipados con sólo slots ISA.

Esto era un gran inconveniente, pues a pesar de que 386 era un procesador increíble-mente rápido para la época, acababa siendo subutilizado por el lento bus ISA, ya quetodos los demás componentes eran accedidos a la velocidad del bus ISA. A pesar deque poseían un procesador rápido para la época (el 386), estos equipos eran tan rápi-dos como un 286 en términos de velocidad de acceso a los discos y demás componen-tes. Estos equipos eran llamados AT 386, pues a pesar de que utilizaban procesadores386, también utilizaban el mismo tipo de bus utilizado por los equipos AT 286.

A pesar de ofrecer recursos sorprendentes para la época, como el Bus Mastering ysoporte para el Plug & Play (fue el primero bus que soportaba estos recursos), el busMCA no consiguió popularizarse debido a su alto coste, a su incompatibilidad con elbus ISA y, principalmente, por ser una arquitectura cerrada, cayendo en desuso con elsurgimiento de los buses EISA y VLB.

5.4.4 EISAEste nuevo bus fue la respuesta de los demás fabricantes al bus MCA. Con el objetivode ser compatible con el bus ISA, el nuevo bus EISA también funcionaba a 8 MHz,aunque sin embargo, trabajaba con palabras binarias de 32 bits, totalizando una tasade transferencia de 32 MB/s, siendo dos veces más rápido que su antecesor. El busEISA también ofrecía soporte al Bus Mastering y al Plug & Play, con la misma eficien-cia que la del bus MCA.

Una de las grandes preocupaciones de los fabricantes durante el desarrollo del busEISA fue mantener la compatibilidad con el bus ISA. El resultado fue un slot con doslíneas de contactos, capaz de acomodar tanto tarjetas EISA como tarjetas ISA de 8 o 16bits. Una tarjeta EISA utilizaba todos los contactos del slot, mientras que una tarjetaISA sólo utilizaba la primera línea de contactos. Naturalmente, el bus EISA era capazde reconocer si la tarjeta instalada era ISA o EISA.

La complejidad del bus EISA conllevó un alto coste de producción, lo que dificultó supopularización. De hecho, pocas placas base llegaron a producirse con slots EISA ypocas tarjetas de expansión se desarrollaron para este bus. Así como el MCA, el busEISA es un bus desaparecido en la actualidad.

5.4.5 VLBLanzado en 93 por la Video Electronics Standards Association (una asociación de losprincipales fabricantes de tarjetas gráficas), el bus VLB era mucho más rápido que elbus EISA o el bus MCA, siendo utilizado por las tarjetas gráficas y las controladorasde disco, las principales perjudicadas por los buses lentos. Con el bus VLB, los discosduros podían comunicarse con el procesador usando toda su velocidad y se posibili-tó la creación de tarjetas gráficas mucho más rápidas.

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Como antes, existió la preocupación de mantener la compatibilidad con el bus ISA, demodo que los slots VLB son compuestos por 3 conectores. Los dos primeros son idén-ticos a un slot ISA común, pudiendo ensamblar en ellos una tarjeta ISA, mientras queel tercero estaba destinado a las transferencias de datos a las altas velocidades permi-tidas por el bus VLB.

El bus VLB funcionaba a la misma frecuencia de la placa base, o sea, en un 486 DX-250, donde la placa base funcionaba a 25 MHz, el VLB también funcionaba a 25 MHz.En una placa base para un 486 DX-4 100 que funcionaba a 33 MHz, el VLB tambiénfuncionaba a 33 MHz. Es necesario recordar que el VLB era un bus de 32 bits.

Las desventajas del VLB eran la falta de soporte al Bus Mastering y Plug & Play, ade-más de unas altas tasas de utilización del procesador y limitaciones eléctricas, quesólo permitían un máximo de 2 o 3 slots VLB en cada equipo. Esto no llegaba a ser unagran limitación, pues generalmente sólo se utilizaban una tarjeta gráfica y una tarjetaSuper-IDE con este bus.

Debido al alto rendimiento, a un bajo coste y, principalmente, debido al apoyo de lamayoría de los fabricantes, el VLB se hizo rápidamente un formato de bus para pla-cas base 486. Como el VLB fue desarrollado para trabajar en conjunto con los procesa-dores 486, no llegaron a ser desarrolladas placas base para procesadores Pentium coneste bus, pues la adaptación generaba demasiados costes, además de la existencia deproblemas de incompatibilidad.

5.4.6 PCICreado por la casa Intel, el bus PCI era tan rápido como el bus VLB, sin embargo eramás barato y mucho más versátil. Otra ventaja era que al contrario del bus VLB, el busPCI no era controlado por el procesador y sí por una controladora dedicada, incluidaen el chipset. Además de disminuir la utilización del procesador, esto permitía que elbus PCI fuese utilizado con cualquier procesador, sin implicar ninguna modificación.

Slots PCI

En una placa base soquete 7, el bus PCI funcionaba a la mitad de la frecuencia de laplaca base, pudiendo funcionar a 25 MHz, 30 MHz o 33 MHz, dependiendo de la fre-cuencia de bus utilizada por la placa base. Por ejemplo, funcionando a 33 MHz el bus

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Placa base


PCI permitía una transferencia de datos a 133 MB/s, permitiendo 120 MB/s a 30 MHzy 100 MB/s funcionando a 25 MHz. En un Pentium 75, donde la placa base funciona-ba a 50 MHz, el bus PCI funcionaba a 25 MHz; en un Pentium 120 funcionaba a 30MHz y en un Pentium 100, 133, 166, 200 o 233 funcionaba a 33 MHz. En las pocas pla-cas base para procesadores 486 equipadas con slots PCI, el bus PCI trabajaba a lamisma frecuencia que el bus de la placa, o sea: 25, 33 o 40 MHz.

En el caso de las placas base que trabajaban a 100 MHz, la frecuencia del bus PCI erade 1/3 de la frecuencia de la placa base, es decir 33 MHz. Incluso en las placas baseque trabajaban a 133 MHz, el bus PCI mantenía sus 33 MHz, funcionando a 1/4 de lafrecuencia de la placa base.

Además del bajo coste y de la alta velocidad, el bus PCI poseía otras ventajas como elsoporte al Plug & Play: los nuevos periféricos instalados en los slots PCI eran recono-cidos y configurados de forma automática a través del trabajo conjunto del BIOS y deun sistema operativo con soporte para Plug & Play, como Windows 95/98 y posterio-res. Posteriormente, todos los periféricos más rápidos, tarjetas gráficas y controlado-ras de disco duro usaron casi obligatoriamente el bus PCI. Los componentes más len-tos, como las tarjetas de sonido y los módems podían encontrarse en versiones ISA, apesar de que cada vez más encontrásemos estos componentes en versiones PCI.

Bus MMasteringA pesar de que los buses MCA y EISA ya ofrecían soporte para el Bus Mastering, lapopularización de este nuevo recurso se produjo con la aparición del bus PCI. El BusMastering es un recurso capaz de aumentar el rendimiento general del sistema, al per-mitir que los dispositivos visiten directamente la memoria RAM, mejorando la velo-cidad de las transferencias y dejando libre al procesador para que pueda ejecutar otrastareas. El Bus Mastering fue implementado de una forma bastante completa en el busPCI, haciendo posible que varios componentes utilicen el bus de forma simultánea,dividiendo los recursos del sistema.

Como las interfaces IDE también están conectadas al bus PCI, podemos utilizar el BusMastering en conjunto con los discos duros, haciendo que la tasa de utilización delprocesador disminuya durante las transferencias de datos. A pesar de que la tasa detransferencia del disco duro no aumentó, el sistema quedaba más libre y ya no se que-daba casi paralizado durante los accesos al disco duro. Windows 98 ya era capaz deinstalar automáticamente los drivers de Bus Mastering tanto para discos duros PioMode 4 como UDMA. Generalmente, los drivers del Bus Mastering están incluidos enel CD de drivers que acompaña a la placa base, también pudiendo encontrarlos en laWeb del fabricante de la placa.

Plug && PPlayTraducido al pie de la letra, Plug & Play significa conectar y usar. El objetivo de esterecurso es hacer que el equipo sea capaz de reconocer y configurar automáticamente

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cualquier periférico instalado, reduciendo el trabajo del usuario a prácticamente sóloal ensamblaje del nuevo componente.

A pesar de ser una idea antigua se popularizó solamente hace pocos años. La dificul-tad es que además de un bus compatible también es necesario el soporte por parte delBIOS, del sistema operativo y también por parte del periférico para que todo funcio-ne correctamente.

El proceso empieza durante la inicialización del equipo. El BIOS envía una señal deinterrogación a todos los periféricos instalados en el equipo. Un periférico Plug andPlay es capaz de responder a esta señal, permitiendo al BIOS reconocer los periféricosPlug and Play instalados.

El paso siguiente es la creación de una tabla con todas las interrupciones disponiblesy realizar la asignación de cada una de ellas a los dispositivos. El sistema operativoentra en acción inmediatamente después, debiendo ser capaz de trabajar de formaconjunta con el BIOS, recibiendo la información sobre la configuración del sistema ysuministrando todo el software de bajo nivel (en forma de drivers de los dispositivos)necesario para que los dispositivos puedan ser utilizados por los programas.

La información sobre la configuración de la distribución de los recursos entre los dis-tintos periféricos es grabada en un área del CMOS llamada de ESCD. Tanto el BIOS(durante el POST) como el sistema operativo (durante la inicialización), leen esta lista,y en caso de no encontrar ningún cambio en el hardware instalado, mantiene sus con-figuraciones. Esto permite que el sistema operativo (desde que es compatible con elPlug and Play) pueda alterar las configuraciones en caso necesario. A partir de Win-dows 95/98, el propio usuario podía cambiar las configuraciones del sistema a travésdel Administrador de dispositivos, una vez encontrado en el icono Sistema dentro delPanel de control.

Los dispositivos instalados en el sistema en el Administrador de dispositivos

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Placa base


5.4.7 AGPEl AGP es un bus relativamente nuevo, hecho a la medida para las tarjetas gráficasmás modernas. El bus AGP fue creado en base a las especificaciones del PCI 2.1 y tra-baja al doble de la velocidad del bus PCI, o sea, a 66 MHz, permitiendo transferenciasde datos de 266 MB/s, contra los 133 MB/s permitidos por el bus PCI.

Además de la velocidad, el bus AGP permite que una tarjeta gráfica pueda accederdirectamente a la memoria RAM para almacenar texturas. Este es un recurso muy uti-lizado en las tarjetas 3D, donde la tarjeta gráfica usa la memoria RAM para almacenarlas texturas que son aplicadas sobre los polígonos que componen la imagen tridimen-sional. A pesar de que esto también es posible utilizando el bus PCI, en este caso losdatos tendrían que pasar por el procesador, perjudicando el rendimiento general delequipo. Originalmente, el bus AGP fue concebido para equipar las placas base paraPentium II y Pentium III. Sin embargo, muchos fabricantes también lo usaron en lasplacas base soquete 7 y slot A.

Slot AGP

Es importante no confundir bus con slot. Por ejemplo, en una placa base generalmen-te tenemos 3 o 4 slots PCI. Sin embargo, todos ellos comparten el mismo bus de 133MB/s. El bus es la carretera que permite la comunicación con el procesador, y es com-partido por todos los periféricos conectados a este bus. Los slots sólo son los mediosde conexión.

Los 16 MB/s del bus ISA, por ejemplo, son compartidos por todos los periféricos co-nectados en los slots ISA, por los puertos serie y paralelo y por la controladora de dis-quetes. El bus PCI es compartido por todos los periféricos PCI, por las interfaces IDEy también por las controladoras SCSI que estén conectadas en los slots PCI.

Sin embargo, el bus AGP sólo es utilizado por la tarjeta gráfica, lo que en el caso detarjetas rápidas, como las tarjetas 3D, acaba marcando una diferencia importante derendimiento. Si tenemos varios discos duros en un mismo equipo, equipado con unatarjeta gráfica rápida, los 133 MB/s del bus PCI acaban siendo insuficientes, perjudi-cando el rendimiento de los periféricos conectados al bus. En este caso, el uso de unatarjeta gráfica AGP es muy recomendable.

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A pesar de que el bus AGP también puede ser utilizado por las tarjetas gráficas 2D, suuso no conlleva ninguna ventaja, pues estas tarjetas no usan la memoria RAM paraalmacenar texturas y no son lo suficientemente rápidas para sacarle el adecuado pro-vecho a la mayor velocidad del bus AGP.

Además del AGP estándar tenemos también el bus AGP 2x, donde, a pesar de que elbus continúa trabajando a 66 MHz, se realizan dos transferencias de datos en cadaciclo de reloj, equivaliendo en la práctica, a una frecuencia de 133 MHz, lo que equi-vale a una tasa de transferencia de nada menos que de 533 MB/s. Los nuevos chipsetstraen soporte para el AGP 4x, que mantiene los 66 MHz del bus AGP y AGP 2x, peropermite cuatro transferencias de datos en cada ciclo de reloj, lo que corresponde a unafrecuencia de 266 MHz en la práctica, resultando una tasa de transferencia de 1066MB/s, más que el bus actual entre la memoria y el procesador.

5.4.8 AGP ProEl bus AGP Pro es en realidad un slot AGP 4x con 48 contactos más, 20 en un lado y28 más en el otro. Estos contactos adicionales son usados para aumentar la capacidadde suministro eléctrico del slot.

Existen dos tipos de slots AGP Pro: el AGP Pro50 y el AGP Pro110. El nombre indicala capacidad de suministro eléctrico de ambos formatos: el AGP Pro50 está certifica-do para suministrar hasta 50 vatios, mientras que el AGP Pro110 puede suministrarhasta 110 vatios. Los slots AGP Pro aún no son muy comunes, pero terminarán con-virtiéndose en un estándar dentro de poco tiempo, ya que muchas tarjetas gráficassólo vendrán en este formato y no podrán ser usadas en placas base con los slots AGPcomunes.

5.4.9 USBPoco tiempo atrás sólo podíamos contar con los puertos serie y paralelo para la cone-xión de los dispositivos externos, como impresoras y ratones. Pero, disponiendo sólode dos puertos serie y un puerto paralelo teníamos unos recursos de expansión bas-tante limitados. Además de eso, la velocidad de estas interfaces deja bastante quedesear en la actualidad.

El USB fue la tentativa de crear un nuevo patrón para la conexión de periféricos exter-nos. Sus principales armas son la facilidad de uso y la posibilidad de conectar variosperiféricos en un mismo puerto USB. Con excepción del PCMCIA, el USB es el primerbus para los equipos PC realmente Plug & Play. Podemos conectar los periféricos conel equipo encendido, siendo suficiente suministrar el driver del dispositivo para quetodo funcione, sin tener que reiniciar el equipo. La controladora USB también es sufi-cientemente inteligente para percibir la desconexión de un periférico.

A partir del chipset i430VX (lanzado en el año 96) todos los chipsets ya ofrecen sopor-te para el bus USB y, prácticamente, todas las placas base disponen de dos puertosUSB como mínimo.

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Placa base


5.1.1 variaciones del formato atx - galeon.comgaleon.com/ligrosdetec/reparar8.pdf · en ese punto...

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