Conectores internos y puertos del ordenador

1. La placa base

Es el elemento principal del ordenador, donde se alojan todos los componentes

eléctricos, conectores y zócalos. Y donde se instalan los componentes como la

memoria RAM y el microprocesador.

1.1 Factores de forma de la placa base:

Es un estándar que define las características físicas de una placa base. Como pueden

ser

- La forma de la placa base (cuadrada o rectangular).

- Dimensiones exactas (ancho y largo).

- Posición de los anclajes (ubicación de los tornillos).

- Área de situación de los componentes (microprocesador, puertos, etc.).

- La forma física de la fuente de alimentación.

1.2 Factores de forma más conocidos:

ATX:

o Tiene 2 versiones reducidas: Mini-ATX y Micro-ATX

LPX

NLX

BTX

WTX

Mini-ITX, Nano-ITX, Pico-ITX

2. Componentes de la placa base

2.1 Zócalos del microprocesador: es donde se instala el microprocesador. Los

tipos más comunes son.

PGA: Zócalo con pines hembra, el microprocesador entra a presión en él.

ZIF (Zero Insertion Force): Tiene una palanca que permite que el

microprocesador sea anclado y quitado fácilmente.

LGA (Lan Grid Array): los pines machos están en el zócalo, y los pines hembra en

el microprocesador, a modo de pequeñas superficies de contacto.

El Microprocesador: controla y dirige los componentes de la placa base y

ejecuta las instrucciones de los programas. Los microprocesadores posteriores a

la arquitectura de Von Newman tenían la siguiente estructura:

Unidad de

control

Unidad de

decodificador

Unidad

aritmético-lógica

FPU (Unidad de

coma flotante)

CACHE INTERNA DE NIVEL 1 – L1

BSB (Bus posterior)

CACHE INTERNA DE NIVEL 2 – L2

FSB (Bus frontal)

Bus de dirección Bus de datos

La cache de nivel 1-L1 y nivel 2- L2 son memorias de alta velocidad integradas

en el microprocesador. En estas memorias el microprocesador almacena la

información que usa con mayor frecuencia, así puede ejecutar los programas

con mayor rapidez.

Actualmente los microprocesadores incorporan memoria cache L3, que

permiten almacenas más órdenes ejecutadas por el microprocesador pero es

más lenta.

- El bus frontal (FSB): Memoria cache L2, comunica al microprocesador con

la placa base y tiene un ancho de banda de 64 bits.

- El bus posterior (BSB): Memoria cache L1 conecta al microprocesador con

la memoria cache de nivel 2- L2.

Bus de control

ESTRUCTURA DEL

MICROPROCESADOR

Hoy en día los procesadores tiene arquitectura multinucleo (2 o más núcleos)

que aumentan el rendimiento del microprocesador incluso trabajando a

velocidades de reloj más bajas.

Características importantes de un microprocesador:

a) La velocidad: se mide en GHZ, y existen 2 velocidades:

Interna: es la velocidad a la que realmente trabaja un microprocesador.

Externa: velocidad a la que un microprocesador se comunica con la placa

base. En los microprocesadores con bus frontal, esta velocidad es menor

a la velocidad interna.

b) Memoria cache: hoy en día los microprocesadores tiene memoria cache

L1, L2 y L3.

c) Alimentación del microprocesador: existen 2 tensiones de alimentación.

Tensión interna o voltaje del núcleo: trabaja a 1,8v o 2,4v.

Tensión externa o voltaje E/S: permite al microprocesador comunicarse

con la placa base, suele trabajar a 3,3v

d) Las instrucciones específicas: conjunto de instrucciones que usan

matemática matricial, para soportar tecnología multimedia y 3D.

e) Arquitectura: actualmente son de 32 o 64 bits.

Se refiere al número de bits con los que trabaja los registros internos del

microprocesador.

2.2 Las ranuras de memoria RAM o bancos de memoria

Es el conector donde se inserta la memoria RAM.

La memoria RAM: son pequeños circuitos impresos denominados módulos de memoria.

Los parámetros más importantes de la memoria RAM son:

a) Velocidad: Se mide en Mhz, se refiere a la velocidad de reloj que puede soportar.

b) Ancho de banda o tasa de trasferencia: es la máxima cantidad de información que puede trasmitir esa memoria por segundo. Se mide en MBps y GBps.

c) Dual Channel: permite acceder a dos memorias a la vez, de dos canales independientes, con ello se consigue duplicar el ancho de banda.

d) Tiempo de acceso: es el tiempo que tarda el microprocesador en acceder a la memoria, se mide en nano segundos.

e) Latencia: es el retardo producido por los componentes al acceder a esta.

f) ECC (Error Checking and Correction): es un mecanismo que usan las memorias para detectar errores producidos en el proceso de almacenamiento. Son memorias más lentas, pero seguras.

Tipos de módulos de memoria RAM:

a) PSRAM: utilizada en dispositivos móviles.

b) VRAM: utilizada en tarjetas gráficas.

c) DRAM: existen varios tipos:

SDRAM: PC66, PC100, PC133

DDR-SDRAM: ej: PC-3200

DDR2-SDRAM:ej: PC2-3527

DDR3-SDRAM: ej: PC3-5453

DDR4-SDRAM: ej: PC4-5475

d) GDDR5: utilizada en tarjetas gráficas.

2.3 Ranuras de Expansión:

Son conectores de plástico, donde se insertan las tarjetas de expansión, como

por ejemplo la tarjeta de red o sonido.

Tipos de ranuras:

Ranura AGP: se utiliza exclusivamente para el soporte de gráficos. Existen

diferentes versiones del bus AGP, pero no son compatibles ya que trabajan a

diferentes tensiones.

Esta ranura suele ser de color marrón, esta ranura está más alejada del borde de

la placa base.

Compite actualmente en el mercado contra:

Ranura PCI: este bus permite una velocidad de transferencia de 133MBps.

Permite configuración Plug and Play, además permite que el dispostivo que

trabaje con este bus tenga acceso directo a memoria (DMA). En los ordenadores

portátiles se trabaja con la ranura PCMCIA. El color de la ranura suele ser

blanca.

Ranura PCI Express:

- Se puede llevar en aplicaciones que tengan mucho ancho de banda, por

ello está sustituyendo a los AGP.

- Cada ranura PCI Express dispone de enlaces punto a punto llamados

Lanes, para comunicarse con el microprocesador. Dando lugar a

configuraciones PCI Express 1x, 4x, 8x, 16x.

- Cada Lane emplea 2 hilos para transferir en cada sentido, y trasmitir 10

bits de información que solo 8 son datos, por lo que la velocidad efectiva

de transferencia es del 80% del total.

- Los dispositivos PCI Express se pueden conectar al PC sin tener que

apagarlo.

- Las ranuras son más grandes mientras más Lanes tengan.

2.4 El chipset:

Es un conjunto de chips que permiten al microprocesador comunicarse con los

otros componentes de la placa base.

Realiza las siguientes funciones:

- Gestiona la comunicación de datos entre el microprocesador, la memoria

RAM y periféricos.

- Controla la comunicación del microprocesador con el resto de

componentes de la placa base.

- Da soporte a los buses de expansión y otros como por ejemplo, el AGP y

USB.

Los procesadores multinucleo están formado principalmente por dos chips

que son el puente norte (northbridge) y el puente sur (southbridge).

- Northbridge: conecta el bus frontal del microprocesador con los

componentes de alta velocidad, como la RAM y los buses AGP y PCIe.

Tiene las siguientes funciones:

Da soporte a una determinada familia del microprocesador,

porque fija la velocidad del bus frontal.

Gestiona el tipo y características de la memoria RAM.

Soporta las comunicaciones entre el microprocesador, la RAM y

los buses AGP y PCIe.

Soporta sistemas de ahorro de energía.

A veces integra un controlador gráfico.

- Southbridge: conecta al microprocesador con los componentes más

lentos.

Tiene las siguientes funciones:

Da soporte a los buses PCI e ISA.

Da soporte a los puertos USB, Firewire, Infrarojo, etc.

Da soporte a dispositivos ATA y SATA. También a la tarjeta de red y

sonido.

Da soporte al teclado. Gestiona interrupciones y controla el acceso

directo a memoria (DMA)

Realiza funciones de administración de energía.

A veces incorpora un controlador USB, la tarjeta de red y la de

sonido.

En las arquitecturas multinucleo en las que el microprocesador tiene un bus

dedicado para la comunicación con la RAM, está formado por un solo chip

principalmente.

2.5 La BIOS:

Es un chip de tipo ROM, por eso recibe el nombre de ROMBIOS.

Contiene un pequeño programa que ejecuta los dispositivos conectados al

ordenador durante el arranque y da soporte a determinados dispositivos de

entrada/salida (ejemplo: teclado, ratón.)

La configuración de la BIOS se almacena en una memoria de tipo CMOS que

tiene una pila, que mantiene al reloj en tiempo real (RTC)

Cuando un ordenador arranca lo primero que se inicia es la BIOS de la tarjeta

gráfica, que es independiente de la otra que hay en la placa base.

El resto del proceso de arranque es el siguiente:

a) Se carga el programa de la BIOS en memoria para ser ejecutado, además

se cargan los programas para acceder a diferentes dispositivos como el

teclado, ratón, etc.

b) Se genera la tabla de vector de interrupción, en la cual se indica la

dirección de comienzo de las rutinas de interrupción, que deben

ejecutarse cada vez que uno de los dispositivos requiera la atención del

microprocesador.

c) La BIOS chequea el hardware en el proceso conocido como POST:

a. Ajusta los parámetros de configuración del microprocesador.

(velocidad del bus, voltaje, etc.).

b. Identifica a la memoria RAM y ajusta sus parámetros de

configuración.

c. Comprueba la conexión con el teclado, tarjeta gráfica, etc.

d. Configura dispositivos integrados (SATA, USB, etc.).

Como resultado del POST se muestras los siguientes mensajes:

1. Mensaje de la BIOS de la tarjeta gráfica.

2. Nombre, fabricante y versión de la BIOS.

3. Tipo de microprocesador y su velocidad.

4. Tipo y tamaño de la memoria RAM.

5. Mensaje para permitir el acceso a la configuración de la BIOS.

6. Configura el disco duro y CD/DVD.

7. Muestra errores si los a detectado o la perdida de la configuración

de la BIOS.

8. Inicia otros dispositivos PLUG and PLAY, SATA, SCSI y RAID.

9. Muestra un texto resumen con la configuración detectada. Si hay

errores aparecen en el listado de códigos de error del POST.

d) La BIOS da el control al sistema operativo, permitiendo arrancar desde un

CD, USB o red local. El orden de arranque se puede configurar en la BIOS.

Este proceso se denomina arranque en frio.

En cambio si el ordenador estuviera encendido y le damos al botón de

RESET, este arranque se le denomina en caliente. En el cual no se realiza

el POST.

PUERTOS EXTERNOS

Puerto PS/2: Conecta el ratón o el teclado. Hay dos colores, el violeta es donde se

conecta el teclado y el verde donde se conecta el ratón. Actualmente solo hay un

puerto que tiene los 2 colores, porque podemos conectar el ratón o el teclado, o

ambos a la vez con la ayuda de una Y.

Puerto Serie: Envían y reciben la información Bit a Bit. Los conectores empleados son

DB-09M y DB-25M.El sistema operativo los identifica como puertos COM. (Ejemplo:

COM1, COM2…).

Puerto Paralelo: Los Bits se entregan de ocho en ocho, trasportándose a la vez. Sirve

para conectar impresoras (conector Centronics), unidades externas de CD/DVD,

unidades ZIP, etc. Su conector se denomina DB-25H.

Puerto USB:

Características:

- Es un puerto Plug and Play.

- El cable puede tener una longitud máxima de 5 metros y en los USB 3.1 3

metros según la situación.

- Podemos tener hasta 127 dispositivos USB, pero al ordenar se conectan

directamente solo 5 o 6.

- Puede alimentar dispositivos externos que trabajen a 5v y hasta 500mA y en los

USB 3.1 alimenta a 5v y hasta 900mA.

- Los USB utilizan la topología Tiered Star, que permiten conectar hasta 7 niveles

de HUB de USB (un HUB conectado a otro HUB y así sucesivamente).

Permite conectar varios dispositivos externos a la vez, como ratone, teclados, discos

duros externos, teléfonos, etc.

USB 1.1 (de velocidad completa): Velocidad de trasferencia de datos de 12

Mbps.

USB 2.0 (de alta velocidad): Velocidad de transferencia de datos de 480 Mbps.

USB 3.0 (de súper velocidad): Velocidad de transferencia de datos de 5 Gbps. Es

compatible con el bus 2.0. Pero un bus 2.0 no es compatible con 3.0.

USB 3.1 (de súper velocidad mejorada): Velocidad de transferencia de datos de

10 Gbps.

USB Next: velocidad de transferencia de hasta 60Gbps. Es inalámbrico.

Hay 2 tipos de conectores USB (A y B):

Actualmente hay una versión de USB reversible, a partir del USB 3.1 que se le conoce

como USB tipo C.

Puerto IEEE1394 O Firewall: es un bus serie. Plug and Play.

Puerto de red local: para Ethernet. Conector RJ45. Tiene diodos led como indicadores.

Puerto de video: denominados VGA, DVI, HDMI, DisplayPort y MinidisplayPort.

4 pines 6 pines 9 pines (Apple)

VGA DVI DisplayPort miniDisplayPort HDMI

Puertos de audio analogico: sirven para conectar microfonos, auriculares y equipos de

sonido analogico.

También hay otros tipos de conectores de entrada digital de sonido. Se denominan

S/PDIF, que usan conectores RCA (cable coaxial) y Toslink (cable Fibra óptica)

Puerto eSATA: para conectores sata externos. (Discos duras, CD/DVD, Blu-ray, etc.).

También hay conectores denominados eSATAp que combina un conector SATA y USB.

Micrófono

Altavoces / Auriculares

Entrada audio

CONECTORES INTERNOS

Conector IDE: dispone de 40 pines, se conectan discos duros, CD/DVD

Conector FDD: similar al IDE, pero solo tiene 36 pines. Aquí se conecta la disquetera.

Conector SATA: para conectar dispositivos SATA como CD/DVD, disco duro, Bluray.

Existe SATA1, SATA2 y SATA 3 (no todos los dispositivos son compatibles con todos).

Conector USB: para conectar puertos adicionales en el frontal del PC. Ofrece 2 puertos

USB en la misma tira. También hay un puerto interno para USB 3.0 identificado de

color azul.

Conector IEEE1394 o Firewall: para conectar puertos firewall adicionales.

Conector CD-IN: para conectar la salida de audio del CD/DVD (en desuso).

Conectores de indicadores y mandos del frontal: para conectar el botón de

encendido, Reset, diodos de funcionamiento de disco duro y de equipo encendido.

Conectores para ventiladores (FAN): Del microprocesador (CPU-FAN), Del chasis

(CHASSIS-FAN), Del Northbridge (NORTHBRIDGE-FAN), De la tarjeta gráfica (POWER-

FAN), Otros: SYS-FAN.

Conector S-PDIF: para cablear un puerto S-PDIF (salida RCA y fibra óptica):

Conectores de energía: para alimentar a la placa base y al microprocesador.

COMPONENTES INTEGRADOS

Pila: mantiene al relog en tiempo real y alimenta continuamente a la memoria C-MOS.

Jumpers internos: existen multitud de jumpers internos. Pero destacan el CLRTC

(resetea la configuración de la BIOS) y el SLI (creada por NVIDIA permite conectar

varias tarjetas gráficas, pero deben ser de igual modelo y los puertos PCI express

también.