Partes del Motherboard:
El motherboard también llamado "placa principal" o "mainboard" es un circuito impreso que consiste en un material aislante (fibra de vidrio, pertinax) 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. Con la tecnología actual pueden producirse circuitos impresos con varias capas. Las PC's 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 los motherboard también gozaron de la arquitectura modular lo que posibilita, no solo usar partes de diversos fabricantes, sino también efectuar mejoras que dejan la puerta abierta para que terceros produzcan partes que se puedan incorporar a la PC ( placas de video, sonido, sintonizadoras y capturadoras de TV, de red, etc. De esta manera surgieron los "clones de PC" sin marca especifica cuyos componentes proceden de distintos fabricantes, algunos de ellos especializados en un solo componente ( NVIDIA : placas de video ) .
El motherboard también llamado "placa principal" o "mainboard" es un circuito impreso que consiste en un material aislante (fibra de vidrio, pertinax) 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. Con la tecnología actual pueden producirse circuitos impresos con varias capas. Las PC's 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 los motherboard también gozaron de la arquitectura modular lo que posibilita, no solo usar partes de diversos fabricantes, sino también efectuar mejoras que dejan la puerta abierta para que terceros produzcan partes que se puedan incorporar a la PC ( placas de video, sonido, sintonizadoras y capturadoras de TV, de red, etc. De esta manera surgieron los "clones de PC" sin marca especifica cuyos componentes proceden de distintos fabricantes, algunos de ellos especializados en un solo componente ( NVIDIA : placas de video ) .
Elementos de un Motherboard:
1) Conectores: Todos los motherboard con factor de forma TAX poseen un panel trasero con conectores, entre ellos pueden encontrarse los siguientes conectores:
Para mouse y teclado (Tipo PS/2) Puertos USB, conector paralelo (impresora-centronics), conector RJ45 (Red ethernet) conector VGA, DVI, HDMI, puerto de audio (mic, línea, auriculares, parlantes) RS232.
2) Socket (sócalo del microprocesador): Varía su tamaño, aquí se coloca el microprocesador. Su forma y cantidad de pines depende de la marca y modelo del microprocesador. En algunos casos también posee los anclajes para el cooler (disipador y ventilador).
3) Conectores (slot) para la RAM: Aquí se conectan los módulos de memoria RAM dinámica que reciben el mismo nombre que las memorias (SIMM, DIMM Y RIMM)
SIMM:
DIMM:
RIMM:
4) 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.
CABLE IDE:
CABLE IDE:
5) Conectores SATA: Son los usados actualmente en lugar de los IDE. Permiten velocidades de transferencia mas de 4 veces más rápido.
6) Conector de alimentación: Mediante este conector se suministran al motherboard las diferentes tensiones de alimentación provenientes de la fuente. Antiguamente este conector era del tipo AT. Hoy en día la norma es ATX.
AT:
ATX:
7) BIOS (Basic Input Output System)
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 (Memoria de lectura solamente, actualmente tipo flash) y una memoria RAM (memoria de lectura y escritura) llamada setup, que es mantenida por una pila a la que se accede cuando la máquina arranca (apretando F2 o supr cuando inicia)
8) Chipset Northbridge (Puente Norte): Es un circuito integrado que se encarga del control del bus de datos y la memoria. El motherboard antiguo también controlaba el Bus AGP.
9) 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.
10) Chipset South Bridge:
Puente sur es la parte del chipset que se encarga de brindar conectividad. Controla los discos rígidos, el bus PCI y los puertos USB.
11) Pila (Tipo CR2032):
Mantiene el setup.
12) Slot PCI:
En esta ranura se conectan actualmente algunas placas como por ejemplo sintonizadoras de TV, capturadoras de video, puertos USB 2.0 y placas de adquisición de datos, etc.
13) 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..
Factor de Forma (Form Factor)
Atendiendo a la estructura modular o arquitectura abierta, los fabricantes de motherboard 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 dimensiones 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 (Slots de expansión, ubicación de los bancos de memoria, del sócalo del microprocesador, etc.). Los formatos obsoletos son el AT y el Baby AT y los formatos en uso son el ATX, el Micro ATX y el ATX Flex.
Puente Norte (North Bridge)
El puente norte se encarga de soportar al microprocesador en el manejo de los buses y la memoria. Justamente sirve de conexión entre el motherboard, el microprocesador y la memoria. Por eso su nombre de puente. Generalmente las innovaciones tecnológicas como el soporte de memoria DDR y el bus FSB son soportados por este chip.
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.
1 CICLO
1 ciclo /seg= 1 Hertz
El puente sur (South Bridge)
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 133 Mib/seg. Y quedó insuficiente para la velocidad de los dispositivos actuales. Solamente teniendo en cuenta que los discos rígidos actuales rondan los 100 Mib/s y si le agregamos las transferencias de las placas que están colocadas en los slots PCI y los puertos USB 2.0 vemos que el bus PCI se encuentra congestionado. Por ejemplo: El chipset i810 de Intel incorporó un pequeño bus de 8 bits (1 byte) para interconectar ambos puentes.
Plano del chipset.
Buses
Los buses constituyen físicamente pistas de cobre de los circuitos impresos que intercomunican eléctricamente los dispositivos montados sobre el motherboard (Microprocesador, Memoria RAM, Bios, puertos, etc.)
Los buses de un motherboard se pueden dividir en: bus de datos, bus de direcciones y bus de control.
El 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 líneas) y en la actualidad pueden llegar a 64 bits.
Los parámetros de los buses son:
Ancho: Se mide en bits.
Velocidad máxima de transferencia: Se mide en bits/segundo (bps).
Frecuencia del clock: Se mide en ciclos/segundo_ Hertz.
Cantidad máxima de dispositivos permitidos: Se mide en cantidad
El bus de direcciones determina cuál es el origen y destino de los datos. Cada dispositivo y cada posición de memoria tiene una dirección dentro de lo que se llama el mapa de memoria. Las direcciones no se pueden repetir. Lo descripto anteriormente se refiere a los elementos que están efectivamente montados sobre la placa.
La transmisión en serie es una de las interfaces mas antiguas de las PC'S (RS 232) que sigue presente en los motherboards actuales. La interfaz RS 232 ha sido reemplazada por una superior como la USB. 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 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 perdida de información, ademas son mas simples y permiten un diseño mas compacto.
La conexión punto a punto quiere decir que la comunicación entre un dispositivo y otro es directa, lo que permite un aprovechamiento total del ancho de banda puesto que cada dispositivo se comunicara 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 (133 megabytes/segundo).
En el sistema PCI express la conexión de los conectores de expansion con el chipset se realiza mediante un modulo llamado switch (muchas veces incluido en el puente sur).
Podemos comparar el bus PCI express y el PCI haciendo una analogia con los conectadores de red: SWITCH y HUB. En un HUB los datos que quieren pasar de una maquina a otra deben pasar por todas las que estén entre un puerto y otro hasta que encuentren el destino correcto, mientras que un SWITCH tiene una "inteligencia" que le permite saber la dirección de cada maquina conectada y envia los datos directamente desde una hacia la otra sin pasar por ningún puerto.
La conexión básica PCI express (x1) consta solo de 4 cables, 2 para la transmisión de datos en un sentido y 2 para el otro. Cada uno de ellos trabaja a una frecuencia de 2 GHz, lo que permite una transferencia de datos de 2 GBit/Seg que equivale a 256 Mbyte/Seg. Debemos considerar que esos 256 Mbyte/Seg. se transmiten en un solo sentido y que si contamos también el otro sentido alcanzamos los 512 Mbyte/Seg. que es una cifra nada despreciable comparada con los 133 Mbyte/Seg. del BUS PCI .
Gracias a esta característica de contar simplemente con 4 cables es que ahora los diseños del Motherboard son mas sencillos y compactos. La ranura PCI express x4 tiene 4 pares de conectores y la PCI express x16 tine 16 pares de conductores.
BUS FRONTAL ( FRONT SIDE BUS-FSB)
Antiguamente solo existía un solo BUS de datos y el microprocesador accedía a la RAM y a la memoria cache a través de el. Para optimizar el desempeño INTEL introdujo el DIB ( Dual Independent Bus) que permite que el microprocesador acceda a la memoria cache a través del Backside Bus y a los datos de la memoria RAM a través del Front Side Bus. Regularmente la velocidad del microprocesador esta determinada por la frecuencia del FSB.
Por ejemplo si aplicamos un factor de multiplicación de 5 a un FSB que esta trabajando a 100 MHz se obtiene una velocidad de procesamiento del microprocesador de 500 MHz. Este procedimiento se conoce como Overclock. En algunos Motherboard, esto se hacia cambiando la posición de un puente (Jumper) y hoy en día se hace desde el Setup.
