Unidad IIILa computadora basada en un procesador

ChipsetSignifica circuito colocado o de colocación. Se trata de uno o varios circuitos integrados que se encuentra montados en la tarjeta principal.

• Es un chip encargado de la gestión de los componentes de la tarjeta que lo contiene.

• El chipset debe tener interfaces para los demás dispositivos

Para que sirve el chipset?

• Interviene en la forma en que el microprocesador interactúa con la memoria RAM, los puertos de comunicación y las ranuras de expansión.

• Realiza transferencias de datos entre los buses (canales de comunicación internos), microprocesador, la memoria RAM y memoria caché.

• En el caso de tarjetas principales que cuentan con tarjetas de expansión integradas (tarjeta de audio, video y red), incluyen las controladoras de estas, por ello es posible encontrar más económicas este tipo de placas.

• Gestiona los periféricos externos a través de los puertos.

• Este circuito integrado tiene una alta complejidad y es el que determina el bus frontal del sistema

El chipset se divide en puente norte y puente sur

• El puente norte, northbridge, se usa como puente de enlace entre el microprocesador y la memoria. Controla las funciones de acceso hacia y entre el microprocesador, la memoria RAM, el puerto gráfico AGP o el PCI-Express de gráficos, y las comunicaciones con el puente sur.

• El puente sur, southbridge controla los dispositivos asociados como son la controladora de discos IDE, puertos USB, FireWire, SATA, RAID, ranuras PCI, ranura AMR, ranura CNR, puertos infrarrojos, disquetera, LAN, PCI-Express 1x y una larga lista de todos los elementos que podamos imaginar integrados en la placa madre. Es el encargado de comunicar el procesador con el resto de los periféricos.

Puente norte y puente su del chipset

Controlador de bus

• Es un sistema digital que transfiere datos entre los componentes de una computadora o entre computadoras. Está formada por cables o pistas en un circuito impreso, dispositivos como resistores y ordenadores además de circuitos integrados.

• Se hacía uso de buses seriales como el USB, farewire para comunicaciones con periféricos reemplazando los buses paralelos, incluyendo el caso como el del microprocesador con el chipset en la placa base. El bus permite la conexión lógica entre distintos subsistemas de un sistema digital, enviando datos entre dispositivos de distintos órdenes.

• Los buses definen su capacidad de cuerdo a la frecuencia máxima de envió y al ancho de los datos.

Puertos de entrada y salida

¿Qué es un puerto de entra y salida?

Cualquier dispositivo que intercambie datos con el sistema lo hace a través de un "puerto", por esto se denominan puertos de E/S ("I/O ports"). 

• Los dispositivos de entrada son aquellos dispositivos externos de hardware que tienen componentes situados fuera de la computadora, a la que pueden dar información e/o instrucciones.

• Permiten ver resultados del proceso de datos que realice la computadora (salida de datos). El más común en la pantalla o monitor, aunque también están las impresoras (imprimen los resultados en papel), los trazadores gráficos, las bocinas, etc.

• Los dispositivos E/S tienen algún tipo de conexión con el bus externo, deben tener una dirección (o conjunto de ellas) que los identifique.  Lo cuales pueden enviar/recibir información mediante una dirección.  Hablar de un puerto E/S es casi siempre sinónimo de una dirección.

Direcciones de puertos

El modelo de direccionamiento del PC ha adoptado dos modelos, según la naturaleza del dispositivo a conectar: 

• Direccionamiento dedicado para dispositivos de media/baja velocidad. Por ejemplo, puertos serie y paralelo (impresora), teclado, Etc.

• Direccionamiento mapeado en memoria para dispositivos rápidos (típicamente los adaptadores gráficos).

Direccionamiento de puertos

Controladores de interrupción• El controlador de interrupciones es un componente importante del

sistema principal que permite asignar niveles de prioridad a sus interrupciones de salida. Debido a que el microprocesador debe atender peticiones de muchos componentes externos e internos. Cada dispositivo que desea comunicarse con el procesador por interrupciones debe tener asignada una línea única capaz de avisar a éste de que le requiere para una operación.

• El controlador de interrupciones es un módulo que tiene por función gestionar las interrupciones de entrada/salida para el procesador. Esto ahorra diseñar lógica al procesador. También proporciona flexibilidad porque permite idealmente, gestionar un número ilimitado señales de interrupción.

Controlador de interrupciones

Controlador de Acceso Directo a Memoria (DMA)

• El controlador de DMA es un dispositivo capaz de controlar una transferencia de datos entre un periférico y memoria sin intervención de la CPU

• La técnica de DMA permite la transferencia de datos entre un periférico y la memoria  sin intervención de la CPU (salvo en la fase de inicialización de los parámetros de la transferencia)

• El DMAC (controlador de Acceso Directo a Memoria) debe actuar como máster del bus durante la transferencia DMA y debe ser capaz de

• Solicitar el uso del bus mediante las señales y la lógica de arbitraje necesarias

• Especificar la dirección de memoria sobre la que se realiza la transferencia

• Generar las señales de control del bus

• Tipo de operación (lectura/escritura)

• Señales de sincronización de la transferencia

Controlador DMA

Circuito de temporalización y control

Los temporizadores son elementos que pueden proporcionar retardos para diversas aplicaciones, como controles de dispositivos externos, generar sonidos, etc. Con los microprocesadores clásicos, esto se podía obtener mediante el Timer de un circuito E/S VIA (versátil Interface adapter). Ahora, con los PIC, es todo más fácil. Un Timer es básicamente un registro de 8 bits o 16 bits, que  mediante programación se puede cargar con un valor binario y dicho valor (mediante el clock interno o por la activación de una entrada) se va incrementa hasta que se desborda (pasa del valor máximo a cero); entonces, se activa un bit de control (flag) que puede permitir operaciones como interrupciones, activa una señal de salida, etc.

Circuito de temporalización y control

Controladores De Video

• Un controlador de vídeo o VDC es un circuito integrado que es el principal componente de un generador de señal de vídeo, un dispositivo encargado de la producción de una señal de vídeo en informática o un sistema de juego

• El VDC siempre es el principal componente de la señal de vídeo generador de la lógica, pero a veces también hay otros chips utilizados, tales como RAM para  el píxel de datos, para  ROM carácter fuentes, o quizás algunos discretos lógica, como los registros de cambio eran necesarios para construir un sistema completo.

Controlador de video

• La mayoría de las veces el chip VDC está completamente integrado en la lógica de la computadora principal del sistema, (su memoria RAM de vídeo aparece en el mapa de memoria principal de la CPU), pero a veces funciona como un procesador que puede manipular el contenido de RAM de vídeo independientemente de la el procesador principal.

Aplicaciones de entrada y salida

• La computadora necesita de entradas para poder generar salidas y éstas se dan a través de dos tipos de aplicaciones existentes:

• Aplicaciones de entrada.

• Aplicaciones de salida

• Se consideran aplicación de entrada y salida  tanto a las unidades o dispositivos a través delos cuales la computadora se comunica con el mundo exterior, como a los sistemas que almacenan o archivan la información, sirviendo de memoria auxiliar de la memoria principal.

Aplicaciones de entrada y salida

• A través de las aplicaciones podemos introducir a la computadora datos que nos sea útiles para la resolución de algún problema y por consiguiente obtener el resultado de dichas operaciones, es decir; poder comunicarnos con la computadora.

Almacenamiento

Son dispositivos que conectados a la computadora, permiten el almacenamiento de archivos. En general, hacen referencia a almacenamiento masivo, es decir, de grandes cantidades de datos. Las unidades de almacenamiento pueden ser externas o internas a la computadora.

Las unidades de almacenamiento también pueden hacer referencia a las unidades lógicas de almacenamiento.

Almacenamiento

Algunas unidades de almacenamiento son:

• Disco duro

• Disquetera

• Unidad de discos ópticos:

• (CD-ROM, DVD, HDDVD, Blu-ray)

• Memoria flash.

• Unidad de cinta magnética

Fuente de alimentación

Componente fundamental en una computadora, ya que proporciona la energía eléctrica a cada uno de los componentes del sistema. Este componente es el encargado de convertir el tipo de energía disponible en la toma de corriente (110-220v) a lo que sea utilizado por circuitos de la computadora.

• Transformación: Este paso es en el que se consigue reducir la tensión de entrada a la fuente, que son los que nos otorga la red eléctrica. Esta parte del proceso de transformación, como bien indica su nombre, se realiza con un transformador en bobina.

Fuentes de alimentación

• Rectificación: La corriente que nos ofrece la compañía eléctrica es alterna, esto quiere decir, que sufre variaciones en su línea de tiempo, con variaciones, nos referimos a variaciones de voltajes, por tanto, la tensión es variable, no siempre es la misma y la rectificación es la parte que hace constante la tensión (corriente continua).

• Filtrado: Es aplanar al máximo la señal, para que no hayan oscilaciones, se consigue con uno o varios condensadores, que retienen la corriente y la dejan pasar lentamente para suavizar la señal.

Fuentes de alimentación

• Estabilización: Ya tenemos una señal continua bastante decente, casi del todo plana, ahora solo nos falta estabilizarla por completo, para que cuando aumenta o descienda la señal de entrada a la fuente, no afecte a la salida de la misma, esto se consigue con un regulador de voltaje.

Tipos de fuentes

Existen dos tipos de fuentes que son:

• AT

• ATX-LPX

Las fuentes del tipo AT fueron usadas hasta que apareció el Pentium MMx.

• Las fuentes ATX fueron utilizadas desde el momento que apareció el PIII, hasta la aparición del P4 (ATX 1.1). Hoy en día existe el modelo ATX2.