La placa madre

Nicolás Pérez M.

1°c

Definición de la placa madre

• Tarjeta o placa central de circuitos en un equipo electrónico complejo (como una computadora personal).La placa madre también es conocida como motherboard, mainboard, baseboard, system board, placa/tarjeta base, etc.El propósito más básico de las placas madres es proveer las conexiones lógicas y eléctricas entre otros componentes del sistema.Una placa madre típica de una computadora de escritorio, consta de un microprocesador, de memoria principal, de puertos y conectores, etc. El resto de los dispositivos electrónicos como discos duros, tarjeta aceleradora de gráficos, placa de sonido, etc. son conectados a la placa madre a través de conectores y/o cables

Partes de la placa madre

• Una placa madre típica en PCs consiste de un gran circuito impreso que incluye como mínimo:* Sockets, en donde uno o más CPUs son instalados.* Slots, en donde la memoria principal es intalada (generalmente módulos DIMMs con memoria DRAM).* Un chipset: Northbridge y Southbridge.* Chips de memoria no volátil (generalmente Flash ROM), que contiene la BIOS o el firmware del sistema.* Un reloj que produce señales de reloj para sincronizar varios componentes.* Bahías o zócalos para tarjetas de expansión.

• * Conectores de energía para distribuirla entre los distintos dispositivos de la computadora. La electricidad se recibe desde la fuente eléctrica.* Puertos de conexión para dispositivos como los PS/2 para el ratón y el teclado, o puertos USB.* También algunas placas madres incluyen dispositivos de enfriamiento como ventiladores.* Muchas placas madres incluyen dispositivos que antes sólo existían como placas o tarjetas separadas y debían conectarse a la placa madre empleando zócalos libres en la misma. Por ejemplo, muchas placas madres vienen integradas con placa de sonido, de aceleración de video, módem, etc.

Zócalo• Cada generación de procesadores tiene sus zócalos, que son las

ranuras en las cuales se los puede insertar en la placa madre. Cada una es compatible solamente con los de la misma familia. Esta es más bien una estrategia de mercado de los grandes fabricantes, para forzar la actualización de las placas madre, y últimamente como un factor más en la cerrada competencia. En este sentido, los competidores de Intel siempre fabricaron generaciones nuevas de procesadores capaces de funcionar en zócalos de la generación anterior. Por ejemplo, el AMD K6-2 cabe en el zócalo del Pentium, siendo el desempeño del clone muy superior a éste. Así, existen el socket 7 (para Pentium), el Slot 1 y Slot 2 para el PII y el PII, el Slot A para la nueva generación AMD, y así sucesivamente. Tenga en cuenta esto cuando vaya a adquirir una placa madre sin el procesador. Para una lista muy completa de los diferentes tipos de zócalos, recurra a CPU socket charts ( en inglés)

Jumpers de configuracion

• Para configurar el voltaje de alimentación del procesador, la velocidad del reloj, la velocidad del bus, etc. Hay una tendencia de hacer las placas "jumperless", es decir, sin jumpers, totalmente configurables por software.

clock

• Para que el procesador pueda sincronizar sus operaciones, realiza las mismas cada vez que recibe un pulso de un oscilador, llamado clock. Cuántos más pulsos reciba, más operaciones realizará. Por eso, si la frecuencia del clock es más alta, más rápido será. Los osciladores a Cristal de cuarzo son los más estables y precisos actualmente, por tanto, se utilizan de este tipo para generar los pulsos para sincronizar las operaciones de los procesadores. Para hacer una misma placa para diferentes velocidades de procesadores, se colocan jumpers de configuración, que modifican el factor multiplicador del clock. Cambiando los jumpers, se hace llegar al procesador un clock de frecuencias diferentes. (Si éstas son mayores, tenemos el famoso overclocking)

Reguladores de voltaje• Antiguamente, los procesadores funcionaban todos a 5V, que es la

norma TTL de circuitos digitales. Cuando apareció el Pentium original, tuvo problemas por calentamiento, lo que llevaba a funcionamiento errático del mismo. Entonces, el fabricante decidió bajar el voltaje de funcionamiento a 3.3 Voltios. En la próxima generación, esto bajó aún más a 2.8 Voltios. Entonces, para que las placas puedan ajustarse al voltaje del procesador instalado, y ya que la fuente de PC común suministra solamente 5Voltios, se instala en la placa madre un regulador de voltaje, que con los jumpers de configuración correctamente colocados, alimenta al procesador en el voltaje especificado. Los procesadores más nuevos tienen una forma de detección del mismo, e identificación del voltaje de funcionamiento, de forma automática. Clock

USB

• Es similar al Firewire, pero solamente llega hasta 12 Mb/segundo. Se van encadenando secuencialmente los dispositivos, como webcam, cámaras digitales, teclados, mouses, etc. Se pueden conectar "en caliente", y son detectados automáticamente por el W98

AGP• El mayor consumidor de ancho de banmda en el bus siempre fue el

subsistema de video. Para mejorar esto, fue desarrollado el AGP (Acelerated Graphics Port). Fue presentada por Intel en 1997. Éste es más bien un puerto antes que un bus, ya que solamente puede haber una ranura de este tipo. A medida que el software evoluciona va pidiendo más y más al subsistema de video. En las condiciones actuales, esto estaba llevando a la saturación al bus PCI, y pidiendo cada vez más memoria RAM. El sistema AGP es una interface de alta velocidad, dedicada exclusivamente a la tarjeta de video. Físicamente luce similar al PCI. Es de 32 bits, y corre a la misma velocidad que el bus de memoria de Intel, 66 Mhz, lo que da un ancho de banda de aprox. 250 MB por segundo. Tiene un modo 2X, que duplica este ancho de banda, y en el modo 4X, llega hasta a 1GB por segundo. Puede utilizar la memoria RAM del sistema como memoria de video, si fuera necesario. Incluso, versiones económicas de tarjetas de video vienen sin memoria dedicada, utilizando directamente la RAM del sistema como memoria de video. El AGP es soportado por el Windows 98 y el Windows 95 v.2.

pci

• Es el más popular actualmente. El PCI (Peripheral Component Interconnect) fue presentado por Intel en 1993. Es un bus de 32 bits que corre normalmente a 33 Mhz, pero puede llegar a 66 Mhz, y alcanzar 64 bits.. Es controlado por un circuito especial en el chipset que está diseñado para manejarlo. Es el de mayor desempeño.Entr otros, sus características resaltantes son: Modo Burst (ráfaga): después de darle una dirección de inicio, se transmite a través de él todo un bloque de datos, sin interrupción.

• Bus Mastering: mejora el rendimiento, ya que puede tomar control del bus y realizar transferencias de datos. Puede hacer que varios dispositivos hagan transferencias directas simultáneamente, sin bloquear el bus. Además, si nadie está usandolo, el que lo ocupa puede usar todo el ancho de banda disponible. Es como una red en la placa madre. Gran ancho de banda: La norma permite hasta 66 Mhz, 64 bits. No limita la cantidad de dispositivos conectados. Maneja internamente en forma inteligente las interrupciones, teniendo muy pocos conflictos. Soporta plug and play, identifica las tarjetas insertadas y en conjunto con el sistema operativo, le asigna los recursos necesarios

• Ranuras de expansión• A pesar de la creciente tendencia a integrar la mayor cantidad

posible de componentes dentro de la placa madre, lo que redunda en reducción de costos, siempre tendrán ranuras de expansión, para que el usuario pueda colocar la tarjeta acorde a sus necesidades. Las ranuras de expansión son los conectores disponibles para instalar tarjetas para comunicar la placa madre con el periférico, según la necesidad del usuario. Por ejemplo, allí se insertan las tarjetas de video, tarjeta de sonido, capturadoras de audio, de video, interfaces especiales, entre otras. En fin todas aquellas que no estén ya integradas en la placa madre. Se le conoce también como bus de I/O.

• Un bus es un conjunto común de conductores que se utilizan para transportar señales digitales entre los diferentes componentes del sistema. La computadora tiene varios buses, uno de los cuales es el de Entrada/Salida (I/O en inglés Input/Output). Generalmente cuando se dice Bus, se confunde con las ranuras de expansión.

• Otros buses son el bus del procesador. Es el conjunto de "cables" o más bien pistas de cobre, que comunican al procesador con el chipset. El chipset es conjunto de chips que controla la comunicación entre el procesador y los demás componentes de la placa madre. El bus de memoria, que es el que comunica el procesador con la memoria principal. Normalmente, es bastante menor que la velocidad del bus del procesador. El bus de direcciones es el que transporta los valores de direcciones de memoria a los cuales se desea acceder.

• Los buses de Entrada/Salida se distinguen por: Ancho del bus (cuántos bits tiene de capacidad), Velocidad (a cuántos Megahertz funciona), Cantidad de dispositivos (cuantas tarjetas pueden haber conectadas en la misma placa), capacidad de bus mastering (si dispositivos en el bus pueden tomar control del mismo).

• Entonces, en lo que se refiere a las ranuras de expansión, tenemos, (en el orden en que fueron apareciendo)

El factor de forma de la placa

• Está relacionado con el gabinete en el cual será instalada. Así como existen varios tipos de gabinete, habrán placas madre con las medidas adecuadas tales que quepan en ellos. Los factores de forma son: Tipo torre, Tipo mini torre, y ATX. Esto es válido para máquinas clónicas, no así para computadoras de marca, que casi siempre tienen medidas aproximadas, pero no iguales. Los factores de forma del gabinete y de la placa deben ser equivalente. Hoy en día la placa tipo ATX es en la práctica la única que existe, por tanto hay que tener en cuenta sus medidas a la hora de instalarla en un gabinete diferente. Es posible que quepa en el mini torre, pero mejor verificar antes. Es decir, la placa debe caber, y también los agujeros para los tornillos deben coincidir.

componentes• Componentes:• En la placa madre se encuentran: • Zócalo para el procesador (y procesador) • Zócalos para memoria RAM (y memoria RAM) • Zócalos para memoria cache (y memoria cache) • Chipset. • ROM BIOS • BIOS de teclado • Ranuras de expansión. • Memoria RAM CMOS • Conector de fuente de alimentación. • Conector de teclado. • Batería. • Cristal de cuarzo (clock). • Jumpers de configuración. • Regulador de voltaje.