2da semana: TARJETA MADRE

1.-CONCEPTO DE CHIPSET

El chipset (controladores)

Los busesde la placa base están regulados por una serie de

controladores.

LOS controladores, también llamadoschipset, son un conjunto de pequeños circuitos integrados diseñados para realizar funciones específicas, como la

transferencia de datos que entran y salen de los dispositivos EIDE (discos duros, etc) 

En una placa base son necesarios varioscontrolador es que proporcionan el enlace entre todos los componentes del ordenador controlando el flujo de datos, ya que hay muchos tipos diferentes de dispositivos hardware que deben de estar comunicados.

La mayor parte de estas funciones de controladores se agrupan en dos

chips de gran tamaño que juntos forman el chipset (literalmente, conjuntode chips)

La arquitectura de chipset más extendida consiste endoschips, normalmente

llamados puente norte (Northbridge) y puente sur (Southbridge). 

 Los puentes norte (Northbridge) y sur (Southbridge) , que comparten la función de controlar el tráfico de datos en la placa base,están conectados por un potente BUS, que en ocasiones enlace se denomina canal de enlace.
 

Southbridge:



Conectado al procesador mediante el Northbridge, es el chip encargado de controlar la práctica totalidad de elementos I/O (Input/Output), por lo que también se le conoce como Concentrador de controladores de Entrada / Salida o, en inglés, I/O Controller Hub (ICH).
Este chip es el encargado de controlar una larga serie de dispositivos. Los principales son:

- Bus PCI.
- Bus ISA.
- SMBus.
- Controlador DMA.
- Controlador de Interrupcciones.
- Controlador IDE (SATA o PATA).
- Puente LPC.
- Reloj en Tiempo Real.
- Administración de potencia eléctrica - Power management (APM y ACPI)
- BIOS.
- Interfaz de sonido AC97.
- Soporte Ethernet.
- Soporte RAID.
- Soporte USB

Northbridge: 

Es el encargado de gestionar la memoria RAM, los puertos gráficos (AGP) y el acceso al resto de componentes del chipset, así como la comunicación entre estos y el procesador. Los primeros Northbridge también gestionaban los accesos a los puertos PCI, pero esta labor ha pasado con el tiempo a depender del Southbridge. A destacar en este aspecto la innovación que supuso (y supone) la tecnología utilizada por AMD, en la que la memoria es gestionada directamente por el procesador, descargando al Northbridge de esta labor y permitiendo una gestión de la memoria más rápida y directa.

2.-CONCEPTO DE BUS
Los buses son el mecanismo mas común para la comunicación entre los dispositivos del computador.
Físicamente son conductores por donde viajan señales eléctricas.



Bueno, los buses son casi todos esos caminos que se ven en las motherboard de las imágenes anteriores.

El bus es un dispositivo en común entre dos o mas dispositivos, si dos dispositivos transmiten al mismo tiempo señales las señales pueden distorcionarce y consecuentemente perder información. Una computadora posee varios tipos de BUS:

- BUS de Procesador
- BUS de Memoria
- BUS de Direcciones
- BUS de Entrada y Salida
Si escucha a alguien hablar del BUS de una computadora, es muy
probable que sé este refiriendo al BUS de Entrada y Salida, al que se
le conoce también por el nombre de RANURA DE EXPANSION.
Este es el BUS principal en un sistema de computadoras, y la mayoría
de la información fluye a través de él.  Bus de procesador

Es la trayectoria de comunicaciones entre el procesador y los chips de
soporte inmediato (conjunto de chips)
Este BUS se usa para transferir datos entre el procesador y el BUS
principal del sistema, o entre el procesador y el caché de memoria
externa (Sistemas que emplean chips Pentium, Pentium MMX,
Pentium PRO, Pentium II).
La finalidad de este BUS es obtener información hacia y desde el
procesador a la mayor velocidad posible, ya que opera a una
velocidad mayor que cualquier otro BUS del sistema. Aquí no existe
ningún cuello de botella.
 Bus de memoria

Este BUS se usa para transferir información entre el procesador y la
memoria principal, denominada memoria RAM. Dicho BUS puede
formar parte del procesador, o en la mayoría de los casos, estar
implementado por separado mediante un conjunto de chips, que son
los responsables de transferir información entre el BUS del
procesador y el BUS de memoria.
 Bus de direcciones

Es en realidad un sub conjunto de los buses del procesador y de
memoria. Este se usa para indicar que dirección en memoria o que
dirección en el BUS de sistema se empleara en una operación de
transferencia de datos.
 Bus de entrada y salida

Es lo que permite a su procesador comunicarse con los distintos
dispositivos periféricos.
El BUS de E/S le permite agregar dispositivos a su computadora para
ampliar su capacidad.
Aunque muchos sistemas de computadoras poseen una sola ranura
de expansión, la mayoría provee hasta ocho ranuras en el
motherboard.
 Tipos de buses de entrada y salida

3.-Bus Isa O también llamada ranura de expansión ISA (Arquitectura Estándar
de la Industria), es una arquitectura que se presento como un BUS de
8 bits para la computadora original de IBM XT y luego sé amplio a 16
bits con la computadora AT de IBM.
Existen dos versiones de BUS ISA, acorde con el numero de bits de
datos que pueden transferir a la vez.
La más antigua es un BUS de 8 bits y la otra un BUS de 16 bits.   4.-Bus PCI

 Son las siglas de Interconexión de Componentes Periféricos y
presenta un moderno bus que no sólo está meditado para no tener la
relación del bus ISA en relación a la frecuencia de reloj o su
capacidad sino que también la sincronización con las tarjetas de
ampliación en relación a sus direcciones de puerto, canales DMA e
interrupciones se ha automatizado finalmente de tal manera que el
usuario no deberá preocuparse más por ello.
El bus PCI es independiente de la CPU, ya que entre la CPU y el bus
PCI se instalará siempre un controlador de bus PCI, lo que facilita en
gran medida el trabajo de los diseñadores de placas. Por ello también
será posible instalarlo en sistemas que no estén basados en el
procesador Intel si no que pueden usar otros procesadores.
El bus PCI opera de manera simultánea con el bus del procesador, no
lo suplanta. El procesador puede estar procesando en un caché
externo mientras que el bus PCI está ocupado transfiriendo
información entre otros elementos del sistema.    5.-BUS IDE 

  El estándar IDE es, sin duda, el más utilizado en la interconexión de dispositivos de almacenamiento masivo como discos duros, unidades de CD y DVD-ROM, grabadoras de CD, unidades de cinta y otros dispositivos removibles.
El adaptador IDE viene ya implementado en el propio chipset de la placa base, concretamente
en el South Bridge.
Una de sus limitaciones es que no se pueden conectar más de dos dispositivos en cada canal.
Teniendo en cuenta que las placas base incorporan dos canales (o, lo que es lo mismo, dos conectores), el número máximo de dispositivos IDE que se pueden utilizar es de cuatro. Otra limitación es que los datos no pueden ser transferidos simultáneamente a los dos dispositivos que se encuentren en el mismo canal, sino que
esa transmisión debe hacerse por turnos.

 6.-BUS SATA

El estándar Serial ATA (S-ATA o SATA) es un bus estándar que permite conectar periféricos de alta velocidad a equipos.

El estándar Serial ATA se introdujo en febrero de 2003 con el fin de compensar las limitaciones del estándar ATA (más conocido con el nombre de "IDE" y antes llamado Paralela ATA), que utiliza un modo de transmisión paralelo. De hecho, este modo de transmisión no está diseñado para trabajar con altas frecuencias debido a problemas relacionados con alteraciones electromagnéticas entre los diferentes hilos.

Los cables y periféricos que cumplen con el estándar S-ATA pueden identificarse mediante el siguiente logotipo: 

Conectores de Serial ATA

El cable utilizado por el estándar ATA Serial es un cable redondeado que contiene 7 hilos con un conector de 8 mm en su extremo:

Tres hilos tienen conexión a tierra y dos pares se utilizan para la transmisión de datos.

El conector de la fuente de alimentación también es diferente: comprende 15 clavijas que alimentan al periférico con una potencia de 3,3 V, 5 V o 12 V y tiene una apariencia similar al conector de datos:

Características técnicas

El estándar Serial ATA brinda una velocidad de 187,5 MB/s (1,5 Gb/s) y cada octeto se transmite con un bit de arranque y un bit de parada, con una velocidad efectiva teórica de 150 MB/s (1,2 Gb/s). El estándar Serial ATA II debe contribuir a alcanzar 375 MB/s (3 Gb/s), es decir, una velocidad efectiva teórica de 300 MB/s, y finalmente 750 MB/s (6 Gb/s), es decir, una velocidad efectiva teórica de 600 MB/s.

Los cables del estándar Serial ATA pueden medir hasta 1 metro de longitud (en comparación con los 45 cm que miden los cables IDE). Además, la baja cantidad de hilos en una envoltura redonda permite una mayor flexibilidad y una mejor circulación del aire dentro de la carcasa que la de los cables IDE (incluso si existieran los cables IDE redondeados). A diferencia de los periféricos del estándar ATA, los del Serial ATA se encuentran solos en cada cable y ya no es necesario diferenciar los "periféricos maestros" de los "periféricos esclavos".

Además, el estándar Serial ATA permite la conexión en caliente.

7.-El bus AGP o Advanced Graphics Port

Interfaz y conector especiales desarrollados por Intel en 1997 para reemplazar al bus PCI que estimaba demasiado lento, así como para responder a las necesidades de visualización en banda ancha debido a las tarjetas gráficas cada vez más potentes.

La interfaz AGP está inspirada en la interfaz del bus PCI, pero permite acelerar las cadencias de visualización y conviene particularmente a la visualización en 3D. Para llegar a este resultado, abre un canal de acceso directo entre el controlador de video y la memoria RAM, canal de 32 bits operando a 66 MHz. La velocidad total de transferencia es de 266 Mbit/s para la AGP1x, o sea el doble de la velocidad de transferencia del bus PCI.

Los diferentes buses AGP

El bus AGP experimento grandes evoluciones que lo volvieron cada vez más rápido.

Entre los buses AGP para tarjetas gráficas comunes, podemos distinguir:

• AGP 1×: Bus 32-bit operando a 66 MHz con una tasa de transferencia máxima de 266 MB/s, obtenido multiplicando por 2 la frecuencia de 33 MHz del bus PCI.
• AGP 2×: Bus 32-bit operando a 66 MHz DDR permitiendo una tasa de transferencia máxima de 533 MB/s.
• AGP 4×: Bus 32-bit operando a 66 MHz QDR permitiendo una tasa de transferencia máxima de 1 066 MB/s (1 GB/s).
• AGP 8×: Bus 32-bit operando a 66 MHz con una frecuencia 8 veces mayor permitiendo una tasa de transferencia máxima teórica de 2 133 MB/s (2 GB/s).

En la actualidad, el bus AGP ha sido reemplazado por el bus PCIexpress 16x