Placa Base

                       PLACA BASE

COMPONENTES Y FUNCIONES 

La placa base también conocida como placa madre o tarjeta madre (del inglés motherboard o mainboard) es una tarjeta de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen la computadora u ordenador. Es una parte fundamental a la hora de armar una PC de escritorio o portátil. Tiene instalados una serie de circuitos integrados, entre los que se encuentra el circuito integrado auxiliar, que sirve como centro de conexión entre el microprocesador, la memoria de acceso aleatorio (RAM), las ranuras de expansión y otros dispositivos.

Estamos ante el elemento más importante, junto con el microprocesador, de un ordenador y a la vez ante el que a veces no le damos la importancia que realmente tiene. Cuando configuramos nuestro ordenador siempre nos preguntamos ¿Qué procesador pondré? ¿Qué gráfica? ¿Qué memoria?, incluso nos preguntamos que caja vamos a poner, pero pocas veces nos planteamos no ya las prestaciones sobre el papel de la placa base que vamos a montar, sino la calidad de ésta, cuando de ella depende en gran medida el rendimiento posterior de nuestro ordenador, ya que de nada nos va a servir instalar el procesador más potente, el último modelo de tarjeta gráfica o la memoria más rápida del mercado si luego la calidad de los componentes de la placa base no permiten sacarles al resto de elementos su máximo rendimiento.

BASE:

La base propiamente dicha es una plancha de material sintético en la que están incrustados los circuitos en varias capas y a la que se conectan los demás elementos que forman la placa base.

PARTE ELECTRICA

Es una parte muy importante de la placa base, y de la calidad de sus elementos va a depender en gran medida la vida de nuestro ordenador. Está formado por una serie de elementos (condensadores, transformadores, diodos, estabilizadores, etc.) y es la encargada de asegurar el suministro justo de tensión a cada parte integrante de la placa base. Esa tensión cubre un amplio

BIOS:

Se conoce como la BIOS al módulo de memoria tipo ROM (Read Only Memory – Memoria de solo lectura), que actualmente suele ser una EEPROM o una FLASH, en el que está grabado el BIOS, que es un software muy básico de comunicación de bajo nivel, normalmente programado en lenguaje ensamblador (es como el firmware de la placa base).

El BIOS puede ser modificado (actualizado) por el usuario mediante unos programas especiales. Tanto estos programas como los ficheros de actualización deben ser suministrados por el fabricante de la placa base.

Esta memoria no se borra si se queda sin corriente, por lo que el BIOS siempre está en el ordenador. Algunos virus atacan el BIOS y, además, este se puede corromper por otras causas, por lo que algunas placas base de gama alta incorporan dos EEPROM conteniendo el BIOS, uno se puede modificar, pero el otro contiene el BIOS original de la placa base, a fin de poder restaurarlo fácilmente, y no se puede modificar.

Su función es la de chequear los distintos componentes en el arranque, dar manejo al teclado y hacer posible la salida de datos por pantalla. También emite por el altavoz del sistema una serie pitidos codificados, caso de que ocurra algún error en el chequeo de los componentes.
Al encender el equipo, se carga en la RAM (aunque también se puede ejecutar directamente). Una vez realizado el chequeo de
los componentes (POST – Power On Seft Test), busca el código de inicio del sistema operativo, lo carga en la memoria y transfiere el control del ordenador a este. Una vez realizada esta transferencia, ya ha cumplido su función hasta la próxima vez que encendamos el ordenador.

En el mismo chip que contiene el BIOS se almacena un programa de configuración (éste si modificable por el usuario dentro de una serie de opciones ya programadas) llamado SETUP o también CMOS - SETUP, que es el encargado de comunicar al BIOS los elementos que tenemos activados en nuestra placa base y su configuración básica. Entre los datos
guardados en el SETUP se encuentran la fecha y la hora, la configuración de los dispositivos de entrada, como discos duros, lectores de cd, dvd, tipo y cantidad de memoria, orden en el que la BIOS debe buscar el código de inicio del sistema 

CHIPSET:

Si definimos el microprocesador como el cerebro de un ordenador, el chipset es su corazón. Es el conjunto de chips encargados de controlar las funciones de la placa base, así como de interconectar los demás elementos de la misma.
Hay varios fabricantes de chipset, siendo los principales INTEL, VIA y SiS.
También NVidia está desarrollando chipset norte de altas prestaciones en el manejo de la gráfica SLI y gráficas integradas en placa base, sobre todo para placas base de gama alta.

Los principales elementos del chipset son:

Chipset Norte

Aparecido junto con las placas ATX (las placas AT carecían de este chip), debe su nombre a la colocación inicial del mismo, en la parte norte (superior) de la placa base. Es el chip más importante, encargado de controlar y comunicar el microprocesador, la comunicación con la tarjeta gráfica AGP y la memoria RAM, estando a su vez conectado con el chipset sur. AMD ha desarrollado en sus procesadores una función que controla la memoria directamente desde el éste, descargando de este trabajo al chipset norte y aumentando  significativamente el rendimiento de la memoria.

Actualmente tienen un bus de datos de 64 bit y unas frecuencias de entre 400 Mhz y 1333 Mhz. Dado este alto rendimiento,  generan una alta temperatura, por lo que suelen tener un disipador y en muchos casos un ventilador.

 Chipset Sur:

Es el encargado de conectar y controlar los dispositivos de Entrada/Salida, tales Como los slot PCI, teclado, ratón, discos duros, lectores de DVD, lectores de tarjetas, puertos USB, etc. Se conecta con el microprocesador a través de chipset norte. VIA ha desarrollado en colaboración con AMD interfaces mejorados de transmisión de datos entre el chipset sur y el chipset norte, como el HYPER TRANSPORT, que son interfaces de alto rendimiento, de entre 200 Mhz y 1400 Mhz
(el bus PCI trabaja entre 33 Mhz y 66 Mhz), con bus DDR, lo que permite una doble tasa de transferencia de datos, es decir, transferir datos por dos canales simultáneamente por cada ciclo de reloj, evitando con ello el cuello de botella que se forma en este tipo de comunicaciones, y en colaboración con INTEL el sistema V-Link, que permite la transmisión de datos entre el chipset sur y el chipset norte a 1333 Mhz.

Memoria Caché:

Es una memoria tipo L2, ultrarrápida, en la que se almacenan los comandos más usados por el procesador, con el fin de agilizar el acceso a estos. Las placas base actuales no suelen llevar memoria caché, ya que ésta está integrada en los propios procesadores, sistema por el que trabaja de una forma más rápida y eficiente.

SLOT Y SOCKET:

Socket:

Es el slot donde se inserta el microprocesador. Dependiendo de para qué procesador esté diseñada la placa base, estos slot son de los siguientes tipos:

- Socket LGA 775

Para la gama INTEL (Celaron y P4), del tipo 775, con 775 contactos. Este socket tuene la particularidad de conectar con el procesador mediante contactos, en vez de mediante pines, que era lo normal hasta ese momento.

Bancos de memoria:

Bancos de memoria. Los colores indican las posiciones de Dual channel.

Son los bancos donde van insertados los módulos de memoria. Su número varía entre 2 y 6 bancos y pueden ser del tipo DDR, de 184 contactos o DDR2, de 240 contactos. Ya se están vendiendo placas base con bancos para memorias DDR3, también de 240 contactos, pero incompatibles con los bancos para DDR2.

En muchas placas se emplea la tecnología Dual Channel, que consiste en un segundo controlador de memoria en el chipset norte, lo que permite acceder a dos bancos de memoria a la vez, incrementando notablemente la velocidad de comunicación de la memoria. Para que esto funcione, además de estar implementados en la placa base, los módulos deben ser iguales, tanto en capacidad como en diseño y a ser posible en marca. Se distinguen porque, para 4 slot, dos son del mismo color y los otros dos de otro color, debiéndose cubrir los bancos del mismo color. Una particularidad de las placas con Dual Channel es que, a pesar de tener 4 bancos, se pueden ocupar uno, dos o los cuatro bancos, pero no tres bancos.

Slot de expansión:

Son los utilizados para colocar placas de expansión. Pueden ser de varios tipos.

Slot para tarjetas gráficas.
Estos slot van conectados al chipset norte, pudiendo ser de dos tipos diferentes:

AGP

Puerto AGP para gráfica.
Ya en desuso. Con una tasa de transferencia de hasta 2 Gbps (8x) y 533 Mhz, ha sido hasta ahora el estándar para la comunicación de las tarjetas gráficas con el chipset norte.

PCIe


Puertos PCIe para gráfica. En este caso vemos que hay dos, para poder montar un sistema SLI.

Que es el estándar actual de comunicación con las tarjetas gráficas. Con una tasa de transferencia de 4 Gbps en cada dirección y 2128 Mhz en su versión 16x, que es la empleada para este desempeño.

Cada vez hay más placas en el mercado que incorporan la tecnología SLI, desarrollada por NVidia, que consiste en dos slot de video PCIe, lo que permite conectar dos tarjetas gráficas para trabajar simultáneamente, bien con un monitor o con un máximo de hasta 4 monitores simultáneamente. Esta tecnología es muy útil para trabajar con software implementado para usarla, ya que supone trabajar con dos GPU simultáneamente, pero encarece bastante el costo de las placas base (pueden llegar al doble, en comparación con otra placa de las mismas características, pero sin SLI).

Slot de expansión de tarjetas:

Los slot de expansión para tarjetas pueden ser de tres tipos diferentes:

Slot PCI

PCI Los PCI (Periferical Componet Interconect) usados en la actualidad son los PCI 3.0, con una tasa de transferencia de 503 Mbps a 66 Mhz y soporte de 5v. Su número varia, dependiendo del tipo de placa, normalmente entre 5 slot (ATX) y 2 slot (Mini ATX).
 PCIe


Slot PCIe. Obsérvese que los hay de varios tamaños. El slot que vemos en la parte inferior es un PCI estándar.
Estándar que poco a poco se va imponiendo, con una tasa de transferencia de 250 Mbs por canal, con un máximo actual de 16 canales (utilizadas para VGA).

CONECTORES:
SATA


Es una conexión de alta velocidad para discos duros (aunque ya están saliendo al mercado otros periféricos con esta conexión, como grabadoras de DVD). Hay dos tipos de SATA:

SATA1,
con una tasa de transferencia de 1.5 Gbps (150GB/s)

SATA2,
con una tasa de transferencia de 3 Gbps (300GB/s)

Los discos duros SATA2 suelen llevar un jumper para configurarlos como SATA1. Además, SATA permite una mayor longitud del conector (hasta 1 m), conector más fino, de 7 hilos y menor voltaje, de 0.25v, frente a los 5v de los discos IDE. Además del aumento de velocidad de transferencia tienen las ventajas añadidas de que al ser mucho más fino el cable de datos permite una mejor refrigeración del equipo.
También tienen la ventaja de que normalmente permiten conexión y desconexión en caliente, es decir, sin necesidad de apagar el equipo

IDE


Es la conexión utilizada para los discos duros, con una tasa de transferencia máxima de 133 Mbps, lectores de CD, de DVD, regrabadoras de DVD y algún que otro periférico, como los lectores IOMEGA ZIP. Consisten en unos slot con 40 pines (normalmente 39 más uno libre de control de posición de la faja) en los que se insertan las fajas que comunican la placa base con estos periféricos. Admiten sólo dos periféricos por conector, teniendo que estar estos configurados uno como Master o maestro y otro como Slave o esclavo, aunque también permiten que ambas unidades estén configuradas como CS (Cable Select), en cuyo caso la relación maestro/esclavo la determina la posición en la faja (el conector marcado System a la placa base, el conector intermedio se reconoce como esclavo y el conector del extremo como maestro).

USB

Consiste en una conexión de cuatro pines (aunque suelen ir por pares) para conectar dispositivos de expansión por USB a la placa base, tales como placas adicionales de USB, lectores de tarjetas, puertos USB frontales, etc. Las placas base cada vez traen más conectores USB, siendo ya habitual que tengan cuatro puertos traseros y otros cuatro conectores internos. Las placas actuales incorporan USB 2.0, con una tasa de transferencia de hasta 480 Mbps (teóricos, en la práctica raramente se pasan de 300 Mbps). Actualmente hay una amplísima gama de periféricos conectados por USB, que van desde teclados y ratones hasta modem, cámaras Web, lectores de memoria, MP3, discos y dvd externos, impresoras, etc (prácticamente cualquier cosa que se pueda conectar al ordenador).

Conectores para ventiladores (FAN)

Son unos conectores, normalmente de 3 pines, aunque en el caso del CPU_FAN (conector del ventilador del procesador) están viniendo con cuatro pines), encargados de suministrar corriente a los ventiladores, tanto del disipador del  microprocesador como ventiladores auxiliares de la caja. Suelen traer tres conectores, CPU_FAN, CHASIS_FAN y un tercero para otro ventilador. Además de suministrar corriente para los ventiladores, también controlan las rpm de estos, permitiendo a la placa base (cuando cuenta con esta tecnología) ajustar la velocidad del ventilador en función de las necesidades de refrigeración del momento.

CONEXIONES I/O:

Las conexiones I/O (Input/Output) son las encargadas de comunicar el PC con el usuario a través de los llamados periféricos de interfaz humana (teclado y ratón), así como con algunos periféricos externos.
Estos conectores, en el formato estándar, son:

 PS/2

Dos conectores del tipo PS2, de 6 pines, uno para el teclado y otro para el ratón, normalmente diferenciados por colores (verde para ratón y malva para teclado).

 USB

Suelen llevar cuatro conectores USB 2.0 En muchos casos traen otros dos en una plaquita que se conecta a los USB internos de la placa.

 RS-232

Conocidos también como puertos serie. Suelen traer uno o dos (aunque cada vez son más las placas que traen solo uno e incluso ninguno, relegando este tipo de puerto a un conector interno y una plaquita para instalar sólo en caso de que lo necesitemos), ya que es un dispositivo que cada vez se utiliza menos).

 PARALELO

Es un puerto cuya principal misión es la conexión de impresoras. Dado que las impresoras vienen con puerto USB cada vez se utiliza menos, habiendo ya algunas placas que carecen de este puerto.

Ethernet
Es un conector para redes en formato RJ-45. Actualmente todas las placas base vienen con tarjeta de red tipo Ethernet, con velocidades 10/100, llegando a 10/100/1000 en las placas de gama media-alta y alta. Algunos modelos de gama alta incorporan dos tarjetas Ethernet.

Sonido
Igual que en el caso anterior. La calidad del sonido en placa base es cada vez mejor, lo que ha hecho que los principales fabricantes de tarjetas de sonido abandonen las gamas bajas de estas, centrándose en gamas media-alta y alta. El sonido que incorporan las placas base va desde el 5.1 de las placas de gama baja hasta las 8.1 de algunas de gama media-alta y alta. Utilizan el estándar AC97 (Audio Codec 97) de alta calidad y 16 ó 20 bit. Muchas de ellas incorporan salida digital.