C:Explicar cada componente de la tarjeta madre. (Conectores de alimentación, Chipset y buses del sistema, Memoria ROM-BIOS o CMOS, Bases para el procesador, Ranuras para la memoria RAM, Conectores para unidades de almacenamiento, Ranuras para las tarjetas de expansión, Chips controladores, conectores USB y del panel frontal.
Conector IEC es el nombre común para un conjunto de trece conectores de alimentación eléctrica (denominados el conector en las especificaciones) y trece paneles de enchufe (denominados la entrada) definidos por la especificación IEC 60320 (anteriormente IEC 320) de la International Electrotechnical Commission (IEC). Cuando se usa sin otros calificadores, "conector IEC" por lo general se refiere específicamente a los conectores C13 y C14.
Algunos tipos existen tanto como conectores de cable y como conectores de panel para su uso como prolongadores, pero son los menos comunes. Incluyen conectores de dos y tres conductores con diferentes rangos de capacidades y temperaturas de funcionamiento, todos diseñados con el propósito de conectar una red eléctrica doméstica a un equipo mediante un cable de alimentación eléctrica. Permiten cambiar los cables de alimentación con gran facilidad para los fabricantes de equipos, que pueden venderlos en cualquier parte del mundo siempre que su equipo pueda operar en una red eléctrica tanto de 120/240 Voltios, 50/60 Hz.
Los conectores se suelen designar por parejas. En cada caso, la entrada (contacto cilíndrico o «macho») es designada por el número par mientras que el conector (contacto tubular o «hembra») se designa por el impar. Así un cable con conector C1 se fija en una toma de chasis C2 y un C15A en un C16A. La mayoría son polarizadas (aunque, por supuesto, ser una norma en todo el mundo que a menudo estar conectados a las tomas de corriente no polarizadas), las excepciones son C1, algunos C7 y todos los C9. Todos los límites de voltaje son 250 Voltios AC. Todas las temperaturas máximas son de 70 °C, a menos que se indique lo contrario.
Clases de aislamiento eléctrico[editar]
Además de tener toma de tierra o no, estos conectores se diferencian de acuerdo a su clase de aislamiento eléctrico IEC.
- tierra y presentan un aislamiento eléctrico
- Clase I : tienen sus chasis conectados a la toma de tierra.
- Clase II : equipos con doble aislamiento eléctrico que no necesitan una conexión de seguridad
Conectores C1 y C2[editar]
| No polarizado de dos clavijas, con un máximo de 0,2 Amperios. Se utiliza frecuentemente en maquinillas de afeitar eléctricas. |
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Conectores C3 y C4[editar]
Conector de dos clavijas polarizado. Similar a los conectores C5/C6, salvo por una muesca que sirve de guía para marcar la orientación correcta. Fue retirado del estándar.
Conectores C5 y C6[editar]
| El conector C5 de 3 clavijas y 2,5 Amperios es llamado coloquialmente "Mickey Mouse" (porque la sección transversal se parece a la silueta del personaje de Disney) o "Clover Leaf" (hoja de trébol).
Este conector se usa en algunas fuentes de alimentación de ordenadores portátiles y proyectores portátiles y, en particular, en el Apple iMac G4.
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Conectores C7 y C8[editar]
| los Conectores C7 y C8, con dos clavijas de 2,5 Amperios, existen en versiones polarizadas y no polarizadas.
El conector C7 no polarizado (conocido comúnmente como "Figura 8" o "escopeta") se usa a menudo en magnetófonos de casete y radios alimentados por red / baterías.
El conector C8 polarizado es asimétrico, con un extremo redondeado de manera similar a la versión no polarizada, y la otra cuadrada. Se utiliza en equipos de AV de tamaño completo y fuentes de alimentación de laptop, videoconsolas, y equipos similares. Cables C7 no polarizados pueden utilizarse con equipos con conector C8 polarizado.
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Conectores C9 y C10[editar]
Conector rectangular no polarizado con dos clavijas rectangulares de 6 Amperios
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Conectores C11 y C12[editar]
Conector rectangular con dos clavijas rectangulares de 10 Amperios. Idéntico a los C9/C10 en forma excepto por una muesca rectangular en la zona superior central
Conectores C13 y C14[editar]
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| Cable con conector C13 (conector) | Conector de chasis C14 (entrada) |
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Conector polarizado con tres clavijas rectangulares (2,7x5,5 mm) de 10 Amperios. 22,78 mm de ancho en la base, 15,6 mm de alto, a la altura del centro del conector superior presenta un bisel (forman un angulo de 90 grados) y dejan una meseta superior de 10,9 mm de ancho.
La mayoría de ordenadores personales utilizan una entrada C14 montada en superficie para conectar el cable de alimentación eléctrica (típicamente un cable con C13 y Schuko o NEMA 5-15p) a la fuente de alimentación, al igual que muchos monitores, impresoras y otros periféricos. La mayoría de fuentes de equipos clónicos presentan una salida C13 para alimentar el monitor, aunque esta práctica se va abandonando en los equipos de marca o con fuentes de gama alta, pues varios monitores TFT presentan la fuente separada del monitor o van a usarse con otros equipos o fines (por ej., los modernos televisores). En los equipos con formato AT ese conector está controlado por el interruptor físico de encendido/apagado. Con la llegada de ATX el conector usualmente está alimentado de forma permanente si está presente en el chasis.
Un cable de tres conductores con el enchufe adecuado para la localidad en que se utiliza el aparato en un extremo y un conector C13 en el otro extremo se llama comúnmente cable IEC. Los cables IEC se utilizan para alimentar muchos otros equipos electrónicos además de los ordenadores, por ejemplo amplificadores y equipos de audio profesionales.
Cables con conectores C14 y C13 en cada extremo son fáciles de conseguir y ordinariamente carecen de fusible. Tienen una variedad de usos comunes incluyendo la conexión de alimentación entre los viejos PCs de edad y sus monitores, prolongadores de los cables de alimentación, la conexión a tiras de conexiones C13 (de uso común en montajes en rack para ahorrar espacio y estandarización internacional) y la conexión del equipo informático a la salida de un SAI (los SAIs mayores tienen también conectores C19).
Conectores C15 y C16[editar]
Conector polarizado con tres clavijas de 10 Amperios. Existen dos variantes, la C15 con una temperatura máxima de 120 °C y la C15A con una temperatura máxima de 155 °C.
Algunos hervidores eléctricos y pequeños electrodomésticos que alcanzan altas temperaturas utilizan un cable con un conector C15 que se conecta a una entrada C16 en el equipo; su temperatura máxima se extiende a los 120 grados Celsius en lugar de los 70 grados Celsius de la combinación C13/C14. La designación oficial en Europa para los conectores C15 y C16 es de conectores para 'alta temperatura'.
Son casi idénticos en su forma a la pareja C13 y C14, excepto por una cresta bajo la toma de tierra de C16 (para impedir conectar un cable C13), y el correspondiente valle en el conector C15 (lo que no impide que se conecte un cable C15 en un conector C14). Por ejemplo, puede utilizar un cable de hervidor eléctrico para alimentar a un ordenador, pero no un cable de ordenador para alimentar el hervidor.
La revisión A, que soporta hasta 155 grados Celsius, trunca el bisel superior de los C13/C15 a la mitad y presenta una cresta central sobre al toma de tierra. Igual que los anteriores, un cable C15A puede usarse en tomas C16 y C14, pero los C13/C15 no pueden conectarse físicamente en una entrada C16A.
Muchas personas no son conscientes de las sutiles diferencias entre las parejas de conectores C13/C14 y C15/C16, y se refieren a estos últimos como kettle plug y kettle lead (enchufe y cable de tetera en el Reino Unido) y jug plug(enchufe de jarra en Australia).
En el Reino Unido los conectores C15 y C16 han reemplazado y dejado obsoleto el appliance plug en la mayoría de usos.
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Conectores C17 y C18[editar]
| Conector polarizado con dos clavijas de 10 Amperios. Similares a los C13/C14, sin embargo, los C17 y C18 no tiene una tercera clavija de conexión a tierra. Una entrada C18 puede aceptar un cable C13 pero una entrada C14 no acepta un cable C17.
La serie de máquinas de escribir eléctricas IBM Wheelwriter es una de sus usos más comunes. Los cables C13 de tres hilos se utilizan muchas veces en lugar de los C17 de dos hilos por ser mucho más fáciles de conseguir. En esos casos el cable de toma de tierra no se conecta.
Otra aplicación común son las fuentes de alimentación de las videoconsolas Xbox 360 , en lugar de los conectores C15/C16 utilizados inicialmente.
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Conectores C19 y C20[editar]
| Conector polarizado con tres clavijas de 16 Amperios. Los conectores C19 y C20 se utilizan para algunas aplicaciones de sala de servidores donde las altas corrientes son obligatorias. Por ejemplo, en servidores de alto rendimiento, SAIs, PDUs y similar equipamiento de centro de datos. Son similares a los conectores C13 y C14, pero rectangulares (sin esquinas biseladas) y con las clavijas un poco más grandes, giradas de modo que son paralelos al eje longitudinal del conector. |
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Conectores C21 y C22[editar]
Conector polarizado con tres clavijas de 16 Amperios. Misma disposición de las clavijas que en los C19/C20, pero con la forma biselada del conector de los C13/C14. Temperatura máxima de 155 °C.
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Conectores C23 y C24[editar]
| Conector polarizado con dos clavijas de 16 Amperios y la misma forma que los C19/C20 excepto por carecer de toma de tierra. |
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Referencias[editar]
- search for other SC 23G publications
- IEC 60320-1 Consol. Ed. 2.1
- IEC 60320-2-1 Ed. 2.0
- IEC 60320-2-2 Ed. 2.0
- IEC 60320-2-3 Consol. Ed. 1.1
- IEC 60320-2-3-am1 Ed. 1.0
- IEC 60320-2-4 Ed. 1.0
- IEC 60799 Ed. 2.0
- IEC-320 Appliance Connectors (incluye diagramas de todos los conectores)
- International Standardized Appliance Connectors (IEC-60320) Reference Chart Incluye diagramas de todos los conectores, su corriente nominal, la clase de equipamiento, y el rango de temperatura.
Chipset
Un chipset (traducido como circuito integrado auxiliar)
es el conjunto de circuitos integrados diseñados con base a la arquitectura de un procesador (en algunos casos, diseñados como parte
integral de esa arquitectura), permitiendo que ese tipo de procesadores funcionen
en una placa
base. Sirven de puente de comunicación con el resto de componentes de
la placa, como
son la memoria, lastarjetas de expansión, los puertos USB, ratón, teclado, etc.
Las placas base modernas suelen
incluir dos integrados, denominados puente
norte y puente
sur, y suelen ser los circuitos integrados más grandes después de la GPU y el microprocesador. Las últimas placa base
carecen de puente norte, ya que los procesadores de última generación lo llevan
integrado.
El chipset determina muchas de las
características de una placa base y por lo general la referencia de la misma
está relacionada con la del chipset.
A
diferencia del microcontrolador, el procesador no tiene mayor
funcionalidad sin el soporte de un chipset:
la importancia del mismo ha sido relegada a un segundo plano por las
estrategias de marketing.buses del sistema:
Funciones que realiza el bus del sistema
El bus se puede definir como un conjunto de líneas conductoras de hardware utilizadas para la transmisión de datos entre los componentes de un sistema informático. Un bus es en esencia una ruta compartida que conecta diferentes partes del sistema, como el microprocesador, la controladora de unidad de disco, la memoria y los puertos de entrada/salida (E/S), para permitir la transmisión de información.
En el bus se encuentran dos pistas separadas, el bus de datos y el bus de direcciones. La CPU escribe la dirección de la posición deseada de la memoria en el bus de direcciones accediendo a la memoria, teniendo cada una de las líneas carácter binario. Es decir solo pueden representar 0 o 1 y de esta manera forman conjuntamente el número de la posición dentro de la memoria (es decir: la dirección). Cuantas más líneas hayan disponibles, mayor es la dirección máxima y mayor es la memoria a la cual puede dirigirse de esta forma. En el bus de direcciones original habían ya 20 direcciones, ya que con 20 bits se puede dirigir a una memoria de 1 Mb y esto era exactamente lo que correspondía a la CPU.
Esto que en le teoría parece tan fácil es bastante mas complicado en la práctica, ya que aparte de los bus de datos y de direcciones existen también casi dos docenas más de líneas de señal en la comunicación entre la CPU y la memoria, a las cuales también se acude. Todas las tarjetas del bus escuchan, y se tendrá que encontrar en primer lugar una tarjeta que mediante el envío de una señal adecuada indique a la CPU que es responsable de la dirección que se ha introducido. Las demás tarjetas se despreocupan del resto de la comunicación y quedan a la espera del próximo ciclo de transporte de datos que quizás les incumba a ellas.
Este mismo concepto es también la razón por la cual al utilizar tarjetas de ampliación en un PC surgen problemas una y otra vez, si hay dos tarjetas que reclaman para ellas el mismo campo de dirección o campos de dirección que se solapan entre ellos.
Los datos en si no se mandan al bus de direcciones sino al bus de datos. El bus XT tenía solo 8 bits con lo cual sólo podía transportar 1 byte a la vez. Si la CPU quería depositar el contenido de un registro de 16 bits o por valor de 16 bits, tenía que desdoblarlos en dos bytes y efectuar la transferencia de datos uno detrás de otro.
De todas maneras para los fabricantes de tarjetas de ampliación, cuyos productos deben atenderse a este protocolo, es de una importancia básica la regulación del tiempo de las señales del bus, para poder trabajar de forma inmejorable con el PC. Pero precisamente este protocolo no ha sido nunca publicado por lBM con lo que se obliga a los fabricantes a medir las señales con la ayuda de tarjetas ya existentes e imitarlas. Por lo tanto no es de extrañar que se pusieran en juego tolerancias que dejaron algunas tarjetas totalmente eliminadas
Memoria ROM
a memoria ROM, también conocida como firmware, es un circuito integrado programado con unos datos específicos cuando es fabricado. Los chips de características ROM no solo se usan en ordenadores, sino en muchos otros componentes electrónicos también. Hay varios tipos de ROM, por lo que lo mejor es empezar por partes.
Tipos de ROM
Hay 5 tipos básicos de ROM, los cuales se pueden identificar como:
- ROM
- PROM
- EPROM
- EEPROM
- Memoria Flash
Cada tipo tiene unas características especiales, aunque todas tienen algo en común:
- Los datos que se almacenan en estos chips son no volátiles, lo cual significa que no se pierden cuando se apaga el equipo.
- Los datos almacenados no pueden ser cambiados o en su defecto necesitan alguna operación especial para modificarse. Recordemos que la memoria RAM puede ser cambiada en al momento.
Todo esto significa que quitando la fuente de energía que alimenta el chip no supondrá que los datos se pierdan irremediablemente.
Funcionamiento ROM
De un modo similar a la memoria RAM, los chips ROM contienen una hilera de filas y columnas, aunque la manera en que interactúan es bastante diferente. Mientras que RAM usualmente utiliza transistores para dar paso a un capacitador en cada intersección, ROM usa un diodo para conectar las líneas si el valor es igual a 1. Por el contrario, si el valor es 0, las líneas no se conectan en absoluto.
Un diodo normalmente permite el flujo eléctrico en un sentido y tiene un umbral determinado, que nos dice cuanto fluido eléctrico será necesario para dejarlo pasar. Normalmente, la manera en que trabaja un chip ROM necesita la perfecta programación y todos los datos necesarios cuando es creado. No se puede variar una vez que está creado. Si algo es incorrecto o hay que actualizar algo, hay que descartarlo y empezar con uno nuevo. Crear la plantilla original de un chip ROM es normalmente laborioso dando bastantes problemas, pero una vez terminado, los beneficios son grandes. Una vez terminada la plantilla, los siguientes chips pueden costar cantidades ridículas.
Estos chips no consumen apenas nada y son bastante fiables, y pueden llevar toda la programación para controlar el dispositivo en cuestión. Los ejemplos más cercanos los tenemos en algunos juguetes infantiles los cuales hacen actos repetitivos y continuos.
PROM
Crear chips desde la nada lleva mucho tiempo. Por ello, los desarrolladores crearon un tipo de ROM conocido como PROM (programmable read-only memory). Los chips PROM vacíos pueden ser comprados económicamente y codificados con una simple herramienta llamada programador.
La peculiaridad es que solo pueden ser programados una vez. Son más frágiles que los chips ROM hasta el extremo que la electricidad estática lo puede quemar. Afortunadamente, los dispositivos PROM vírgenes son baratos e ideales para hacer pruebas para crear un chip ROM definitivo.
EPROM
Trabajando con chips ROM y PROM puede ser una labor tediosa. Aunque el precio no sea demasiado elevado, al cabo del tiempo puede suponer un aumento del precio con todos los inconvenientes. Los EPROM (Erasable programmable read-only memory) solucionan este problema. Los chips EPROM pueden ser regrabados varias veces.
Borrar una EEPROM requiere una herramienta especial que emite una frecuencia determinada de luz ultravioleta. Son configuradas usando un programador EPROM que provee voltaje a un nivel determinado dependiendo del chip usado.
Para sobrescribir una EPROM, tienes que borrarla primero. El problema es que no es selectivo, lo que quiere decir que borrará toda la EPROM. Para hacer esto, hay que retirar el chip del dispositivo en el que se encuentra alojado y puesto debajo de la luz ultravioleta comentada anteriormente.
EEPROM y memoria flash
Aunque las EPROM son un gran paso sobre las PROM en términos de utilidad, siguen necesitando un equipamiento dedicado y un proceso intensivo para ser retirados y reinstalados cuando un cambio es necesario. Como se ha dicho, no se pueden añadir cambios a la EPROM; todo el chip sebe ser borrado. Aquí es donde entra en juego la EEPROM(Electrically erasable programmable read-only memory).
Algunas peculiaridades incluyen:
- Los chips no tienen que ser retirados para sobre escribirse.
- No se tiene que borrar el chip por completo para cambiar una porción del mismo.
- Para cambiar el contenido no se requiere equipamiento adicional.
En lugar de utilizar luz ultra violeta, se pueden utilizar campos eléctricos para volver a incluir información en las celdas de datos que componen circuitos del chip. El problema con la EEPROM, es que, aunque son muy versátiles, también pueden ser lentos con algunos productos lo cuales deben realizar cambios rápidos a los datos almacenados en el chip.
Los fabricantes respondieron a esta limitación con la memoria flash, un tipo de EEPROM que utiliza un “cableado” interno que puede aplicar un campo eléctrico para borrar todo el chip, o simplementeBUS: Estructuras de interconexión de un Sistema computacional
Un sistema computacional es un sistema complejo que puede llegar a estar constituido por millones de componentes electrónicos elementales.
Esta naturaleza multinivel de los sistemas complejos es esencial para comprender tanto su descripción como su diseño. En cada nivel se analiza su estructura y su función en el
sentido siguiente:
Estructura: La forma en que se interrelacionan las componentes
Función: La operación de cada componente individual como parte de la estructura
Por su particular importancia se considera la estructura de interconexión tipo bus.
BUS
INTRODUCCIÓN
A pesar de que el bus tiene una significación muy elemental en la forma de funcionamiento de un sistema de ordenador, el desarrollo del bus del PC representa uno de los capítulos más oscuros en la historia del PC. Aunque lBM intentó conseguir un sistema abierto y de hacer pública todo tipo de información, interrumpió la documentación de los pasos exactos de las señales del bus, seguramente bajo el supuesto de que nadie necesitaría esta información.
EI bus representa básicamente una serie de cables mediante los cuales pueden cargarse datos en la memoria y desde allí transportarse a la CPU. Por así decirlo es la autopista de los datos dentro del PC ya que comunica todos los componentes del ordenador con el microprocesador. El bus se controla y maneja desde la CPU.
El objetivo de conectar una tarjeta a un bus de expansión es que ésta funcione como si estuviera directamente conectada al procesador. Con el fin de hacer factible estas características el bus de expansión XT presentaba el mismo ancho de bus (8 bits) y operaba a la misma velocidad de reloj (4.77 MHz) que el propio procesador 8088.
Con la evolución de los procesadores también hubo una revolución en los buses que se habían quedado obsoletos. Así cuando en 1984 IBM presenta el PC AT (con el procesador Intel 80286) se rompió la aparentemente inquebrantable relación entre bus y microprocesador. Aunque en la practica el reloj del procesador de un AT funciona a la misma velocidad que su reloj de bus, IBM había abierto la puerta a la posibilidad de que este último fuese más rápido que el reloj del bus. Así pues el bus que incorporó el AT fue de un ancho de banda de 16 bits funcionando a 8.33 Mhz. Este enfoque de diseño no oficial se denominó oficialmente ISA (Industry Standard Arquitecture) en 1988.
Puesto que el bus ISA ofrecía algunas limitaciones En IBM se desarrolló otro tipo de bus que funcionaba a 10 Mhz y que soportaba un ancho de banda de 32 bits. Este bus se monto en la gama PS/2. El gran problema de este bus es que no era compatible con los anteriores y necesitaba de tarjetas de expansión especialmente diseñadas para su estructura.
Como el mercado necesitaba un bus compatible ISA que fuese más rápido, la mayoría de fabricantes establecieron las especificaciones del bus EISA (Extended ISA) que ensanchaba la ruta de datos hasta 32 bits, sin embargo la necesidad de compatibilidad con ISA hizo que este nuevo bus tuviese que cargar con la velocidad básica de transferencia de ISA (8.33 Mhz).
Pero la gran revolución estaba por llegar. Por un lado los procesadores Intel 80486 y por otro la invasión en el mercado de los sistemas gráficos como Windows hicieron necesario la aparición de un nuevo tipo de bus que estuviese a la altura de estos hitos. Al manejarse gráficos en color se producían grandes cuellos de botella al pasar del procesador al bus ISA (el 80486 funcionaba a 33 Mhz y el bus ISA a 8.33 Mhz). La solución era enlazar el adaptador gráfico y otros periféricos seleccionados directamente al microprocesador. Es aquí donde surgen los buses locales. Fue VESA ( un organismo de estandarización de dispositivos de vídeo) quién presentó el primer tipo de bus local. Se le llamo VESA LOCAL BUS (VLB). Este tipo de bus revolucionó el mercado ya que permitía una velocidad de 33 Mhz pudiéndose alcanzar una máxima de 50 Mhz y su ancho de
banda era de 32 bits (aunque en su especificación 2.0 se alcanzan los 64 bits).
En el año 1992 Intel presentó un nuevo bus local llamado PCI, que aunque no mejoró el rendimiento del VLB, superó las carencias que presentaba este bus que estaba orientado al diseño de los procesadores 80486. Así pues el PCI se desarrolló como un bus de futuro. La velocidad de este bus era inicialmente de 20 Mhz y funcionaba a 32 bits, aunque en la actualidad su
velocidad de transferencia alcanza los 33 Mhz y su ancho de banda llega hasta los 64 bits. Otra característica de este tipo de bus es la posibilidad de que se le conecten tarjetas que funcionen a distintos voltajes.
FUNCIONAMIENTO
En el bus se encuentran dos pistas separadas, el bus de datos y el bus de direcciones. La CPU escribe la dirección de la posición deseada de la memoria en el bus de direcciones accediendo a la memoria, teniendo cada una de las líneas carácter binario. Es decir solo pueden representar 0 o 1 y de esta manera forman conjuntamente el numero de la posición dentro de la memoria (es decir: la dirección). Cuanto mas líneas haya disponibles, mayor es la dirección máxima y mayor es la memoria a la cual puede dirigirse de esta forma. En el bus de direcciones original habían ya 20 direcciones, ya que con 20 bits se puede dirigir a una memoria de 1 MB y esto era exactamente lo que correspondía a la CPU.
Esto que en le teoría parece tan fácil es bastante mas complicado en la práctica, ya que aparte de los bus de datos y de direcciones existen también casi dos docenas más de líneas de señal en la comunicación entre la CPU y la memoria, a las cuales también se acude. Todas las tarjetas del bus escuchan, y se tendrá que encontrar en primer lugar una tarjeta que mediante el envío de una señal adecuada indique a la CPU que es responsable de la dirección que se ha introducido. Las demás tarjetas se despreocupan del resto de la comunicación y quedan a la espera del próximo ciclo de transporte de datos que quizás les incumba a ellas.
Un diodo normalmente permite el flujo eléctrico en un sentido y tiene un umbral determinado, que nos dice cuanto fluido eléctrico será necesario para dejarlo pasar. Normalmente, la manera en que trabaja un chip ROM necesita la perfecta programación y todos los datos necesarios cuando es creado. No se puede variar una vez que está creado. Si algo es incorrecto o hay que actualizar algo, hay que descartarlo y empezar con uno nuevo. Crear la plantilla original de un chip ROM es normalmente laborioso dando bastantes problemas, pero una vez terminado, los beneficios son grandes. Una vez terminada la plantilla, los siguientes chips pueden costar cantidades ridículas.
PROCESADOR
|
Bus de direcciones
|
Bus de datos
|
8086
|
20
|
16
|
8088
|
20
|
8
|
80186
|
20
|
16
|
80188
|
20
|
8
|
80286
|
24
|
16
|
80386 SX
|
32
|
16
|
80386 DX
|
32
|
32
|
80486 DX
|
32
|
32
|
80486 SX
|
32
|
32
|
PENTIUM
|
32
|
64
|
PENTIUM PRO
|
32
|
64
|
Este mismo concepto es también la razón por la cual al utilizar tarjetas de ampliación en un PC surgen problemas una y otra vez, si hay dos tarjetas que reclaman para ellas el mismo campo de dirección o campos de dirección que se solapan entre ellos.
Los datos en si no se mandan al bus de direcciones sino al bus de datos. El bus XT tenía solo 8 bits con lo cual sólo podía transportar 1 byte a la vez. Si la CPU quería depositar el contenido de un registro de 16 bits o por valor de 16 bits, tenía que desdoblarlos en dos bytes y efectuar la transferencia de datos uno detrás de otro.
De todas maneras para los fabricantes de tarjetas de ampliación, cuyos productos deben atenderse a este protocolo, es de una importancia básica la regulación del tiempo de las señales del bus, para poder trabajar de forma inmejorable con el PC. Pero precisamente este protocolo no ha sido nunca publicado por lBM con lo que se obliga a los fabricantes a medir las señales con
la ayuda de tarjetas ya existentes e imitarlas. Por lo tanto no es de extrañar que se pusieran en juego tolerancias que dejaron algunas tarjetas totalmente eliminadas.
ESTRUCTURACIÓN DE LOS BUSES
Existen dos organizaciones físicas de operaciones E/S que tienen que ver con los buses que son:
Bus único
Bus dedicado
La primera gran diferencia entre estas dos tipos de estructuras es que el bus único no permite un controlador DMA (todo se controla desde la CPU), mientras que el bus dedicado si que soporta este controlador.
El bus dedicado trata a la memoria de manera distinta que a los periféricos (utiliza un bus especial) al contrario que el bus único que los considera a ambos como posiciones de memoria (incluso equipara las operaciones E/S con las de lectura/escritura en memoria). Este bus especial que utiliza el bus dedicado tiene 4 componentes fundamentales:
Datos: Intercambio de información entre la CPU y los periféricos.
Control: Lleva información referente al estado de los periféricos (petición de interrupciones).
Direcciones: Identifica el periférico referido.
Sincronización: Temporiza las señales de reloj.
La mayor ventaja del bus único es su simplicidad de estructura que le hace ser más económico, pero no permite que se realice a la vez transferencia de información entre la memoria y el procesador y entre los periféricos y el procesador.
Por otro lado el bus dedicado es mucho más flexible y permite transferencias simultáneas. Por contra su estructura es más compleja y por tanto sus costes son mayores.
EL BUS XT y EL BUS ISA (AT)
Cuando en 1980 IBM fabricó su primer PC, este contaba con un bus de expansión conocido como XT que funcionaba a la misma velocidad que los procesadores Intel 8086 y 8088 (4.77 Mhz). El ancho de banda de este bus (8 bits) con el procesador 8088 formaba un tandem perfecto, pero la ampliación del bus de datos en el 8086 a 16 bits dejo en entredicho este tipo de bus (aparecieron los famosos cuellos de botella).
Dada la evolución de los microprocesadores el bus del PC no era ni mucho menos la solución para una comunicación fluida con el exterior del micro. En definitiva no podía hablarse de una autopista de datos en un PC cuando esta sólo tenía un ancho de 8 bits. Por lo tanto con la introducción del AT apareció un nuevo bus en el mundo del PC, que en relación con el bus de datos tenía finalmente 16 bits (ISA), pero que era compatible con su antecesor. La única diferencia fue que el bus XT era síncrono y el nuevo AT era asíncrono. Las viejas tarjetas de 8 bits de la época del PC pueden por tanto manejarse con las nuevas tarjetas de 16 bits en un mismo dispositivo. De todas maneras las tarjetas de 16 bits son considerablemente más rápidas, ya que transfieren la misma cantidad de datos en comparación con las tarjetas de 8 bits en la mitad de tiempo (transferencia de 16 bits en lugar de transferencia de 8 bits).
No tan solo se amplió el bus de datos sino que también se amplió el bus de direcciones, concretamente hasta 24 bits, de manera que este se podía dirigir al AT con memoria de 16 MB. Además también se aumentó la velocidad de cada una de las señales de frecuencia, de manera que toda la circulación de bus se desarrollaba más rápidamente. De 4.77 Mhz en el XT se
pasó a 8.33 Mhz. Como consecuencia el bus forma un cuello de botella por el cual no pueden transferirse nunca los datos entre la memoria y la CPU lo suficientemente rápido. En los discos duros modernos por ejemplo, la relación (ratio) de transferencia de datos ya es superior al ratio del bus.
A las tarjetas de ampliación se les ha asignado incluso un freno de seguridad, concretamente en forma de una señal de estado de espera (wait state), que deja todavía mas tiempo a las tarjetas lentas para depositar los datos deseados en la CPU.
Especialmente por este motivo el bus AT encontró sucesores de más rendimiento en Micro Channel y en el Bus EISA, que sin embargo, debido a otros motivos, hasta ahora no se han podido introducir en el mercado.
La coexistencia hoy en día de tarjetas de ampliación de 8 bits y de tarjetas de ampliación de 16 bits es problemática mientras el campo de direcciones, del cual estas tarjetas son responsables, se encuentre en cualquier área de 128 KB. El dilema empieza cuando una tarjeta de 16 bits debe señalizar mediante una línea de control al principio de una transferencia de datos, que ella
puede recoger una palabra de 16 bits del bus y que al contrario de una tarjeta de 8 bits no tiene que desdoblar la transferencia en dos bytes.
Sin embargo esta señal la tiene que mandar en un momento en el que todavía no puede saber que la dirección del bus de datos se refiere verdaderamente a ella y que por tanto tiene la obligación de contestar. Ya que de las 24 líneas de dirección que contienen la dirección deseada, hasta este momento sólo están inicializadas correctamente las líneas A17 hasta A23, con lo cual
la tarjeta reconoce sólo los bits 17 hasta 23 de la dirección. Estos sin embargo cubren siempre un área completa de 128 KB, independientemente de lo que pueda haber en los bits de dirección 0 hasta 16. La tarjeta en este momento sólo sabe si la dirección de la memoria se encuentre en el área entre 0 y 127 KB, 128 y 255, etc.
Si en este momento la tarjeta de 16 bits manda por tanto una señal para una transmisión de 16 bits, hablará de esta forma por el resto de las tarjetas que se encuentren dentro de este área. Esto podrá notarse acto seguido ya que una vez también hayan llegado al bus los bits de dirección 0 a 16, quedará claro cual es la tarjeta a la cual realmente se estaba dirigiendo. Si realmente se trata de una tarjeta de 16 bits todo irá bien. Pero si se estaba dirigiendo a una tarjeta de 8 bits, la tarjeta de 16 bits se despreocupa del resto de la transferencia y deja la tarjeta de 8 bits a su propia suerte. Ésta no podrá resolver la transferencia ya que está configurada sólo para transmisiones de 8 bits. En cualquier caso el resultado será una función de error de la tarjeta de ampliación. zonas predeterminadas llamadas bloques.
Ranuras para la
memoria RAM
Las ranuras de memoria RAM son los conectores en los cuales se conectan los módulos de memoria principal del ordenador. A estos conectores también se les denomina bancos de memoria.
Según la antigüedad de la placa podemos encontrarnos con distintos tipos de conectores:
· conectores para chips de RAM (como pequeñas pastillas negras de plástico) existentes en los más antiguos.
· conectores para módulos SIP (primera agrupación de chips de memoria en una placa) que aparecieron en placas para procesadores 286.
· Conectores SIM, similares a los SIP pero con los conectores sobre el borde del módulo, y con 30 conectores y una longitud de unos 8,5 cm., que aparecieron con los primeros procesadores 386 y permanecieron hasta la última generación de los 486
· Conectores para módulos SIMM (Single In Line Module Memory) de 72 contactos, más largos (unos 10,5 cm.) con una muesca en su punto medio.
Los módulos montan memora DRAM (Dynamic Random Access Memory) de tipo EDO o FP, y su capacidad de almacenamiento va de 8 Mb a 64Mb.
· Conectores para módulos DIMM de 168 contactos y unos 13 cm con dos muescas. Permite direccional con 64 bits frente a los 32 que permitia la SIMM. LA velocidad de trabajo es de 66, 100 y 133 MHz. Los módulos montan memoria SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) pues los módulos de DRAM EDO(Extended Data Output)/FPM(FAST Page Mode) son mucho más lentas (60-70 ns), con capacidades que van desde los 4 Mb a los 510 Mb por módulo
· Conectores DDR. Funcionan a 266 MHZ. Hay módulos de 128, 256 y 510 Mb Las velocidades de transferencia son: PC1600 1,6 GB/s, PC2100 de 2,1 GB/s, PC2700, PC3000 y PC3200.
· Conectores de memoria RIMM (Rambus Inline Memry Module).
· conectores para chips de RAM (como pequeñas pastillas negras de plástico) existentes en los más antiguos.
· conectores para módulos SIP (primera agrupación de chips de memoria en una placa) que aparecieron en placas para procesadores 286.
· Conectores SIM, similares a los SIP pero con los conectores sobre el borde del módulo, y con 30 conectores y una longitud de unos 8,5 cm., que aparecieron con los primeros procesadores 386 y permanecieron hasta la última generación de los 486
· Conectores para módulos SIMM (Single In Line Module Memory) de 72 contactos, más largos (unos 10,5 cm.) con una muesca en su punto medio.
Los módulos montan memora DRAM (Dynamic Random Access Memory) de tipo EDO o FP, y su capacidad de almacenamiento va de 8 Mb a 64Mb.
· Conectores para módulos DIMM de 168 contactos y unos 13 cm con dos muescas. Permite direccional con 64 bits frente a los 32 que permitia la SIMM. LA velocidad de trabajo es de 66, 100 y 133 MHz. Los módulos montan memoria SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) pues los módulos de DRAM EDO(Extended Data Output)/FPM(FAST Page Mode) son mucho más lentas (60-70 ns), con capacidades que van desde los 4 Mb a los 510 Mb por módulo
· Conectores DDR. Funcionan a 266 MHZ. Hay módulos de 128, 256 y 510 Mb Las velocidades de transferencia son: PC1600 1,6 GB/s, PC2100 de 2,1 GB/s, PC2700, PC3000 y PC3200.
· Conectores de memoria RIMM (Rambus Inline Memry Module).
Unicamanete los usa Intel. Son las más veloces y caras. Se distinguen pues los chips están cubiertos por una tapa metálica que actua coo protección y protección de la memoria.
Además del tipo de memoria hay que considerar la velocidad de trabajo y la capacidad, tanto del módulo como del total que soporta la aplca base. La velocidad de trabajo del módulo de memoria debe ser siempre mayor o igual a la de la placa. Hablaremos más sobre tipos de memoria en el apartado de ensamblaje, ya que existen diversas configuraciones que no son compatibles y otras que vienen determinadas por parte de la propia placa base.
AMPLIACIÓN
La velocidad de trabajo del módulo de memoria debe ser siempre mayor o igual a la de
la placa. Si se pone más cantidad de memoria que la que soporta la placa base, funcionará pero
no reconocerá el exceso d e memoria.
La velocidad de trabajo del módulo de memoria debe ser siempre mayor o igual a la de
la placa. Si se pone más cantidad de memoria que la que soporta la placa base, funcionará pero
no reconocerá el exceso d e memoria.
Aumentar la cantidad de memoria al máximo admisible es la forma más sencilla y barata de mejorar la velocidad de un ordenador y darle nueva vida.
Las placas que admiten SIMM y DIMM no suelen admitir que ambas memorias trabajen de forma simultánea. Para instalar memoria SIMM de 30 contactos hay que introducirla de forma oblicua y una vez insertada se ponen en posición vertical momento en el que suena un clik de un par de seguros metálicos que tiene. Se montan en grupos de 4,
Para instalar memoria SIMM hay que introducirla de forma oblicua y una vez insertada se ponen en posición vertical momento en el que suena un clik de un par de seguros metálicos que tiene. Cada par de módulos deben ser iguales en tamaño tipo, por lo que se deben instalar por pares,
Para instalar memoria DIMM hay que introducirla de forma vertical en su ranura y cuando está completamente insertada se cierran sobre el módulo un par de seguros.
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Chips controladores
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D: Qué es el puente Norte y
el puente sur (North and South Bridge
ORTH BRIDGE O PUENTE NORTE
El Northbridge o "puente norte” es el circuito integrado más importante del conjunto de chips que constituye el corazón de la placa madre.
¿POR QUÉ SE LLAMA NORTH BRIDGE?
Recibe el nombre por situarse en la parte superior de las placas madres con formato ATX en ordenadores de sobremesa. También es conocido como MCH (memory controller hub) en sistemas Intel y GMCH si incluye el controlador del sistema gráfico.
Su función principal es la de controlar el funcionamiento del bus del procesador, también controla las funciones de acceso desde y hastamicroprocesador, AGP o PCI-Express, memoriaRAM, vídeo integrado (dependiendo de la placa) y Southbridge. De esa forma, sirve de conexión (de ahí su denominación de "puente") entre la placa madre y los principales componentes de la PC: microprocesador, memoria RAM y tarjeta de vídeoAGP o PCI Express.
El puente norte de una placa madre, es el que determinará el número, velocidad y tipo de CPU y, la cantidad, velocidad y tipo de memoria RAM, que puede usar una computadora. La tecnología de fabricación de un Northbridge es muy avanzada, y su complejidad, comparable a la de un microprocesador moderno. Por ejemplo, en un Chipset, el Northbridge debe encargarse de soportar el bus frontal de alta velocidad que lo conecta con el procesador, es una tarea bastante exigente. Además en algunas placas tienen un adaptador de vídeo integrado lo que le añade trabajo al sistema.. Debido a esto, es el sector que más calor genera, necesitando casi siempre algún disipador de calor (a veces con un ventilador) encima del Northbridge, para mantenerlo bien refrigerado.
Ventilador Dispador
Ambos encima de un North Bridge
Un video que nos muestra que sucede si no hay un disipador o ventilador: http://www.youtube.com/watch?v=NxNUK3U73SI
SOUTH BRIDGE O PUENTE SUR
El puente sur o southbridge, es un circuito integrado que se encarga de coordinar los diferentes dispositivos de entrada, de salida y algunas otras funcionalidades de baja velocidad, dentro de la placa base.
El puente sur no está conectado a la unidad central de procesamiento, sino, que se comunica con ella indirectamente a través del puente norte. El puente sur o southbridge, es el chip que implementa las capacidades “lentas” de la placa madre, en una arquitectura chipset puente norte/puente sur. Es también conocido como I/O Controller Hub (ICH) en los sistemas Intel.
El puente sur se distingue del puente norte porque no está directamente conectado al CPU
La funcionalidad encontrada en los puentes sur actuales incluye soporte para:
El Northbridge o "puente norte” es el circuito integrado más importante del conjunto de chips que constituye el corazón de la placa madre.
¿POR QUÉ SE LLAMA NORTH BRIDGE?
Recibe el nombre por situarse en la parte superior de las placas madres con formato ATX en ordenadores de sobremesa. También es conocido como MCH (memory controller hub) en sistemas Intel y GMCH si incluye el controlador del sistema gráfico.
Su función principal es la de controlar el funcionamiento del bus del procesador, también controla las funciones de acceso desde y hastamicroprocesador, AGP o PCI-Express, memoriaRAM, vídeo integrado (dependiendo de la placa) y Southbridge. De esa forma, sirve de conexión (de ahí su denominación de "puente") entre la placa madre y los principales componentes de la PC: microprocesador, memoria RAM y tarjeta de vídeoAGP o PCI Express.
El puente norte de una placa madre, es el que determinará el número, velocidad y tipo de CPU y, la cantidad, velocidad y tipo de memoria RAM, que puede usar una computadora. La tecnología de fabricación de un Northbridge es muy avanzada, y su complejidad, comparable a la de un microprocesador moderno. Por ejemplo, en un Chipset, el Northbridge debe encargarse de soportar el bus frontal de alta velocidad que lo conecta con el procesador, es una tarea bastante exigente. Además en algunas placas tienen un adaptador de vídeo integrado lo que le añade trabajo al sistema.. Debido a esto, es el sector que más calor genera, necesitando casi siempre algún disipador de calor (a veces con un ventilador) encima del Northbridge, para mantenerlo bien refrigerado.
Ventilador Dispador
Ambos encima de un North Bridge
Un video que nos muestra que sucede si no hay un disipador o ventilador: http://www.youtube.com/watch?v=NxNUK3U73SI
SOUTH BRIDGE O PUENTE SUR
El puente sur o southbridge, es un circuito integrado que se encarga de coordinar los diferentes dispositivos de entrada, de salida y algunas otras funcionalidades de baja velocidad, dentro de la placa base.
El puente sur no está conectado a la unidad central de procesamiento, sino, que se comunica con ella indirectamente a través del puente norte. El puente sur o southbridge, es el chip que implementa las capacidades “lentas” de la placa madre, en una arquitectura chipset puente norte/puente sur. Es también conocido como I/O Controller Hub (ICH) en los sistemas Intel.
El puente sur se distingue del puente norte porque no está directamente conectado al CPU
La funcionalidad encontrada en los puentes sur actuales incluye soporte para:
- Peripheral Component Interconnect
- Bus ISA
- Bus SPI
- System Management Bus
- Controlador para el acceso directo a memoria
- Controlador de Interrupcciones
- Controlador para Integrated Drive Electronics (SATA o PATA)
- Puente LPC
- Reloj en Tiempo Real - Real Time Clock
- Administración de potencia eléctrica APM y ACPI
- BIOS
- Interfaz de sonido AC97 o HD Audio. E:Cuáles son las arquitecturas de buses y explicarlas
- BUS: Estructuras de interconexión de un Sistema computacionalUn sistema computacional es un sistema complejo que puede llegar a estar constituido por millones de componentes electrónicos elementales.Esta naturaleza multinivel de los sistemas complejos es esencial para comprender tanto su descripción como su diseño. En cada nivel se analiza su estructura y su función en elsentido siguiente:Estructura: La forma en que se interrelacionan las componentesFunción: La operación de cada componente individual como parte de la estructuraPor su particular importancia se considera la estructura de interconexión tipo bus.BUSINTRODUCCIÓNA pesar de que el bus tiene una significación muy elemental en la forma de funcionamiento de un sistema de ordenador, el desarrollo del bus del PC representa uno de los capítulos más oscuros en la historia del PC. Aunque lBM intentó conseguir un sistema abierto y de hacer pública todo tipo de información, interrumpió la documentación de los pasos exactos de las señales del bus, seguramente bajo el supuesto de que nadie necesitaría esta información.EI bus representa básicamente una serie de cables mediante los cuales pueden cargarse datos en la memoria y desde allí transportarse a la CPU. Por así decirlo es la autopista de los datos dentro del PC ya que comunica todos los componentes del ordenador con el microprocesador. El bus se controla y maneja desde la CPU.El objetivo de conectar una tarjeta a un bus de expansión es que ésta funcione como si estuviera directamente conectada al procesador. Con el fin de hacer factible estas características el bus de expansión XT presentaba el mismo ancho de bus (8 bits) y operaba a la misma velocidad de reloj (4.77 MHz) que el propio procesador 8088.Con la evolución de los procesadores también hubo una revolución en los buses que se habían quedado obsoletos. Así cuando en 1984 IBM presenta el PC AT (con el procesador Intel 80286) se rompió la aparentemente inquebrantable relación entre bus y microprocesador. Aunque en la practica el reloj del procesador de un AT funciona a la misma velocidad que su reloj de bus, IBM había abierto la puerta a la posibilidad de que este último fuese más rápido que el reloj del bus. Así pues el bus que incorporó el AT fue de un ancho de banda de 16 bits funcionando a 8.33 Mhz. Este enfoque de diseño no oficial se denominó oficialmente ISA (Industry Standard Arquitecture) en 1988.Puesto que el bus ISA ofrecía algunas limitaciones En IBM se desarrolló otro tipo de bus que funcionaba a 10 Mhz y que soportaba un ancho de banda de 32 bits. Este bus se monto en la gama PS/2. El gran problema de este bus es que no era compatible con los anteriores y necesitaba de tarjetas de expansión especialmente diseñadas para su estructura.Como el mercado necesitaba un bus compatible ISA que fuese más rápido, la mayoría de fabricantes establecieron las especificaciones del bus EISA (Extended ISA) que ensanchaba la ruta de datos hasta 32 bits, sin embargo la necesidad de compatibilidad con ISA hizo que este nuevo bus tuviese que cargar con la velocidad básica de transferencia de ISA (8.33 Mhz).Pero la gran revolución estaba por llegar. Por un lado los procesadores Intel 80486 y por otro la invasión en el mercado de los sistemas gráficos como Windows hicieron necesario la aparición de un nuevo tipo de bus que estuviese a la altura de estos hitos. Al manejarse gráficos en color se producían grandes cuellos de botella al pasar del procesador al bus ISA (el 80486 funcionaba a 33 Mhz y el bus ISA a 8.33 Mhz). La solución era enlazar el adaptador gráfico y otros periféricos seleccionados directamente al microprocesador. Es aquí donde surgen los buses locales. Fue VESA ( un organismo de estandarización de dispositivos de vídeo) quién presentó el primer tipo de bus local. Se le llamo VESA LOCAL BUS (VLB). Este tipo de bus revolucionó el mercado ya que permitía una velocidad de 33 Mhz pudiéndose alcanzar una máxima de 50 Mhz y su ancho debanda era de 32 bits (aunque en su especificación 2.0 se alcanzan los 64 bits).En el año 1992 Intel presentó un nuevo bus local llamado PCI, que aunque no mejoró el rendimiento del VLB, superó las carencias que presentaba este bus que estaba orientado al diseño de los procesadores 80486. Así pues el PCI se desarrolló como un bus de futuro. La velocidad de este bus era inicialmente de 20 Mhz y funcionaba a 32 bits, aunque en la actualidad suvelocidad de transferencia alcanza los 33 Mhz y su ancho de banda llega hasta los 64 bits. Otra característica de este tipo de bus es la posibilidad de que se le conecten tarjetas que funcionen a distintos voltajes.FUNCIONAMIENTOEn el bus se encuentran dos pistas separadas, el bus de datos y el bus de direcciones. La CPU escribe la dirección de la posición deseada de la memoria en el bus de direcciones accediendo a la memoria, teniendo cada una de las líneas carácter binario. Es decir solo pueden representar 0 o 1 y de esta manera forman conjuntamente el numero de la posición dentro de la memoria (es decir: la dirección). Cuanto mas líneas haya disponibles, mayor es la dirección máxima y mayor es la memoria a la cual puede dirigirse de esta forma. En el bus de direcciones original habían ya 20 direcciones, ya que con 20 bits se puede dirigir a una memoria de 1 MB y esto era exactamente lo que correspondía a la CPU.Esto que en le teoría parece tan fácil es bastante mas complicado en la práctica, ya que aparte de los bus de datos y de direcciones existen también casi dos docenas más de líneas de señal en la comunicación entre la CPU y la memoria, a las cuales también se acude. Todas las tarjetas del bus escuchan, y se tendrá que encontrar en primer lugar una tarjeta que mediante el envío de una señal adecuada indique a la CPU que es responsable de la dirección que se ha introducido. Las demás tarjetas se despreocupan del resto de la comunicación y quedan a la espera del próximo ciclo de transporte de datos que quizás les incumba a ellas.PROCESADORBus de direccionesBus de datos8086201680882088018620168018820880286241680386 SX321680386 DX323280486 DX323280486 SX3232PENTIUM3264PENTIUM PRO3264Este mismo concepto es también la razón por la cual al utilizar tarjetas de ampliación en un PC surgen problemas una y otra vez, si hay dos tarjetas que reclaman para ellas el mismo campo de dirección o campos de dirección que se solapan entre ellos.Los datos en si no se mandan al bus de direcciones sino al bus de datos. El bus XT tenía solo 8 bits con lo cual sólo podía transportar 1 byte a la vez. Si la CPU quería depositar el contenido de un registro de 16 bits o por valor de 16 bits, tenía que desdoblarlos en dos bytes y efectuar la transferencia de datos uno detrás de otro.De todas maneras para los fabricantes de tarjetas de ampliación, cuyos productos deben atenderse a este protocolo, es de una importancia básica la regulación del tiempo de las señales del bus, para poder trabajar de forma inmejorable con el PC. Pero precisamente este protocolo no ha sido nunca publicado por lBM con lo que se obliga a los fabricantes a medir las señales conla ayuda de tarjetas ya existentes e imitarlas. Por lo tanto no es de extrañar que se pusieran en juego tolerancias que dejaron algunas tarjetas totalmente eliminadas.ESTRUCTURACIÓN DE LOS BUSESExisten dos organizaciones físicas de operaciones E/S que tienen que ver con los buses que son:Bus únicoBus dedicadoLa primera gran diferencia entre estas dos tipos de estructuras es que el bus único no permite un controlador DMA (todo se controla desde la CPU), mientras que el bus dedicado si que soporta este controlador.El bus dedicado trata a la memoria de manera distinta que a los periféricos (utiliza un bus especial) al contrario que el bus único que los considera a ambos como posiciones de memoria (incluso equipara las operaciones E/S con las de lectura/escritura en memoria). Este bus especial que utiliza el bus dedicado tiene 4 componentes fundamentales:Datos: Intercambio de información entre la CPU y los periféricos.Control: Lleva información referente al estado de los periféricos (petición de interrupciones).Direcciones: Identifica el periférico referido.Sincronización: Temporiza las señales de reloj.La mayor ventaja del bus único es su simplicidad de estructura que le hace ser más económico, pero no permite que se realice a la vez transferencia de información entre la memoria y el procesador y entre los periféricos y el procesador.Por otro lado el bus dedicado es mucho más flexible y permite transferencias simultáneas. Por contra su estructura es más compleja y por tanto sus costes son mayores.EL BUS XT y EL BUS ISA (AT)Cuando en 1980 IBM fabricó su primer PC, este contaba con un bus de expansión conocido como XT que funcionaba a la misma velocidad que los procesadores Intel 8086 y 8088 (4.77 Mhz). El ancho de banda de este bus (8 bits) con el procesador 8088 formaba un tandem perfecto, pero la ampliación del bus de datos en el 8086 a 16 bits dejo en entredicho este tipo de bus (aparecieron los famosos cuellos de botella).Dada la evolución de los microprocesadores el bus del PC no era ni mucho menos la solución para una comunicación fluida con el exterior del micro. En definitiva no podía hablarse de una autopista de datos en un PC cuando esta sólo tenía un ancho de 8 bits. Por lo tanto con la introducción del AT apareció un nuevo bus en el mundo del PC, que en relación con el bus de datos tenía finalmente 16 bits (ISA), pero que era compatible con su antecesor. La única diferencia fue que el bus XT era síncrono y el nuevo AT era asíncrono. Las viejas tarjetas de 8 bits de la época del PC pueden por tanto manejarse con las nuevas tarjetas de 16 bits en un mismo dispositivo. De todas maneras las tarjetas de 16 bits son considerablemente más rápidas, ya que transfieren la misma cantidad de datos en comparación con las tarjetas de 8 bits en la mitad de tiempo (transferencia de 16 bits en lugar de transferencia de 8 bits).No tan solo se amplió el bus de datos sino que también se amplió el bus de direcciones, concretamente hasta 24 bits, de manera que este se podía dirigir al AT con memoria de 16 MB. Además también se aumentó la velocidad de cada una de las señales de frecuencia, de manera que toda la circulación de bus se desarrollaba más rápidamente. De 4.77 Mhz en el XT sepasó a 8.33 Mhz. Como consecuencia el bus forma un cuello de botella por el cual no pueden transferirse nunca los datos entre la memoria y la CPU lo suficientemente rápido. En los discos duros modernos por ejemplo, la relación (ratio) de transferencia de datos ya es superior al ratio del bus.A las tarjetas de ampliación se les ha asignado incluso un freno de seguridad, concretamente en forma de una señal de estado de espera (wait state), que deja todavía mas tiempo a las tarjetas lentas para depositar los datos deseados en la CPU.Especialmente por este motivo el bus AT encontró sucesores de más rendimiento en Micro Channel y en el Bus EISA, que sin embargo, debido a otros motivos, hasta ahora no se han podido introducir en el mercado.La coexistencia hoy en día de tarjetas de ampliación de 8 bits y de tarjetas de ampliación de 16 bits es problemática mientras el campo de direcciones, del cual estas tarjetas son responsables, se encuentre en cualquier área de 128 KB. El dilema empieza cuando una tarjeta de 16 bits debe señalizar mediante una línea de control al principio de una transferencia de datos, que ellapuede recoger una palabra de 16 bits del bus y que al contrario de una tarjeta de 8 bits no tiene que desdoblar la transferencia en dos bytes.Sin embargo esta señal la tiene que mandar en un momento en el que todavía no puede saber que la dirección del bus de datos se refiere verdaderamente a ella y que por tanto tiene la obligación de contestar. Ya que de las 24 líneas de dirección que contienen la dirección deseada, hasta este momento sólo están inicializadas correctamente las líneas A17 hasta A23, con lo cualla tarjeta reconoce sólo los bits 17 hasta 23 de la dirección. Estos sin embargo cubren siempre un área completa de 128 KB, independientemente de lo que pueda haber en los bits de dirección 0 hasta 16. La tarjeta en este momento sólo sabe si la dirección de la memoria se encuentre en el área entre 0 y 127 KB, 128 y 255, etc.Si en este momento la tarjeta de 16 bits manda por tanto una señal para una transmisión de 16 bits, hablará de esta forma por el resto de las tarjetas que se encuentren dentro de este área. Esto podrá notarse acto seguido ya que una vez también hayan llegado al bus los bits de dirección 0 a 16, quedará claro cual es la tarjeta a la cual realmente se estaba dirigiendo. Si realmente se trata de una tarjeta de 16 bits todo irá bien. Pero si se estaba dirigiendo a una tarjeta de 8 bits, la tarjeta de 16 bits se despreocupa del resto de la transferencia y deja la tarjeta de 8 bits a su propia suerte. Ésta no podrá resolver la transferencia ya que está configurada sólo para transmisiones de 8 bits. En cualquier caso el resultado será una función de error de la tarjeta de ampliación.F: Cuál es la diferencia entre puerto y conectorPuertos y conectores de E/SEste trabajo proporciona información acerca de los puertos y conectores de entrada/salida (E/S) del panel posterior del equipo. Los puertos y conectores de E/S del panel posterior del sistema son puertas de enlace a través de las cuáles el equipo se comunica con los dispositivos externos tales como el teclado, el mouse, la impresora y el monitor. La Figura identifica los puertos y conectores de E/S para su sistema.Puertos serie y paraleloLos dos puertos serie integrados usan conectores tipo D-subminiatura de 9 patas en el panel posterior. Estos puertos son compatibles con dispositivos como módems externos, impresoras o los mouse que requieren transmisión de datos en serie (la transmisión de la información de un bit en una línea). La mayoría del software utiliza el término COM (derivado de comunicaciones) seguido de un número para designar un puerto serie (por ejemplo, COM1 ó COM2). Las opciones predeterminadas para los puertos serie integrados del sistema son COM1 y COM2. El puerto paralelo integrado usa un conector tipo D-subminiatura de 25 patas en el panel posterior del sistema. Este puerto de E/S envía datos en formato paralelo (ocho bits de datos, formando un byte, se envían simultáneamente sobre ocho líneas individuales en un solo cable). El puerto paralelo se utiliza principalmente para impresoras.La mayoría de los software usan el término LPT (por impresor en línea) más un número para designar un puerto paralelo (por ejemplo, LPT1). La opción predeterminada del puerto paralelo integrado del sistema es LPT1.Conectores para teclado y mouseLos equipos modernos utilizan un teclado estilo Personal System/2 (PS/2) y admite un Mouse compatible con el PS/2. Los cables de ambos dispositivos se conectan a conectores DIN (Deutsche Industrie Norm) miniatura de 6 patas en el panel posterior del equipo. Un Mouse compatible con el equipo PS/2 funciona de la misma manera que un Mouse serie convencional industrial o un Mouse de bus, a excepción de que tiene su propio conector dedicado, el cual evita la utilización de los puertos serie y no requiere una tarjeta de expansión.Los circuitos dentro del mouse detectan el movimiento de una esfera pequeña y envían al equipo información sobre la dirección. El controlador de software del mouse le puede dar prioridad al mouse para ser atendido por el microprocesador activando la línea IRQ12 cada vez que ocurre nuevo movimiento del mouse.El controlador de software también transfiere los datos del mouse a la aplicación que se encuentra en control.Conector de vídeoEl equipo utiliza un conector D subminiatura de alta densidad de 15 patas en el panel posterior para conectar al equipo un monitor compatible con el estándar VGA (Video Graphics Array [Arreglo de gráficos de vídeo]). Los circuitos de vídeo en la placa base sincronizan las señales que controlan los cañones de electrones rojo, verde y azul en el monitor.Conectores USBSu sistema contiene dos conectores USB (Universal Serial Bus [bus serie universal) para conectar dispositivos compatibles con el estándar USB. Los dispositivos USB son generalmente periféricos, tales como teclados, mouse, impresoras y altavoces de computadora.En un principio teníamos la interfaz serie y paralelo, pero era necesario unificar todos los conectores creando uno más sencillo y de mayores prestaciones. Así nació el USB (Universal Serial Bus) una de las mayores revoluciones en la computación, una tecnología que dejó completamente en el olvido la forma de interconectar periféricos a las computadoras, la expandibilidad, la sencillez de configuración y uso del hardware....
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