Placa Base Motherboard Profesor : Mario Yuseff Segura Monroy 1

Contenido 1 Introducción 2 Conceptos Básicos 3 Estructura detallada 4 Buses importantes 5 2

Introducción 3

Introducción ¿Qué se conectan a este dispositivo? ¿Qué los controla? 4

Motherboard La Tarjeta Principal (Motherboard) es el Circuito principal de la unidad del sistema. Esta conformada por diferentes tipos de chips como: Memoria Ram y Microprocesador, ranuras de expansión, tarjetas de expansión y otros. Las Motherboard son creados por diferentes compañías para cubrir diferentes necesidades; también conocidos como systemboards. 5

Funciones Conexión física Administración, control y distribución de energía eléctrica Comunicación de datos Temporización Sincronismo Control y monitoreo 6

Estructura 7

Partes que las conforman 8

Componentes Componentes Internos Externos - PCI slots - AGP - ISA slots - Chipset - CPU socket - DIMM - CMOS - etc Externos Conectores PS/2 Puertos USB - Puertos paralelos - Puertos de juego Puertos COM Disp. Integrados - etc 9

MB, Tamaños, Factor de Formas y Estilos AT (Advanced Technology) Introducido por IBM y trabaja a 16-bit. Su forma es casi cuadrada (12 x 11 a 13 pulgadas) Baby AT Fue rediseñado para acomodar las partes de forma más efectiva y redujo el tamaño de 3.5” de ancho a 2” de ancho. ATX (Advanced Technology Extended) Todavía es el más utilizado actualmente. LPX (Low Profile Extension) Es un diseño parcialmente de propietario, desarrollado originalmente por Western Digital. 10

ATX Tiene un tamaño parecido a los demás pero la organización de las partes cambia por 90 grados de diferencia. Introdujo rango de voltajes. Puede trabajar en 3.3v, 5v y 12v. Usan los puertos PS/2 para el teclado y el mouse. 11

Tamaños de Placas Bases XT (8.5 × 11" ó 216 × 279 mm) AT (12 × 11"–13" ó 305 × 279–330 mm) Baby-AT (8.5" × 10"–13" ó 216 mm × 254-330 mm) ATX (Intel 1996; 12" × 9.6" ó 305 mm × 244 mm) EATX (12" × 13" ó 305mm × 330 mm) Mini-ATX (11.2" × 8.2" ó 284 mm × 208 mm) MicroATX (1996; 9.6" × 9.6" ó 244 mm × 244 mm) LPX (9" × 11"–13" ó 229 mm × 279–330 mm) Mini-LPX (8"–9" × 10"–11" ó 203–229 mm × 254–279 mm) 12

Tamaños de Placas Bases NLX (Intel 1999; 8"–9" × 10"-13.6" ó 203–229 mm × 254– 345 mm) FlexATX (Intel 1999; 9.6" × 9.6" ó 244 × 244 mm max.) Mini-ITX (VIA Technologies 2003; 6.7" × 6.7" ó 170 mm × 170 mm max.; 100W max.) Nano-ITX (VIA Technologies 2004; 120 mm × 120 mm max.) BTX (Intel 2004; 12.8" × 10.5" ó 325 mm × 267 mm max.) MicroBTX (Intel 2004; 10.4" × 10.5" ó 264 mm × 267 mm max.) PicoBTX (Intel 2004; 8.0" × 10.5" ó 203 mm × 267 mm max.) WTX (Intel 1998; 14" × 16.75" ó 355.6 mm × 425.4 mm) 13

Factor de Forma 14

Factor de Forma AT ATX 15

Factor de Forma 16

Factor de Forma 17

LA CANTIDAD DE PUERTOS E/S VARIAN DEACUERDO AL DISEÑO DE LA MAINBOARD 18

SISTEMA DE BUSES 19

Bus de datos: Bus de direcciones: Como su nombre indica transporta datos. Estos datos pueden ser la información que se está procesando o las instrucciones del programa que se ejecuta. El ancho en bits del bus de datos define el tamaño de la palabra del sistema informático, habitualmente es 8bits, 16bits, 32bits o 64bits. Bus de direcciones: El bus de direcciones se utiliza para indicar el origen y/o el destino de los datos. Se indica la posición de memoria a la  que se está accediendo en Cada momento. Puede tratarse de una dirección de la memoria principal. Bus de control: El bus de control proporciona señales para coordinar las diferentes tareas que se realizan en el sistema informático. Algunas de las señales que podemos encontrar: CLK: Frecuencia de reloj CS (Chip select): Activa el chip a utilizar READY: Está disponible el dispositivo ? R/W: Se trata de una operación de lectura o escritura ? 20

Chipset ¿Qué es? Componentes Principales: Secundarios: - NorthBridge - SouthBridge Secundarios: - Super I/O, Bios, SataLink, etc… 21

De la calidad y características del chipset dependerán: El chipset es el conjunto de chips que se encarga de controlar algunas funciones concretas del ordenador, como la forma en que interacciona el microprocesador con la memoria o la caché, o el control de los puertos y slots ISA, PCI, AGP, PCI Express, USB... De la calidad y características del chipset dependerán: Obtener o no el máximo rendimiento del microprocesador. Las posibilidades de actualización del ordenador. El uso de ciertas tecnologías más avanzadas de memorias y periféricos. 22

NorthBridge SouthBridge Microprocesador Memoria Ram Video Card - Controladores I/O Bus PCI (y otros) IDE y SATA Disptivos integrados Ethernet, USB. Audio. Teclado, Mouse, etc.. 23

Principales Fabricantes Intel VIA Nvidia AMD (Advanced Micro Devices). SiS (Silicon Integrated Systems Corp.). ITE (ITE Tech. Inc.). Maxwell (Maxwell technologies Inc.) 24

Buses 25

Buses INTEL 26

Buses AMD 27

Front Side Bus (FSB) El Front Side Bus, también conocido por su acrónimo FSB (bus de la parte frontal), es el tipo de bus usado como bus principal en algunos de los microprocesadores de la marca Intel para comunicarse con el chipset. Ese bus incluye señales de datos, direcciones y control, así como señales de reloj que sincronizan su funcionamiento. En los nuevos procesadores de Intel y hace tiempo en los de AMD se usan otros tipos de buses como el Intel QuickPath Interconnect y el HyperTransport respectivamente. - FSB : ¿Cuello de Botella? - AMD : HyperTransfer (5.2 GT/s) - INTEL : Quickpath (4.8 - 6.4 T/s) 28

Bus de Memoria Velocidad del Bus de Memoria depende de la tecnología de memoria utilizada. El punto es lograr que la velocidad de transferencia de este bus alcance al FSB. SDRAM DDR/DDR2/DDR3 hace overclocking para lograr altas tasas de transferencia. Especificación Típica: DDR3-1600/200MHz/800MHz/1600MT/12800 MB/s 29

Socket de CPU El zócalo o (en inglés) socket es una pieza de plástico que funciona como intermediario entre la placa base y el microprocesador. En general, cada familia de microprocesador requiere un tipo distinto de zócalo, ya que existen diferencias en el número de pines, su disposición geométrica y la interconexión requerida con los componentes de la placa base. 30

Socket 771(Intel - Server) Socket 940 (AMD - Server) Algunos sockets de Microprocesadores Socket 939 (AMD) Socket AM2 (AMD) Socket 478 (Intel) Socket 775 (Intel) Socket 771(Intel - Server) Socket 940 (AMD - Server) Socket F (AMD – Server) 31

Algunos de lo modelos de socket de INTEL y AMD PGA 370 S423 PGA 370 S423 S462 S462 S478 S479 S603 S604 S478 S479 S603 S604 S754 LGA775 S939 S940 32

SOCKETS VIGENTES PGA 370 MPGA 478 LGA 775 939 AM2 AM3 33

RANURAS DE EXPANSIÓN Los slots o ranuras de expansión son conectores de plástico con contactos eléctricos que permiten introducir distintas tarjetas de expansión para ampliar las funcionalidades de nuestro ordenador (tarjetas de vídeo, de sonido, de red, ...). Las tarjetas de expansión, por una parte liberan a la CPU de trabajo (por ejemplo, entrada y salida de datos, etc.) y por otra permiten al usuario disponer, completar o mejorar algunas características principales del ordenador (por ejemplo, sonido, video, etc.) o incluir accesorios nuevos (por ejemplo, sintonizadora de TV, módem, red local, etc.). 34

Tipos de Slots Slot ISA ( Industry Standard Arquitecture) Slot VESA (Video Electronics Standards Association) Slot PCI (Peripheral Component Interconnect) Slot AMR (El audio/módem rise) Slot CNR (Comunication and Network Riser) Slot AGP (Accelerated Graphics Port) Slot PCIe (PCI-Express) SCSI (Small Computer System Interface) 35

Tipos de Slots ISA ( negras y largas, con dos grupos de conectores separados por un espacio miden unos 14 cm (existe una versión más vieja de sólo 8,5 cm): Son ranuras de 16 contactos-bits. Funcionan a una frecuencia de reloj máxima de 8Mhz y proporcionan un máximo de 16 Mb/s de transmisión de datos, suficiente para conectar un módem o una tarjeta de sonido. Ranuras Vesa Local Bus: Se empezó a usar en los procesadores 486 y desapareció con los primeros Pentium. Se desarrolla a partir de la tecnología ISA, pudiendo ofrecer velocidades de transmisión de hasta 160 Mb/s a una frecuencia máxima de 40 Mhz. Son muy largas, unos 22 cm repartidos en tres partes, y su color suele ser negro, aunque a veces el conector del extremo es marrón o de otro color. PCI (Miden unos 8,5 cm y son de color blanco): Las ranuras PCI tienen 32 contactos-bits con una frecuencia de trabajo de 33 Mhz hasta los 133 Mhz dependiendo de la placa base. Estas ranuras son de propósito general. Se desarrollo el estándar PCI64, que permite 64 bits a 66 Mhz, que permite a los procesadores de 64 bits trabajar utilizando toda la capacidad y velocidad que tienen. 36

AGP (Puerto Acelerador Grafico) AGP (Puerto Acelerador Grafico). Este tipo de conexión permite el acceso directo de la tarjeta a la memoria principal del ordenador y se dedica exclusivamente a conectar tarjetas de vídeo 3D, por lo que suele haber sólo una.. Permiten una transferencia de 264 Mb/s a 533MB/s sobre 32 bits, dependiendo de la placa base. AMR (Audio/módem rise), también conocido como slot AMR2 o AMR3 es una ranura de expansión para dispositivos de audio o módems lanzada en 1998 y presente en placas de Intel Pentium III, Pentium IV y AMD Athlon. Cuenta con 2x23 pines divididos en dos bloques. CNR (Comunication and Network Riser), se trata de una ranura de expansión en la placa base para dispositivos de comunicaciones como módems, tarjetas de red o USB. Un poco más grande que la AMR, CNR fue introducida en febrero de 2000 por Intel para procesadores Pentium y se trataba de un diseño propietario. SCSI (Small Computer System Interface). Utilizados para conexiones externas de dispositivos ( discos, grabadoras, etc.. externas). Permite velocidades de transferencias de 40 MB/sg y 80 MB/sg. 37

PCI Express (Interconexión de Componentes Periféricos Express, también escrito PCI-E), es un bus de interconexión que permite añadir placas de expansión a un ordenador. Fue desarrollado en julio de 2002. A diferencia del bus PCI, que se ejecuta en una interfaz paralela, el bus PCI Express se ejecuta en una interfaz en serie, lo que permite alcanzar un ancho de banda mucho mayor que con el bus PCI. 38

CUADRO DE VELOCIDAD DE TRANSFERENCIA DE DATOS GRAPHICS STANDARDS POSSIBLE BANDWIDTH 16-bit ISA 16MB/s EISA 32MB/s VLB 132MB/s PCI AGP 1x 264MB/s AGP 2x 528MB/s AGP 4x 1056MB/s AGP 8x 2112MB/s PCIe x1 500MB/s (Single Data Lane - Both Directions) PCIe x2 1000MB/s (Dual Data Lane - Both Directions) PCIe x4 2000MB/s (Quadruple Data Lane - Both Directions) PCIe x8 4000MB/s (Eight Data Lane - Both Directions) PCIe x12 6000MB/s (Twelve Data Lane - Both Directions) PCIe x16 8000MB/s (4000MB/s Per Direction -Two Directions) 39

TIPO DE SLOTS SLOT ISA 16 Bits SLOT ISA 8 Bits SLOT VESA LOCAL BUS SLOT AGP SLOT PCI 40

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SOPORTE DE DISPOSITIVOS IDE PATA - SATA IDE El puerto IDE (Integrated device Electronics) o ATA (Advanced Technology Attachment) controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) y además añade dispositivos como las unidades CD-ROM. Caracterisiticas ATA-1 ATA-2 Soporta transferencias rápidas en bloque y multiword DMA. ATA-3 Es el ATA2 revisado. ATA-4 conocido como Ultra-DMA o ATA-33 que soporta transferencias en 33 MBps. ATA-5 o Ultra ATA/66. Originalmente propuesta por Quantum para transferencias en 66 MBps. ATA-6 o Ultra ATA/100. Soporte para velocidades de 100MBps. ATA-7 o Ultra ATA/133. Soporte para velocidades de 133MBps. 42

Características Name Synonym Mode (PIO/DMA) Throughput (Mb/s) ATA-1 IDE PIO mode 0 3,3 PIO mode 1 5,2 PIO mode 2 8,3 DMA mode 0 ATA-2 EIDE, Fast ATA, Fast ATA-2 PIO mode 3 11,1 PIO mode 4 16,7 DMA mode 1 13,3 DMA mode 2 ATA-3   ATA-4/ATAPI-4 Ultra-ATA/33, UDMA 33, Ultra DMA 33 UDMA mode 0 UDMA mode 1 25,0 UDMA mode 2 33,3 ATA-5/ATAPI-5 Ultra-ATA/66, UDMA 66, Ultra DMA 66 UDMA mode 3 44,4 UDMA mode 4 66,7 ATA-6/ATAPI-6 Ultra-ATA/100, UDMA 100, Ultra DMA 100 UDMA mode 5 100 ATA-7/ATAPI-7 Ultra-ATA/133, UDMA 133, Ultra DMA 133 UDMA mode 6 133 43

Serial ATA o SATA (Serial Advanced Technology Attachment) es una interfaz de transferencia de datos entre la placa base y algunos dispositivos de almacenamiento, como puede ser el disco duro, u otros dispositivos de altas. Serial ATA sustituye a la tradicional Parallel ATA o P-ATA. SATA proporciona mayores velocidades, mejor aprovechamiento cuando hay varios discos, mayor longitud del cable de transmisión de datos y capacidad para conectar discos en caliente. Características SATA I SATA II SATA Ill Frecuencia 1500 MHz 3000 MHz 6000MHz Bits/clock 1 bits/Byte 8 Velocidad real 150 MB/s 300 MB/s 600 MB/s 44

Dispositivo PATA y SATA 45

Configuración de los dispositivos IDE 46

Dispositivos SCSI 47

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FIN 50