Bueno, en el capítulo anterior dimos los microprocesadores, y os inicié con nuevos conceptos que, van a continuar con este capítulo porque, la placa base (o llamada también placa madre o PCB, acrónimo de PC Board) es la placa electrónica que enlaza al microprocesador con el resto de componentes de tu pc. Siguiendo con las comparaciones toscas, la placa base es como el cuerpo humano, el tronco de una persona. Y es un elemento tan importante como el propio microprocesador. Es más, la placa base tiene que estar en perfecta unión con el microprocesador, para que todo funcione correctamente, porque en caso contrario, el pc no trabajará bien o simplemente no trabajará (y si te equivocas mucho incluso tendrás fuegos artificiales gratuitos).
Placa base de ejemplo
A. composición placa base.
Bien, empiezo, no os alarmeis ni nada. Que no os de miedo la placa base. La vamos a dar poco a poco con los principales componentes que tienen genéricamente, explicando poco a poco qué tiene; qué es lo que podemos encontrar en ella. Evidentemente, cuanto más cara sea, más cosas tendrá. Yo voy a coger una placa base para un solo microprocesador. Hay placas bases más grandes, para varios micros, o con otras características, que se usan en servidores, pero vamos a lo sencillo. ¿Qué es lo que llevan?
1. Conector de alimentación.
Como ya os expliqué en el capítulo 4, la alimentación de la placa es importante. En el caso del ejemplo es una ATX12V, dos conectores independientes, pero ya os comenté que hay distintas alimentaciones. En la gran mayoría de placas bases existen dos alimentaciones, una para la placa en sí, y otra para el microprocesador, esto hay que tenerlo mucho en cuenta. La más extensa es la del tipo ATX-ATX2, que ya vimos en el capítulo de F.A.
2. El zócalo (socket) para el microprocesador.
En este caso, es un LGA 1155. Si miráis el listado del capítulo anterior, veréis que pertenece a Intel. Cuando compráis la placa base (porque os estáis montando un pc o se os ha roto y tenéis que cambiarla), siempre tenéis que, o bien leer las características técnicas (que deberíais de entender cuando acabéis el curso) o bien preguntar para qué microprocesadores es la placa base. En este caso, es una placa base para Intel Core i3/i5/i7 y supongo que i9, ya que no es nueva nueva del todo.
3. Las ranuras de memoria, técnicamente se llaman slots de memoria.
¡Ojo! Al igual que en los microprocesadores, también hay que saber para qué tipos de memoria es la placa base. Os ampliaré esto cuando demos el capítulo de memorias pero, por el momento, esta placa base es para memorias DDR3. En este caso tiene 4 slots de memoria, es decir, como máximo tan solo podréis poner 4 placas de memoria. Ver mas abajo apartado ranuras de expansión.
4. El reloj.
Se le llama simbólicamente reloj, porque genera una frecuencia de pulsos cuadrados para que trabaje el microprocesador. Si os recordáis en el capítulo pasado, esta señal de frecuencia entra en el microprocesador para indicarle los pulsos de trabajo. Su principal componente es un cristal de silicio, que tiene la particularidad de vibrar a una frecuencia determinada. Y esta velocidad es la velocidad de trabajo del microprocesador, que es la velocidad que se os muestra en los microprocesadores, en sus características.
5. La famosa BIOS.
BIOS es un acrónimo del inglés, Basic Input Output System o Sistema Básico de Entrada y Salida. Lo forma un circuito integrado más, que se encuentra en la placa base. Es un integrado muy especial. En ciertas placas base vienen 2 integrados, en vez de uno. Este circuito integrado, en sus principios era un modelo programable llamado EEPROM, algo así como Memoria de Solo Lectura Programable Eléctricamente, para que lo entendáis, que, con el tiempo y la mejora de la tecnología, se ha ido perfeccionando. Es un tipo de memoria ROM (Read Only Memory) o solo lectura, en su concepto. En el capítulo de las memorias, os explicaré más detalladamente esto.
Bien, ¿Para que sirve la BIOS? En la BIOS, contiene el código máquina necesario para que un PC arranque, así como su configuración. Sin la BIOS, la placa base no sirve de nada. Os he comentado que en algunas placas base vienen 2. Pues una es programable y la otra es una ROM que no se puede modificar. Esto viene excelentemente bien para recuperar la configuración de fábrica, si hemos tocado un parámetro de la BIOS erróneamente en la programable, y no sabemos como iba.
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Las marcas de BIOS más famosas son la AMI BIOS de la compañía America Megatrends, la AWARD BIOS, que pasó a llamarse Phoenix Tecnologies, tras una compra de industrias.
Dentro de la BIOS podemos incluir la batería de botón de litio. Normalmente son del tipo CR2032 o similares. Esta batería preserva los datos modificados en la BIOS. Suelen durar entre unos 5 y 7 años, aunque es muy relativo. Cuando arrancas tu pc y ves que has perdido la configuración y la hora, es síntoma más que suficiente que la batería está gastada y hay que cambiarla por una nueva. ¡Claro! Eso suponiendo que tu pc (afortunada y lamentablemente) te ha durado eso. Por supuesto, hay que volver a arreglar la configuración de la BIOS. Pensaré si hacer/añadir otro capítulo explicando las configuraciones de las BIOS, ya que esto se requiere de un nivel técnico medio o superior, y este curso es inicial.
6. El chipset.
El chipset es otro circuito integrado, con un número elevado de transistores, como el microprocesador, y el segundo en importancia. Por seguir con mi tosca comparación con el cuerpo humano, el chipset sería como la columna vertebral. Se encarga de recoger los datos del resto de la placa base y pasárselos al microprocesador y a la inversa. Ni que decir tengo, el chipset tiene que ser específicamente uno que vaya exclusivamente con el microprocesador que coloquemos. No puedes poner un chipset de AMD para un micro Intel, y ni siquiera puedes poner un chipset de Intel Pentium 4 para un microprocesador Intel i7. Debe ser el que le corresponde.
Afortunadamente, el chipset viene soldado a la placa base. Por tanto, cuando se compra una placa base, se debe de especificar para que microprocesador es, así el chipset ya será el que tiene que ser.
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Os explico un poco de historia de que era y en que se ha convertido, para que tengáis un ligero conocimiento de lo que es y para que sirve el chipset.
Con los primero microprocesadores, existía un pequeño problema a la hora de acceder a la memoria. Cuando el microprocesador pedía lectura de memoria, leía la posición y listo, Como sabéis, en binario hay dos estados, o 0 o 1, no hay más, o eso no es bien bien del todo cierto. Cuando el microprocesador pedía a través del bus de control escritura de memoria, debía estar en lectura. Me refiero a que o bien era lectura de memoria, o bien escritura (dos estados).
Pues bien, ¿que sucede si no queremos ni leer ni escribir en la memoria?
Bien, esto se solucionó poniendo un integrado entre el microprocesador y las memorias fisicas, tanto para el bus de datos como en el de direcciones, gestionado a través del bus de control. Este integrado primigenio, era un integrado con lo que llamamos buffer (o caché) tri-state o tres estados. Es decir, si tenemos una tensión de 0v (±20%) se considera un cero binario o lectura de memoria, 5v/3'3v (±20%) se considera un 1 binario, a lo que se traduce como una escritura de memoria, y si tenemos un valor comprendido entre estas tensiones se considera un tercer estado (tri-state), por lo cual se sobreentiende que el microprocesador ni quiere leer memoria ni escribir en ella. Por tanto, en un micro de 8 bits, tiene 8 buffers tri-state y en uno de 64 bits tiene 64 buffers tri-state para su Bus de Datos. De esa forma, el microprocesador controla en todo momento su acceso a memoria.
Pues bien, la cosa se complica un poquito más. Con la llegada de soportes de grabación, discos duros, etc. Pasaba lo mismo. Este integrado buffer tri-state se empezó a perfeccionar hasta llegar al punto de ser lo que hoy conocemos como el chipset. Se encarga de la gestión de los datos que vienen y van al microprocesador. Y de ahí su importancia.
Bien, os he comentado anteriormente que és lo que este buffer tri-state primigenio realizaba. Pues la cosa no acaba aquí. Había otro problema añadido. La velocidad entre el micro y la la placa dónde se colocaba. Ambas velocidades eran (y son en la actualidad) diferentes.
El problema se solucionó colocando una memoria RAM especial entre el buffer y el microprocesador. Esta memoria servía para adaptar las distintas velocidades de trabajo. En Intel, este bus que comunicaban el micro y el chipset se le llama FSB (acrónimo de Front Side Bus o Bus de la parte Frontal).
Seguimos. Sobretodo tener en cuenta eso, que la velocidad del microprocesador es mucho más grande que la de la placa base.
Pues bien, a esta memoria, con el tiempo, se le empezó a llamar memoria puente (bridge), llegando al concepto casi actual de lo que ahora llamamos como Northbridge y Southbridge, encargándose la Northbridge solamente del acceso a la RAM y la AGP (lo explico después) y el Southbridge al resto de dispositivos (discos duros y demás componentes).
Dije que es este concepto es casi actual porque, con los últimos microprocesadores (sobretodo con los i3, i5, i7 e i9), estos puentes vienen ya incorporados con el microprocesador, dejando de estar en la placa base.
Acabo de explicar qué es el chipset. Normalmente, este chipset viene con su propio disipador de calor, pero no siempre. En el ejemplo el chipset es el Z77 de Intel.
Pero antes de continuar, voy a hacer un pequeño inciso. Hasta ahora, había explicado (a medias) lo que era un bus. Por si no había quedado claro del todo, lo termino de explicar.
7. Buses, puertos y ranuras de expansión (slots).
a. Un bus es una serie de líneas de cableado o conexiones físicas por donde se comparte la información. Ya expliqué que en el microprocesador hay 3, el bus de datos, el de direcciones y el de control, y por tanto, en la placa base también hay, al menos esos 3. De hecho hay más. Añado además que, los buses suelen ser bi-direccionales (ida y vuelta).
b. ¿A dónde va a parar cada bus? Bien, cada bus va a parar a un Puerto (como si fuera el de los barcos). Cada puerto conecta un dispositivo concreto.
c. ¿qué particularidad tienen los puertos? Según el puerto que sea, tiene un conector u otro distinto. No os preocupéis, vamos a dar los más importantes en este capítulo, tanto antiguos como nuevos.
d. Ranuras de expansión. No dejan de ser puertos eléctricamente hablando, pero estos se encuentran básicamente dentro de la torre y no son accesibles desde fuera, cosa que los puertos si.
A. Tipos de puertos:
1. Serie. (obsoleto). Conector DB9. Sustituido por el USB. Comunicaciones, router y otros.
2. Paralelo. (obsoleto). Conector DB25. Sustituido por el USB. Comunicaciones. Impresoras y otros.
3. Centronics. (obsoleto). Sustituido por el USB. Comunicaciones. Impresoras y otros.
4. USB. Actual. Comunicaciones. Cualquier dispositivo.
5. Thunderbolt. Actual. Una variante del USB. Comunicaciones.
6. VGA. (Prácticamente obsoleto). Vídeo. Monitores.
7. DVI. (Prácticamente obsoleto). Vídeo. Monitores.
8. HDMI. Actual. Vídeo. Monitores y televisiones.
9. S-Video. (muy poco usado, prácticamente obsoleto). Vídeo. Video compuesto para otros equipos de vídeo.
10. DisplayPort. Actual. Parecido al HDMI. Video. Monitores.
11. Ethernet. Actual. Redes. Conector RJ45.
12. Audio. Actual. mini-jacks. Audio. Altavoces, micrófono y otros.
13. S/PDIF. Actual. Audio digital. Poco usado.
14. PS/2. (obsoleto). Sustituido por USB. Teclado, ratones y otros.
15. AT. (obsoleto). Usado como comunicaciones de audio y vídeo.
16. F-connector (coaxial). (Poco usado y obsoleto). Vídeo compuesto y radiofrecuencia.
17. SCSI. (obsoleto). Comunicaciones. Conexión con otros dispositivos.
18. SATA. Actual. Comunicaciones. Discos duros, reproductores y grabadores de DVD, otros dispositivos. Actualmente muy utilizada.
19. PCMCIA. (obsoleto). Portátiles. Comunicaciones. Conectar otros dispositivos.
20. Firewire. Actual pero cada vez más en desuso. Comunicaciones. Conexión con otros dispositivos.
Imágenes de conectores de puertos citados anteriormente.
B. Ranuras de expansión (slots de expansión).
1. ISA, EISA.
(Obsoletas). Sustituido por ranura expansión PCI. Conectaba dispositivos.
2. VESA.
(Obsoleta). Sustituida por ranura expansión PCI. Targetas de vídeo muy antiguas.
3. PCI.
(Prácticamente obsoleta). Sustituida por PCIe, SATA y AGP. En esta ranura se conectaban targetas de red, de sonido, de vídeo y otros dispositivos.
4. PCIe.
Actual. Llamada también como PCI-Express (es lo mismo). Sustituye a las anteriores. Se conectan desde targetas de vídeo, sonido, de red, etc. Los hay de varios tamaños, según su velocidad. Actualmente, es la ranura que viene en todas las placas bases y la más utilizada.
5. AMRS.
(Obsoleta). Es una ranura para audio, que se utiliza poco. Con las PCIe ha quedado en desuso.
6. AGP.
(Prácticamente obsoleta). Solo la encontrarás en placas bases viejas. Sustituyó a las PCI exclusivamente para las targetas de video por su bus de mayor velocidad. Las targetas de vídeo más potentes y actuales van en PCIe.
7. CNR.
(obsoleta). Es una ranura especial para tarjetas de red y modems. Ya no se utiliza. Las PCIe las sustituye.
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Placa base normalita.
C. Conectores internos de placa base no citados anteriormente.
1. Jumpers.
Hay jumpers para distintas cosas. Los jumpers o briges (puentes) son unos pequeños pines (conectores individuales) metálicos que bien sirven para:
a. Configuración interna.
Hacer una elección de configuración en la placa base para habilitar o deshabilitar alguna función de la placa. En el manual de instrucciones de la placa os vendrá detalladamente cuantos jumpers hay y para que son.
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b. Conectar los USB's internos.
A pesar de ya contar USB's laterales externos, bastantes veces hay USB's frontales en vuestra torre.
Tenéis que tener presente que los USB (primeras versiones de USB) tiene 4 pines. +Vcc (positivo), negativo, Señal + y señal -. Se trata de poner los conectores en los pins correspondientes (ya te lo indican).
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c. Arranque PC.
Existen otros pines, para la parte frontal también, que sirven para leds y encendido del pc, con el botón de encendido.
Normalmente suelen ser entre 8 y 12 pines juntos, y su configuración depende de cada placa base pero suele ser más o menos estándar.
Se suelen usar 9, comúnmente. Estos son:
- dos para encendido pc, que viene del botón de encendido. Suelen ser verdes. Interruptor.
- dos para el reset del pc. Suelen ser lilas. Interruptor.
- dos para indicar que el disco duro está trabajando. Ojo que estos tienen polaridad. Luz LED.
- dos para indicar que el PC está encendido, Otro con polaridad (no da igual como lo coloques, uno +Vcc, otro negativo). Luz LED.
- 1 para 5v Vcc.
d. Conectores de pines para audio.
Para conectar el audio a los lectores de CD, DVD y otros.
e. Conectores de pines para S/PDIF.
No suelen usarse mucho, pero por si hace falta, ahí están.
f. Conector de dos pines para altavoz (speaker).
Actualmente en desuso, porque ya vienen soldados pero, en alguna placa base os los podéis encontrar.
2. Conectores de alimentación para ventiladores.
Llamados como conectores SPD. Tienen cuatro pines. Se suelen utilizar 3. Vcc 12v, negativo 0v y señal.
3. Conectores para IDE (FDD) y EIDE.
Estos conectores ya están obsoletos. Tan solo para conocimiento. Para conectar lectores/grabadores de CD y DVD's viejos. Foto de abajo 👇
4. Conectores para FDC.
Obsoletos también. Son los antiguos floppys de 3 1/2" y 5 1/4".
Antigua cinta IDE/ eIDE.
5. Conectores USB versión 3.x.
Estos conectores son un poco distintos. Ver foto.
6. Conectores internos de comunicaciones.
Obsoletos. Para comunicación RS-232.
7. Conector auxiliar para lectores de CD y DVD.
Estos se usan para lectores/grabadores de CD (obsoletos) y DVD.
Bueno, estos son los principales y más utilizados puertos, ranuras de expansión y otros conectores que podemos encontrar actualmente en una placa base, y por extensión, en un PC. Continuamos con más partes internas de una placa base.
8. Vídeo (Chip GPU).
Antiguamente, las placas bases venían sin este componente. Las placas base eran más basicas. Ya desde hace muchos años, los diseñadores incluyeron la posibilidad de tener un procesador de vídeo incluido. Y así fue. La placa base incluía un integrado de video y el conjunto de electrónica suficiente para poder ver en nuestro monitor pues el trabajo normal del pc, sin requerir de una targeta de vídeo adicional para ello. Claro, obviamente es un procesador de vídeo más sencillo aunque, cada vez más, las buenas placas base van incorporando procesadores de vídeo más potentes, sobretodo los de las marcas de ATI e nVidia, punteras en el mercado. También Intel tiene su propia gama de integrados para gráficos. Pues bien, estas señales llegan a través del bus de video, a distintos puertos, incluidos en la placa base. Estos pueden ser:
- VGA, DVI, HDMI y/o DisplayPort. Antaño hubo otros sistemas, pero actualmente ya está totalmente en desuso.
Las placas de última generación salen solamente o bien con DisplayPort, con HDMI o ambos, requeriendo de adaptadores externos para otros puertos.
9. Sonido.
Una forma un poco distinta le pasó al sonido. Los primeros ordenadores venían con un integrado básico de generación de sonido. Todos recordamos aquellas canciones de 8 bits, muy características de ordenadores retro como los Spectrum, Amstrad, MSX, Comodore, etc.
Con los primeros pc's con Intel, la cosa continuó así, pero no se le dio la suficiente importancia al sonido, hast que compañías como SoundBlaster empezaron a sacar verdaderas targetas de sonido, con capacidad de samplear y reproducir música de buena calidad. Con el paso del tiempo, las grandes casas de placas base empezaron a integrar esta electrónica a las placas base, bastante completitas, descartando el uso de targetas de audio adicicionales, excepto para el sector de audio profesional, que requieren de targetas externas aparte para su uso.
Del bus de audio, aparece el puerto de audio, con distintos conectores, principalmente y como mínimo vienen dos mini-jacks, que es un tipo de conector, uno para altavoces y otro para el micro. El de altavoces es de color verde (es un estándar) y el del micrófono que es rosa.
Con la llegada del sistema de audio 5.1, aparecieron más mini-jacks, de diversos colores, para equipos de audio más exigentes. El sistema de sonido más utilizado en las placas base actualmente es el de la compañía Realtek Semiconductores.
10. Ethernet.
Con la salida de internet al mundo, los antiguos ordenadores vieron de la necesidad de conectarse a la gran red. Los primeros ordenadores que lo pudieron hacer lo hacían a través del puerto serie. Este puerto permitía a los ordenadores poner un router externo, que a bajas velocidades (Kbytes/s) a través del cable de cobre. La mejora de la tecnología hizo que las velocidades de conexión subieran, hasta el punto que las grandes casas de placas base incluyeron un módem interno o lo que se llama modem Ethernet incluido en sus placas. Un error que mucha gente malinterpreta es entender que un módem es un router. No es así. El módem permite la comunicación entre pc's pero no para entrar en la red. El router, además de módem, tiene también la opción de comunicarse. Actualmente, y lo que veréis en todas las placas, es un puerto Ethernet, donde váis a poder conectar un latiguillo con conectores RJ-45, hasta vuestro router de fibra óptica.
Es importante saber qué velocidad trabaja vuestra tarjeta ethernet. Actualmente pueden llegar a velocidades superiores al Ghz.
Integrado Realtek encargado de la red ethernet en la placa base
11. Otros dispositivos.
Paralelamente al puerto de ethernet también surgieron otros sistemas de comunicación, sobretodo en dispositivos portátiles. Los más conocidos son Bluetooth, el IRDA o inflarojos y sobretodo el WiFi. En las placas base de pc es más difícil encontrarlo, excepto en placas base de buena calidad. En esta del ejemplo no dispone.
12. El VRM.
Es otra parte de la placa base. Es el acrónimo en inglés de Voltatge Regulator Module o Módulo Regulador de Voltage. No es importante que lo supiérais pero es una parte de la electrónica de la placa base que se encarga de regular y transformar las tensiones en otras que puedan necesitarse. Las placas base siempre han tenido sus sistemas básicos de protección pero esto ha sido mejorado. En plan de necesidad ha sido un acierto (en mi opinión). Esto es tan solo a modo de conocimiento.
13. Compañías fabricantes de placas base más conocidas:
- Advantech, Albatron, Aopen, ASUS, AsRock, Biostar, Chaintech, Dell, DFI, ECS EliteGroup, FIC, Foxconn, Gigabyte Technology, iBase, iEi, Intel, Lenovo, MSI, Pc Chips, Sapphire Technology, Super Micro, Tyan, VIA, XFX y Zotac.
La placa del ejemplo es una ASUS MAXIMUS V EXTREME 1155 DDR3 ATX.
14. Tamaños de placas base:
Como modo estándar, hay 4 tamaños que podremos encontrar o solicitar en las tiendas. Estos son:
- Extended ATX.
- Standard-ATX o ATX (la que más se instala).
- Micro-ATX.
- Mini-ITX.
- Nano-ITX
- Pico-ITX.
Salido de esto, ya no es muy normal pedirlo.
Y con esto damos por finalizado el capítulo de las placas base. Sé que es mucho material pero era necesario explicarlo. Por supuesto, aquí no está todo. Quedan bastantes cosas que explicar, pero para disponer de un conocimiento elemental de la placa base es más que suficiente. Para la próxima entrega, analizamos las memorias que hay, más detenidamente.
Espero que os guste.
Saludos. 😊😉
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