5.1.1 Variaciones del formato ATX
Anuncio
05_Placas base_OK.qxp 27/07/2006 10:32 PÆgina 162 Ampliar, configurar y reparar su PC Otra ventaja es que en las placas ATX los puertos serie y paralelo, así como los conectores para el teclado, puertos USB y PS/2 forman un panel en la parte trasera de la placa, minimizando los posibles problemas derivados de un mal contanto. Algunas placas base con el sonido y la tarjeta de red onboard también ofrecen los conectores para estos periféricos en la parte trasera. Los conectores de la parte trasera de una placa base ATX A pesar de que aún podemos encontrar a la venta placas base de ambos formatos, las placas AT ya son muy raras de encontrar, siendo completamente sustituidas por las placas base ATX. 5.1.1 Variaciones del formato ATX Además del formato ATX tradicional, existen dos variaciones distintas del mismo formato, llamadas micro ATX y WATX (o Wide ATX). Estas dos variaciones difieren del formato ATX original sólo en el tamaño. El formato micro ATX es un formato menor de placa base, más o menos del tamaño de una placa base AT, que se usa en placas base de bajo coste. Generalmente, como estas placas incluyen pocos componentes, acaba saliendo más barato la producción de las placas base de un formato menor. Las placas base micro ATX pueden ser usadas sin problemas en torres ATX convencionales, pero una torre micro ATX no acepta una placa base del formato ATX tradicional, debido a su reducido tamaño. Una placa base microATX 162 05_Placas base_OK.qxp 27/07/2006 10:32 PÆgina 163 Placa base El formato WATX, por su parte, se usa en placas base destinadas a servidores. Generalmente, disponen de dos o cuatro encajes para procesadores y para varios módulos de memoria. Al poder disponer de muchos componentes, estas placas base son bastante mayores que las placas base ATX normales, pudiendo ser encajadas sólo en torres WATX. Una de las principales desventajas de las placas micro ATX es el hecho de que disponen de menos slots de expansión (generalmente 4 slots), distribuidos en 1 slot AGP y 3 slots PCI, o 1 AGP, 2 PCI y 1 ISA, mientras que las placas ATX disponen, normalmente, de 7 slots. Justamente por esto, el formato micro ATX es el usado en las placas base que ya vienen con la tarjeta de video y sonido onboard. 5.2 La fuente de alimentación Además del tamaño y de la disposición más práctica de las conexiones de los puertos serie, paralelos, PS/2 y USB, otra gran diferencia del formato ATX con el formato AT es la fuente de alimentación. Mientras que en el formato AT la fuente de alimentación se limita a enviar corriente, o interrumpir el suministro cuando se pulsa el botón de encendido, en el formato ATX se utiliza una fuente de alimentación más inteligente. La fuente de alimentación del formato ATX recibe órdenes directamente desde la placa base, lo que permite la introducción de nuevos recursos, como la posibilidad de desconectar el ordenador directamente desde el sistema operativo sin la necesidad de pulsar el botón de apagado, programar el ordenador para que se conecte o desconecte en un horario programado, etc. Una fuente de alimentación con todos sus cables El propio funcionamiento del botón de encendido y apagado de una torre ATX también es distinto. En primer lugar, el botón no está conectado a la fuente, como en el caso del formato AT, pero sí que está conectado al conector ATX Power Switch, un conector de dos contactos de la placa base, que queda próximo a los conectores de las luces del panel de la torre. También es distinto el comportamiento del botón cuando es pulsado. Estando el equipo encendido, un sólo toque en el botón hace que el equipo entre en modo de suspensión. Para cortar el suministro eléctrico de verdad, es necesario mantener el botón pulsado más de 4 segundos. 163 05_Placas base_OK.qxp 27/07/2006 10:32 PÆgina 164 Ampliar, configurar y reparar su PC Los conectores de la placa base para el panel de la torre Otra diferencia entre los dos formatos reside en el conector de la fuente de alimentación. En las placas base AT, el conector posee 12 contactos que reciben tensiones de 5 y 12 voltios de la fuente de alimentación. En las placas base ATX, el conector es un poco diferente, poseyendo 20 contactos y recibiendo una tensión de 3.3 voltios. 5.3 Los componentes de la placa base Independientemente de su formato o modelo, básicamente siempre encontramos los mismos componentes en una placa base. Tenemos las ranuras de expansión (llamados slots) ISA, PCI, AGP y AMR, para el encaje de las tarjetas gráfica, de sonido, módems internos y otros periféricos, soquetes para el encaje de los módulos de memoria y también del procesador; puertos serie y paralelo, controladora de la unidad de disquetes, interfaces IDE, conectores para el teclado y para la fuente de alimentación, puertos USB, reguladores de tensión y, es claro, el BIOS y el chipset. Normalmente encontraremos un diagrama en las primeras páginas del manual de nuestra placa base. Este diagrama es útil a la hora de montar un ordenador, pues nos permite localizar fácilmente los encajes y jumpers de la placa base con facilidad. Diagrama de una placa base 164 05_Placas base_OK.qxp 27/07/2006 10:32 PÆgina 165 Placa base La placa base propiamente dicha no está formada por una única placa de circuito impreso, sino que es, en realidad, un conjunto formado por varias placas prensadas. Cada una de estas placas contiene algunos de los contactos necesarios para conectar los distintos componentes, y en varios puntos tenemos los contactos que realizan la comunicación entre ellos. Esta técnica llamada MPCB o Multiple Layer Printed Circuit Board (placa de circuito impreso con varias capas), exige una tecnología punta y desarrollar el proyecto de forma muy cuidadosa, pues un mínimo error en la posición de los componentes o contactos puede generar problemas eléctricos o interferencias, poniendo en riesgo toda la estabilidad del sistema. La calidad del proyecto y las técnicas de producción usadas en la fabricación de las placas de circuito impreso son algunos de los factores que diferencian las buenas placas base de las placas base más baratas, de inferior calidad. 5.3.1 Chipset Con toda seguridad, el chipset es el componente más importante de la placa base, pues es el encargado de todo el flujo de datos entre el procesador, la memoria y los demás componentes del equipo. Los buses ISA, PCI y AGP, así como las interfaces IDE, puerto paralelo y los puertos serie están controlados por el chipset. El chipset de la placa base Internamente, el chipset está compuesto por varios chips pequeños, uno para cada función de las muchas que ejecuta. Tenemos un chip controlador para las interfaces IDE, otro para las memorias, etc. De ahí el nombre de chipset, o conjunto de chips. Existen varios modelos de chipsets, cada uno con recursos diferentes. En las placas base con un soquete 7, por ejemplo, son utilizados los chipsets i430FX, i430HX, i430VX e i430TX, fabricados por la casa Intel, además de chipsets de otros fabricantes. En las placas súper 7, predominan los chipsets Apollo MVP 3, Aladdin V y Sis, mientras que en las placas base para Pentium II encontramos, básicamente, los chipsets i440FX, i440LX, i440EX e i440BX. Más adelante, y a lo largo de los demás capítulos, veremos más detallemente algunas de las distintas funciones de los diversos chipsets. 165 05_Placas base_OK.qxp 27/07/2006 10:32 PÆgina 166 Ampliar, configurar y reparar su PC 5.3.2 BIOS BIOS significa Basic Input Output System, o en español, sistema básico de entrada y salida. El BIOS es la primera capa de software del sistema, un pequeño programa que tiene la función de iniciar el equipo. Durante el proceso de inicialización, el BIOS es el encargado de reconocer los distintos componentes de hardware instalados, dar la señal de arranque y proveer las informaciones básicas para el correcto funcionamiento del sistema. Chip del BIOS en la placa base El BIOS está grabado en un pequeño chip instalado en la placa base. Cada modelo de BIOS está personalizado para cada modelo específico de placa base, funcionando mal en un modelo inadecuadode placa base. Cuando inicializamos el sistema, el BIOS realiza un cuenteo de la memoria disponible en el sistema, identifica los dispositivos Plug & Play instalados en el equipo y realiza una comprobación general de los diversos componentes instalados. Este procedimiento es llamado POST y está destinado a verificar si existe algún tipo de error con algún componente, además de verificar si ha sido instalado algún dispositivo nuevo. Solamente después del POST, el BIOS entrega el control del equipo al sistema operativo. En ese momento es cuando aparece el mensaje Iniciando Windows XP, o cualquier otro, dependiendo del sistema operativo instalado. Después de terminar el POST, el BIOS emite un informe con la información sobre el hardware instalado en el ordenador. Este informe es una manera fácil y rápida de verificar la configuración del ordenador. Para paralizar la imagen el tiempo suficiente para conseguir leer el informe, basta con pulsar la tecla <Pausa> del teclado. Si se encuentra algún problema durante el POST, el BIOS emite señales sonoras (pitidos), indicando que existe algún problema. Vamos a estudiar el BIOS con más profundidad y examinar las configuraciones del Setup más adelante, en el capítulo dedicado a la configuración del BIOS. 166 05_Placas base_OK.qxp 27/07/2006 10:32 PÆgina 167 Placa base 5.3.3 Memoria caché L2 La memoria caché se empezó a utilizar a partir de los equipos 386. Inicialmente, la memoria caché formaba parte de la placa base, estando formada por algunos chips soldados en ella. A partir del 486, integraron una pequeña cantidad de memoria caché en el propio núcleo del procesador, pero se continuó usando memoria caché en la placa base. Entonces, apareció la distinción entre la memoria caché L1 integrada en el procesador y la memoria caché L2 que formaba parte de la placa base. Memoría caché en la placa base Con el desarrollo de las técnicas de producción los procesadores pasaron a utilizar multiplicadores cada vez mayores, haciendo que la memoria caché L2 integrada en la placa base se volviese cada vez más ineficiente, ya que la memoria RAM trabajaba a 66 o 100 MHz, la misma frecuencia de la placa base, mientras el procesador operaba a una frecuencia mucho mayor. En ese punto se produjo el segundo cambio en la historia de la memoria caché: integrar también la memoria caché L2 en el procesador, lo que permitió a la memoria caché funcionar siempre a la mitad de la frecuencia del procesador (como en el Pentium II) o, incluso, integrar memoria caché capaz de trabajar a la misma frecuencia del procesador (como en el Pentium III Coppermine). Como ya disponemos de la memoria caché suficiente en cantidad y velocidad, integrada en el procesador, ya no es necesaria su integración en la placa base. A excepción de las placas base con soquete 7, usadas en los procesadores K6-2, K6-3 y los procesadores soquete 7 antiguos, ningún modelo de placa base actual lleva memoria caché L2. Sin embargo, cuatro o cinco años atrás, en la época de los Pentium MMX y AMD K6 el escenario era bien distinto. A nadie se le pasaba por la cabeza comprar una placa base sin por lo menos 512 KB de memoria caché L2. Algunas placas base un poco más antiguas, no venían con ningún tipo de memoria caché, pero en su lugar llevaban un encaje para un módulo COAST (Cache On a Stick). En este caso, el módulo de memoria caché debía ser adquirido de forma separada. Los módulos COAST eran difíciles de encontrar y también eran razonablemente caros. 167 05_Placas base_OK.qxp 27/07/2006 10:32 PÆgina 168 Ampliar, configurar y reparar su PC Un módulo COAST de memoria caché A pesar de que ya no se fabriquen placas base con soquetes para módulos COAST, es posible que nos encontremos con una de ellas al trabajar en un equipo bastante antiguo. También existen casos de placas base con falsos chips de memoria caché. En vez de módulos de memoria caché encontramos soldados en la placa base encapsulados huecos, con la inscripción Write Back en bajo relieve. Durante el POST, la supuesta memoria caché también es identificada como Write Back, a pesar de no existir ninguna memoria caché. Este tipo de trampa fue muy utilizada en las placas base más baratas, principalmente las fabricadas entre los años 94 y 97. Para reconocer una placa base de este tipo es suficiente con verificar si está estampada la inscripción Write Back en los módulos de memoria caché, o si la memoria caché es identificada en el informe del POST como Write Back. 5.3.4 Encajes para los módulos de memoria El uso de módulos de memoria, en forma de módulos de 30, 72 y 168 vías, facilita mucho la vida. En la época de los equipos XT y 286, los chips de memoria tenían que ser ensamblados en la placa base uno a uno, lo que comportaba un enorme trabajo. Ahora, un módulo de memoria puede ser ensamblado en pocos segundos sin ninguna dificultad. Soquetes para la memoria RAM Los módulos de 30 y 72 vías ya se encuentran en desuso desde hace un buen tiempo. Actualmente, utilizamos sólo módulos de 168 vías de memoria SDRAM (y algunos 168 05_Placas base_OK.qxp 27/07/2006 10:32 PÆgina 169 Placa base pocos de memoria VC-SDRAM), así como módulos de memoria Rambus. Muchas placas base también aceptan memorias DDR-SDRAM desde hace un tiempo. 5.3.5 Interfaces de disco En placas base antiguas, las interfaces IDE y de la unidad de disquetes, así como los puertos paralelos y de impresora, formaban parte de una tarjeta llamada SuperIDE, que se conectaba a un slot disponible de la placa base. Existieron varios modelos de esas tarjetas o placas. Algunas traían sólo una interfaz IDE, otras traían dos. Existían tarjetas que utilizaban un slot ISA y otras que utilizan un slot VLB. Una tarjeta de expansión SuperIDE Usar una tarjeta separada para proveer recursos que todo el mundo necesitaba sólo servía para aumentar el precio de los equipos, y crear problemas en caso de un mal contacto. Por eso, a partir de finales de la era de los 486, estos puertos pasaron a estar integrados en la propia placa base. Cada interfaz IDE situada en la placa base permite la conexión de dos discos duros, unidades de CD-ROM/DVD-ROM, unidades ZIP o cualquier otro dispositivo IDE. Como tenemos dos puertos en cada placa base, podemos conectar hasta 4 dispositivos IDE. La controladora de disquetes permite la instalación de hasta dos unidades y, a pesar de que uno de los puertos serie puede estar ocupado por el ratón, aún nos queda un puerto serie libre para la conexión de un módem externo o cualquier otro dispositivo. A pesar de disponer de un único puerto de impresora, podemos compartirlo entre varios dispositivos con la ayuda de un conmutador, un dispositivo simple, que permite la conexión de 2 o 3 dispositivos en un único puerto, teniendo una llave que permite alternar entre uno y otro. Conectores IDE de la placa base 169 05_Placas base_OK.qxp 27/07/2006 10:32 PÆgina 170 Ampliar, configurar y reparar su PC Para conectar los discos duros y la unidad de disquetes a la placa base usamos cables flat. Los cables destinados a los discos duros poseen 40 vías, mientras que los destinados a la unidad de disquetes poseen sólo 32 vías. Cada cable posee tres conectores, siendo uno para la conexión a la placa base y los otros dos permiten la conexión de dos discos duros en cada interfaz. Los discos duros e interfaces IDE UDMA 66 en adelante utilizan un cable IDE de 80 vías, donde 40 son usadas para datos y las otras 40 funcionan como hilos tierra, atenuando las interferencias. A pesar de que los cables IDE de 40 vías tradicionales funcionan en las interfaces IDE UDMA 66, su uso perjudica el rendimiento del puerto, ya que los cables antiguos no son adecuados para transferencias de datos a más de 33 MB/s. Los cables flat para las interfaces IDE También existen cables IDE con sólo 2 conectores (en este caso permitiendo el uso de un único disco duro), y cables para unidades de disquetes con 4 conectores además del conector de la placa base, siendo 2 para unidades de 3 y 1/2 y 2 para unidades de 5 y 1/4. En este caso, a pesar del mayor número de conectores, continúa existiendo la limitación de 2 unidades de disquete en cada puerto. Los cables IDE, el cable para la unidad de disquetes, así como los cables serie y paralelo vienen junto con la placa base. 5.3.6 Puertos paralelo y serie Tanto los puertos serie como los puertos paralelos, o de impresora, son puertos de comunicación que comparten el canal de datos del bus ISA. En principio, el funcionamiento de ambos puertos es muy parecido. Se usan algunos contactos para la transmisión de datos y otros para el control del flujo y la comprobación. La principal diferencia es que en un puerto serie sólo se usa un contacto para la transmisión de datos, transmitiendo los bits de uno en uno, en serie, de ahí el nombre de puerto serie. En los puertos paralelos se usan ocho vías de datos, permitiendo el envío de 8 bits cada vez, lo que los hace mucho más rápidos que los puertos serie. En el caso de las placas base que no traen slots ISA y, consecuentemente no poseen este bus, los puertos se conectan directamente al bus PCI. Los primeros puertos paralelos sólo eran capaces de transmitir datos, y no de recibir, restringiendo su uso a la conexión de impresoras. Posteriormente, se crearon otros for170 05_Placas base_OK.qxp 27/07/2006 10:32 PÆgina 171 Placa base matos para los puertos paralelos, que además de ser más rápidos, permitieron la comunicación bidireccional, como el ECP y el EPP. Los puertos serie también evolucionaron. Los primeros puertos serie eran capaces de transmitir datos a una velocidad de sólo 9.600 bits por segundo, mientras que los más recientes pueden transmitir a hasta 115.000 bits por segundo. Puertos serie y paralelo en una placa base AT Con excepción de las placas ATX, que poseen el panel de estos puertos en su parte posterior, también usamos cables flat en las salidas paralela y serie. En una extremidad tenemos el conector para ser ensamblado en la salida correspondiente de la placa base y en la otra una chapa metálica que debe ser fijada a la torre. En este caso, el cable sólo funciona como una extensión que facilita la conexión de los dispositivos. Los cables serie y paralelo, así como los cables IDE, vienen con la placa base, siendo los cables serie especialmente importantes, pues existen varias combinaciones de posiciones de los hilos internos en este tipo de cable, haciendo que muchas veces el cable serie de una placa no funcione en otra. 5.3.7 Conector del teclado En placas base AT se utilizaba un conector DIN para la conexión del teclado. Ya en las placas base ATX, lo más común es el uso de un conector mini-DIN. A pesar de la diferencia en tamaño, ambos ensamblajes son eléctricamente compatibles, lo que permite el uso de un adaptador para la conexión de un teclado con encaje mini-DIN en un conector DIN y viceversa sin problemas. El conector del teclado de una placa base 171 05_Placas base_OK.qxp 27/07/2006 10:32 PÆgina 172 Ampliar, configurar y reparar su PC 5.3.8 Jumpers Los jumpers son pequeñas piezas plásticas, metalizadas internamente para permitir el paso de la corriente eléctrica, siendo ensamblados en contactos metálicos situados en la placa base o en varios otros tipos de placas y tarjetas. Los jumpers permiten el paso de la corriente eléctrica entre dos contactos, funcionando como una especie de interruptor. Jumpers de la placa base Las distintas alternativas en la posición de anclaje de los jumpers permiten programar varios recursos de la placa base, como el voltaje, el tipo y la velocidad del procesador y de la memoria, además de otros recursos. Al montar un equipo, los jumpers de la placa base deben estar correctamente configurados, de lo contrario, podemos estropear algunos componentes en casos extremos. En las placas base modernas, los jumpers son un componente más en vías de extinción, pues la mayoría de las placas actuales son jumperless, o sea, no poseen ningún jumper, realizando toda la configuración de las funciones de la placa base a través del CMOS Setup del BIOS. 5.3.9 Conectores para el panel de la torre En una de las extremidades de la placa base encontraremos un conjunto de encajes que se destinan a la conexión de las luces y botones del panel frontal de la torre. Aquí se conectaban los botones reset, turbo, el keylock y los leds de corriente y funcionamiento del disco duro. No todas las placas base poseen estos conectores. Por ejemplo, la llave del teclado y el botón turbo ya no se usan, justamente porque ya no tienen ninguna utilidad. Conectores de la placa base para el panel frontal 172 05_Placas base_OK.qxp 27/07/2006 10:32 PÆgina 173 Placa base El botón turbo de la torre servía para aumentar/disminuir la frecuencia del procesador. Esto era bastante útil en la época de los equipos XT y 286, donde algunos programas para ser ejecutados en equipos lentos sólo funcionaban bien con este botón presionado. Sin embargo, estos programas ya no se usan desde hace mucho tiempo y no existe ningún motivo para que alguien quiera ralentizar su equipo. La llave del teclado (keylock) ya no se usa, ya que hoy existen medios menos anticuados para proteger el equipo de espías, como las contraseñas a nivel del BIOS y del mismo sistema operativo. 5.3.10 Seguimiento de funciones Un recurso que viene siendo cada vez más utilizado en las placas base actuales es el seguimiento de algunas funciones, como la temperatura del procesador, la velocidad de rotación del ventilador, la temperatura del chipset, la corriente eléctrica enviada por la fuente de alimentación, etc. Los recursos soportados dependen de la placa base, pero el objetivo es siempre el mismo: prevenir el equipo ante posibles daños. Si, por casualidad, el ventilador del procesador presenta algún defecto y el procesador empieza a sobrecalentarse, sonará una alarma alertándonos sobre el problema. Si, por casualidad, la fuente de alimentación empieza a enviar corrientes mayores, o menores, que las ideales para la placa base sonará la alarma avisándonos antes de que ocurra algo más grave. Las informaciones suministradas por el monitor de seguimiento pueden ser vistas a través del BIOS, o desde el mismo Windows a través de un programa de seguimiento. Existen varios ejemplos de programas pero, casi siempre, las placas base que soportan el uso de este recurso traen un programa compatible grabado en el CD de los drivers que las acompañan. El seguimiento se obtiene a través de la adición de un chip especial y de sensores de temperatura en la placa base. Existen varias soluciones disponibles y vamos a presentar algunos de los modelos de chips disponibles en el momento de la redacción del libro: Winbond 83781D: entre los chips en uso este es el más simple, pero todavía es usado por varios fabricantes. El 83781D permite monitorizar 7 tensiones (5 positivas y 2 negativas), 3 sensores de temperatura (el posicionamiento de los sensores queda a cargo del fabricante de la placa base) y es capaz de monitorizar la rotación de hasta 3 ventiladores. La precisión de los sensores, así como su tiempo de respuesta, depende de la calidad de los sensores utilizados por el fabricante de la placa base. Winbond 83782D: permite monitorizar 9 tensiones, 3 sensores y 3 ventiladores. Su principal ventaja sobre el 83781 es que permite monitorizar la temperatura del procesador a través del diodo térmico colocado en todos los procesadores Intel, a partir del Pentium II de 350 MHz. Este diodo es más sensible que la mayoría de los sensores usa- 173 05_Placas base_OK.qxp 27/07/2006 10:33 PÆgina 174 Ampliar, configurar y reparar su PC dos en las placas base, y conlleva la ventaja adicional de ya venir colocado en el procesador, dispensando el uso de componentes adicionales. Winbond 83783S: esta es la versión más barata. Tiene los mismos recursos que el 83782D, con excepción de que sólo monitoriza 3 tensiones, contra las 9 del anterior. Winbond 83627HF: este es un circuito super I/O con recursos de seguimiento semejantes a los del 83782D. El circuito super I/O está en el chip de la placa base que controla los puertos serie y paralelo, así como la controladora de la unidad de disquetes. Algunos chipsets, como el Via Apollo Pro 133 traen el chip súper I/O incorporado, pero en la mayoría de los casos, el fabricante de la placa base necesita comprar el chip por separado. En este caso, un chip super I/O con recursos de seguimiento es una buena opción para abaratar costes. El diagrama de un chip super I/O Winbond 83697HF: una versión de bajo coste del 83627HF, con menos recursos pero con un precio menor. 5.4 Buses Los buses son puertas a través de las cuáles el procesador puede comunicarse con los demás componentes del equipo, como las tarjetas gráficas. Hablando de las tarjetas gráficas, podemos notar que todas las tarjetas gráficas modernas son conectadas en los slots AGP y que tarjetas de sonido y módems antiguos casi siempre usan los slots ISA. Esto es así porque las tarjetas de sonido y los módems son periféricos relativamente lentos, para los cuales el lento bus ISA ya es suficiente. Sin embargo, las tarjetas gráficas necesitan un bus mucho más rápido, motivo por el cual utilizan un slot AGP. 5.4.1 ISA Los procesadores 8088, usados en los equipos XT, se comunicaban con los demás periféricos usando palabras binarias de 8 bits. Para trabajar de forma conjunta con estos procesadores fue creado el bus ISA de 8 bits. Este bus funcionaba usando palabras binarias de 8 bits y trabajaba a una frecuencia de 8 MHz, permitiendo una transferen174 05_Placas base_OK.qxp 27/07/2006 10:33 PÆgina 175 Placa base cia de datos a una velocidad de 8 MBytes por segundo, velocidad más que suficiente para un procesador tan lento como el 8088. 5.4.2 ISA de 16 bits Los procesadores 286 ya se comunicaban con los demás periféricos usando palabras de 16 bits. Para acompañar esta mejora del procesador se creó una extensión para el bus ISA de 8 bits, formando el ISA de 16 bits. Este nuevo bus, así como el procesador 286, trabajaba con palabras de 16 bits a una frecuencia de 8 MHz, permitiendo una transferencia total de 16 MB/s. Los periféricos ISA se usan desde la época del 286, pero en realidad, este patrón ya existe desde 1981. La verdad es que el ISA ha durado tanto tiempo porque el bus de 16 MBytes por segundo era suficiente para asumir periféricos lentos como los módems y algunas tarjetas de sonido, haciendo que los fabricantes de estos periféricos continuaran produciendo periféricos ISA prácticamente hasta hoy. Slots ISA Como existía una gran demanda por parte del mercado, los fabricantes no tenían otra alternativa que combinar slots ISA y PCI en sus placas base, lo que servía para aumentar los costes de producción. Con la popularización de los módems y las tarjetas de sonido PCI, finalmente se abrió el camino para poder enterrar el bus ISA de forma casi definitiva. 5.4.3 MCA Con el surgimiento de los procesadores 386, que trabajaban usando palabras binarias de 32 bits, se hizo necesario la creación de un bus más rápido que el ISA para el uso de periféricos más rápidos, como las tarjetas gráficas. Entonces, la casa IBM creó el bus MCA, que funcionaba con palabras de 32 bits y a una frecuencia de 10 MHz, siendo 2.5 veces más rápido que el bus ISA de 16 bits. Sin embargo, el bus MCA tenía un pequeño inconveniente al ser patentado por la casa IBM, y era que solamente ella podía usarlo en sus ordenadores. Los demás fabrican175 05_Placas base_OK.qxp 27/07/2006 10:33 PÆgina 176 Ampliar, configurar y reparar su PC tes, sin otra elección, se vieron obligados a producir equipos con procesadores 386 equipados con sólo slots ISA. Esto era un gran inconveniente, pues a pesar de que 386 era un procesador increíblemente rápido para la época, acababa siendo subutilizado por el lento bus ISA, ya que todos los demás componentes eran accedidos a la velocidad del bus ISA. A pesar de que poseían un procesador rápido para la época (el 386), estos equipos eran tan rápidos como un 286 en términos de velocidad de acceso a los discos y demás componentes. Estos equipos eran llamados AT 386, pues a pesar de que utilizaban procesadores 386, también utilizaban el mismo tipo de bus utilizado por los equipos AT 286. A pesar de ofrecer recursos sorprendentes para la época, como el Bus Mastering y soporte para el Plug & Play (fue el primero bus que soportaba estos recursos), el bus MCA no consiguió popularizarse debido a su alto coste, a su incompatibilidad con el bus ISA y, principalmente, por ser una arquitectura cerrada, cayendo en desuso con el surgimiento de los buses EISA y VLB. 5.4.4 EISA Este nuevo bus fue la respuesta de los demás fabricantes al bus MCA. Con el objetivo de ser compatible con el bus ISA, el nuevo bus EISA también funcionaba a 8 MHz, aunque sin embargo, trabajaba con palabras binarias de 32 bits, totalizando una tasa de transferencia de 32 MB/s, siendo dos veces más rápido que su antecesor. El bus EISA también ofrecía soporte al Bus Mastering y al Plug & Play, con la misma eficiencia que la del bus MCA. Una de las grandes preocupaciones de los fabricantes durante el desarrollo del bus EISA fue mantener la compatibilidad con el bus ISA. El resultado fue un slot con dos líneas de contactos, capaz de acomodar tanto tarjetas EISA como tarjetas ISA de 8 o 16 bits. Una tarjeta EISA utilizaba todos los contactos del slot, mientras que una tarjeta ISA sólo utilizaba la primera línea de contactos. Naturalmente, el bus EISA era capaz de reconocer si la tarjeta instalada era ISA o EISA. La complejidad del bus EISA conllevó un alto coste de producción, lo que dificultó su popularización. De hecho, pocas placas base llegaron a producirse con slots EISA y pocas tarjetas de expansión se desarrollaron para este bus. Así como el MCA, el bus EISA es un bus desaparecido en la actualidad. 5.4.5 VLB Lanzado en 93 por la Video Electronics Standards Association (una asociación de los principales fabricantes de tarjetas gráficas), el bus VLB era mucho más rápido que el bus EISA o el bus MCA, siendo utilizado por las tarjetas gráficas y las controladoras de disco, las principales perjudicadas por los buses lentos. Con el bus VLB, los discos duros podían comunicarse con el procesador usando toda su velocidad y se posibilitó la creación de tarjetas gráficas mucho más rápidas. 176 05_Placas base_OK.qxp 27/07/2006 10:33 PÆgina 177 Placa base Como antes, existió la preocupación de mantener la compatibilidad con el bus ISA, de modo que los slots VLB son compuestos por 3 conectores. Los dos primeros son idénticos a un slot ISA común, pudiendo ensamblar en ellos una tarjeta ISA, mientras que el tercero estaba destinado a las transferencias de datos a las altas velocidades permitidas por el bus VLB. El bus VLB funcionaba a la misma frecuencia de la placa base, o sea, en un 486 DX-2 50, donde la placa base funcionaba a 25 MHz, el VLB también funcionaba a 25 MHz. En una placa base para un 486 DX-4 100 que funcionaba a 33 MHz, el VLB también funcionaba a 33 MHz. Es necesario recordar que el VLB era un bus de 32 bits. Las desventajas del VLB eran la falta de soporte al Bus Mastering y Plug & Play, además de unas altas tasas de utilización del procesador y limitaciones eléctricas, que sólo permitían un máximo de 2 o 3 slots VLB en cada equipo. Esto no llegaba a ser una gran limitación, pues generalmente sólo se utilizaban una tarjeta gráfica y una tarjeta Super-IDE con este bus. Debido al alto rendimiento, a un bajo coste y, principalmente, debido al apoyo de la mayoría de los fabricantes, el VLB se hizo rápidamente un formato de bus para placas base 486. Como el VLB fue desarrollado para trabajar en conjunto con los procesadores 486, no llegaron a ser desarrolladas placas base para procesadores Pentium con este bus, pues la adaptación generaba demasiados costes, además de la existencia de problemas de incompatibilidad. 5.4.6 PCI Creado por la casa Intel, el bus PCI era tan rápido como el bus VLB, sin embargo era más barato y mucho más versátil. Otra ventaja era que al contrario del bus VLB, el bus PCI no era controlado por el procesador y sí por una controladora dedicada, incluida en el chipset. Además de disminuir la utilización del procesador, esto permitía que el bus PCI fuese utilizado con cualquier procesador, sin implicar ninguna modificación. Slots PCI En una placa base soquete 7, el bus PCI funcionaba a la mitad de la frecuencia de la placa base, pudiendo funcionar a 25 MHz, 30 MHz o 33 MHz, dependiendo de la frecuencia de bus utilizada por la placa base. Por ejemplo, funcionando a 33 MHz el bus 177 05_Placas base_OK.qxp 27/07/2006 10:33 PÆgina 178 Ampliar, configurar y reparar su PC PCI permitía una transferencia de datos a 133 MB/s, permitiendo 120 MB/s a 30 MHz y 100 MB/s funcionando a 25 MHz. En un Pentium 75, donde la placa base funcionaba a 50 MHz, el bus PCI funcionaba a 25 MHz; en un Pentium 120 funcionaba a 30 MHz y en un Pentium 100, 133, 166, 200 o 233 funcionaba a 33 MHz. En las pocas placas base para procesadores 486 equipadas con slots PCI, el bus PCI trabajaba a la misma frecuencia que el bus de la placa, o sea: 25, 33 o 40 MHz. En el caso de las placas base que trabajaban a 100 MHz, la frecuencia del bus PCI era de 1/3 de la frecuencia de la placa base, es decir 33 MHz. Incluso en las placas base que trabajaban a 133 MHz, el bus PCI mantenía sus 33 MHz, funcionando a 1/4 de la frecuencia de la placa base. Además del bajo coste y de la alta velocidad, el bus PCI poseía otras ventajas como el soporte al Plug & Play: los nuevos periféricos instalados en los slots PCI eran reconocidos y configurados de forma automática a través del trabajo conjunto del BIOS y de un sistema operativo con soporte para Plug & Play, como Windows 95/98 y posteriores. Posteriormente, todos los periféricos más rápidos, tarjetas gráficas y controladoras de disco duro usaron casi obligatoriamente el bus PCI. Los componentes más lentos, como las tarjetas de sonido y los módems podían encontrarse en versiones ISA, a pesar de que cada vez más encontrásemos estos componentes en versiones PCI. Bus Mastering A pesar de que los buses MCA y EISA ya ofrecían soporte para el Bus Mastering, la popularización de este nuevo recurso se produjo con la aparición del bus PCI. El Bus Mastering es un recurso capaz de aumentar el rendimiento general del sistema, al permitir que los dispositivos visiten directamente la memoria RAM, mejorando la velocidad de las transferencias y dejando libre al procesador para que pueda ejecutar otras tareas. El Bus Mastering fue implementado de una forma bastante completa en el bus PCI, haciendo posible que varios componentes utilicen el bus de forma simultánea, dividiendo los recursos del sistema. Como las interfaces IDE también están conectadas al bus PCI, podemos utilizar el Bus Mastering en conjunto con los discos duros, haciendo que la tasa de utilización del procesador disminuya durante las transferencias de datos. A pesar de que la tasa de transferencia del disco duro no aumentó, el sistema quedaba más libre y ya no se quedaba casi paralizado durante los accesos al disco duro. Windows 98 ya era capaz de instalar automáticamente los drivers de Bus Mastering tanto para discos duros Pio Mode 4 como UDMA. Generalmente, los drivers del Bus Mastering están incluidos en el CD de drivers que acompaña a la placa base, también pudiendo encontrarlos en la Web del fabricante de la placa. Plug & Play Traducido al pie de la letra, Plug & Play significa conectar y usar. El objetivo de este recurso es hacer que el equipo sea capaz de reconocer y configurar automáticamente 178 05_Placas base_OK.qxp 27/07/2006 10:33 PÆgina 179 Placa base cualquier periférico instalado, reduciendo el trabajo del usuario a prácticamente sólo al ensamblaje del nuevo componente. A pesar de ser una idea antigua se popularizó solamente hace pocos años. La dificultad es que además de un bus compatible también es necesario el soporte por parte del BIOS, del sistema operativo y también por parte del periférico para que todo funcione correctamente. El proceso empieza durante la inicialización del equipo. El BIOS envía una señal de interrogación a todos los periféricos instalados en el equipo. Un periférico Plug and Play es capaz de responder a esta señal, permitiendo al BIOS reconocer los periféricos Plug and Play instalados. El paso siguiente es la creación de una tabla con todas las interrupciones disponibles y realizar la asignación de cada una de ellas a los dispositivos. El sistema operativo entra en acción inmediatamente después, debiendo ser capaz de trabajar de forma conjunta con el BIOS, recibiendo la información sobre la configuración del sistema y suministrando todo el software de bajo nivel (en forma de drivers de los dispositivos) necesario para que los dispositivos puedan ser utilizados por los programas. La información sobre la configuración de la distribución de los recursos entre los distintos periféricos es grabada en un área del CMOS llamada de ESCD. Tanto el BIOS (durante el POST) como el sistema operativo (durante la inicialización), leen esta lista, y en caso de no encontrar ningún cambio en el hardware instalado, mantiene sus configuraciones. Esto permite que el sistema operativo (desde que es compatible con el Plug and Play) pueda alterar las configuraciones en caso necesario. A partir de Windows 95/98, el propio usuario podía cambiar las configuraciones del sistema a través del Administrador de dispositivos, una vez encontrado en el icono Sistema dentro del Panel de control. Los dispositivos instalados en el sistema en el Administrador de dispositivos 179 05_Placas base_OK.qxp 27/07/2006 10:33 PÆgina 180 Ampliar, configurar y reparar su PC 5.4.7 AGP El AGP es un bus relativamente nuevo, hecho a la medida para las tarjetas gráficas más modernas. El bus AGP fue creado en base a las especificaciones del PCI 2.1 y trabaja al doble de la velocidad del bus PCI, o sea, a 66 MHz, permitiendo transferencias de datos de 266 MB/s, contra los 133 MB/s permitidos por el bus PCI. Además de la velocidad, el bus AGP permite que una tarjeta gráfica pueda acceder directamente a la memoria RAM para almacenar texturas. Este es un recurso muy utilizado en las tarjetas 3D, donde la tarjeta gráfica usa la memoria RAM para almacenar las texturas que son aplicadas sobre los polígonos que componen la imagen tridimensional. A pesar de que esto también es posible utilizando el bus PCI, en este caso los datos tendrían que pasar por el procesador, perjudicando el rendimiento general del equipo. Originalmente, el bus AGP fue concebido para equipar las placas base para Pentium II y Pentium III. Sin embargo, muchos fabricantes también lo usaron en las placas base soquete 7 y slot A. Slot AGP Es importante no confundir bus con slot. Por ejemplo, en una placa base generalmente tenemos 3 o 4 slots PCI. Sin embargo, todos ellos comparten el mismo bus de 133 MB/s. El bus es la carretera que permite la comunicación con el procesador, y es compartido por todos los periféricos conectados a este bus. Los slots sólo son los medios de conexión. Los 16 MB/s del bus ISA, por ejemplo, son compartidos por todos los periféricos conectados en los slots ISA, por los puertos serie y paralelo y por la controladora de disquetes. El bus PCI es compartido por todos los periféricos PCI, por las interfaces IDE y también por las controladoras SCSI que estén conectadas en los slots PCI. Sin embargo, el bus AGP sólo es utilizado por la tarjeta gráfica, lo que en el caso de tarjetas rápidas, como las tarjetas 3D, acaba marcando una diferencia importante de rendimiento. Si tenemos varios discos duros en un mismo equipo, equipado con una tarjeta gráfica rápida, los 133 MB/s del bus PCI acaban siendo insuficientes, perjudicando el rendimiento de los periféricos conectados al bus. En este caso, el uso de una tarjeta gráfica AGP es muy recomendable. 180 05_Placas base_OK.qxp 27/07/2006 10:33 PÆgina 181 Placa base A pesar de que el bus AGP también puede ser utilizado por las tarjetas gráficas 2D, su uso no conlleva ninguna ventaja, pues estas tarjetas no usan la memoria RAM para almacenar texturas y no son lo suficientemente rápidas para sacarle el adecuado provecho a la mayor velocidad del bus AGP. Además del AGP estándar tenemos también el bus AGP 2x, donde, a pesar de que el bus continúa trabajando a 66 MHz, se realizan dos transferencias de datos en cada ciclo de reloj, equivaliendo en la práctica, a una frecuencia de 133 MHz, lo que equivale a una tasa de transferencia de nada menos que de 533 MB/s. Los nuevos chipsets traen soporte para el AGP 4x, que mantiene los 66 MHz del bus AGP y AGP 2x, pero permite cuatro transferencias de datos en cada ciclo de reloj, lo que corresponde a una frecuencia de 266 MHz en la práctica, resultando una tasa de transferencia de 1066 MB/s, más que el bus actual entre la memoria y el procesador. 5.4.8 AGP Pro El bus AGP Pro es en realidad un slot AGP 4x con 48 contactos más, 20 en un lado y 28 más en el otro. Estos contactos adicionales son usados para aumentar la capacidad de suministro eléctrico del slot. Existen dos tipos de slots AGP Pro: el AGP Pro50 y el AGP Pro110. El nombre indica la capacidad de suministro eléctrico de ambos formatos: el AGP Pro50 está certificado para suministrar hasta 50 vatios, mientras que el AGP Pro110 puede suministrar hasta 110 vatios. Los slots AGP Pro aún no son muy comunes, pero terminarán convirtiéndose en un estándar dentro de poco tiempo, ya que muchas tarjetas gráficas sólo vendrán en este formato y no podrán ser usadas en placas base con los slots AGP comunes. 5.4.9 USB Poco tiempo atrás sólo podíamos contar con los puertos serie y paralelo para la conexión de los dispositivos externos, como impresoras y ratones. Pero, disponiendo sólo de dos puertos serie y un puerto paralelo teníamos unos recursos de expansión bastante limitados. Además de eso, la velocidad de estas interfaces deja bastante que desear en la actualidad. El USB fue la tentativa de crear un nuevo patrón para la conexión de periféricos externos. Sus principales armas son la facilidad de uso y la posibilidad de conectar varios periféricos en un mismo puerto USB. Con excepción del PCMCIA, el USB es el primer bus para los equipos PC realmente Plug & Play. Podemos conectar los periféricos con el equipo encendido, siendo suficiente suministrar el driver del dispositivo para que todo funcione, sin tener que reiniciar el equipo. La controladora USB también es suficientemente inteligente para percibir la desconexión de un periférico. A partir del chipset i430VX (lanzado en el año 96) todos los chipsets ya ofrecen soporte para el bus USB y, prácticamente, todas las placas base disponen de dos puertos USB como mínimo. 181
