3.1 Chipset Se denomina Chipset a un conjunto de chips que han

3.1 Chipset
Se denomina Chipset a un conjunto de chips que han sido integrados en un
único circuito de la placa base. Este circuito es el eje que permite al
microprocesador comunicarse con el resto de componentes de la placa, como la
memoria, las tarjetas de expansión, los puertos USB, ratón, teclado, etc.
3.1.1 Unidad central de procesamiento
La unidad central de procesamiento o CPU (por el acrónimo en inglés de
central processing unit), o simplemente el procesador o microprocesador, es el
componente en una computadora digital que interpreta las instrucciones y procesa
los datos contenidos en los programas de la computadora.
Las CPU proporcionan la característica fundamental de la computadora
digital (la programabilidad) y son uno de los componentes necesarios encontrados
en las computadoras de cualquier tiempo, junto con el almacenamiento primario y
los dispositivos de entrada/salida. Se conoce como microprocesador el CPU que
es manufacturado con circuitos integrados. Desde mediados de los años 1970, los
microprocesadores de un solo chip han reemplazado casi totalmente todos los
tipos de CPU, y hoy en día, el término "CPU" es aplicado usualmente a todos los
microprocesadores.
La expresión "unidad central de proceso" es, en términos generales, una
descripción de una cierta clase de máquinas de lógica que pueden ejecutar
complejos programas de computadora. Esta amplia definición puede fácilmente
ser aplicada a muchos de los primeros ordenadores que existieron mucho antes
que el término "CPU" estuviera en amplio uso. Sin embargo, el término en sí
mismo y su acrónimo han estado en uso en la industria de la informática por lo
menos desde el principio de los años 1960 . La forma, el diseño y la
implementación de las CPU ha cambiado drásticamente desde los primeros
ejemplos, pero su operación fundamental ha permanecido bastante similar.
EL CPU es el corazón de la PC. Es el encargado de decodificar las
instrucciones, hacer más eficientes las operaciones aritméticas, y controlar
algunas otras partes de la máquina. Cuenta con cuatro partes básicas.
Registros
Unidad Aritmética y Lógica
Circuito de Temporización y Control
Circuito de Decodificación
3.1.2 Controlado Bus
El controlador del bus se encarga de la frecuencia de funcionamiento y las
señales de sincronismo temporización y control. Está ubicado en un chip en la
placa base.
CONTROLADOR DEL BUS
El Bus es la vía a través de la que se van a transmitir y recibir todas las
comunicaciones, tanto internas como externas, del sistema informático. El bus es
solamente un Dispositivo de Transferencia de Información entre los componentes
conectados a él, no almacena información alguna en ningún momento. Los datos,
en forma de señal eléctrica, sólo permanecen en el bus el tiempo que necesitan en
recorrer la distancia entre los dos componentes implicados en la transferencia. En
una unidad central de sistema típica el bus se subdivide en tres buses o grupos de
líneas. Bus de Direcciones. Bus de Datos. Bus de Control.
Bus de Direcciones.
Es un canal de comunicaciones constituido por líneas que apuntan a la
dirección de memoria que ocupa o va a ocupar la información a tratar. Una vez
direccionada la posición, la información, almacenada en la memoria hasta ese
momento, pasará a la CPU a través del bus de datos.
Para determinar la cantidad de memoria directamente accesible por la CPU,
hay que tener en cuenta el número de líneas que integran el bus de direcciones,
ya que cuanto mayor sea el número de líneas, mayor será la cantidad de
direcciones y, por tanto, de memoria a manejar por el sistema informático.
Bus de Datos.
El bus de datos es el medio por el que se transmite la instrucción o dato
apuntado por el bus de direcciones. Es usado para realizar el intercambio de
instrucciones y datos tanto internamente, entre los diferentes componentes del
sistema informático, como externamente, entre el sistema informático y los
diferentes subsistemas periféricos que se encuentran en el exterior, una de las
características principales de una computadora es el número de bits que puede
transferir el bus de datos (16, 32, 64, etc.). Cuanto mayor sea este número, mayor
será la cantidad de información que se puede manejar al mismo tiempo.
Bus de Control.
Es un número variable de líneas a través de las que se controlan las
unidades complementarías. El número de líneas de control dependerá
directamente de la cantidad que pueda soportar el tipo de CPU utilizada y de su
capacidad de direccionamiento de información.
3.1.3 Puertos de entrada y salida
PUERTO PARALELO: El puerto paralelo (protocolo Centronics) se utiliza
generalmente para manejar impresoras. Sin embargo, dado que este puerto tiene
un conjunto de entradas y salidas digitales, se puede emplear para hacer prácticas
experimentales de lectura de datos y control de dispositivos.
Un puerto paralelo es una interfaz entre un ordenador y un periférico cuya
principal característica es que los bits de datos viajan juntos enviando un byte (8
bits) completo o más a la vez. Es decir, se implementa un cable o una vía física
para cada bit de datos formando un bus.
El puerto paralelo más conocido es el puerto de impresora (que cumplen
más o menos la norma IEEE 1284, también denominada tipo Centronics), el cual
destaca por su sencillez y transmite 8 bits a la vez. Se ha utilizado principalmente
para conectar impresoras, pero también ha sido usado para programadores
EPROM, escáneres, interfaces de red Ethernet a 10 MB, unidades ZIP así como
para comunicación entre dos Pc. Inicialmente se colocó al puerto paralelo en la
tarjeta del “Adaptador de impresora de IBM”, o también con la tarjeta del “monitor
monocromático y adaptador de impresora de IBM”.
En la actualidad, el puerto paralelo se incluye muy poco en la placa madre
de la computadora. No obstante, la conexión del puerto con el mundo externo no
ha sufrido modificaciones. Este puerto utiliza un conector hembra DB 25 en la
computadora y un conector especial macho, llamado también Centronics que tiene
36 pines.
En la actualidad se conoce cuatro tipos de puerto paralelo:
· Puerto paralelo estándar (Standart Parallel Port SPP)
· Puerto Paralelo PS/2 (bidireccional)
· Enhanced Parallel Port (EPP)
· Extended Capability Port (ECP)
3.1.4 CONTROLADOR DE INTERRUPCIONES
Este circuito integrado controla las interrupciones del sistema. Como el
microprocesador sólo posee dos entradas de interrupción, y puede controlar
muchas más, es necesario algún integrado que no permita ello. El 8259 cumple
este propósito.
El funcionamiento del 8259 es muy sencillo: supongamos que no queda
ninguna interrupción pendiente y el CPU está trabajando en el “Programa
principal”. Al activarse una línea de interrupción, el 8259 verifica que no haya otra
interrupción pendiente y si no la hay, envía una señal a través del pin INTR hacia
el pin INTR del CPU, adicionalmente, envía a través del bus de datos, el número
de interrupción que se ha activado, de tal manera que el CPU ya sabe qué servicio
de interrupción va a usar. Una vez que recibió el CPU este valor, activa su pin
INTA, indicando que ya recibió y está ejecutando el servicio. Una vez que el CPU
termina, el pin INTA se desactiva, indicando al 8259 que está listo para procesar
otras interrupciones.
Las rutinas de los servicios de interrupción están vectorizadas en las
primeras posiciones de memoria, y están distribuidas de la manera siguiente: El
los dos primeros bytes corresponden al valor que irá al registro IP, que indica el
desplazamiento; y los dos siguientes, corresponden al registro CS, que indica el
segmento donde está el servicio de interrupción. Estos dos pares de bytes se
inician en la posición de memoria 0000h y corresponden a la interrupción 0; los
siguientes cuatro corresponden a la interrupción 1, y así sucesivamente hasta las
256 interrupciones (total 1024 bytes). Esto significa que el usuario puede crear su
propio servicio de interrupción y accederlo a través de la manipulación de estos
bytes.
El 8259, posee varios modos de configuración, dependiendo de la manera
cómo se desea que se traten a las interrupciones
Hay que tener en cuenta que la interrupción no enmascarable NMI, va
directamente a CPU y es la encargada de indicar errores de paridad en la
memoria, fallos de circuitería y el procesador matemático. En el PC/XT original es
posible un total de 256 interrupciones, de las cuales 8 son por hardware y las
demás por software.
La distribución de las interrupciones en el PC/XT es:
IRQ
FUNCION
IRQ0
Reloj en tiempo real
IRQ1
Teclado
IRQ2
PC-Net
IRQ3
Puerto serie secundario
IRQ4
Puerto serie primario
IRQ5
Disco duro
IRQ6
Diskette
IRQ7
Impresora
El 8259 posee cuatro palabras de control que se encargan de configurar al
integrado para que funcione correctamente. En la primera palabra de estado
(ICW1), se configura el modo del 8259 (es decir para que trabaje junto con otro
más y ampliar las interrupciones), el modo de disparo de las interrupciones (Nivel
o flanco descendente) y parte de los vectores de interrupción.
En la segunda palabra de estado (ICW2), se configuran los vectores de
interrupción.
La tercera palabra funciona cuando el 8259 trabaja en modo múltiple con
otros más. Aquí se configura el modo maestro/esclavo. El ICW4, se configura el
modo de manejo de las interrupciones (modo buffered, interrupciones anidadas y
el tipo de procesador al que se conecta)
Hay que tener en cuenta que el pin INTR del CPU se puede configurar para
que no reciba interrupciones (en ensamblador CLI). El pin NMI no se puede
deshabilitar y esta interrupción puede interrumpir a cualquier otra interrupción que
se esté ejecutando en ese momento.
3.1.5 Controlador de DMA
El mecanismo de acceso directo a memoria está controlado por un chip
específico, el DMAC (“DMA Controller”), que permite realizar estos intercambios
sin apenas intervención del procesador. En los XT estaba integrado en un chip
8237A que proporcionaba 4 canales de 8 bits (puede mover solo 1 Byte cada vez);
sus direcciones de puerto son 000–00Fh. Posteriormente en los AT se instalaron
dos de estos integrados y las correspondientes líneas auxiliares en el bus de
control.
En contra de lo que podría parecer, el resultado no fue disponer de 8
canales, porque el segundo controlador se colgó en “Cascada” de la línea 4 del
primero (más adelante se explica este concepto ). Los canales del segundo DMAC
está asignado a las direcciones 0C0–0DFh y son de 16 bits. Pueden mover 2
Bytes (de posiciones contiguas) cada vez.
Cada canal tiene asignada una prioridad para el caso de recibirse
simultáneamente varias peticiones (los números más bajos tienen prioridad más
alta). Pueden ser utilizados por cualquier dispositivo que los necesite (suponiendo
naturalmente que esté diseñado para soportar este modo de operación). Cada
sistema los asigna de forma arbitraria, pero hay algunos cuya asignación es
estándar
3.1.6 El Circuito de temporizador y control
Es una red secuencial que acepta un código que define la operación que se
va a ejecutar y luego prosigue a través de una secuencia de estados, generando
una correspondiente secuencia de señales de control. Estas señales de control
incluyen el control de lectura - escritura y señales de dirección de memoria válida
en el bus de control del sistema. Otras señales generadas por el controlador se
conectan a la unidad aritmética - lógica y a los registros internos del procesador
para regular el flujo de información en el procesador y a, y desde, los buses de
dirección y de datos del sistema.
3.1.7 Controladores de Video
Un controlador de vídeo o VDC es un circuito integrado que es el principal
componente de un generador de señal de vídeo, un dispositivo encargado de la
producción de una señal de vídeo en informática o un sistema de juego. Algunos
de Desarrollo de Aldea también generar una buena señal, pero en ese caso no es
su función principal.
La mayoría de los CDA se utilizan a menudo en la antigua casaordenadores de los años 80, sino también en algunos de los primeros sistemas de
video juego.
El VDC siempre es el principal componente de la señal de vídeo generador
de la lógica, pero a veces también hay otros chips utilizados, tales como RAM para
celebrar el píxel de datos, para celebrar ROM carácter fuentes, o quizás algunos
discretos lógica, como los registros de cambio eran necesarias para construir un
sistema completo. En cualquier caso, es el VDC de la responsabilidad de generar
el calendario de las necesarias señales de vídeo, tales como la horizontal y
vertical de sincronización de señales, y el intervalo de corte de señal.
La mayoría de las veces el chip VDC está completamente integrado en la
lógica de la computadora principal del sistema,(su memoria RAM de vídeo
aparece en el mapa de memoria principal de la CPU), pero a veces funciona como
un coprocesador que puede manipular el contenido de RAM de vídeo
independientemente de la el procesador principal.
Tipos de controladores de vídeo
Cambiadores de vídeo, o “cambio de registro de vídeo basado en los
sistemas” son el tipo más simple de los controladores de video, que se encargan
de la sincronización de señales de vídeo, pero normalmente no tienen acceso a la
RAM de vídeo directamente. Consiguen el vídeo los datos de la CPU principal, un
byte a la vez, y convertirlo en una serie poco corriente (de ahí el nombre técnico
“cambiador de vídeo”). Esta serie de flujo de datos se utiliza, junto con la
sincronización de las señales, a la salida de un (color) de señal de vídeo. Las
principales necesidades de la CPU para hacer la mayor parte de la obra.
Normalmente, estos chips sólo un apoyo muy baja resolución modo de gráficos de
trama.
A CRTC, o CRT Contralor, genera los tiempos de video y lee los datos de
vídeo RAM de un adjunto a la CRTC, a la salida externa a través de un generador
de caracteres ROM, (para los modos de texto) o directamente, (para gráficos de
alta resolución modos) a la salida de vídeo registro de desplazamiento. Debido a
que la capacidad real del vídeo generador dependerá en gran medida de la lógica
externa, el generador de vídeo basado en un chip CRTC puede tener una amplia
gama de capacidades. De muy sencilla (sólo en modo texto) los sistemas de muy
alta resolución, sistemas de apoyo a una amplia gama de colores. Sin embargo
normalmente no recibió el apoyo de estos sistemas.
Interfaz de los controladores de vídeo son mucho más complejos que los
controladores de CRT, y la circuitería externa que se necesita con un CRTC está
incrustado en el chip controlador de vídeo. A menudo con el apoyo, como lo son
(RAM basada) y generadores de caracteres de RAM de vídeo dedicado al color y
la paleta de atributos de los registros (tablas de color) para el de alta resolución y /
o los modos de texto.
Video coprocesadores tienen su propia interna CPU dedicado a la lectura (y
escritura) de su propio video RAM, y convertir el contenido de este vídeo RAM a
una señal de vídeo. El principal CPU puede dar órdenes a la coprocesador, por
ejemplo, para cambiar los modos de video o de manipular el contenido de vídeo
RAM. El coprocesador de vídeo también controla el (la mayoría de las veces
basada en RAM) generador de caracteres, el color atributo RAM, los registros de
la paleta y pese a la lógica (siempre y cuando estos existen por supuesto).