1)
conectores:
Los
matherboard que respetan las normas ATX (advanced technology extended)
incorporan un grupo de conectores estándar:
serie (rs232), paralelo (Centronics), teclado y mouse (ps2) y puertos USB
(universal serial bus).También se agrega el conector de sonido (entrada de micrófono
y línea y salida de parlantes y el conector de red (ETHERNET – RJ45) y la
salida para el monitor puerto VGA ( en alguno motherbard también se pueden
encontrar la salida digital para monitores DVI y la salida multimedia de alta definición
HDMI.
ENTRADA HDMI
2) zócalo del microprocesador (SOCKET):
aquí de coloca el microprocesador. el tamaño , la forma y la calidad de contactos varia según la marca y el modelo del microprocesador usado.
SOCKET INTEL
SOCKET AMD
FICHA HDMI
Posee ademas los anclajes para el cooler ( el cooler esta compuesto por el disipador y el ventilador )
3) CONECTORES DE MEMORIA:
aquí se colocan los módulos de memoria RAM dinámica que reciben el mismo nombre que las memorias ( SIMM ,DIMM, RIMM )
MEMORIA SIMM ZÓCALO
MEMORIA DIMM ZÓCALO
MEMORIA RIMM ZÓCALO
4) conector de la disquetera actualmente en desuso :
5) conectores IDE:
en estos conectores se conectan los cables planos que permiten conectar hasta 4 dispositivos entre discos rígidos y / o lectoras grabadoras de CD-DVD.
En los motherboard se encuentran los conectores SATA que es la interfaces que se usa para los discos rígidos y lectoras de DVD.
Velocidad de transferencia de los IDE y los SATA
IDE: 130 mb/s
SATA 1: 150 mb/s
SATA 2: 300 mb/s
SATA 3: 600 mb/s
SATA
IDE
6) Conector de alimentación:
Existen dos tipos de conectores, los mas viejos son de la norma AT y los mas nuevos de la norma ATX. A través de este conector se suministran al motherboard diferentes tensiones de alimentación provenientes de la fuente SWITHING
7) BIOS ( basic input output system):
Este circuito integrado alberga un programa básico del motherboard que le permite al sistema operativo comunicarse. Entre otras cosas el BIOS controla la forma en que el motherboard maneja la memoria y mantiene el reloj en hora. El BIOS contiene dos tipos de memoria una memoria ROM( memoria de lectura solamente, actualmente tipo flash) y una memoria RAM ( memoria de lectura/escritura que es mantenida por una pila a la que se accede cuando la maquina arranca apretando F2 o supr.
8) chipset northbridge (puente norte):
es el encargado de controlar el bus de datos del microprocesador y el acceso a la memoria. En las maquinas antiguas también controlaban el bus AGP
9) Conectores al gabinete:
Aquí se conectan los comandos e indicadores que se encuentran en el frente del gabinete: LED de encendido, LED de funcionamiento de acceso a datos del Disco Rígido,
Botón de encendido, Botón de Reset.
10) CHIPSET SOUTHBRIGE(PUENTE SUR):
controla los discos rigidos, el bus PCI y los puedrtos USB
11) pila: Es la encargada de alimentar la memoria ram del BIOS (SET UP).Es del tipo CR2032
12) ranura (SLOT) PCI:
en estas ranuras se ingresan accesorios opcionales como por ejemplo: placa sintonizadora de televicion, moden telefónico, placa de sonido ,etc. Las placas de vídeo actualmente se conectan a un eslot PCI EXPRESS
13) SLOT AGP:
Antiguamente se conectaba en esas ranuras las placas de video. Actualmente esta en desuso
FACTOR DE FORMA ( form factor):
El factor de forma es una característica de los motherboard que resulta consecuencia de la estructura modular o arquitectura abierta que aviamos mencionado. Los fabricantes de motherboard deben atenerse al complemento de estándares y normas de la industria de hardware . ademas cuando surge un elemento nuevo, como paso con los USB, todos los fabricantes deberán con las normas y las características constructivas de este puerto para no quedar fuera del negocio del hardware. el factor de forma indicada las dimensiones, el tamaño de la placa, la posición de los anclajes y la distribución de los componentes y lo vinculan con el gabinete especifico.
CHIP SET
el chip set es un conjunto de circuitos integrados que ayudan al microprocesador en el manejo de algunos dispositivos como:
el acceso memoria
el bus PCI, SGP, PCI EXPRESS, USB, ETC.
Sirve como puente de comunicación entre los componentes del motherboar y el microprocesador.
en los motherboard modernos suele incluir dos integrados, el puente norte (NORTHBRIDGE) y el puente sur(SOULTHBRIDGE).
el puente norte (NORTHBRIDGE):
se usa como puente de enlace entre el microprocesador y la memoria. Controla las funciones de acceso hacia y desde el microprocesador de la memoria RAM y el puerto para graficos (antiguamente AGP , hoy en día PCI EXPRESS ). Generalmente las innovaciones tecnologías con el soporte para la memoria DDR y el FSB ( Front Side Bus ) son soportados por este integrado .
La tecnología de fabricación del northbridg es muy avanzada y es compatible con la del microprocesador. Por Ejemplo, si debe encargarse del bus frontal de alta velocidad deberá manejar frecuencias de hasta 800MbGhz. Por eso este chip suele llevar un disparador y en algunos casos también un ventilador.
el puente sur ( SOULTHBRIDGE)
es el segundo chip en importancia y controla los buses de entrada y salida para periféricos como son la controladora de disco IDE o SATA , los puertos USB y FIREWIRE , ranuras PCI , ranura AMR , puertos infrarrojos , LAN , sonidos y una larga lista de todos los elementos que podemos imaginar en el motherboard
antiguamente la coneccion entre el puente norte y el puente sur se realizaba a trabes del bus PCI pero recientemente algunos fabricantes de motherboard buses especiales dedicados que permiten una transferencia de datos directa entre los dos puentes sin interferencias.
El problema es que la vieja coneccion PCI ( Peripherical componente interconnet ) tiene un ancho de banda de 133 MB/s y quedo insuficiente para la velocidad de los dispositivos actuales. Solamente teniendo en cuenta que los discos rígidos actuales rondan el los 100MB/s y si le agregamos las transferencias de datos de las placas que están colocadas en los SLOT PCI y los dispositivos en los puertos USB 2.0 vemos que el bus PCI se encuentra congestionado. La mejor solución fue conectar los puentes con un bus local dedicado. Por ejemplo , el CHIPSET y el i810 de intel incorpora un pequeño bus de 8 bits ( 1 bite ) a 266 MBGhz
BUSES
Los buses constituye físicamente pistas de cobre de los circuitos impresos que incomunican electricamente los dispositivos montados sobre el motherboard (microprocesador, memoria RAM, BIOS, puertos, etc.).
Los buses de un motherboard se dividen en:
bus de datos, bus de direcciones y bus de sistema
BUS DE DATOS: el bus datos trasporta datos desde y hacia el microprocesador.
dependiento del sistema y del micro procesador este bus tendra una cantidad de lineas llamada ancho de bus.las primaras pc tenian buses de datosy en la actualidad puende llegar a 64 bit.
El bus de direcciones determina cuale es el origene y el destino de los datos.cada dispocitivo y posicion de meoria tiene una direccion
dentro de lo q se llama mapa de memoria y q es su identificacion dentro del sistema.
las direcciones no se pueden repetir.Los descrito anteriormente se refiere a los elementos efectivamente que esta montado al motherboard.EL SISTEMA puede componerse ademas por dispositivos que se conectan a la placa que se denomina slots
que también deben interconectarse
En las PC modernas, para la conexión de periféricos solamente se mantiene los buses PCI y PCI-Express.
.Parámetros de los buses;
- Ancho del bus, se mide en bits.
- Frecuencia del clock, se mide en Hertz (Hz).
- Cantidad de máxima de dispositivos permitidos.
Al bus PCI se lo identifica con un conector blanco de aproximadamente 8,5cm de largo. Tiene una ranura para la correcta colocación de las placas. Este bus fue desarrollado por Intel, y sometido del consenso del resto de la industria que lo adoptó como estándar. Es uno de los más utilizados en la actualidad y posee la siguientes características:
- Cantidad máxima de dispositivos: 10.
- Ancho del bus: seleccionable 32 o 64 bit.
- Velocidad de transferencia máxima de datos: 133 MB/s a 32 bits y 33 MHz; 266MB/s a 64 bits y 33 MHz.
- Frecuencia del clock: 33 MHz.
Actualmente en este bus se conectan placas de expansión como: Placa de audio, Sintonizadora de TV, Módem telefónico, Placas de adquisición de datos, Placas de ampliación de puertos USB, Placas de red LAN o WLAN.
Bus Frontal (Front Side Bus):
Antiguamente solo existía un bus de datos y el microprocesador accedía a la memoria RAM y a la memoria Caché de 2 nivel (L2) a través de él. Para optimizar el desempeño de este bus Intel introdujo el DIB (Dual Independent Bus) donde el microprocesador accedía a la memoria caché L2 por el Backside Bus y a la RAM por el Front Side Bus.
Regularmente la velocidad del microprocesador se determina aplicando un factor de multiplicación a la frecuencia del FSB. Por ejemplo: si aplicamos un factor de multiplicación de 5 a un FSB de 100MHz obtenemos un bus operando a 500MHz. Este proceso se conoce como overclocking. Antiguamente esto se realizaba cambiando unos puentes (jumper) en el motherboard. Actualmente se hace en el inicio del sistema desde el Set-Up.
Bus ISA: (Industrial Standard Architecture).
Este Bus es obsoleto. Alguna de sus características son:
- Ancho de Bus: 32 bit.
- Frecuencia del clock: 8MHz.
- Velocidad máxima de transferencia: 16MB/s.
Puerto PCI-Express:
La transmisión en serie es una de las interfaces más antiguas de las PC (RS 232), que sigue presente en los motherboard actuales, aunque está prácticamente en desuso frente a interfaces externas superiores como la USB. La transmisión de datos en el bus PCI-Express, justamente se realiza en serie es decir que los datos van pasando bit a bit uno detrás del otro, mientras que en las interfaces en paralelo los datos viajan en varios cables a la vez.
Actualmente se privilegia el uso de interfaces serie porque utilizan menos tensión, porque generan menos interferencias eléctricas y permiten alcanzar mayores velocidades sin pérdida de la información, además son más simples lo que permite un diseño más compacto. La conexión punto a punto quiere decir que la comunicación entre un dispositivo y otro es directa.
Lo que permite un aprovechamiento total del ancho de banda puesto que cada placa tendrá su ancho en particular y se comunicará con otra sin que nada intervenga en su camino.
Por ejemplo, dijimos que el puerto PCI estándar tiene todos los conectores conectados en paralelo por lo que comparten el ancho de banda del bus (133MB/s).
El sistema PCI-Express, la conexión de los conectores de expansión con el chipset se realiza mediante un módulo llamado switch (muchas veces incluido en el puente sur del chipset).
Podemos comparar el bus PCI-Express y el PCI haciendo una analogía con los concentradores de red: Switch y Hub. En un Hub los datos que quieren pasar de una máquina a otra deben pasar por todas las que estén entre un puerto y otro hasta que encuentren el destino correcto, mientras que un Switch tiene una “inteligencia” que le permite saber la dirección de cada máquina conectada y envía los datos directamente desde una hacia la otra sin pasar por ningún puerto.
La conexión básica PCI-Express (x1) consta solamente de 4 cables, 2 para la transmisión de datos en un sentido y 2 para el otro. Cada uno de ellos trabaja a una frecuencia de 2GHz lo que brinda una tasa de transferencia de datos de 2Gbit/s que es equivalente a 256MB/s. Debemos considerar que esos 256MB/s se transmiten en un solo sentido y que si contamos también el otro alcanzamos los 512MB/s, una cifra nada despreciable teniendo en cuenta los 133MB/s del puerto PCI.
Gracias a esta característica de contar con simplemente cuatro cables es que ahora los diseños del motherboard son más sencillos y compactos. La ranura PCI-Express x1 tiene como dijimos anteriormente un par de conductores para enviar información en un sentido y otros dos en el otro sentido. La ranura PCI-Express x4 tiene cuatro pares de conductores y la PCI-Express x16 tiene 16 pares de conductores.
Interfaz para Discos Rígidos:
Veremos la forma en que se transmite la información desde los medios de almacenamiento masivos como discos rígidos y lectograbadoras de CD y DVD desde y hacia el motherboard.
Acutalmente se usa preponderantemente la interfaz SerialATA (SATA) que está reemplazando a la interfaz IDE.
Puerto IDE:
La interfaz IDE es un conector con una doble hilera de pines donde se inserta el conector asociado a un cable plano.
Regularmente hay dos conectores sobre el motherboard bajo los nombres IDE 0 e IDE 1. La interfaz IDE está basada en el estándar creado por IBM en los años 80´ llamado ATA (Advanced Technology Attachment) por eso esta interface se conoce también como IDE/ATA. En principio esta interfaz soportaba solamente discos rígidos, pero más tarde se convierte en ATAPI (Packet Interface) y es capaz de soportar unidades de CD-ROM. Por eso en el inicio de una PC con lectora de CD se lee el mensaje que dice ATAPI CD-ROM. La evolución de la norma ATA fue capaz de soportar discos cada vez más rápidos (ATA 1, 2, 3, 4, 5 y Fast ATA). Esto está directamente relacionado con dos modos de transferencia PIO y DMA. El modo PIO (Programable Input/Output) es el más antiguo en donde el microprocesador controlaba la transferencia de datos. Dentro del modo PIO se sucedieron varias devoluciones:
PIO 0 --> 3,3 MB/s
PIO 1 --> 5,2 MB/s
PIO 2 --> 8,3 MB/s
PIO 3 --> 11,1 MB/s
PIO 4 --> 16 MB/s
Debido al bajo rendimiento de la interfaz ATA por que requería el uso del microprocesador se introduce la tecnología DMA (Direct Memory Access). De esta forma los discos rígidos pudieron acceder directamente a la memoria sin pasar por el microprocesador. Para ello fue necesario un chip DMA. Esta norma fue mejorando hasta llegar a la norma que se conoce como UDMA (Ultra DMA) que llega hasta los 133 MB/s.
Algunos dispositivos que se conectan al puerto PCI-Express son:
- Placas gráficas.
- Interfaces PCI-Express a USB 2.0 y 3.0.
- Interfaz PCI-Express a FireWire.
- Discos Rígidos de Estado Sólido.
- Placas de Interfaz RAID.
- Placas de
Interfaz SerialATA (SATA):
La interfaz ATA paralelo fue superada en el año 2003 cuando se introdujo la variante Serial ATA. Esta interfaz proporciona mayores velocidades de transferencia, permite mayor longitud del cable y permite conectar unidades al instante sin tener que apagar la computadora. Actualmente es estándar en todos los motherboard. Así como existe un grupo de interés para el bus PCI-Express también existe un grupo internacional llamado SATA-IO que es responsable de desarrollar las especificaciones estandarizadas SATA. Hasta el momento se han desarrollado 3 protocolos SATA con las siguientes velocidades:
SATA 1 --> 150 MB/s
SATA 2 --> 300 MB/s
SATA 3 --> 600 MB/s
Puertos SATA 3 en un motherboard MSI de última generación
Cable SATA
Disco Rígido con conexión SATA
Diagrama de Pines de una conexión SATA
Interfaz SCSI (Small Computer System Interface):
Es una interfaz estándar para la transferencia de datos entre distintos dispositivos de la computadora. Se utiliza habitualmente en los discos rígidos pero también interconecta una amplia gama de dispositivos incluyendo: Escáners, Unidades de CD-Rom, Unidades de DVD y hasta impresoras.
En el pasado era común en toda clase de computadoras pero actualmente se utiliza casi con exclusividad en estaciones de trabajo de alto rendimiento, servidores y periféricos de alta gama. En las computadoras que se utilizan normalmente se usan interfaces más lentas como la SATA y el USB (el USB emplea un conjunto de comandos SCSI para algunas operaciones). Actualmente se está usando un sistema SCSI serie SAS (Serial Attachment SCSI) que es la evolución de la interfaz SCSI Paralela. Actualmente 6GB/s (SAS 600). Esta tecnología se encuentra presente en motherboards para servidores como el Intel S5520 HC que soporta 2 microprocesadores Intel Xeon 5500, 12 ranuras para memoria DDR3, 6 Puertos PCI-Express, 6 Puertos SATA 3, 1 Puerto SAS 600, etc...
Manual del Intel S5520 HC:
Motherboard para servidores Intel S5520 HC
Disco rígido con Interfaz SCSI
Cable SCSI
Interfaz USB (universal serial bus):
El bus USB fue desarrollada en la década de los 90. la propuesta original fue de IBM junto a INTEL.
actualmente existe un foro USB que agrupa a mas de 680 companias.
el USB permitio estandarizar la coneccion de perifericos como :mouse, teclado, joistyck, escaner, cámaras digitales, teléfonos celulares, impresoras, modem, tarjetas de red, (alambricas e inalambricas)
el exito fue total despasando al puerto serie (RS232),al paralelo PS/2.
existen dos tipos de conecciones A y B y cada una de ellas cuenta con las versiones estándar mini y micro
EL BIOS
El bios es un programa que se encuentra permanentemente almacenado en un chip (firmware) del motherboard y se ejecuta cuando se inicia la pc para verificar y aviltar todos sus componentes principales, de forma tal que luego se pueda dar pie al inicio del sistema operativo, todo este proceso se conoce como arranque del sistema.
Si ponemos arriba de una mesa los componentes de una pc: motherboard con microprocesador, memoria y placa de vídeo y le conectamos la fuente de alimentación, el teclado, el mouse y el monitor, al encender la fuente de alimentación algo pasa y estos dispositivos funcionan ¿Como ocurre esto? si no tiene disco rígido ni sistema operativo?. Evidentemente hay algo mucho mas básico y permanente previo al sistema operativo, que por ende no esta en el disco rígido y que hace que apenas encendemos la fuente de alimentación allá un reconocimiento del equipo y luego cargue el sistema operativo. Eso es el BIOS (Imput). Los antiguos BIOS eran memorias ROM del tipo EPROM que se programaban durante un circuito especial y se borraban mediante lus ultravioleta atreves de una ventana de cuarzo que tenia para tal fin 
Debido a que es una funcion básicas e inicial no puede estar alojado como los otros programas de la pc
esta memoria tiene entre su infomacion un dato llamado check sum (verificación de suma)
cada vez que se inicia el equipo se realiza esta suma y se la compara con el resultado guardado en el check sum al fin de verificar si no se a corrompido algún dato de la memoria ( algo no muy común pero que puede ocurrir en ciertas ocasiones las que se realizan modificaciones de hardware. esta memoria se ubica físicamente en el puente sur del chip set y es llamda comúnmente setup
1)revisa el setup
3)busca y aviltar al placa de vídeo ( muchas placas cuentan con su propio controlador que se carga en ese instante y cuya infomacion aparece en la pantalla.
a continuación el bios analiza algo importante determina si este proceso de inicio se produce desde cero (arranque en frió) o si se trata de un inicio, generalmente este proceso ocurre después de instalar un programa, para esto verifica el valor de la memoria en la dirección 0476, si el valor allado en esta dirección de memoria es 1234 indica que se trata de un reinicio y pasa por alto el reto de la rutina iniciando inmediatamente la carga del sistema operativo.
En caso contrario, si se trata de un arranque en frió realiza todo el proceso llamado POST (Power on selt test) lo que implica lo siguiente:
verifica la memoria ram haciendo una prueba rápida de escritura y lectura sobre la misma. revisa los puertos usb y ps/2 en busca del teclado y el mouse.
revisa los conectores pci y pci express en busca de las placas conectadas.
Si allara algún problema en estos elementos emitirá un mensaje por pantalla o indicara el error mediante sonidos que responden a un código
