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2.3. Puertos de Entrada/Salida.

Toda PC necesita algún método de adquirir información para ponerse a trabajar, los puertos de E/S son la ruta primaria para este intercambio de información. En la actualidad la mayoría de los PCs incluyen al menos un puerto serie y un puerto paralelo en su placa base.

2.3.1. Puerto Serie

Puede estar montado en la propia placa base o en una tarjeta conectada en un slot ISA o PCI normal. El conector del Puerto Serie puede ser de 9 ó 25 pines macho, y se llama interface RS-232C.

Este puerto transmite la información a través de un solo cable, en donde cada bit se envía uno detrás de otro constituyendo una secuencia de bits en la transmisión.

Estos puertos están  controlados por un chip que se llama UART y por la propia BIOS del PC. A través de la BIOS podemos hacer trabajar el Puerto Serie a velocidades de hasta 9600 bits por segundo (y en algunas BIOS, como las de los IBM PS/2, hasta 19.200bps). Directamente a través de los registros de la propia UART lo podemos hacer trabajar hasta 115.200bps o 384.000bps.

La UART puede ser de varios tipos:

• 8250 : Generalmente, pero no siempre, en ordenadores tipo XT. 
• 16450 : Generalmente ordenadores tipo AT y PS/2 modelo 30. 
• 16550 : PS/2 modelos 50, modelos 60 y primeros modelos 80. 
• 16550A : Ultimos PS/2 y, normalmente, los 486 y Pentiums modernos.

Los puertos serie más utilizados por los sistemas de cómputo actuales son:

Puerto	Dirección de Memoria	Interrupción (IRQ)
COM1	3F8	IRQ4
COM2	2F8	IRQ3
COM3	3F8	IRQ4
COM4	2F8	IRQ3

A los puertos seriales se pueden conectar una serie de dispositivos, el mas común es el mouse que generalmente se conecta al COM1, también tenemos modems, plotters, impresoras, lectoras de código de barras, etc.

2.3.2. Puerto paralelo

Este tipo de puerto tiene 08 líneas para enviar de manera simultánea todos los bits de un byte de datos, estos puertos generalmente se han utilizado para las impresoras. Los primeros fueron de tipo unidireccional del PC hacia la impresora, pero luego aparecieron los bidireccionales que se utiliza para comunicar errores o estados de la impresora. 

Los puertos paralelos mas utilizados en la actualidad son:

Puerto	Dirección de Memoria	Interrupción (IRQ)
LPT1	378	IRQ7
LPT2	278	IRQ5
LPT3	3BC

2.3.3. Puerto USB

El bus Serie Universal es una interface que permite transmitir información a 12Mbit/seg ó 1.5Mbit/seg, funcionando a través de una conexión simple de 4 cables. El bus puede manejar hasta 127 dispositivos  utilizando la topología estrella fabricada en hubs de expansión los cuales pueden encontrarse en la misma computadora, en algún otro periférico e incluso en dispositivos hub independientes.

El puerto USB tiene 2 canales:

• 01 de baja velocidad  1.5Mbit/seg, para los periféricos mas lentos como joystics, teclados, etc.
• 01 de alta velocidad  12Mbit/seg, para los periféricos que requieran mayor ancho de banda.

Estos puertos permiten suministrar energía eléctrica a dispositivos que tienen un bajo consumo eléctrico hasta una distancia no mayor a 5 metros.

En la actualidad podemos encontrar diversos dispositivos de tipo USB, como por ejemplo, teclados, mouses, cámaras fotográficas digitales, impresoras, escaners, modems, etc; con velocidades superiores.

2.3.4. Puerto Infrarrojo

Actualmente se esta definiendo la especificación IrDA que permite transferir datos a través de infrarrojos entre PC's sin necesidad de conectar ningún tipo de cable.

2.4. Controladoras de disco

Las computadoras necesitan una manera de almacenar la inmensa cantidad de programas y datos con la que trabajan todos los días. Una controladora de disco enlaza los dispositivos de almacenamiento con el resto de componentes del PC. Actualmente prácticamente todos los PCs poseen dos o más interfaces integrados en la placa base, estos incluyen conexiones para la disquetera, disco duro, y CD-ROM. En las primeras computadoras las controladoras de disco (PATA: ATA Paralelo) tenían que ser adquiridas por separados como una tarjeta adicional e instalarse en un slot de la PC, estas fueron las populares (en su epoca) tarjeta IDE y SuperIDE(SIDE). Como se mencionó actualmente viene integrada en el mainboard recibiendo el nombre de EIDE. La EIDE puede controlar hasta dos conectores de 40 pines (IDE Primario e IDE Secundario)y en cada uno de ellos se pueden conectar hasta 02 dispositivos IDE(disco Duro y/o CD-ROM), controla un conector de 34 pines para disquetera(al cual pueden conectarse hasta 2 disqueteras), controla un puerto paralelo y dos puertos serie.

Las controladoras de disco más actuales en el mercado para PC’s son las controladoras SATA (ATA Serial), las cuales disponen 7 contactos en cada conector.

2.5. Zócalo del Microprocesador. 

EL Microprocesador es el corazón y el cerebro dentro de la computadora personal. Este pequeño chip de silicio determina la velocidad y potencia del ordenador y se encarga de manejar la mayoría de procedimientos para el procesamiento de datos en la máquina.

El microprocesador es seguramente el elemento más visible dentro de la placa base, se inserta a la placa base dentro de un zócalo generalmente de color blanco con una serie de agujeros donde se insertan los pines del microprocesador. En cualquier placa Pentium este zócalo será de tipo ZIF (Zero Insertion Force, fuerza de inserción nula). Este es muy fácil de reconocer ya que posee una palanca que levantándola, permite colocar el microprocesador casi sin ninguna presión, bajándola después para fijar el procesador al zócalo.

En placas un poco más modernas se está integrando otro tipo de componente asociado al zócalo del procesador, el VRM. Es un zócalo estrecho u alargado, con dos pequeños ganchos en los extremos y una serie de pines en su interior, que se sitúa al lado del zócalo del microprocesador. Tiene un papel importante para los microprocesadores de Intel como los 180 Mhz o el P55C trabajan a un voltaje de 2,5 en lugar del 3,3 habitual, por ello será necesario un componente que regule el voltaje en placas de 3,3 voltios.

Los microprocesadores INTEL Pentium II y III se insertan en una ranura llamada SLOT1.

Los actuales microprocesadores consideran zócalos PGA y LGA de alto rendimiento.

Tipos de zócalos utilizados por los microprocesadores INTEL

ZOCALO	CONTACTOS	PROCESADOR
Socket 1	169 PGA	80486. X86 de diferentes marcas.
Socket 2	238 PGA	486 SX, 486 DX, 486 DX2, 486 DX4, DX4 Overdrive y Pentium Overdrive
Socket 3	237 PGA	486DX, 486SX, 486DX2, 486DX4, AMD 5x86, Cyrix 5x86, Pentium OverDrive 63 y Pentium OverDrive 83
Socket 4	273 PGA	Pentium 60/66, Overdrive
Socket 5	320 PGA	Pentium 75-133
Socket 7	321 PGA	Pentium and Pentium MMX (75-233), AMD K5, K6 (up to 300)
Socket 8	387 PGA	Pentium Pro, Pentium II Overdrive
Slot 1	242 SEC	Pentium II, Pentium III, Celeron
Slot 2	330 SECC-2	Xeon
Slot A	242 Slot A	AMD Athlon K7, Thunderbird
Socket 370	370 PGA	Celeron, Pentium III, Cyrix III
Socket 423	423 PGA	Pentium 4
Socket 478	478 mPGA	Pentium 4
Socket 418	418 PAC	Itanium
Socket 604	604 mPGA	Xeon
Socket 775	775 LGA	Pentium 4, Pentium D, Core duo, Core 2 Duo, Core 2 Quad
Socket 1156	1156 LGA	Core i3, Core i5, Core i7
Socket 1366	1366 LGA	Core i7
Socket A	462 PGA	AMD Duron (800 MHz - 1800 MHz), AMD Sempron (2000+ - 3000+), AMD Athlon (650 MHz - 1400 MHz) y AMD Athlon XP (1500+ - 3200+)
Socket 754	754 PGA	AMD K8 (AMD64): AMD Sempron (2500+ - 3000+) y AMD Athlon 64 (2800+ - 3700+)
Socket 939	939 PGA	AMD Sempron (a partir del 3000+), AMD Opteron (serie 1xxx), AMD Athlon 64, AMD Athlon 64 FX (FX 60) y AMD Athlon 64 X2
Socket 940	940 PGA	AMD Opteron (para servidores) y para los primeros AMD 64 FX (los primeros dual core de alto rendimiento)
Socket AM2	940 PGA	K10: AMD Sempron (núcleo Manila, 3000+ en adelante), AMD Athlon 64 (núcleo Orleans, 3500+ en adelante), AMD Athlon 64 X2 (núcleo Windsor, 3800+ en adelante) y AMD Athlon 64 FX (núcleo Windsor, FX-62 en adelante).
Socket AM2+	940 PGA	Athlon64, Athlon 64 X2, Opteron, Phenom series : Phenom II X4, Phenom X4, Phenom X3, Phenom X2
Socket AM3	941/938 PGA	K11: Sempron - 140, Athlon II X2, Athlon II X4, Phenom II X2, X3, X4, X6

Si deseas podrías compartir en un comentario los nuevos Microprocesadores de Intel y AMD. Gracias!!

2.6. Ranuras para Memoria RAM

La memoria RAM es necesaria para que un microprocesador trabaje. La memoria contiene los datos necesarios para procesar y resultados derivados de ese proceso, además puede ser un canal de comunicación entre el microprocesador y sus periféricos.

Los módulos de memoria RAM se adquieren por separado al mainboard y deben de ser insertados en ranuras especialmente destinadas para los diferentes tipos de memoria.

Podemos tener diferentes tipos de memoria según su cantidad de contactos:

Cantidad de Contactos(pines)	Tipo de Placa	Bus de Datos
Ranuras de 30 contactos	386 y primeras 486	16 bits
Ranuras de 72 contactos	486 y primeras Pentium	32 bits
Ranuras de 168 contactos	Solo en Pentium	64 bits
Ranuras de 184 contactos	Solo en Pentium	64 bits
Ranuras de 240 contactos	Solo en Pentium	64 bits

2.7. Memoria CACHE

Otro componente vital de una placa base es la memoria cache, este tipo de memoria por su rapidez se utiliza para compensar la lentitud de respuesta de la memoria RAM con respecto a la velocidad de procesamiento de los actuales microprocesadores. Esta se compone de chips de SRAM(Static RAM), que tiene como característica principal una mayor rapidez que las normales DRAM (Dynamic RAM). Debido en su mayoría al precio que alcanzan en el mercado la mayoría de las placas implementan 256 KB, aunque prácticamente en el total de los casos es ampliable a 512 KB o incluso 1MB.

También aquí aparecen innovaciones propias de los sistemas Pentium, la cache Burst pipeline, son módulos de memoria de mayor rendimiento que las cache normal, estas permiten una mayor y más optimizada tarea de transferencia de datos. Este tipo de memoria puede venir integrada en la placa por soldadura, pero también se encuentran en  módulos parecidos a los SIMM (conocido por COAST('Cache On A Stick'). Estos módulos se insertan en un zócalo habilitado para tal fin y se denomina CELP (Card Edge Low Profile).

En los microprocesadores Pentium II, III y IV la memoria cache ya viene integrada en el mismo chip del microprocesador, debido a esto en el mainboard ya no se tiene memoria cache.

2.8 El Chipset

Es el responsable de la comunicación entre los componentes de la placa base, los componentes que se conectan a ella (memoria, tarjeta gráfica, tarjetas SCSI, etc) y con los periféricos (disco duro, disquetera, puertos serie, paralelo, USB e infrarrojos). Las transacciones entre el procesador y la memoria y el resto de los componentes internos o externos pasan por el CHIPSET, e integra las siguientes funciones: 

• Controladora de memoria
• Controladora IDE
• Puente PCI
• Reloj en tiempo real (RTC)
• Controladora de acceso directo a memoria (DMA) 
• Controladora de puerto de infrarrojos (IrDA) 
• Controladora de teclado 
• Controladora de ratón PS/2 
• Controladora de caché de segundo nivel 

El Chipset o puente Norte (NorthBridge, MCH) concentra y sincroniza la comunicación del procesador, Memoria RAM y Tarjeta de video.

El Chipset o puente Sur (SouthBridge, ICH) concentra y sincroniza la comunicación de los demás componentes de la placa base (E/S, Slots de Expansión, Discos, BIOS, etc).

Es obvio que de su elección depende en gran parte el rendimiento del equipo, pero el diseño de la propia placa base (que varía de un fabricante a otro, de modelo a modelo e incluso dentro de las distintas versiones de cada modelo) es el que puede sacar o no el máximo provecho al chipset utilizado. 

2.9 Circuitos de apoyo

Un microprocesador, aunque contiene la esencia de una computadora, no es una computadora por sí mismo, requiere circuitos adicionales para hacerlo funcionar, reloj, controladoras de disco, controladoras de E/S y convertidores de señal. Cada uno de los circuitos de apoyo tiene su propia manera de interaccionar con los programas. 

2.10 Dispositivos de visualización llamadas tarjetas de vídeo.

Las actuales computadoras incluyen también funciones en la placa base que en otros tiempos estaban reservadas a las tarjetas de expansión, como por ejemplo:

• Controladoras de Video
• Tarjetas de Red
• Tarjetas de Sonido
• Tarjetas Fax/modem
• Controladoras de disco SCSI

Estos dispositivos podemos encontrarlos en ciertas placas dependiendo el fabricante y la configuración de cada una de ellas.

Espero haber ayudado en algo. Hasta la próxima oportunidad!

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2.2.3. Arquitectura Vesa Local Bus

Esta fue la arquitectura mas popular desde que el diseño del Bus Local fue lanzado. Al igual que Compaq lo hizo con EISA, la empresa NEC fundó una organización sin fines de lucro cuyo objetivo fue desarrollar esta nueva arquitectura, un comité al que se denominó VESA - Asociación para Estándares de Electrónica y Video. Si hay algo se debe de reconocer, es que NEC se llevó la mayor parte del trabajo en este desarrollo. Por estas circunstancias, el nombre original de la arquitectura es VESA Local Bus, aunque muchas personas prefieren simplificar y denominarla VL-Bus. 

VESA tuvo un tiempo de esplendor demasiado corto, tan solo un par de años: de 1992 a 1994, y su fuerte fue las tarjetas de video, habiendo sido la primera arquitectura en eliminar los famosos cuellos de botella originados por sistemas operativos con plataformas gráficas muy complejas, como sucede con Windows y OS/2, principalmente. 

VL-Bus ofrece acceso directo al sistema de memoria de la computadora a una velocidad prácticamente similar a la del procesador, lo que ciertamente sorprendió a todos. Además de esto, una capacidad de transferencia en paralelo de 32 bits, con tecnología de Bus Mastering, y con unas salida de 128MB a 132 MB por segundo, puso a VESA por encima de EISA. Tarjetas controladoras o multifunción también se fabricaron con esta tecnología, y tenían una capacidad de 5MB a 8MB por segundo. Sin embargo, VL-Bus tuvo algunos defectos que propiciaron su pronta retirada: 

• Primero:

Dependencia Del CPU 486. Este bus local estaba terriblemente ligado (construido a medida) a la arquitectura del bus del procesador 486. Este bus es ligeramente diferente del bus que emplean los procesadores Pentium. Un bus local tipo VESA que funcione y de abasto a toda la potencia de un procesador Pentium nunca fue fabricado, y aquellas tarjetas madres provistas de un procesador Pentium que traen incorporadas ranuras VL-Bus, tienen un rendimiento deficiente. Por esta razón es que la arquitectura VESA Local Bus ha sido y será por siempre exclusiva para el procesador 486. Justamente este procesador tuvo su apogeo durante los dos mismos años que VESA. 

• Segundo:

Limitaciones de velocidad, la especificación VL-Bus es capaz de soportar velocidades superiores a los 66MHz en el mismo bus, aunque lamentablemente características eléctricas que no fueron adecuadamente analizadas cuando se desarrollaba este bus, hacen que la tarjeta de esta arquitectura se limite a un rango de 40 a 50MHz, esto teóricamente, ya que en la práctica un adaptador VL-Bus que corra a más de 33 MHz tendrá serios problemas: bloqueos, fallas, etc. Los sistemas que posean ranuras de este tipo y a su vez procesadores rápidos como el Pentium, deberán emplear buffers (memorias de contención de velocidad) y mecanismos de desaceleración del reloj del CPU para poder trabajar, de no hacerlo, un desbordamiento de información sería inminente. 

• Tercero:

Limitaciones Eléctricas. El bus de procesador tiene reglas de operación de tiempos y cargas de información muy estrictas. Estas reglas han sido diseñadas para cargas limitadas de información sobre el bus a ser movidas por los diferentes dispositivos, particularmente los originales: caché externo o caché de nivel 2 y los chips que controlan el bus. A medida que se incremente un nuevo circuito como un bus local de expansión, la carga eléctrica sobre el mismo se incrementa. Si el bus local no está implementado adecuadamente para poder dar soporte a esta carga eléctrica adicional, pueden suscitarse algunos problemas serios como la pérdida de información y problemas de sincronización entre dispositivos, particularmente entre el CPU y las tarjetas VL-Bus. Este fue uno de los más serios errores dentro de esta arquitectura, lo que derivó en la aparición del anterior problema. No se podía recargar demasiado el bus con información, ya que a nivel de hardware, la información se convierte en impulsos eléctricos que podían saturar el bus y producir un bloqueo del sistema. La velocidad límite de las tarjetas VESA era de 33MHz aunque técnicamente el bus soporte y trabaje a mayor velocidad (claro, con menos dispositivos).

• Cuarto:

Limitaciones de la cantidad de tarjetas. Dependiendo de la carga eléctrica del sistema, el número de tarjetas VL-Bus conectadas al sistema tendría que ser de todas formas muy reducido. La especificación VL-Bus indicaba que hasta tres ranuras con sus respectivas tarjetas podrían trabajar simultáneamente, claro, a una velocidad terriblemente baja (prácticamente VL-Bus que trabajan como ISA). En realidad solo una tarjeta podría trabajar a una velocidad de 50MHz teóricamente y 33MHz prácticamente, y cualquier tarjeta adicional ocasionaría que la velocidad baje a la mitad, caso contrario se podría originar una sobrecarga eléctrica en el sistema y bloquearlo, como se explicó en el punto anterior. Por esta razón son muy raras las tarjetas madres que tienen las tres ranuras VL-Bus lo corriente fue ver tan solo 2 ó 1 de estas ranuras, exclusivamente destinada a la tarjeta de video.

Desafortunadamente, el bus del procesador 486 no fue diseñado para poder soportar múltiples dispositivos a la vez. Por otra parte, el bus corre exactamente a la velocidad del procesador, y procesadores 486 existen varios modelos, cada uno con una velocidad distinta, de tal forma que conseguir una compatibilidad plena con las tarjetas conectadas al bus local realmente es algo difícil de alcanzar. 

Un aspecto más a tocar es el relativo a las características físicas de la ranura VL-Bus. Bajo la premisa de tratar de hacer las cosas rápidas y fáciles, es que tampoco el diseño de la ranura es el más adecuado, ya que la misma es nada más que una extensión de las ranuras ISA de 16 bits, a la que se ha agregado un grupo de conectores ubicados todos en una pequeña ranura. Por cierto que esto significa una ranura y tarjeta terriblemente largas. 

En resumen, la arquitectura de bus local VESA Local Bus trabaja a una velocidad de entre 40 a 60MHz en el mejor de los casos, por supuesto y por soportar Bus Mastering, tiene un desempeño mejor que las ranuras ISA. 

2.2.4. Arquitectura de bus PCI

A inicios de 1992 surgía un nuevo grupo industrial formado con los mismos objetivos que VESA, realizar la ingeniería de un bus nuevo local, capaz de superar los defectos de VL-Bus, y brindar mayores ventajas. Así, se formó un el denominado Grupo Especial de Interés PCI.

PCI (Interconexión para Componente Periférico), es una especificación de bus lanzada en Junio de 1992, sobre un nuevo diseño del bus tradicional, en el cual se inserta prácticamente un nuevo bus entre el bus del procesador y el bus de expansión (también denominado bus de entrada / salida), unido a estos dos últimos por medio de puentes. En vez de conectar el bus de expansión para dispositivos de alta velocidad directamente al procesador, que tiene reglas de operación y tiempo bastante delicadas (especialmente en lo que se refiere a cargas eléctricas), y para no cometer el mismo error de la especificación VL-Bus, un nuevo conjunto de chips fueron desarrollados, capaces de hacer de puente entre ambos buses (puente electrónico), ajustando las cartas eléctricas de tal forma que ningún bus se sobrecargue. 

El bus PCI se halla conectado al bus del procesador mediante un conjunto de chips que hacen de puente, y por otra parte posee una interfaz que también hace de puente y permite accesos al bus de expansión donde aún pueden situarse tarjetas ISA, EISA, etc. Particularmente las primeras son las que aún permanecen en la mayoría de los sistemas personales. Ambos puentes electrónicos tienen la función de convertir las señales nativas del bus PCI a señales propias del bus del procesador o bien del bus de expansión. El resto de los dispositivos nuevos PCI se conectan directamente a este bus aprovechando su máxima capacidad de transferencia de información. Un sistema típico PCI es capaz de ofrecer 4 ranuras PCI para cualquier tipo de tarjeta y un dispositivo incorporado (es decir construido con la misma tarjeta madre). Por cierto que esta es la configuración más común hoy en día, donde la tarjeta madre posee 4 de estas ranuras y las funciones de la tarjeta controladora se hallan integradas en la misma tarjeta principal. 

El bus PCI es ideal para sistemas Pentium, no para computadoras 486 o anteriores, ya que la capacidad de transferencia de este bus requiere de un procesador potente. La velocidad general permanente del bus de es 33MHz, lo que con un CPU de 32 bits resulta en una capacidad de transferencia de 132MB/seg. En sistemas de 64 bits, el ancho de banda del bus es sencillamente el doble, lo que significa una velocidad de transferencia superior a los 264MB/seg.

La ranura de expansión PCI puede ser fácilmente identificada dentro de la tarjeta principal, ya que no tiene la misma forma que las anteriores, es decir, no es compatible con ISA, EISA, etc. Es una ranura bastante pequeña. 

Existen dos tipos principales de ranuras PCI: 32 bits (las más comunes) y 64 bits (tarjetas con esta capacidad están empezando a proliferar en el mercado aunque todavía son realmente raras).

El conector o ranura PCI (sucede lo mismo con las tarjetas PCI) de 32 bits está compuesto por contactos divididos en dos secciones por una ranura, y para los 64 bits se agrega una porción más de conectores. 

Finalmente, una de las más importantes característica de PCI es la capacidad incorporada que tienen de la especificación de Intel Plug & Play o Conectar y Usar. Esto significa que las tarjetas PCI no tienen jumpers o switches (interruptores) para ser configuradas siendo configuradas directamente por software. Las tarjetas PCI tienen especificaciones de configuración establecidas en una memoria ROM incluida en la misma tarjeta de donde el sistema obtiene datos de instalación necesarios en la etapa de arranque. Las rutinas del BIOS configuran automáticamente todos los dispositivos PCI, y el sistema operativo es quien finaliza la configuración.

Las tarjetas ISA antiguas son configuradas manualmente, pero en la actualidad, este problema se halla desapareciendo con un nuevo tipo de tarjetas ISA denominadas también ISA Plug & Play. 

2.2.5 Arquitectura de bus AGP(Accelerated Graphics Port o puerto acelerado para gráficos)

Desarrollado por INTEL, funciona a la misma velocidad que la placa base. Este bus fue diseñado especialmente para una tarjeta controladora de video, con la implementación del bus AGP, se libera al bus PCI, microprocesador y memoria  del más complicado trabajo de procesar información gráfica.

La principales características de este bus son:

• Ancho de banda:

1X – 266MB/seg.

2X – 533MB/seg.

4X – 800MB/seg. 

8X – 2 GB/seg.

• Utiliza el Acceso directo a la Memoria (DMA) permitiendo almacenar información gráfica en la DRAM (memoria RAM dinámica). Este acceso se logra bajo el control del AGPset chip.
• Genera señales que permiten enviar peticiones sucesivas al microprocesador sin necesidad de que este haya finalizado un trabajo.
• Puede acceder a la memoria principal paralelamente con el microprocesador.
• Este bus no es compartido con otros dispositivos, por consiguiente el tiempo de espera es nulo.

2.2.6. Arquitectura de bus CNR (Communication and Networking Riser)

CNR "Communication and Networking Riser", se utilizan para conectar dispositivos tales como controladores de red, módems, adaptadores ADSL [1] y subsistemas de audio que son cada día mas habituales en los PCs.

La mencionada especificación proporciona interfaces para soportar audio multicanal; conectividad para redes caseras basadas en líneas telefónicas y del tipo Ethernet 10/100;  módems analógicos de norma V90 y posibilidad de ampliación a nuevas tecnologías.

La medida pretende facilitar a los diseñadores de placas-base la integración de los mencionados dispositivos, y de paso, simplificar su diseño, ya que permite mantener separados los dispositivos proclives a producir interferencias con los que son especialmente sensibles a ellas.

2.2.7. Arquitectura PCI Express (PCIe)

A principios de los 90 Intel desarrolla el estándar PCI logrando incrementar el rendimiento de la arquitectura de bus de la época y soporte multiprocesador. Posteriormente fue adaptado por la industria como un estándar administrado por el PCI SIG (PCI Special Interest Group).

PCI pronto reemplazó los buses anteriores como EISA, VL (VESA) y Micro Channel y fue la tecnología de interconexión local durante la última década. Con un ancho de banda de 32/64-bits y una frecuencia de bus de 33/64 MHz. Hoy en día se puede lograr una tasa de transferencia de 133 MB/s a 512 MB/s.

Con el aumento de necesidad de ancho de banda  de los dispositivos de E/S, la limitación del PCI era inevitable y se ha llegado a un punto donde el incrementar la performance en una arquitectura de bus paralelo acarreaba demasiadas desventajas (ruido en el bus, costo, delay skew...)

PCI Express (PCIe), desarrollado también por Intel, utiliza una arquitectura de canales serie punto a punto.

En el mundo de PCI Express, el recurso compartido deja de serlo el bus para pasar a serlo el switch. Cada dispositivo en el sistema tiene un acceso directo y exclusivo al switch, la conexión de cada dispositivo con el switch se denomina enlace (link). 

Cada enlace está compuesto de uno o más lanes (canales) donde cada lane es capaz de transferir en ambas direcciones simultáneamente. 

Esta comunicación full duplex es posible debido a que cada lane utiliza un par de señales de recepción y otro par de transmisión (cuatro hilos) ambos de tensión diferencial. 

  

Una de las características de PCIe  es que se pueden integrar múltiples lanes (es decir, ampliar el ancho de banda) para formar un único enlace. 

Las tarjetas y ranuras PCI Express se definen por su número de lanes que forman el enlace, normalmente uno, cuatro, ocho o dieciséis lanes dando lugar a configuraciones llamadas x1, x2, x4, x8, x12, x16. La notación x1, x2, x4  se refiere al número de lanes disponibles o ancho del bus. 

Un simple lane en PCI-Express ofrecerá inicialmente una velocidad de 2,5 G/s en cada dirección. 

Cada enlace puede tener un máximo de 32 lanes obteniendo en este caso un ancho de banda con una tasa de transferencia de 8 GB/s.

Esto representa una considerable mejora de la tasa de transferencia del actual PCI.

En PCIe cada dispositivo está conectado al switch. Este recurso compartido rutea el tráfico del bus y establece conexiones punto a punto entre cualquier par de dispositivos en el sistema. Esta comunicación está dividida en paquetes discretos de datos que el switch rutea. La CPU puede comunicarse con cualquier dispositivo PCIe estableciendo un enlace de comunicación a través del switch. 

A diferencia de las antiguas tecnologías de arquitectura de buses paralelos, PCI Express garantiza a cada dispositivo su propio ancho de banda y al centralizar el ruteo de tráfico y la gestión de recursos en el switch, se pueden priorizar paquetes de manera que las aplicaciones en tiempo real pueden obtener un acceso inmediato al switch.

Otras características de PCI Express:

• Permite conexión en caliente (hot-plug)
• Permite cambio en caliente (hot-swap)
• Gestión integrada de errores.
• Implementa funciones de ahorro de energía.

Aunque no hay compatibilidad hacia atrás respecto al hardware, se mantiene una compatibilidad con PCI en relación al software.

El sistema operativo puede bootear y utilizar los dispositivos PCIe sin realizar modificaciones en los mismos.

Para utilizar las características inherentes al estándar PCI Express, como gestión de errores o funciones de ahorro de energía, el sistema operativo debe ser capaz de hacerlo directamente.  Si esto no es así, se reconocen las interrupciones PCI existentes y los drivers permanecen sin alteraciones. Los primeros 256 bytes de espacio de  configuración son idénticos a los registros PCI actuales, y debido a que el sistema operativo ve al switch PCI express como un bridge PCI virtual incluso viejos sistemas operativos pueden configurar dispositivos PCI express. 

Sin embargo la BIOS si debe contar con soporte para PCI Express, ya que estos dispositivos requieren un espacio de configuración relativamente grande.

La velocidad superior del PCI-Express permitirá reemplazar casi todos los demás buses, AGP y PCI incluidos. La idea de Intel es tener en un futuro un solo controlador PCI-Express comunicándose con todos los dispositivos.

El bus PCI Express está todavía en su infancia (Referencia 2006) y el PCI aún se mantendrá un tiempo, mientras tanto podremos ver al PCI Express coexistir con el PCI.

Espero haber ayudado en algo. Hasta la próxima oportunidad!

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1. DEFINICIÓN

Conocida también como mainboard ó motherboard, si traducimos estas palabras obtenemos “placa principal” ó “placa madre”.

Tradicionalmente, la pieza central de la mayoría de las computadoras personales es la placa principal, es la columna vertebral física y lógica de todo el sistema. Los circuitos montados sobre la placa madre definen la computadora, sus capacidades y limitaciones.

En principio las computadoras compatibles comparten una característica: están construidos con una única gran placa de circuitos impresos como base. Esta placa contiene los componentes más importantes del sistema: sus chips controladores(Chipset), zócalo ó ranura para el microprocesador, memoria, circuitos de apoyo y algunas otras adiciones al sistema se conectan a esta placa central, sin esta placa no habría computadora.

Este diseño no es invariable. Al contrario el diseño básico de la PC es una combinación y compromiso entre dos filosofías de diseño diametralmente opuestas un grupo apuestan por la diversidad, adaptabilidad y expansionabilidad colocando los elementos funcionales individuales(microprocesador, memoria, circuitos de E/S) en placas separadas que se conectan juntos a un bus de circuitos. Estas maquinas se conocen como computadoras orientadas a bus, el otro diseño se basa en la economía y simplicidad de unir todos los componentes esenciales en una gran placa, el resultado fue la computadora de una placa.

1.1. Arquitectura

1.1.1. Computadoras orientadas a bus.

El bus toma su nombre de la palabra inglesa bus (autobús), porque como en un autobús todas las señales del bus viajan juntas y hacen las mismas paradas en los mismos conectores a lo largo del camino. Esta tecnología se utilizó en las primeras computadoras, la computadora mas popular comercial de ese tiempo estaba construida basada en el bus estándar S-100(el nombre indicaba que el bus tenia 100 conexiones). La mayoría de las grandes computadoras usaban el diseño orientado a bus. Esta filosofía permitía a cada computadora ser configurada a medida para la tarea específica para la cual estaba diseñada. Procesadores más grandes y más poderosos e incluso múltiples procesadores podían añadirse a la máquina conforme fuese necesario. Este diseño modular permitía al sistema expandirse conforme fuera necesario, además permitía un mantenimiento sencillo, un componente individual que fallase podía ser fácilmente repuesto sin tener que hacer manipulaciones a nivel de circuitos. 

1.1.2. Computadoras de una placa.

Con la invención de los circuitos integrados, microprocesadores, memorias, etc. y la fabricación miniaturizada que permite unir múltiples componentes electrónicos en una sola pastilla de un tamaño muy reducido, redujo notablemente la cantidad de circuitos necesarios para la construcción de una computadora. A finales de los 70, poner una computadora digital en una sola placa llego a ser práctico, esto era deseable por una serie de razones, la primera de las cuales era el costo, menos placas significaba menos gasto de fabricación y menos costo de material. No solo la placa podía ser más pequeña sino que los circuitos necesarios para unir cada placa al bus podían ser eliminados. Además las computadoras de una sola placa tenían otra ventaja en fiabilidad: los conectores, esta es la parte de las computadoras más susceptible a fallos, este diseño eliminaba los bus y conectores como una potencial fuente de fallos. 

El diseño de una sola placa es mucho menos flexible que el orientado a bus, el diseño de una sola placa tiene todas sus capacidades fijas para siempre en el momento en el que sus componentes se sueldan en la fabricación. No se puede actualizar con los nuevos avances tecnológicos. Todas estas desventajas hacen no muy aconsejable el uso de este diseño en computadoras de sobremesa, pero este diseño es el usado en la mayoría de computadoras portátiles ya que al ser muy compacto es perfecto para el reducido espacio que utiliza un portátil. 

1.1.3. Diseño del PC en la actualidad.

Más que seguir estrictamente el diseño orientado a bus o en una sola placa, las compañías que hicieron las primeras computadoras personales para su comercialización masiva, unieron las dos filosofías, mezclando las mejores cosas de cada diseño. En la primera implementación de IBM (su primer PC), una gran placa contenía los circuitos esenciales que definía el ordenador y además tenia unos slots para su expansión y adaptabilidad.

La flexibilidad del diseño orientado a bus presupone que existe una amplia selección de tarjetas de expansión disponibles, después de todo, un slot en el que sólo se puede poner una tarjeta no ofrece ninguna ventaja que tener todos los circuitos en una sola placa. En consecuencia, lo atractivo de las computadoras orientadas a bus depende de la aceptación del bus adoptado como estándar. 

La historia de las computadoras personales (PC) se ha estado acercando al diseño de una sola placa, conforme los fabricantes introducían nuevos modelos inevitablemente añadían un creciente número de funciones a la placa base, por ejemplo, el primer PC de IBM necesitaba tarjetas de expansión diferentes para su salida gráfica, almacenamiento, puertos de E/S, ampliación de memoria y el reloj del sistema. A medida que IBM introdujo nuevos modelos se integró el reloj, los puertos, controladora de discos, memoria, en la actualidad encontramos mainboards con dispositivos integrados, tales como: controladores de video, sonido, fax/módem, red, etc. 

2. COMPONENTES DE LA PLACA BASE.

La placa base de cualquier computadora que siga el diseño de IBM, realiza varias funciones importantes. En su nivel más básico es la base física del ordenador, contiene todas las tarjetas de expansión, provee de un territorio firme sobre el cual se realizaran las conexiones a circuitos externos. 

Sus principales componentes:

2.1. La Memoria ROM (read only memory)

Memoria de solo lectura, basada en semiconductores que contiene instrucciones o datos que se pueden leer pero no modificar, su información no puede ser alterada por el usuario o programador, es el fabricante del mainboard quien programa el contenido de esta memoria.

La más importante es la llamada ROM BIOS, o simplemente llamada también BIOS que significa "Basic Input Output System" sistema básico de entrada salida. Este sistema básico, es un conjunto de rutinas grabadas en un chip en forma permanente (aunque en la actualidad existen BIOS regrabables) que dan al sistema sus características operacionales fundamentales. 

La función de la ROM BIOS, es supervisar la puesta en marcha de la computadora realizando tareas como comprobación de la fiabilidad del procesador, memoria, teclado mouse y de los demás dispositivos integrados,  iniciar los chips y equipos conectados a la computadora, poner la tabla de los vectores de interrupción y por último cargar el sistema operativo si este se encuentra en el disco.

Las computadoras vienen con una cantidad de ROM que contiene programas y datos que son necesarios para activar y hacer funcionar el ordenador y sus dispositivos periféricos. Todo sistema con microprocesador requiere por lo menos tener en la ROM el programa de arranque e iniciación del sistema, una rutina capaz de cargar el sistema operativo. 

Los tipos de programas en ROM suelen ser: 

• Los programas de iniciación y arranque que pueden incluir chequeo de diversos dispositivos, de memoria, inicialización de la tabla de vectores de interrupción, etc.
• Los servicios de la ROM BIOS, el cual está formado por una colección de rutinas en lenguaje de máquina, que proporciona los servicios de soporte para los periféricos más básicos. 
• La ROM BASIC que proporciona el núcleo del lenguaje de programación Basic (en las primeras PC's de IBM). 
• Extensiones de ROM que son programas que se añaden a la ROM principal cuando se conectan al ordenador ciertos equipos especiales. 
• Programas de configuración o setup.

2.2. Slots de expansión.

Son ranuras que permiten la inclusión de los componentes adicionales que no se encuentran en la placa principal y permiten una fácil alteración de las características de la computadora. Los principales slots ó de expansión ó bus de entrada/salida según su arquitectura, son:

• ISA de 8 y 16 bits.
• EISA de 32 bits.
• VESA de 32 bits.
• PCI de 32 y 64 bits.
• AGP. 
• PCI - X
• CNR.
• AMR.
• PCI Express

2.2.1. Bus de expansión tipo ISA

La sigla ISA (Industry Standard Architecture - Arquitectura Estándar de la Industria), fue en nombre asignado al primer bus usado en los equipos PC y XT de IBM como sistema de arquitectura abierta; de este tipo de bus se conocen dos versiones la de 8 bits y la de 16 bits.

2.2.1.1. Bus ISA de 8 bits

El bus ISA de 8 bits salió al mercado en el año 1982 con el PC y luego se conservó 

en las computadoras  XT. 

Este bus se encuentra en forma de conector en linea de doble lado y tiene 62 contactos, 31 por cada lado. Sus contactos están enumerados por un lado 

como A1 hasta A31 y por el otro lado como B1 hasta B31. 

Este Bus tiene un bus de datos de 8 bits y un bus de direcciones de 20 

bits, lo que permite un direccionamiento hasta de 1 MByte.

Este bus contiene seis señales de interrupción (IRQ 2 a IRQ 7), tres canales de DMA y 

una señal de reloj de 4.77 MHz. Las seis señales de interrupción por hardware, se utilizan por las tarjetas de expansión para demandar atención por parte del microprocesador. El bus XT tiene tres señales de adquisición de DMA, que le permiten a la tarjeta de expansión 

transferir datos hacia o desde la memoria.

• Transmiten 8 bits a través del Bus de datos.
• Conector de 62 contactos (A1 – A31 y B1 – B31).
• Se utilizaron en las primeras computadoras personales (8086, 8088, 80286, 8036 y primeras 80486).
• En este tipo de tecnología, se fabricaron dispositivos como: 
• Tarjetas de video.
• Tarjetas fax/MODEM.
• Tarjetas de sonido.
• Controladoras de disco.

2.2.1.2. El bus ISA de 16 bits

Con la aparición del microprocesador 80286 de 16 bits y las computadoras AT, en 

1984, se diseño en forma muy inteligente un nuevo bus, el ISA de 16 bits, que 

utilizaba en gran parte el bus anterior ISA de 8 bits agregando un segundo conector con nuevas señales de 36 contactos alineado con el primero. De esta forma, se podían 

utilizar la gran cantidad de tarjetas periféricas y de expansión ISA de 8 bits que aún existían en el mercado. En esencia se agregaron los otros ocho bits de datos, mas direcciones 

y cuatro canales de DMA y algunas señales de control. Así mismo, se incrementó la velocidad a 8.33 Mhz. 

Sus características más destacables son: 

• Bus de datos de16 bits 
• Bus de direcciones de 24 bits 
• Capacidad máxima de la memoria principal, 16 MB 
• 1 KB de espacio de E/S 
• 15 líneas de petición de interrupción 
• Controlador de DMA de 7 canales 
• Controlador de memoria DRAM y de refresco. 
• Soporte para 15 interrupciones. 

• Transmiten 16 bits a través del Bus de datos.
• Conector de 98 contactos:
• 62(ISA 8bits) + 36(C1 – C18 y D1 – D18).
• Se utilizaron en las computadoras personales modelos 80286, 8036, 80486, Pentium, Pentium II Pentium III hasta las primeras Pentium 4 y sus compatibles).
• En este tipo de tecnología, se fabricaron dispositivos como: 
• Tarjetas de video.
• Tarjetas fax/MODEM.
• Tarjetas de sonido.
• Tarjetas de Red.
• Controladoras de puertos.
• Controladoras de disco.

2.2.2. Bus EISA

La aparición de los microprocesadores de 32 bits(los 386 y 486), con la consiguiente mejora y ampliación de los recursos y prestaciones de los modelos precedentes, dió origen a una arquitectura "extendida", denominada EISA. 

El desarrollo de este tipo de bus estuvo a cargo por un grupo conformado por: Compaq, Hewlett Packard, Nec, Zenith, AST, Epson, Wyse Olivetti y Tandy. 

Para lograr la compatibilidad entre los dos sistemas ISA y EISA, se diseño una solución muy ingeniosa que tardo alrededor de dos años para ser perfeccionada. El conector que recibe las tarjetas tiene dos filas de contactos, con diferente altura o nivel y la transferencia entre los dos buses se realiza automáticamente dependiendo de la forma del conector de la tarjeta.

Los contactos superiores corresponden a las tarjetas tipo ISA y los contactos inferiores a las de tipo EISA, en el conector inferior hay cinco topes de plástico que no permiten que éstas hagan contacto con los contactos inferiores, que corresponden al bus EISA. Las tarjetas EISA tienen una serie de ranuras que coinciden con los topes y estas se pueden deslizar hasta el fondo obteniendo el contacto con sus respectivos pines.

El bus EISA tiene 99 contactos por cada lado en los cuales se ha reducido su separación de 0.100'' a 0.050''. 

Una de las principales ventajas del bus EISA es su capacidad de manejo autónomo del bus, que en pocas palabras podría explicarse como la capacidad para permitir el intercambio de información entre dos periféricos sin la intervención del microprocesador. 

Aunque la velocidad del bus EISA se conservó en 8.33MHz, para permitir la compatibilidad con ISA, su velocidad para la transferencia de datos es mucho mayor debido al aumento del ancho de banda del bus; esta llega a ser de unos 33Mb/s.

8.33Mhz x 32bits = 266.56Mbits/seg

266.56Mbits/seg / 8 = 33.32MB/seg

Esta arquitectura es totalmente compatible con la ISA, tanto en "software" como en "hardware".  Sus principales características son: 

• Bus de datos de 32 bits 
• Bus de direcciones de 32 bits 
• Capacidad máxima de memoria principal: 4 GB 
• Interrupciones programables(pueden ser compartidas)
• Placas de expansión dotadas de memoria PROM 
• Transferencia DMA a velocidad de 33 MB/s. 
• Permiten mayor ancho de banda. 
• Las tarjetas son autoconfigurables(reconocimiento de conflictos de direccionamiento). 

Espero haber ayudado en algo. Hasta la próxima oportunidad!

Arquitectura del Computador - Windows XP - Configuración del firewall de Windows

Paso 1

• Navegue hasta Firewall de Windows XP:
• Inicio > Panel de control > Centro de seguridad
• El indicador de Firewall muestra el estado de Firewall. La configuración normal es “Encendido”.

• Acceda al controlador del Firewall al hacer clic en Windows Firewall en la parte inferior de la ventana.

Paso 2

Pregunta de reconocimiento : ¿Porqué no se recomienda desactivar el Firewall de Windows.?

Paso 3

• Desde el menú de control del Firewall de Windows, seleccione la pestaña Excepciones. Se muestran con una marca de verificación los programas y servicios que Firewall de Windows no bloquea.

• Puede agregar aplicaciones a la lista. Esto puede ser necesario si su cliente tiene una aplicación que requiere comunicaciones desde afuera pero por alguna razón el Firewall de Windows no puede realizar la configuración en forma automática. Debe estar conectado a la computadora como administrador para llevar a cabo este procedimiento.
• Crear demasiadas excepciones en el archivo Programas y Servicios puede traer consecuencias negativas.

Paso 4

• Desde el menú de control de Firewall de Windows, seleccione la pestaña Avanzado para ver las Configuraciones de conexión de red. Las configuraciones de conexión de red exhiben las diferentes conexiones configuradas para su computadora.

• Haga clic en el botón Configuración... en el área de configuración de conexión de red. La ventana Configuraciones Avanzadas tiene dos pestañas: Servicios e ICMP. Haga clic en la pestaña Servicios. 

Pregunta de reconocimiento : ¿Qué servicios están disponibles?
 
Paso 5

• Hay muchas aplicaciones que los usuarios no ven habitualmente y que también necesitan pasar por el Firewall de Windows para acceder a su computadora. Estos son los comandos de nivel de red que dirigen el tráfico en la red y en Internet.
• Debajo el encabezamiento ICMP, haga clic en el botón Configuraciones. Verá el menú donde están configuradas las excepciones ICMP.

• Por ejemplo, permitir la entrada de solicitudes de eco es lo que permite a los usuarios de la red a que hagan “ping” en las computadoras y así determinen si está presente en la red y cuán rápido viaja la información hacia y desde éste. 
• Realice los cambios según su criterio. 
• Acepte los cambios.

Espero haber ayudado en algo. Hasta la próxima oportunidad!

Arquitectura del Computador - Windows XP - Prueba de la NIC inalámbrica

Esta publicación le guiará en la comprobación del estado de su conexión inalámbrica; además de permitirle investigar la disponibilidad de las redes inalámbricas y su conectividad.
 
Equipo recomendado

• Una computadora que tenga instalado Windows XP Professional
• Una NIC inalámbrica instalada
• Una NIC Ethernet instalada
• Un router inalámbrico Linksys WRT300N
• Conectividad de Internet

Paso 1

• Desconecte el cable de conexión Ethernet de su computadora.
• Una “X” roja aparece sobre el icono “Conexión de área local”.

• Mantenga presionado el icono “Conexión de red inalámbrica” en la bandeja.

Pregunta de reconocimiento : ¿Cuál es la potencia y velocidad de la señal?

• Abra una ventana comando.
• Ping 127.0.0.1.

Pregunta de reconocimiento : ¿Cuántas respuestas recibió?

• Use el comando ipconfig.

Pregunta de reconocimiento : ¿Cuál es la dirección IP del gateway por defecto?

• Haga ping al gateway por defecto.

• Un ping logrado indica que hay conexión entre la computadora y la gateway por defecto.

Paso 2

• Abra un explorador Web.
• Escriba www.ingenieriasystems.blogspot.com en el campo “Dirección” y luego presione Enter.

Paso 3

• Abra la ventana Conexiones de red.

• Haga clic con el botón derecho en conexión inalámbrica y seleccione Propiedades.
•  Haga clic en la pestaña Redes inalámbricas.

• Haga clic en el botón Ver redes inalámbricas.

Pregunta de reconocimiento : ¿Cuáles son los nombres de las redes inalámbricas que están disponibles?

 
Espero haber ayudado en algo. Hasta la próxima oportunidad!

 

Arquitectura del Computador - Windows XP - Configuración de un router inalámbrico Linksys WRT300N

Equipo recomendado

• Una computadora que ejecute Windows XP Professional
• Una NIC inalámbrica instalada
• Una NIC Ethernet instalada
• Un router inalámbrico Linksys WRT300N
• Cable de conexión Ethernet

Paso 1

• Conecte la computadora a uno de los puertos Ethernet en el router inalámbrico con un cable de conexión Ethernet.
• Conecte la energía del router inalámbrico. Arranque la computadora e inicie sesión como administrador.

Paso 2

• Seleccione Inicio > Ejecutar… y escriba “cmd”. Presione la tecla Volver.
• Escriba ipconfig.

Pregunta de reconocimiento : ¿Cuál es la gateway por defecto para la computadora?
 
Paso 3

• Abra el explorador de Internet. Escriba “192.168.1.1” en el campo “Dirección” y luego presione Enter.

• Aparece la ventana “Conectarse a 192.168.1.1”.

• Escriba “admin.” en el campo “Contraseña:”.
• Aparece la ventana Configuración.

Paso 4

• Haga clic en la pestaña “Wireless”.
• De la opción Network Mode, seleccione el item “Mixed".

Pregunta de reconocimiento : ¿Cuál es el SSID por defecto para el router inalámbrico?

• Escriba “cisco#” en el campo “Nombre de red (SSID):”, donde # es el número asignado por su instructor.
• Haga clic en Guardar configuraciones.
• Aparece la ventana “Las configuraciones se realizaron con éxito".

• Haga clic en Continuar y luego, cierre la ventana del explorador.

Paso 5

• Desenchufe el cable de conexión Ethernet que se encuentra en la parte posterior de la computadora.
• Haga clic en Inicio y luego, haga clic con el botón derecho en Mis sitios de red.
• Seleccione Propiedades.
• Haga doble clic en el adaptador inalámbrico y luego seleccione Ver redes inalámbricas.

Pregunta de reconocimiento : ¿Qué red(es) inalámbrica(s) están disponibles?

• Seleccione cisco# y luego, haga clic en el botón Conectar.
• Abra Internet Explorer y luego, conéctese al router inalámbrico.
• Conéctese en el router inalámbrico.
• Cierre Internet Explorer.

Espero haber ayudado en algo. Hasta la próxima oportunidad!