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Placa BaseMotherboardProfesor :

Mario Yuseff Segura Monroy

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Contenido

Introducción1

Conceptos Básicos2

Estructura detallada3

4

5

Buses importantes

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Introducción

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Introducción ¿Qué se conectan a este dispositivo? ¿Qué los controla?

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Motherboard

La Tarjeta Principal (Motherboard) es el

Circuito principal de la unidad del sistema. Esta

conformada por diferentes tipos de chips como:

Memoria Ram y Microprocesador, ranuras de

expansión, tarjetas de expansión y otros.

Las Motherboard son creados por diferentes

compañías para cubrir diferentes necesidades;

también conocidos como systemboards.

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Conexión física

Administración, control y

distribución

de energía eléctrica

Comunicación de datos

Temporización

Sincronismo

Control y monitoreo

Funciones

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Estructura

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Partes que las conforman

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Componentes

Internos

- PCI slots- AGP- ISA slots- Chipset- CPU socket- DIMM- CMOS- etc

Componentes

Externos

- Conectores PS/2- Puertos USB- Puertos paralelos- Puertos de juego- Puertos COM- Disp. Integrados- etc

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MB, Tamaños, Factor de Formas y Estilos

AT (Advanced Technology)

Introducido por IBM y trabaja a 16-bit.

Su forma es casi cuadrada (12 x 11 a 13 pulgadas)

Baby AT

Fue rediseñado para acomodar las partes de forma

más efectiva y redujo el tamaño de 3.5” de ancho a

2” de ancho.

ATX (Advanced Technology Extended)

Todavía es el más utilizado actualmente.

LPX (Low Profile Extension)

Es un diseño parcialmente de propietario, desarrollado

originalmente por Western Digital.

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ATX

Tiene un tamaño parecido a los demás pero la

organización de las partes cambia por 90

grados de diferencia.

Introdujo rango de voltajes. Puede trabajar en

3.3v, 5v y 12v.

Usan los puertos PS/2

para el teclado y el mouse.

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Tamaños de Placas Bases

XT (8.5 × 11" ó 216 × 279 mm)

AT (12 × 11"–13" ó 305 × 279–330 mm)

Baby-AT (8.5" × 10"–13" ó 216 mm × 254-330 mm)

ATX (Intel 1996; 12" × 9.6" ó 305 mm × 244

mm)

EATX (12" × 13" ó 305mm × 330 mm)

Mini-ATX (11.2" × 8.2" ó 284 mm × 208 mm)

MicroATX (1996; 9.6" × 9.6" ó 244 mm × 244 mm)

LPX (9" × 11"–13" ó 229 mm × 279–330 mm)

Mini-LPX (8"–9" × 10"–11" ó 203–229 mm × 254–

279 mm)

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Tamaños de Placas BasesNLX (Intel 1999; 8"–9" × 10"-13.6" ó 203–229 mm ×

254–345 mm)

FlexATX (Intel 1999; 9.6" × 9.6" ó 244 × 244 mm max.)

Mini-ITX (VIA Technologies 2003; 6.7" × 6.7" ó 170 mm × 170 mm max.; 100W max.)

Nano-ITX (VIA Technologies 2004; 120 mm × 120 mm max.)

BTX (Intel 2004; 12.8" × 10.5" ó 325 mm × 267 mm max.)

MicroBTX (Intel 2004; 10.4" × 10.5" ó 264 mm × 267 mm max.)

PicoBTX (Intel 2004; 8.0" × 10.5" ó 203 mm × 267 mm max.)

WTX (Intel 1998; 14" × 16.75" ó 355.6 mm × 425.4 mm)

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Factor de Forma

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Factor de Forma

AT ATX

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Factor de Forma

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Factor de Forma

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LA CANTIDAD DE PUERTOS E/S VARIAN DEACUERDO AL DISEÑO DE LA MAINBOARD

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SISTEMA DE BUSES

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Bus de datos:

Como su nombre indica transporta datos. Estos datos pueden ser la información que se está procesando o las instrucciones del programa que se ejecuta. El ancho en bits del bus de datos define el tamaño de la palabra del sistema informático, habitualmente es 8bits, 16bits, 32bits o 64bits.

Bus de direcciones:

El bus de direcciones se utiliza para indicar el origen y/o el destino de los datos. Se indica la posición de memoria a la  que se está accediendo enCada momento. Puede tratarse de una dirección de la memoria principal.

Bus de control:

El bus de control proporciona señales para coordinar las diferentes tareas que se realizan en el sistema informático.Algunas de las señales que podemos encontrar:

CLK: Frecuencia de reloj CS (Chip select): Activa el chip a utilizarREADY: Está disponible el dispositivo ?R/W: Se trata de una operación de lectura o escritura ?

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¿Qué es?

Componentes Principales:

- NorthBridge

- SouthBridge

Secundarios:

- Super I/O, Bios, SataLink,

etc…

Chipset

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El chipset es el conjunto de chips que se encarga de

controlar algunas funciones concretas del ordenador,

como la forma en que interacciona el microprocesador con

la memoria o la caché, o el control de los puertos y slots

ISA, PCI, AGP, PCI Express, USB...

De la calidad y características del chipset dependerán:

Obtener o no el máximo rendimiento del

microprocesador.

Las posibilidades de actualización del ordenador.

El uso de ciertas tecnologías más avanzadas de

memorias y periféricos.

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NorthBridge

• Microprocesador

• Memoria Ram

• Video Card

SouthBridge

- Controladores I/O

- Bus PCI (y otros)

- IDE y SATA

- Disptivos integrados

- Ethernet, USB.

- Audio.

- Teclado, Mouse, etc..

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Principales Fabricantes

Intel

VIA

Nvidia

AMD (Advanced Micro

Devices).

SiS (Silicon Integrated Systems

Corp.).

ITE (ITE Tech. Inc.).

Maxwell (Maxwell

technologies Inc.)

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Buses

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Buses

INTEL

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Buses

AMD

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Front Side Bus (FSB)

- FSB : ¿Cuello de Botella? - AMD : HyperTransfer (5.2 GT/s)- INTEL: Quickpath (4.8 - 6.4 T/s)

El Front Side Bus, también conocido por su acrónimo FSB (bus de la parte frontal), es el tipo de bus usado como bus principal en algunos de los microprocesadores de la marca Intel para comunicarse con el chipset. Ese bus incluye señales de datos, direcciones y control, así como señales de reloj que sincronizan su funcionamiento. En los nuevos procesadores de Intel y hace tiempo en los de AMD se usan otros tipos de buses como el Intel QuickPath Interconnect y el HyperTransport respectivamente.

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Bus de Memoria

Velocidad del Bus de Memoria depende de

la tecnología de memoria utilizada.

El punto es lograr que la velocidad de

transferencia de este bus alcance al FSB.

SDRAM DDR/DDR2/DDR3 hace

overclocking para lograr altas tasas de

transferencia.

Especificación Típica: DDR3-

1600/200MHz/800MHz/1600MT/12800 MB/s

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Socket de CPU

El zócalo o (en inglés) socket es una

pieza de plástico que funciona como

intermediario entre la placa base y el

microprocesador.

En general, cada familia de microprocesador

requiere un tipo distinto de zócalo, ya que

existen diferencias en el número de pines, su

disposición geométrica y la interconexión

requerida con los componentes de la placa

base.

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Socket 939 (AMD)

Socket AM2 (AMD)

Socket 478 (Intel)

Socket 775 (Intel)

Socket 771(Intel -

Server)

Socket 940 (AMD -

Server)

Socket F (AMD – Server)

Algunos sockets de Microprocesadores

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Algunos de lo modelos de socket de INTEL y AMD

S5

S478

S423S7 S8 PGA 370

LGA775

S604S603S479

S754

S462

S939 S940

S5

S478

S423S7 S8 PGA 370

S604S603S479S462

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SOCKETS VIGENTES

PGA 370 MPGA 478 LGA 775

939 AM2 AM3

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RANURAS DE EXPANSIÓN

Los slots o ranuras de expansión son conectores de plástico

con contactos eléctricos que permiten introducir distintas

tarjetas de expansión para ampliar las funcionalidades de

nuestro ordenador (tarjetas de vídeo, de sonido, de red, ...).

Las tarjetas de expansión, por una parte liberan a la CPU de

trabajo (por ejemplo, entrada y salida de datos, etc.) y por otra

permiten al usuario disponer, completar o mejorar algunas

características principales del ordenador (por ejemplo, sonido,

video, etc.) o incluir accesorios nuevos (por ejemplo,

sintonizadora de TV, módem, red local, etc.).

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Tipos de Slots

Slot ISA ( Industry Standard Arquitecture)

Slot VESA (Video Electronics Standards

Association)

Slot PCI (Peripheral Component

Interconnect)

Slot AMR (El audio/módem rise)

Slot CNR (Comunication and Network Riser)

Slot AGP (Accelerated Graphics Port)

Slot PCIe (PCI-Express)

SCSI (Small Computer System Interface)

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Tipos de Slots

ISA ( negras y largas, con dos grupos de conectores separados por un espacio miden unos 14 cm (existe una versión más vieja de sólo 8,5 cm): Son ranuras de 16 contactos-bits. Funcionan a una frecuencia de reloj máxima de 8Mhz y proporcionan un máximo de 16 Mb/s de transmisión de datos, suficiente para conectar un módem o una tarjeta de sonido.

Ranuras Vesa Local Bus: Se empezó a usar en los procesadores 486 y desapareció con los primeros Pentium. Se desarrolla a partir de la tecnología ISA, pudiendo ofrecer velocidades de transmisión de hasta 160 Mb/s a una frecuencia máxima de 40 Mhz. Son muy largas, unos 22 cm repartidos en tres partes, y su color suele ser negro, aunque a veces el conector del extremo es marrón o de otro color.

PCI (Miden unos 8,5 cm y son de color blanco): Las ranuras PCI tienen 32 contactos-bits con una frecuencia de trabajo de 33 Mhz hasta los 133 Mhz dependiendo de la placa base. Estas ranuras son de propósito general. Se desarrollo el estándar PCI64, que permite 64 bits a 66 Mhz, que permite a los procesadores de 64 bits trabajar utilizando toda la capacidad y velocidad que tienen.

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AGP (Puerto Acelerador Grafico). Este tipo de conexión permite el acceso directo de la tarjeta a la memoria principal del ordenador y se dedica exclusivamente a conectar tarjetas de vídeo 3D, por lo que suele haber sólo una.. Permiten una transferencia de 264 Mb/s a 533MB/s sobre 32 bits, dependiendo de la placa base.

AMR (Audio/módem rise), también conocido como slot AMR2 o AMR3 es una ranura de expansión para dispositivos de audio o módems lanzada en 1998 y presente en placas de Intel Pentium III, Pentium IV y AMD Athlon. Cuenta con 2x23 pines divididos en dos bloques.

CNR (Comunication and Network Riser), se trata de una ranura de expansión en la placa base para dispositivos de comunicaciones como módems, tarjetas de red o USB. Un poco más grande que la AMR, CNR fue introducida en febrero de 2000 por Intel para procesadores Pentium y se trataba de un diseño propietario.

SCSI (Small Computer System Interface). Utilizados para conexiones externas de dispositivos ( discos, grabadoras, etc.. externas). Permite velocidades de transferencias de 40 MB/sg y 80 MB/sg.

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PCI Express (Interconexión de Componentes Periféricos Express, también escrito PCI-E), es un bus de interconexión que permite añadir placas de expansión a un ordenador. Fue desarrollado en julio de 2002. A diferencia del bus PCI, que se ejecuta en una interfaz paralela, el bus PCI Express se ejecuta en una interfaz en serie, lo que permite alcanzar un ancho de banda mucho mayor que con el bus PCI.

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GRAPHICS STANDARDS POSSIBLE BANDWIDTH16-bit ISA 16MB/s

EISA 32MB/s

VLB 132MB/s

PCI 132MB/s

AGP 1x 264MB/s

AGP 2x 528MB/s

AGP 4x 1056MB/s

AGP 8x 2112MB/s

PCIe x1 500MB/s (Single Data Lane - Both Directions)

PCIe x2 1000MB/s (Dual Data Lane - Both Directions)

PCIe x4 2000MB/s (Quadruple Data Lane - Both Directions)

PCIe x8 4000MB/s (Eight Data Lane - Both Directions)

PCIe x12 6000MB/s (Twelve Data Lane - Both Directions)

PCIe x16 8000MB/s (4000MB/s Per Direction -Two Directions)

CUADRO DE VELOCIDAD DE TRANSFERENCIA DE DATOS

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TIPO DE SLOTS

SLOT ISA 16 Bits

SLOT ISA 8 Bits

SLOT PCI

SLOT AGP

SLOT VESA LOCAL BUS

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SOPORTE DE DISPOSITIVOS IDE PATA - SATA

IDE El puerto IDE (Integrated device Electronics) o ATA (Advanced Technology Attachment) controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) y además añade dispositivos como las unidades CD-ROM.

Caracterisiticas

ATA-1 ATA-2 Soporta transferencias rápidas en bloque y multiword DMA. ATA-3 Es el ATA2 revisado. ATA-4 conocido como Ultra-DMA o ATA-33 que soporta

transferencias en 33 MBps. ATA-5 o Ultra ATA/66. Originalmente propuesta por Quantum para

transferencias en 66 MBps. ATA-6 o Ultra ATA/100. Soporte para velocidades de 100MBps. ATA-7 o Ultra ATA/133. Soporte para velocidades de 133MBps.

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Name Synonym Mode (PIO/DMA) Throughput (Mb/s)

ATA-1 IDE

PIO mode 0 3,3 PIO mode 1 5,2PIO mode 2 8,3DMA mode 0 8,3

ATA-2EIDE, Fast ATA, Fast

ATA-2

PIO mode 3 11,1 PIO mode 4 16,7DMA mode 1 13,3DMA mode 2 16,7

ATA-3  

PIO mode 3 11,1 PIO mode 4 16,7DMA mode 1 13,3DMA mode 2 16,7

ATA-4/ATAPI-4Ultra-ATA/33, UDMA

33, Ultra DMA 33

UDMA mode 0 16,7 UDMA mode 1 25,0UDMA mode 2 33,3

ATA-5/ATAPI-5Ultra-ATA/66, UDMA

66, Ultra DMA 66

UDMA mode 3 44,4

UDMA mode 4 66,7

ATA-6/ATAPI-6Ultra-ATA/100, UDMA 100, Ultra DMA 100

UDMA mode 5 100

ATA-7/ATAPI-7Ultra-ATA/133, UDMA 133, Ultra DMA 133

UDMA mode 6 133

Características

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Serial ATA o SATA (Serial Advanced Technology Attachment) es una interfaz de transferencia de datos entre la placa base y algunos dispositivos de almacenamiento, como puede ser el disco duro, u otros dispositivos de altas. Serial ATA sustituye a la tradicional Parallel ATA o P-ATA. SATA proporciona mayores velocidades, mejor aprovechamiento cuando hay varios discos, mayor longitud del cable de transmisión de datos y capacidad para conectar discos en caliente.

SATA I SATA II SATA IllFrecuencia 1500 MHz 3000 MHz 6000MHz

Bits/clock 1 1 1

bits/Byte 8 8 8

Velocidad real

150 MB/s 300 MB/s 600 MB/s

Características

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Dispositivo PATA y SATA

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Configuración de los dispositivos IDE

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Dispositivos SCSI

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