La Placa Base

     El tema de la Placa Base es un tema muy amplio que vamos a intentar partirlo en partes, tratando por separado los sockets y los chipset.

La "placa base" (mainboard), o "placa madre" (motherboard), es el elemento principal de todo ordenador, en el que se encuentran o al que se conectan todos los demás aparatos y dispositivos.

Físicamente, se trata de una "oblea" de material sintético, sobre la cual existe un circuito electrónico que conecta diversos elementos que se encuentran anclados sobre ella. Los principales son:

• el microprocesador, "pinchado" en un elemento llamado zócalo.
• la memoria, generalmente en forma de módulos.
• los slots o ranuras de expansión donde se conectan las tarjetas.
• diversos chips de control, entre ellos la BIOS.

Las placas base existen en diferentes formas y con diversos conectores para periféricos. Para permitir el intercambio entre placas base, los fabricantes han ido definiendo varios estándares que agrupan recomendaciones sobre su tamaño y la disposición de los elementos sobre ellas. Este estandar es el llamado Form Factor.

Los componentes de la placa base son:

• Zócalo del microprocesador o Socket.- Es el slot donde se inserta el  microprocesador. Los actuales poseen el sistema ZIF (zero insertion force, zócalos de cero fuerza de inserción).

• Ranuras de memoria.- Son las ranuras donde van insertados los módulos de memoria. Su número varía entre 2 y 6 bancos. La cantidad tanto la capacidad de los módulos de memoria a instalar lo determina el Chipset de la placa.  Los módulos han ido cambiando en forma y tamaño, los SIMMs originales tenían 30 contactos y unos 8,5 cm; hacia finales del 486 aparecieron de 72 contactos y 10,5 cm; los DIMM, de 168 contactos y 13 cm; los DDR de 184 contactos; los DDR2 de 240 contactos; los DDR3, también de 240 contactos, pero incompatibles con los bancos para DDR2. En muchas placas se emplea la tecnología Dual Channel, que consiste en un segundo controlador de memoria en el NorthBrige, lo que permite acceder a dos bancos de memoria a la vez, incrementando notablemente la velocidad de comunicación de la memoria.

• Chipset de control.- Es el conjunto de 2 chips encargados de controlar el funcionamiento de todos los tráficos de interconexión de los demás elementos de la placa base. El chipset es alterable gracias a otro chip llamado BIOS que es programable y modificable. Será el que nos determine el tipo de procesador, velocidad y voltaje, tipo y cantidad máxima de memoria, velocidad del bus, tipo y número de ranuras de expansión así como de los puertos para periféricos. Está formado por el chip Northbridge, el  más importante, encargado de controlar y comunicar el microprocesador, la comunicación con la tarjeta gráfica AGP y la memoria RAM; y por el Southbridge, encargado de conectar y controlar los dispositivos de Entrada/Salida, tales como los slot PCI, teclado, ratón, discos duros, lectores de DVD y tarjetas, puertos USB, etc. Se conecta con el microprocesador a través de NorthBridge.

• BIOS.- Es un módulo de memoria tipo ROM (Read Only Memory – memoria de sólo lectura) que contiene un software muy básico de comunicación de bajo nivel, puede ser modificado (actualizado). Este programa es el que se encarga de comprobar el hardware instalado en el sistema, ejecutar un test inicial de arranque, inicializar circuitos, manipular periféricos y dispositivos a bajo nivel y cargar el sistema de arranque que permite iniciar el sistema operativo. También emite por el altavoz del sistema una serie pitidos codificados, caso de que ocurra algún error en el chequeo de los componentes.

• Slots de expansión.- Son los utilizados para colocar placas de expansión. Pueden ser Slots para tarjetas gráficas, AGP (en desuso con una tasa de transferencia de hasta 2 Gbps (8x) y 533 Mhz), y PCIe (con una tasa de transferencia de 4 Gbps en cada dirección y 2128 Mhz); o Slots de expansión de tarjetas, PCI (133 Mbps o 266 Mbps y 33Mhz o 66 Mhz, según 32 o 64 bits), PCIe (con una tasa de 250 Mbps por canal), ISA y Riser Card (adaptador para modificar 90 grados el ángulo de inserción de una tarjeta externa).

• Memoria caché.- Es una memoria  ultrarrápida, en la que se almacenan los comandos más usados por el procesador, con el fin de agilizar el acceso a éstos. Las placas base actuales no suelen llevar memoria caché, ya que ésta está integrada en los propios procesadores.

• Conectores internos.- IDE (conexión utilizada para los discos duros y CD/DVD, con una tasa de transferencia máxima de 133 Mbps), Serial ATA (conexión de alta velocidad para discos duros y DVD con tasas de transferencia de 1,5/3 Gbps, 150/300 GBps), FDD, USB (conexión de E/S con velocidad media/alta con la funcionalidad Plug&Play  y proporciona un conector para hasta 127 dispositivos y suministrando una alimentación de 5v, con una tasa de transferencia de hasta 480 Mbps teóricos), conectores FAN (suministran corriente a los ventiladores, tanto del disipador del microprocesador como ventiladores auxiliares de la caja).

• Conectores externos.- Se trata de los conectores para periféricos externos. En las placas ATX los conectores están todos agrupados entorno al de teclado y soldados a la placa base. Entre ellos podemos encontrar los de teclado, ratón, puertos serie y paralelo, puertos USB, conectores RJ45 (red), VGA (monitor), audio, Firewire, etc.

• Conectores eléctricos.- Son donde se conectan los cables para que la placa base reciba la alimentación proporcionada por la fuente.

• Componentes eléctricos.- Es una parte muy importante de la placa base, y de la calidad de sus elementos va a depender en gran medida la vida de nuestro ordenador. Está formado por una serie de elementos (condensadores, transformadores, diodos, estabilizadores, etc.) y es la encargada de asegurar el suministro justo de tensión a cada parte integrante de la placa base. Esa tensión cubre un amplio abanico de voltajes, y va desde los 0.25v a los 5v.

• Pila.- Los datos de la Bios se borran si la placa base se queda sin corriente, y es por lo que las placas base llevan una pequeña pila tipo botón, cuya única misión es la de mantener la corriente necesaria para que no se borren estos datos cuando el ordenador esta desconectado de la corriente. En la mayoría de las placas, los condensadores se encargan también de mantener la tensión necesaria durante unos minutos en el caso de que necesitemos sustituir dicha pila.

• Elementos integrados variados.- En las placas base actuales es muy común que ciertos componentes se incluyan en la propia placa base, en vez de ir en forma de tarjetas de expansión, como son: controladoras de dispositivos, tarjeta de sonido, controladora de vídeo, etc. Un alto grado de integración de componentes repercuta en el precio del equipo y el interior de la caja está limpio de cables y tarjetas, sin embargo, no siempre son componentes de alta gama.

Procedimiento de arranque de un PC:

POWER, llega el voltaje a placa base. Seguidamente alimenta a los dispositivos de almacenamiento. El microprocesador, resetea todos los contadores y registros para partir de 0. Busca una dirección de BIOS para testear la máquina, y también busca el test (comprobación de dispositivos conectados). POST ( Power On Self Test ). Conjunto de rutinas y programas que chequean el hardware. Aquí es donde se producen los pitidos que indican el estado del ordenador. La BIOS envía al micro señales y asigna canales DMA y IRQ. Inicializa la BIOS de la VGA. Testeo y cuenta de memoria. Habilita Teclado Led's y genera entradas. Busca el sector de arranque. Carga el boot manager y cede el control al sistema operativo.