Componentes de la Placa Base y sus Funciones

Componentes de la Placa Base y sus Funciones

LUIS ALFONSO SANTACRUZ MONEDA - 4SS Arquitectura de computadoras Sist

'La placa base (también llamada placa principal o placa de sistema) es la base fundamental de una computadora.Conecta todos los componentes o partes cruciales del sistema. Funciones Significativas: Distribuye energía desde la fuente de alimentación a todos los componentes de hardware. Transfiere datos e instrucciones entre varios componentes de hardware. Proporciona varios zócalos y puntos de soldadura para el montaje de componentes electrónicos. Ofrece ranuras de expansión para agregar otros componentes, como tarjetas gráficas, tarjetas de red, etc.

¿Qué es una Placa Base?

Evolución de las Placas Base

Generales

• Computadoras de escritorio antiguas: Tenían muy pocos componentes integrados en la placa base. Requerían muchas tarjetas adaptadoras para video, disco duro y disquete.
• Avance tecnológico: Diversas interfaces se han integrado en la placa base, necesitándose menos adaptadores.
• Hoy en día: Casi todos los componentes electrónicos (CPU, RAM, ranuras de expansión, disipador/ventilador, chip BIOS, etc.) están integrados en la placa base de todas las PC.
• También alberga el bus de expansión, la interfaz de Entrada/Salida (E/S), los controladores de unidad y la memoria del sistema.

DESARROLLO

Componentes de Hardware de la Placa Base

Una placa base típica contiene los siguientes componentes electrónicos: Chipsets Zócalos o ranuras de CPU (procesador) Ranuras de memoria Ranuras de expansión Chip BIOS Batería CMOS Conectores de alimentación Conectores de teclado y ratón Conectores de unidad de disco integrados Puertos y conectores periféricos Jumpers e interruptores DIP Ventilador de la caja y disipador de calor

08. DESARROLLO

Chipsets - El Centro de Control

Un chipset es un conjunto de chips semiconductores en la placa base que proporciona interfaces para la memoria, las tarjetas de expansión y otros dispositivos periféricos. Es la base de la placa base, compuesto por uno o varios circuitos integrados. Trabaja en estrecha colaboración con la CPU para controlar colectivamente la memoria, los buses y algunos periféricos integrados. La compatibilidad del chipset con el procesador es crucial. El chipset y el zócalo determinan el tipo de procesador compatible, su velocidad, la velocidad de los buses y las características de la memoria. Los fabricantes (Intel, AMD) asignan nombres y números de modelo a los chipsets.

DESARROLLO

Chipsets - Northbridge y Southbridge

Las funciones del chipset se dividen en dos categorías principales: Northbridge: Establece la comunicación entre periféricos de alta velocidad: memoria, bus PCI, bus AGP y caché de nivel 2 (L2) del procesador. Se comunica con el procesador y la memoria mediante el FSB (Front Side Bus). El rendimiento real de la placa base depende del Northbridge. Gestiona la comunicación entre el Southbridge y el resto de la computadora. Southbridge: Un único chipset semiconductor responsable de controlar todas las funciones de Entrada/Salida integradas: USB, BIOS (FireWire), PS/2, Paralelo, Serie, LAN inalámbrica, IDE, audio, etc. Gestiona la comunicación con otros buses de expansión: PCI, USB y buses heredados.

Zócalos o Ranuras del Procesador (CPU)

La unidad central de procesamiento (CPU) es el cerebro de la computadora. Realiza todos los cálculos matemáticos y la mayoría de las funciones de una computadora. Se instala en un zócalo o una ranura en la placa base, según el tipo de chip. El zócalo o ranura de la CPU es plano y tiene varias filas y columnas de orificios (pines). La mayoría de los zócalos de CPU tienen una arquitectura PGA (Pin Grid Array), donde los pines de la parte inferior de la CPU se insertan en el zócalo, generalmente con ZIF (Zero Insertion Force). ZIF facilita la inserción y extracción del procesador sin dañar los pines. Los procesadores instalados en el zócalo de la CPU suelen tener un disipador de calor o un ventilador de refrigeración debido al calor que producen. Ejemplos de zócalos Intel: Socket 1, LGA1200 (para 10ª y 11ª generación), LGA1151 (para 6ª a 9ª generación).

Ranuras de Memoria y Caché Externa

La memoria principal (RAM) almacena temporalmente los datos durante el funcionamiento normal de la computadora. Una ranura de memoria es un conector físico en la placa base que aloja el chip de memoria principal. Las ranuras de memoria son largas y están ubicadas muy cerca unas de otras en la placa base. El número de ranuras de memoria especifica la cantidad máxima de RAM que se puede instalar. La mayoría de las placas base modernas utilizan ranuras DIMM (Dual In-line Memory Module). Los DIMM contienen chips DRAM montados en una placa de circuito impreso. Vienen en diferentes tamaños (para PC y SO-DIMM para portátiles) y velocidades. Variantes de DIMM: DDR, DDR2, DDR3, DDR4, DDR5 con diferentes configuraciones de pines (mostrar una tabla simplificada de ejemplos).

Ranuras de Expansión - Ampliando las Capacidades

Las ranuras de expansión son componentes muy visibles en la placa base, generalmente cerca del extremo posterior de la caja. Se utilizan para instalar varios dispositivos y expandir las capacidades de la computadora. Se pueden instalar tarjetas de sonido, tarjetas gráficas, tarjetas de red, etc. Cada tipo de ranura de expansión difiere en apariencia y función. Tipos Comunes: PCI (Peripheral Component Interconnect): Ranuras blancas, de aproximadamente 3 pulgadas de largo. Se utilizan para conectar tarjetas de sonido, tarjetas de red, controladores de almacenamiento, etc. AGP (Accelerated Graphics Port o Advanced Graphics Port): Ranuras marrones, ubicadas cerca de las ranuras PCI y generalmente más cortas. Canal de alta velocidad para tarjetas gráficas 3D. PCIe (Peripheral Component Interconnect Express): Interfaz de bus serie de alta velocidad que reemplaza a AGP y PCI. Ofrece conexiones directas y más rápidas para tarjetas gráficas, adaptadores de red, expansión de almacenamiento, etc.

Chip BIOS y Batería CMOS

Chip CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor):

Chip BIOS (Basic Input/Output System):

Tipo de chip de memoria que almacena ciertas configuraciones de la computadora (fecha, hora) incluso cuando está apagada. Recibe energía de la batería CMOS (una pequeña batería cilíndrica) instalada en la placa base. La batería CMOS mantiene la información del CMOS cuando la computadora está apagada.

Chip BIOS (Basic Input/Output System): Chip de memoria no volátil que contiene el software BIOS (firmware). Almacena instrucciones y datos esenciales para el inicio inicial de la computadora. Le dice al procesador cómo interactuar con el resto de los componentes de hardware. Se activa al encender la computadora y ejecuta una serie de instrucciones (proceso de arranque).

Sistemas de Refrigeración

Los componentes electrónicos producen calor debido al flujo de corriente eléctrica. Los componentes funcionan mejor cuando se mantienen frescos. El calor excesivo puede ralentizar el rendimiento y dañar los componentes. Ventilador de la Caja: Se instala para mejorar el flujo de aire dentro de la caja y eliminar el calor. Disipador de Calor: Extrae el calor del núcleo del procesador. Un ventilador sobre el disipador ayuda a expulsar el calor de la CPU.

Conectores de Alimentación

Los conectores de alimentación distribuyen la energía eléctrica necesaria a los componentes dentro de la computadora. Hay un conector de alimentación principal en la placa base y un pequeño conector de 4 pines para el ventilador de la CPU. El conector principal suele ser rectangular y de color blanco. El conector de alimentación ATX (Advanced Technology eXtended) es ampliamente utilizado en computadoras de escritorio. La fuente de alimentación convierte el voltaje de CA (110V o 220V) en voltaje CC (3.3V, +5V, -5V, +12V, -12V) para los componentes. La potencia de la fuente de alimentación se mide en vatios. Tipos Comunes de Conectores de Alimentación: Conector de alimentación ATX de 24 pines Conector de alimentación de CPU de 4/8 pines Conector de alimentación PCIe Conector de alimentación SATA Conector de alimentación Molex Conector de alimentación del ventilador

Otros Componentes y Conectores

Conectores de teclado y ratón (PS/2): Puertos más antiguos para conectar teclado y ratón. Conectores de unidad de disco integrados (SATA, IDE): Para conectar discos duros y unidades ópticas. Puertos y conectores periféricos (USB, Ethernet, Audio, Video): Para conectar dispositivos externos. Jumpers e interruptores DIP: Pequeños interruptores utilizados para configurar ciertos ajustes de la placa base. Conectores del ventilador de la caja: Para alimentar los ventiladores adicionales dentro de la caja.

Conclusión - La Base de tu PC

La placa base es un componente complejo pero fundamental que conecta y permite la comunicación entre todos los elementos de tu computadora.Comprender los diferentes componentes y sus funciones te ayuda a entender cómo funciona tu PC y a tomar decisiones informadas al construir o actualizar tu sistema.