Componentes de la placa base (II) PDF

UD4 Componentes de la placa base (II)  Conectores de entrada y salida  Ranuras y buses de expansión  Conectores de alimentación Índice  Introducción.  Conectores de entrada y salida.  Conectores internos.  SATA.  IDE 40 pines.  IDE 34 pines...

UD4 Componentes de la placa base (II)  Conectores de entrada y salida  Ranuras y buses de expansión  Conectores de alimentación Índice  Introducción.  Conectores de entrada y salida.  Conectores internos.  SATA.  IDE 40 pines.  IDE 34 pines.  Audio interno.  Conectores externos.  USB.  VGA.  DVI.  DisplayPort.  HDMI.  RJ.  Jack.  Otras conexiones.  Ranuras y buses de expansión.  PCI Express.  PCI.  AGP.  Otras ranuras y buses de expansión.  Conectores de alimentación. Componentes de la placa base (I) Introducción Introducción  Vamos a analizar con más detalle los principales componentes de la placa base.  Este análisis lo vamos a dividir en varios documentos:  Componentes de la placa base (I):  Socket.  Chipset y los buses internos.  Slots y buses de memoria.  Componentes de la placa base (II):  Conectores de entrada y salida.  Ranuras y buses de expansión.  Conectores de alimentación.  Componentes de la placa base (III):  Controladores.  Cabeceras.  BIOS y memoria CMOS.  Pila. Componentes de la placa base (II) Conectores de entrada y salida Conectores de entrada y salida  Los conectores de entrada y salida son aquellos a los que vamos a conectar los dispositivos de entrada y salida, también llamados periféricos.  Los periféricos se podrán encontrar:  Dentro de la caja: los discos de almacenamiento.  En el panel trasero de puertos y panel frontal: teclado, ratón, monitor, impresora, router, …  Esto nos permite clasificar los conectores de entrada y salida en conectores internos y conectores externos. Conectores de entrada y salida  Los conectores de entrada y salida que vamos a estudiar son:  Conectores internos:  SATA.  IDE 40 pines.  IDE 34 pines.  Audio interno.  Conectores externos:  USB.  VGA.  DVI.  DisplayPort.  HDMI.  RJ.  Jack.  Otros conectores. Conectores de entrada y salida Conectores internos. SATA  Se utiliza para conectar discos de almacenamiento y unidades ópticas.  Utiliza un bus de transmisión en serie.  El puerto de la placa base tiene 7 contactos metálicos.  El conector puede estar recubierto por una carcasa o simplemente disponer de una guía en uno de los laterales.  Los conectores pueden estar en superficie o apilados.  El cable de conexión puede llegar a tener hasta 1 m. de longitud, lo que posibilita poder sacar el dispositivo de la caja del ordenador, en caso de necesidad.  Existen tres generaciones SATA con distintas Tasas de Transferencia: SATA I, SATA II y SATA III. Conectores de entrada y salida Conectores externos  Los conectores externos de la placa base se concentran en el panel trasero de puertos de la placa base.  Como ha hemos dicho, los conectores externos que vamos a estudiar son:  USB.  VGA.  DVI.  DisplayPort.  HDMI.  RJ.  Jack.  Otras conexiones. Conectores de entrada y salida Conectores externos. USB  El puerto USB (Universal Serial Bus) permite conectar hoy día todo tipo de dispositivos. Es el puerto universal, como su propio nombre indica.  Existen distintos tipos de conexiones USB, según su forma física:  Tipo A: Micro-A, Mini-A y A.  Tipo B: Micro-B, Mini-B y B.  Tipo C.  Además, han existido distintas versiones USB (1.x, 2.x y 3.x) con las que se ha ido aumentando la Tasa de Transferencia exponencialmente. Conectores de entrada y salida Conectores externos. USB  El número de pines de la conexión USB depende de del tipo de conector y de la versión USB. En general:  Versión 1.X/2.X: constan de 4 a 5 pines.  Versión 3.X: consta de 9 a 11 pines. 1 2 5 6 7 8 9 USB 3.0 4 3 2 1 4 3 4 3 2 1 56789 54321 54321 1 2 4 3 12345 12345 12345 678910 USB 3.0 C Conectores de entrada y salida Conectores externos. USB  Actualmente, las conexiones USB más habituales son de tipo A y C. Las conexiones de tipo B han quedado residualmente para dispositivos tipo impresoras y escáner.  Por este motivo, vamos a ampliar la información en relación el conector tipo A y C. Conectores de entrada y salida Conectores externos. USB. Tipo A  Existen dos conexiones Tipo A:  Versión 1.x y 2.x: 4 pines.  Versión 3.x: 9 pines Conectores de entrada y salida Conectores externos. USB. Tipo A Tipo A 1.x y 2.x Tipo A 3.x 1 2 3 4 4 32 1 Conectores de entrada y salida Conectores externos. USB. Tipo A  El pinout de las conexión Tipo A 3.x es compatible con Tipo A 1.x y 2.x  VBUS: +5V para alimentar dispositivos de bajo consumo.  GND: 0 V.  D+ D-: circuito de transmisión y recepción de datos. 1 2 3 4  StdA_SST+ StdA_SST-: circuito de transmisión de datos.  StdA_SSR+ StdA_SSR-: circuito de recepción de datos. ¿Por qué se alcanzan mayores Tasas de Transferencia en los USB Tipo A 3.x?  Tener circuitos de Tx y Rx.  Protocolos de comunicación. Conectores de entrada y salida Conectores externos. USB. Tipo C  El tipo de conexión Tipo C sólo existe en versión 3.x  La conexión USB Tipo C es incompatible física y eléctricamente con el Tipo A.  A diferencia de la conexión Tipo A o B, la conexión USB Tipo C es reversible. Conectores de entrada y salida Conectores externos. USB. Tipo C  El USB Tipo C soportar el estándar USB Power Delivery. Es una característica que permite a los dispositivos entregar hasta 100 W de energía a través de un puerto USB. https://es.wikipedia.org/wiki/Universal_Serial_Bus Conectores de entrada y salida Conectores externos. USB. Tasa de Transferencia  En la siguiente figura se resume las Tasa de Transferencia en función del tipo de conector y versión USB. Tasa de Transferencia Logo Tipo Conectores de entrada y salida Conectores externos. HDMI  La conexión HDMI (High Definition Multimedia Interface) surge en 2002.  Es una conexión de alta definición de vídeo y audio digital.  Es la conexión digital más extendida en la electrónica de consumo (televisores, reproductores de vídeo, sintonizadores, videoconsolas,…) sustituyendo al euro-conector y se ha impuesto también en los equipos informáticos (ordenadores, portátiles, proyectores, monitores,…).  Las señal de vídeo y audio están encriptados por la protección HDCP.  La conexión HDMI tiene 19 pines, y su color es negro y dorado.  Inconveniente: existen muchas versiones con distintas prestaciones y precio y todas utilizan el mismo puerto. Por ejemplo:  1.0: resolución máxima 1920x1080p 60 Hz.  2.0: resolución máxima 4K-60 Hz (3840 × 2160p 16:9).  2.1: resolución máxima 8K-120 Hz (7680 x 4320p 16:9). Componentes de la placa base (I) Ranuras y buses de expansión Ranuras y buses de expansión  Las ranuras de expansión son los lugares de la placa base donde se insertan las tarjetas de expansión.  Su misión es permitir ampliar las funcionalidades de la placa base.  Físicamente son unas conectores de plástico con contactos metálicos.  Los buses de expansión son las líneas que comunican las ranuras de expansión con el:  Microprocesador: en el caso de la ranura de expansión dedicada a la inserción de la tarjeta gráfica.  Chipset: en el caso del resto de ranuras de expansión. Ranuras y buses de expansión  Los parámetros que determinan las prestaciones de las ranuras y buses de expansión son:  Velocidad del bus (V): es número de ciclos por segundo al que funciona el bus.  En cada ciclo realiza una o varias transferencias de datos.  La velocidad se mide en múltiplos de Hz, por ejemplo, MHz o GHz.  Ancho del bus (AB): es el número de bits que pueden transmitirse a la vez en cada transferencia de información que se realiza.  Depende del número de carriles (1, 2, 4, 8, 16 y 32 carriles).  El ancho de banda se mide en bits, o múltiplos como el Byte.  Sin embargo, el parámetro que vamos a utilizar para comparar ranuras y buses de expansión en la Tasa de Transferencia (TT):  Se define como el producto de la velocidad y ancho del bus.  Representa la cantidad de información que puede transmitir por unidad de tiempo.  Se mide en MB/s o GB/s. Ranuras y buses de expansión PCI Express  Actualmente, las ranuras y buses de expansión son de tipo PCI Express, también denominadas PCIe.  Pueden implementar la tecnología Hot-Plug (inserción en caliente) que permite conectar la tarjeta de expansión sin necesidad de apagar el equipo. Ranuras y buses de expansión PCI Express. Bus de expansión  En relación a la velocidad del bus:  Se han ido desarrollando distintas versiones PCIe:  Cada nueva versión ha duplicado la velocidad de la versión anterior.  Se ha desarrollado desde la versión PCIe 1.0 a la versión PCIe 6.0.  En relación al ancho de bus:  Existen ranuras y buses PCIe con 1, 2, 4, 8, 16 y 32 carriles.  Dependiendo del número de carriles que conformen el bus, se denominan PCIe x1, PCI2 x2, PCIe x4, PCIe x8, PCIe x16 y PCIe x32.  En relación a la tasa de transferencia:  Va a depender de la versión (velocidad del bus) y del número de carriles (ancho del bus).  La descripción completa de las ranuras y buses de expansión incluyen ambos aspectos. Por ejemplo: PCIe 4.0 x16 Ranuras y buses de expansión PCI Express. Bus de expansión  En la siguiente tabla se indica la Tasa de Transferencia de los buses de expansión, dependiendo de la versión y el número de carriles: Versión Año x1 x2 x4 x8 x16 x32 PCIe 1.0 2003 250 MB/s 500 MB/s ~ 1 GB/s ~ 2 GB/s ~ 4 GB/s ~ 8 GB/s PCIe 2.0 2007 500 MB/s ~ 1 GB/s ~ 2 GB/s ~ 4 GB/s ~ 8 GB/s ~ 16 GB/s PCIe 3.0 2010 ~ 1 GB/s ~ 2 GB/s ~ 4 GB/s ~ 8 GB/s ~ 16 GB/s ~ 32 GB/s PCIe 4.0 2017 ~ 2 GB/s ~ 4 GB/s ~ 8 GB/s ~ 16 GB/s ~ 32 GB/s ~ 64 GB/s PCIe 5.0 2019 ~ 4 GB/s ~ 8 GB/s ~ 16 GB/s ~ 32 GB/s ~ 64 GB/s ~128GB/s PCI6 6.0 2022 ~ 8 GB/s ~ 16 GB/s ~ 32 GB/s ~ 64 GB/s ~128GB/s ~256GB/s ¿Cuál es la Tasa de Transferencia que se puede alcanzar con un bus de expansión PCIe 4.0 x8? Aproximadamente 16 GB/s Ranuras y buses de expansión PCI Express. Ranura de expansión  En cuanto a la ranura de expansión, el tamaño va a depender del número de carriles. “Normalmente”, a mayor número de carriles, mayor será el tamaño. ¿En cuál de las ranuras de expansión de la imagen instalarías la tarjeta gráfica?  En una PCIe x16. ¿En cuál de las dos ranuras PCIe x16 de la imagen instalarías la tarjeta gráfica?  En la que indique el manual de la placa base. Ranuras y buses de expansión PCI Express. Ranura de expansión  El tipo de ranuras de expansión va a depender del tipo de placa base (ordenador personal o servidor).  El número de ranuras de expansión va a depender directamente del factor de forma de la placa base.  Actualmente, lo habitual es:  PCIe x1: suelen existir en todas las placas base.  PCIe x2: es raro que aparezca en placas base de ordenadores personales. Lo habitual es que se utilice en servidores.  PCIe x4: puede aparecer en placas base de ordenadores personales pero se usa sobre todo en servidores.  PCIe x8: es habitual en todas las placas base.  PCIe x16: aparece en la gran mayoría de las placas base ya que es el estándar para las tarjetas gráficas no integradas en el procesador.  PCIe x32: Es poco habitual. La ranura es igual a la PCIe x16. Ranuras y buses de expansión PCI Express. Consideraciones generales  Algunas consideraciones generales que debemos tener en cuenta en relación a las ranuras de expansión, son:  Se puede conectar una tarjeta de expansión con un número de carriles inferior al de la ranura de expansión (ejemplo: una tarjeta de expansión x8 en una ranura de expansión x16).  Se puede conectar una tarjeta de expansión con un número de carriles superior al de la ranura de expansión (ejemplo: tarjeta PCIe x32 en ranura PCIe x16), pero hay que tener en cuenta que la Tasa de Transferencia será igual a la de la ranura de expansión y por tanto inferior a la soportada por la tarjeta.  Suele existir una o dos ranuras de expansión PCIe destinadas solamente a la conexión de tarjetas gráficas. Debemos leer el manual de la placa base para conocer cuales son.  Los conectores M.2 para disco SSD NVMe utilizan bus de expansión para comunicarse con el chipset. Debemos consultar el manual de la placa base no instalar disco y tarjeta sobre el mismo bus de expansión. Componentes de la placa base (I) Conectores de alimentación Conectores de alimentación  Los conectores de alimentación en la placa base podemos clasificarlos en dos grupos:  Conectores para la alimentación de la placa base.  Conectores para suministrar energía eléctrica desde la placa a dispositivos conectados a la misma. Recuerda: una de las funciones de la placa base era suministrar energía a aquellos dispositivos que no la obtenían directamente de la fuente de alimentación. Conectores de alimentación Conectores para la alimentación de la placa base  Los conectores presentes en la placa base para recibir energía eléctrica de la fuente de alimentación son:  ATX 20/24 pines: proporciona energía a la placa base.  EATX 12V 4/8 pines: proporciona específicamente energía al microprocesador.  PEG 6/8 pines: proporciona energía directa a las ranuras de expansión. Es muy poco frecuente que aparezca en la placa base. Normalmente lo incorporan directamente las tarjetas de expansión. Conectores de alimentación Conectores para suministrar energía eléctrica desde la placa  Los dispositivos que típicamente van a recibir la energía eléctrica desde la placa base son:,  Ventiladores de la caja.  Ventilador del sistema de refrigeración del microprocesador.  El conector eléctrico utilizado para ello es de tipo Berg y puede tener 3 o 4 pines. Los de 4 pines permiten velocidad variable de giro del ventilador.  Como mínimo debe haber uno para el microprocesador, aunque lo normal es encontrar 3 o más, que se identificarán como CPU-FAN, SYSTEM-FAN, POWERFAN, NORTHBRIDGE-FAN,...