Una tarjeta madre es la central o primaria tarjeta de circuito de un sistema de computo u otro sistema electrónico complejo. Una computadora típica con el microprocesador, memoria principal, y otros componentes básicos de la tarjeta madre. Otros componentes de la computadora tal como almacenamiento externo, circuitos de control para video y sonido, y dispositivos periféricos son unidos a la tarjeta madre vía conectores o cables de alguna clase.
La tarjeta madre es el componente principal de un computador personal. Es el componente que integra a todos los demás. Escoger la correcta puede ser difícil ya que existen miles.
Partes de la tarjeta madre
Cada procesador tiene el tipo de tarjeta madre que le sirve (Aunque algunos comparten el mismo tipo) por lo que esto define mas o menos la tarjeta madre que usaremos. Hoy en día las tarjetas madres traen incorporados los puertos seriales (Ratón, Scanner, etc ), los paralelos (Impresora) y la entrada deteclado, así que por eso no debemos preocuparnos.
El bus (El que envia la información entre las partes del computador) de casi todos los computadores que vienen hoy en día es PCI, EISA y los nuevos estándares: AGP para tarjetas de video y el Universal Serial Bus USB (Bus serial universal) para conexion con componenetes externos al PC. AGP, PCI y EISA son los tres tipos de ranuras compatibles con las tarjetas de hoy en día.
Un dato importante es que si se le va a colocar un Disco Duro SCSI (Más rápido y caro que el IDE) se debe tener un puerto de este tipo, y el estándar es IDE. Las velocidades que se han obtenido hoy en dia para algunos discos duros EIDE (IDE Mejorado) igualan a las obtenidas por el SCSI, por lo que no vale la pena complicarse ya que estos son más difíciles de configurar.
Otro dato importante sobre la tarjeta madre es la cantidad y tipo de ranuras que tiene para las tarjetas de expansión y para la memoria RAM. Es importante que traiga las ranuras estandar de expansión EISA, PCI y de pronto AGP, y mientras más mejor. Para la memoria RAM, es importante que traiga varias y que estas concuerden con el tipo de memoria que se vaya a comprar. Profundizaré sobre la memoria posteriormente.
Se debe tener en cuenta que la tarjeta madre traiga un BIOS (Configuración del sistema) que sea "Flash BIOS". Esto permite que sea actualizable por medio de un programa especial. Esto quiere decir que se puede actualizar la configuración de la tarjeta madre para aceptar nuevos tipos de procesador, partes, etc.
Tarjeta madre de pc.
Una tarjeta madre es una tarjeta de circuito impreso usada en una computadora personal. Esta es también conocida como la tarjeta principal. El termino "tarjeta principal" es también usado para la tarjeta de circuito principal en otros dispositivos electrónicos. El resto de este artículo discute la muy llamada "PC compatible IBM" tarjeta madre.
Como cualquier otro sistema de computo, toda la circuitería básica y componentes requeridos para una PC para funcionar se monta cualquiera directamente en la tarjeta madre o en una tarjeta de expansión enchufada en una ranura de expansión de la tarjeta madre. Una tarjeta madre de PC permite la unión de la CPU, tarjeta de gráficos, tarjeta de sonido, controlador de IDE/ATA/Serial ATA de disco duro, memoria (RAM), y caso todos los otros dispositivos en un sistema de computo. Contiene el chipset, que controla el funcionamiento de el CPU, las ranuras de expansión PCI, ISA y AGP, y (usualmente) los controladores de IDE/ATA también. La mayoría de los dispositivos que pueden unirse a una tarjeta madre son unidos via uno o mas ranuras de expansión o enchufes.
Enchufes CPU
Hay diferentes ranunas de expansion y enchufes para CPUs según cual CPU necesites para usar, es importantes que la tarjeta madre tenga el enchufe correcto para la CPU. El enchufe A es usado para los procesadores AMD Athlon y Duron, el enchufe A es para procesadores AMD Athlon viejos, el enchufe 478 es para los procesadores Pentium 4 Northwood, enchufe 423 es usado para procesadores Intel Pentium 4, enchufe 370 es para procesadores Intel Pentium III y Celeron, ranura 1/ranura 2 es para procesadores viejos Intel Pentium II/III y Celeron, enchufe 7 es para procesadores Intel Petium y Pentium MMX, Super7 (enchufe 7 con una velocidad de bus de 100MHz) es para procesadores AMD K6, K6-2 y K6-3, y enchufe 8 es para Pentium Pro. Los enchufes más nuevos con tres números dígitos es llamado después del numero de pins que contiene. Los viejos son simplemente llamados después de su orden de invención
Tarjetas de ranuras de expansión periféricas.
Hay usualmente un numero de ranuras de tarjeta de expansión para permitir dispositivos periféricos y tarjetas para ser insertadas. Cada ranura es compatible con una o mas estandares bus de industria. Comúnmente buses disponibles incluyen: ISA (Industry Standard Architecture), EISA (extended ISA), MCA (Micro Channel Architecture), VESA (Video Electronic Standards Association), PCI (Peripheral Component Interconnect), y AGP (Advanced Graphics Port).
ISA era el bus original para conectar tarjetas a una PC; a pesar de limitaciones significantes de desempeño este no fue remplazado por el mas avanzado pero incompatible MCA (la solución propietaria de IBM la cual apareció en esta serie PS/2 de empresas de computadoras y un puñado de otros fabricantes) o la igualmente avanzada y retrograda compatible bus EISA, pero perduro como un estándar en PCs nuevas hasta el fin de el siglo XX, ayudada primero por el breve dominio de la extensión VESA durante el reinado de el 486, y entonces por la necesidad de acomodar el largo numero de tarjetas periféricas ISA existentes. El mas reciente bus PCI es el estándar de la industria actual, el cual inicialmente era un suplemento de alta velocidad a ISA por periféricos de alto ancho de banda (notables tarjetas gráficas, tarjetas de red, y adaptadores host SCSI), y gradualmente reemplazo ISA como un propósito general. Una ranura de AGP es una alta velocidad, puerto de único propósito diseñado solo para conectar tarjetas gráficas de desempeño alto (el cual produce salida de video) a la PC.
Como para 1999 una tarjeta madre típica podría haber tenido una ranura AGP, cuatro ranuras PCI, y una o dos ranuras ISA; Puesto que cerca del 2002 las ultimas ranuras ISA en nuevas tarjetas se han reemplazado con ranuras PCI extras. Algunos de los otros dispositivos encontrados en una típica PC usados para ser instalados en tarjetas de expansión el cual estas mismas fueron insertados dentro de ranuras de expansión de las PCs: El controlador IDE (para accesar a discos duros IDE), puertos serial (puertos COM), puertos paralelos (puertos de impresora). Cerca 1994, mas de esos dispositivos tienen usualmente siendo integrados dentro la tarjeta madre (el cual libera algunas ranuras de expansión).
Como el 2001 mas PCs también soportan conexiones el bus serial universal [Universal Serial Bus (USB)]; otra vez, el soporte USB es usualmente integrado dentro de la tarjeta madre. Una tarjeta Ethernet es también comúnmente integrada dentro de las tarjetas madres, aunque no como comúnmente como los otros dispositivos mencionados.
La tarjeta madre se encaja dentro un gabinete de computadora con tornillos. Hay muchos "Factores de Forma" [Form Factors], o tamaños de tarjeta madre, así si tu estas planeando comprar una nueva, asegurese que se encajara las especificaciones para el gabinete que usted tiene.
- XT (8.5" x 11") - obsoleto - vease arquitectura bus XT
- AT (12" x 11"-13") - obsoleto - vease arquitectura bus AT
- Baby-AT (8.5" x 10"-13")
- ATX (Intel 1996; 12" x 9.6" ó 305 mm x 244 mm)
- Mini-ATX (11.2" x 8.2" ó 284 mm by 208 mm)
- Micro-ATX (1996; 9.6? x 9.6? ó 244 mm x 244 mm) - menos ranuras que la ATX, asi que puede usar mas pequeño PSU
- LPX (9" x 11"-13") - en linea ligera menudeo PCs
- Mini-LPX (8"-9" x 10"-11") - en line ligera de PCs
- NLX (Intel; 8" x 10" a 9" x 13.6") - pronto; requiere agregar tarjeta riser
- FlexATX (1999; 9.6? x 9.6? ó 244 x 244 mm max.) - puede ser mas pequeño que ATX
- Mini-ITX (VIA Technologies 2003; 170mm x 170mm max.; 100W max.).
El Industry Standard Architecture (en español, Arquitectura Estándar de la Industria), casi siempre abreviado ISA, es una arquitectura de bus creada por IBM en 1980 en Boca Raton, Florida para ser empleado en los IBM PC.
La arquitectura XT es una arquitectura de bus de 8 bits usada en los PC con procesadores Intel 8086 y 8088, como los IBM PC e IBM PC XT en los 80. Precede a la arquitectura AT de 16 bits usada en las máquinas compatibles IBM Personal Computer/AT.
El bus XT tiene cuatro canales DMA, de los que tres están en los slots de expansión.
Superchip
Microchip o también llamado circuito integrado (CI). Placa de silicio pequeña en la que se encuentran miles de dispositivos electrónicos interconectados (diodos, transistores, resistencia, capacitores, etc). Los microprocesadores son ejemplos de chips muy avanzados. También lo son las memorias digitales .
El chip de rendimiento Superchips es la manera de alta tecnología para obtener el máximo rendimiento de su coche, camión, camioneta o SUV.
El Chip Clipper es un microprocesador desarrollado y comercializado por el gobierno de los Estados Unidos para ser usado como un dispositivo de cifrado por las compañías de telecomunicaciones dedicadas a la transmisión de voz. Fue anunciado el año 1993 y para el año1996 era un producto completamente olvidado.
Temporizador programable.
Lógica cableada o Lógica de contactos, es una forma de realizar controles, en la que el tratamiento de datos (botonería, fines de carrera, sensores, presóstatos, etc.), se efectúa en conjunto con contactores o relés auxiliares, frecuentemente asociados a temporizadores y contadores.
En la acepción de los técnicos electromecánicos, la lógica cableada industrial es la técnica de diseño de pequeños a complejos autómatas utilizados en plantas industriales, básicamente con relés cableados. En la acepción de los técnicos en telecomunicaciones y en informática, la lógica cableada utiliza compuertas lógicas discretas (TTL, CMOS, HCMOS), para implementar circuitos digitales de comunicaciones y computadores.
La lógica cableada industrial consiste en el diseño de automatismos con circuitos cableados entre contactos auxiliares de relés electromecánicos, contactores de potencia, relés temporizados, diodos, relés de protección, válvulas óleo-hidráulicas o neumáticas y otros componentes. Los cableados incluyen funciones de comando y control, de señalización, de protección y de potencia. La potencia además de circuitos eléctricos comprende a los circuitos neumáticos (mando por aire a presión) u óleo hidráulicos (mando por aceite a presión). Crea automatismos rígidos, capaces de realizar una serie de tareas en forma secuencial, sin posibilidad de cambiar variables y parámetros. Si se ha de realizar otra tarea será necesario realizar un nuevo diseño. Se emplea en automatismos pequeños, o en lugares críticos, donde la seguridad de personas y máquinas, no puede depender de la falla de un programa de computación.
Controlador de Acceso directo a memoria
(Acceso rápido, shortcut). Un acceso directo es un pequeño archivo con el cual se puede acceder de forma rápida a un programa, un fichero, una página web, etc.
En ocasiones un acceso directo puede contener parámetros para ser pasados al recurso destino.
El acceso directo a memoria (DMA, del inglés Direct Memory Access) permite a cierto tipo de componentes de ordenador acceder a la memoria del sistema para leer o escribir independientemente de la CPU principal. Muchos sistemas hardware utilizan DMA, incluyendo controladores de unidades de disco, tarjetas gráficas y tarjetas de sonido. DMA es una característica esencial en todos los ordenadores modernos, ya que permite a dispositivos de diferentes velocidades comunicarse sin someter a la CPU a una carga masiva de interrupciones.
Una transferencia DMA consiste principalmente en copiar un bloque de memoria de un dispositivo a otro. En lugar de que la CPU inicie la transferencia, la transferencia se lleva a cabo por el controlador DMA. Un ejemplo típico es mover un bloque de memoria desde una memoria externa a una interna más rápida. Tal operación no ocupa al procesador y como resultado éste puede ser planificado para efectuar otras tareas. Las transferencias DMA son esenciales para aumentar el rendimiento de aplicaciones que requieran muchos recursos.
Cabe destacar que aunque no se necesite a la CPU para la transacción de datos, sí que se necesita el bus del sistema (tanto bus de datos como bus de direcciones), por lo que existen diferentes estrategias para regular su uso, permitiendo así que no quede totalmente acaparado por el controlador DMA
Hablar brevemente de La memoria cache
Una memoria caché es una memoria en la que se almacenas una serie de datos para su rápido acceso. Existen muchas memorias caché (de disco, de sistema, incluso de datos, como es el caso de la caché de Google), pero en este tutorial nos vamos a centrar en la caché de los procesadores.
Básicamente, la memoria caché de un procesador es un tipo de memoria volátil (del tipo RAM), pero de una gran velocidad.
En la actualidad esta memoria está integrada en el procesador, y su cometido es almacenar una serie de instrucciones y datos a los que el procesador accede continuamente, con la finalidad de que estos accesos sean instantáneos. Estas instrucciones y datos son aquellas a las que el procesador necesita estar accediendo de forma continua, por lo que para el rendimiento del procesador es imprescindible que este acceso sea lo más rápido y fluido posible.
Los bus
Tipos de bus
La mayoría de los buses trabajan en el nivel 1 con interfaz RS 485.
ASI (Actuator Sensor Interface)
Es el bus más inmediato en el nivel de campo y más sencillo de controlar. Consiste en un bus cliente/servidor con un máximo de 31 participantes que transmite por paquetes de solo 4 bits de datos. Es muy veloz, con un ciclo de 5 ms aproximadamente. Alcanza distancias de 100 m o hasta 300 m con ayuda de repetidores.
BITBUS
Es el más difundido en todo el mundo; es del tipo cliente/servidor y admite como máximo 56 clientes; el paquete puede transmitir hasta 43 bytes de datos.
Profibus (PROcess FIeld BUS)
Es el estándar europeo en tecnología de buses; se encuentra jerárquicamente por encima de ASI y BITBUS, trabaja según procedimiento híbrido token passing, y dispone de 31 participantes hasta un máximo de 127. Su paquete puede transmitir un máximo de 246 bytes, y el ciclo para 31 participantes es de aproximadamente 90 ms. Alcanza una distancia de hasta 22300 m.
FieldBus en OSI
En la arquitectura OSI, fieldbus ocupa los niveles 1 (Físico), 2 (Enlace de Datos) y 7 (Aplicación); teniendo en cuenta que este último no solo se encarga de la interfaz de usuario sino de aplicaciones específicas, dependiendo de cada aplicación
Ventajas y desventajas del uso de los bus.
Ventajas de un bus de campo
- El intercambio puede llevarse a cabo por medio de un mecanismo estándar.
- Flexibilidad de extensión.
- Conexión de módulos diferentes en una misma línea.
- Posibilidad de conexión de dispositivos de diferentes procedencias.
- Distancias operativas superiores al cableado tradicional.
- Reducción masiva de cables y costo asociado.
- Simplificación de la puesta en servicio.
Desventajas de un bus de campo
- Necesidad de conocimientos superiores.
- Inversión de instrumentación y accesorios de diagnóstico.
- Costos globales inicialmente superiores.
Los pics.
Los PIC son los circuitos integrados que pertenecen a la categoría de los micro controladores, aquellos componentes que integran en un único dispositivo todos los circuitos necesarios para realizar un completo sistema digital programable.
Los PIC (Ej.: PIC16F84) se presentan externamente como los circuitos integrados normales TTL o CMOS, pero internamente disponen de todos los dispositivos típicos de un sistema microprocesador, a saber:
A) Central Processor Unit (CPU); en español unidad central de procesamiento, su objetivo es el de interpretar las instrucciones de programa.
B) Programable Read Only Memory (PROM); memoria programable de solo lectura, en la cual son memorizadas de manera permanente las instrucciones del programa a seguir.
C) Random Access Memory (RAM); memoria de acceso casual utilizada para memorizar las variables utilizadas en el programa.
D) Una serie de LINEAS DE I/O para manejar dispositivos externos o recibir impulsos de sensores pulsantes.
E) Una serie de dispositivos auxiliares para el funcionamiento. Entre estos tenemos a los generadores de reloj, bus, contadores. La presencia de todos estos dispositivos en un espacio extremadamente reducido, le da al proyectista enormes ventajas derivadas del uso de un sistema microprocesador, debido a que hasta hace poco tiempo se construían con circuitos tradicionales.
Los PIC están disponibles en una amplia gama de modelos para adaptarse mejor a las exigencias de los proyectos, diferenciándose por él número de líneas I/O y por la dotación de dispositivos. Se parte de modelos más pequeños identificados con la sigla PIC12Cxx dotados de solo 8 pines, hasta llegar a modelos más grandes con una sigla PIC17Cxx dotados de 40 pines
