4.Arquitectura del PC

105
Oliverio J. Santana Jaria Periféricos e Interfaces Ingeniería en Informática Curso 2007 – 2008 4. 4. Arquitectura del PC Arquitectura del PC

description

4.Arquitectura del PC. Oliverio J. Santana Jaria Periféricos e Interfaces Ingeniería en Informática Curso 2007 – 2008. Arquitectura de un PC. Monitor Placa madre Procesador Memoria Tarjetas de expansión Fuente de alimentación Lector de discos ópticos Disco duro Teclado Ratón. - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of 4.Arquitectura del PC

Page 1: 4.Arquitectura del PC

Oliverio J. Santana Jaria

Periféricos e InterfacesIngeniería en Informática

Curso 2007 – 2008

4.4. Arquitectura del PCArquitectura del PC

Page 2: 4.Arquitectura del PC

2

Arquitectura de un PCArquitectura de un PC

1. Monitor

2. Placa madre

3. Procesador

4. Memoria

5. Tarjetas de expansión

6. Fuente de alimentación

7. Lector de discos ópticos

8. Disco duro

9. Teclado

10. Ratón

Page 3: 4.Arquitectura del PC

3

Estructura del temaEstructura del tema

Introducción Montaje de un PC Arranque de un PC

BIOS Procedimiento de arranque Configuración y actualización de la BIOS

Placas base Chipset Formatos de placa base

▫ Formato AT▫ Formato ATX▫ Formato BTX▫ Formatos actuales y futuros

Page 4: 4.Arquitectura del PC

4

Montaje de un PCMontaje de un PC

La forma de montar un PC ha variado muy poco desde la aparición de los PCs clónicos El montaje de un PC es una tarea sencilla No es necesario ser experto en los componentes

La puesta en marcha de un sistema se ha simplificado con el tiempo Plug & Play Placas sin jumpers Conectores intercambiables Conectores con una única posición de inserción …

Page 5: 4.Arquitectura del PC

5

Montaje de un PCMontaje de un PC

Estos son los componentes básicos de un PC actual

Page 6: 4.Arquitectura del PC

6

Montaje de un PCMontaje de un PC

Caja y fuente de alimentación (ATX) Normalmente vienen en un único pack. Escoger una fuente de alimentación de potencia adecuada

Page 7: 4.Arquitectura del PC

7

Montaje de un PCMontaje de un PC

El panel trasero es específico de cada placa base por lo que hay que adaptarlo a la caja estándar

Page 8: 4.Arquitectura del PC

8

Montaje de un PCMontaje de un PC

Estos son los conectores traseros de la placa Intel D975XBX2 (audio de 8

canales)

Page 9: 4.Arquitectura del PC

9

Montaje de un PCMontaje de un PC

Poner los separadores de la placa base Identificar los agujeros donde van los separadores Enroscarlos firmemente con los dedos es suficiente

Page 10: 4.Arquitectura del PC

10

Montaje de un PCMontaje de un PC

Instalar el procesador en la placa base Es más sencillo hacerlo fuera de la caja Tiene una única posición de inserción en el zócalo Debe entrar muy suavemente

Page 11: 4.Arquitectura del PC

11

Montaje de un PCMontaje de un PC

Instalar el disipador y conectar el cable de alimentación del ventilador

Page 12: 4.Arquitectura del PC

12

Montaje de un PCMontaje de un PC

Montar la placa base en la caja atornillando con cuidado

Page 13: 4.Arquitectura del PC

13

Montaje de un PCMontaje de un PC

Montar el disco duro y el CD-ROM/DVD-ROM IDE: escoger su modo de funcionamiento por medio de

los jumpers de la parte trasera (maestro o esclavo)

Page 14: 4.Arquitectura del PC

14

Montaje de un PCMontaje de un PC

Montar el disco duro Escoger una bahía vacía y atornillarlo a la caja Escoger los tonillos con el paso de rosca adecuado (grande)

Page 15: 4.Arquitectura del PC

15

Montaje de un PCMontaje de un PC

Montar el CD-ROM o DVD-ROM Escoger una bahía vacía y atornillarlo a la caja Escoger los tonillos con el paso de rosca adecuado (pequeño)

Page 16: 4.Arquitectura del PC

16

Montaje de un PCMontaje de un PC

Montar la disquetera de 3.5” Escoger una bahía vacía y atornillarlo a la caja Escoger los tonillos con el paso de rosca adecuado (pequeño)

Page 17: 4.Arquitectura del PC

17

Montaje de un PCMontaje de un PC

Montar la memoria en la placa base Las tarjetas de memoria sólo tienen una posición de inserción Mezclar distintos modelos de memoria puede dar problemas

Page 18: 4.Arquitectura del PC

18

Montaje de un PCMontaje de un PC

Conectar todos los cables de datos y de alimentación Placa Base

▫ Conectar cable de alimentación ATX

▫ Conectar cable de alimentación extra de 12V si la placa lo requiere

Page 19: 4.Arquitectura del PC

19

Montaje de un PCMontaje de un PC

Conectar todos los cables de datos y de alimentación Discos duros IDE y CD-ROM/DVD-ROM

▫ Conectar el cable de datos

▫ Conectar el cable de alimentación

Page 20: 4.Arquitectura del PC

20

Montaje de un PCMontaje de un PC

Conectar todos los cables de datos y de alimentación Discos duros SATA

▫ Conectar el cable de datos

▫ Conectar el cable de alimentación

Page 21: 4.Arquitectura del PC

21

Montaje de un PCMontaje de un PC

Conectar todos los cables de datos y de alimentación Disquetera

▫ Conectar el cable de datos

▫ Si se conecta mal, la luz de la disquetera permanece encendida

▫ Conectar el cable pequeño de alimentación

Page 22: 4.Arquitectura del PC

22

Montaje de un PCMontaje de un PC

Conectar los cables de la caja Siguiendo el manual de la placa base, conectar los cables

de los botones (power, reset…), leds, puertos USB, jacks de audio frontales, etc

Page 23: 4.Arquitectura del PC

23

Montaje de un PCMontaje de un PC

Conectar los cables de la caja Cable audio analógico CD-ROM Alimentación de los ventiladores auxiliares de la caja Cable WOL (Wake On Lan) si disponemos de una

tarjeta de red y deseamos utilizar esta función En placas base antiguas, ajustar los jumpers que

indican la velocidad y/o voltaje de la CPU

Page 24: 4.Arquitectura del PC

24

Montaje de un PCMontaje de un PC

Montar las tarjetas de expansión Insertarlas en una ranura libre Atornillarlas

Page 25: 4.Arquitectura del PC

25

Montaje de un PCMontaje de un PC

Montar las tarjetas de expansión Algunas funcionalidades pueden estar integradas

en la propia placa base (gráficos, sonido…) Si una tarjeta necesita alimentación suplementaria, conectar

un cable de alimentación al conector correspondiente

Page 26: 4.Arquitectura del PC

26

Montaje de un PCMontaje de un PC

Para finalizar Conectar el teclado y la pantalla Conectar el PC a la electricidad Probar si funciona Configurar la BIOS

Page 27: 4.Arquitectura del PC

27

Montaje de un PCMontaje de un PC

Unos pocos consejos para montar un PC: Suele ser buena idea poner bridas a los cables para permitir

un mejor flujo de aire y evitar que toquen algún componente o un ventilador por accidente

Algunas placas base son incompatibles con ciertos componentes

La configuración por defecto de la placa base pude no ser la apropiada

Si algo falla:▫ Desconectar los componentes uno a uno hasta encontrar el problema

▫ Para probar un PC sólo se necesita la placa base, el procesador y la fuente de alimentación

Page 28: 4.Arquitectura del PC

28

Estructura del temaEstructura del tema

Introducción Montaje de un PC Arranque de un PC

BIOS Procedimiento de arranque Configuración y actualización de la BIOS

Placas base Chipset Formatos de placa base

▫ Formato AT▫ Formato ATX▫ Formato BTX▫ Formatos actuales y futuros

Page 29: 4.Arquitectura del PC

29

BIOSBIOS

El trabajo del procesador es interpretar y ejecutar las instrucciones que son cargadas en memoria desde su almacenamiento permanente en el disco duro

Cuando arranca un PC su memoria está vacía ¿Qué instrucciones se ejecutan? ¿Cómo se carga el SO si se supone que es el propio SO

el que gestiona la memoria y el disco duro? ¿Quién detecta, de hecho, si hay memoria o disco duro?

Page 30: 4.Arquitectura del PC

30

BIOSBIOS

La BIOS (Basic Input-Output System) es un programa incorporado en un chip de la placa base que se encarga de realizar las funciones básicas de gestión y configuración Los datos deben mantenerse cuando apaguemos el PC Los datos deben ser modificables: añadir dicos duros,

desactivar dispositivos, cambiar propiedades (fecha, hora…), etc.

Page 31: 4.Arquitectura del PC

31

BIOSBIOS

Los datos de las BIOS se almacenan en una memoria Memoria tipo CMOS: es de muy bajo consumo y puede

mantenerse durante años mediante una pila de botón El programa que modifica los parámetros de la BIOS se

conoce habitualmente como “CMOS setup”

Page 32: 4.Arquitectura del PC

32

Rutinas de la BIOSRutinas de la BIOS

La BIOS proporciona rutinas software que pueden ser invocadas por el SO: lectura/escritura en disco duro…

La función de estas rutinas es actuar como interfaz entre el sistema operativo y el hardware Instrucciones para el hardware Llamadas a rutinas estandarizadas Permite que los programadores puedan crear programas que

funcionen en dispositivos hardware compatibles distintos

Estas rutinas también se conocen como firmware: software permanentemente almacenado en un chip

Page 33: 4.Arquitectura del PC

33

Rutinas de la BIOSRutinas de la BIOS

Originalmente, las rutinas de la BIOS eran una parte imprescindible del SO, pues actuaban como lo hacen los drivers de hoy en día Los servicios que proporciona la BIOS son accesibles

para los programas mediante interrupciones generadas desde el procesador

Este uso de las interrupciones permite acceder a la BIOS sin tener que saber la localización en memoria de la rutina específica que se invoca

En función de los servicios de BIOS y las características de los mismos, podemos deducir a grandes rasgos qué tipo de equipo es el que tenemos

Page 34: 4.Arquitectura del PC

34

Rutinas de la BIOSRutinas de la BIOS

Las rutinas de la BIOS se almacenan siempre en un área de memoria reservada Se almacena en los 64KB superiores

del primer MB de memoria▫ Desde las direcciones F0000h hasta la FFFFFh

▫ Cuando se resetea un procesador x86, la primera dirección de memoria a la que accede es la FFFF0h, por lo que ahí debe encontrarse el inicio del programa de la BIOS

Originalmente, el programa de la BIOS estaba almacenado en una ROM

Las nuevas BIOS actualizables se almacenan en otro tipo memoria: EPROM, EEPROM, FLASH ROM…

Page 35: 4.Arquitectura del PC

35

Estructura del temaEstructura del tema

Introducción Montaje de un PC Arranque de un PC

BIOS Procedimiento de arranque Configuración y actualización de la BIOS

Placas base Chipset Formatos de placa base

▫ Formato AT▫ Formato ATX▫ Formato BTX▫ Formatos actuales y futuros

Page 36: 4.Arquitectura del PC

36

Arranque de un PCArranque de un PC

La BIOS es la responsable de los mensajes de arranque Todos estos mensajes provienen de un programa

denominado POST (Power-On Self Test) Mensajes de la BIOS propia de la tarjeta gráfica Nombre del fabricante de la BIOS y número de versión Tipo de microprocesador y velocidad Revisión/chequeo de la memoria RAM Tamaño de la memoria RAM Indicación de cómo acceder a los datos de la BIOS Mensajes de otros dispositivos (discos duros, CD/DVD…) Asignación de interrupciones a los dispositivos detectados

Page 37: 4.Arquitectura del PC

37

Arranque de un PCArranque de un PC

En la pantalla se muestran los datos de la BIOS Fabricante Fecha Medio de acceso Logos Número de serie

BIOS Part Number▫ Identifica el fabricante de la placa base

▫ La codificación depende del fabricantehttp://www.wimsbios.com

Page 38: 4.Arquitectura del PC

38

Arranque de un PCArranque de un PC

En la pantalla se muestran los dispositivos detectados

Page 39: 4.Arquitectura del PC

39

Arranque de un PCArranque de un PC

POST es un pequeño programa de diagnóstico que se ejecuta al encender el ordenador

POST se ejecuta muy deprisa y sólo se es consciente de él cuando salta algún error Comprueba que todo esté conectado correctamente Comprueba que no haya ningún conflicto entre dispositivos Si todo está correcto, cargará el SO Si hay algún error informará al usuario

▪ Mediante un mensaje de error por el monitor

▪ Mediante una serie de pitidos (un pitido corto indica que no hay errores)

Normalmente, los errores que detecta POST son fatales

Page 40: 4.Arquitectura del PC

40

Arranque de un PCArranque de un PC

En general, la secuencia de pasos dados durante el arranque de un PC es la siguiente:1. Se inicia la alimentación del sistema

2. Se busca el programa de arranque en la dirección FFFF0h de la ROM del sistema

3. La BIOS ejecuta el POST; si hay algún error el arranque se detiene

4. La BIOS del sistema busca la BIOS de la tarjeta de video y la ejecuta

5. La BIOS del sistema busca otros dispositivos que tengan BIOS propia (discos duros IDE/ATA…)

6. Se muestra la pantalla de arranque

Page 41: 4.Arquitectura del PC

41

Arranque de un PCArranque de un PC

En general, la secuencia de pasos dados durante el arranque de un PC es la siguiente:7. La BIOS realiza tests adicionales en el sistema, incluido el

conteo de memoria

8. Se realiza en inventario del sistema para determinar qué clase de hardware está presente en el sistema y etiquetar los dispositivos lógicos (COM y LPT)

9. Si la BIOS soporta el estándar Plug and Play, se detectan y configuran los dispositivos, mostrándose un mensaje por cada dispositivo encontrado

10. La BIOS muestra un resumen ASCII de la configuración

11. La BIOS busca un dispositivo de arranque para lanzar el SO

Page 42: 4.Arquitectura del PC

42

Arranque de un PCArranque de un PC

En general, la secuencia de pasos dados durante el arranque de un PC es la siguiente:12. Una vez localizado el dispositivo de arranque, la

BIOS busca la información necesaria para lanzar el SO▫ Si es el disco duro, acude al Master Boot Record (cilindro=0, cabeza=0, sector=1)

▫ Si no se detecta un dispositivo, se muestra un mensaje de error

13. Comienza a cargarse el sistema operativo

Todo este proceso se denomina “Arranque en Frío” Existe un “Arranque en Caliente” (CTRL+ALT+SUPR)

que es exactamente lo mismo pero saltando al paso 8 en lugar de ejecutar el POST

Page 43: 4.Arquitectura del PC

43

Arranque de un PCArranque de un PC

Interruptor de Power

BIOS

La tarjetas de expansión, tales como controladoras de vídeo, RAID o SCSI, pueden tener una BIOS propia que debe ejecutarse. Esas BIOS normal-mente detectan sus dispositivos y cargan la información en el área de datos de la BIOS en la RAM

BIOS de tarjetas de expansión

La BIOS inmediatamente ejecuta el POST y prepara el sistema para ejecutar el primer programa

POST (Power-On Self Test) comprueba la presencia y la disponibilidad de la memoria, la disquetera, el disco duro, etc.

POST

Page 44: 4.Arquitectura del PC

44

Arranque de un PCArranque de un PCLOAD RAM WITH

BIOS DATA

C:

Master Boot Record

Un área especial de 256 bytes de la RAM BIOS contiene los

resultados del test del sistema, identificando los dispositivos y

su localización

Boot Sequence?

Ir a la partición de Boot

Leer el Boot Record

A:

Presente? No

SiMuestra un error o

intenta arrancar de otro dispositivo

Hay Boot Record? No

Si

msdos.sys

config.sys (opcional)

command.com

autoexec.bat (opcional)

io.sys

Page 45: 4.Arquitectura del PC

45

Estructura del temaEstructura del tema

Introducción Montaje de un PC Arranque de un PC

BIOS Procedimiento de arranque Configuración y actualización de la BIOS

Placas base Chipset Formatos de placa base

▫ Formato AT▫ Formato ATX▫ Formato BTX▫ Formatos actuales y futuros

Page 46: 4.Arquitectura del PC

46

Configuración de la BIOSConfiguración de la BIOS

Se puede acceder al programa de configuración de la BIOS durante la realización del POST La forma de acceso depende de cada fabricante

▫ Habitualmente, se accede pulsando la tecla DEL/Supr o F2▫ Existen decenas de métodos distintos: F1, Esc, Alt+Esc, Alt+F1…

▫ Hay que estar atento a la pantalla o buscar en el manual de la placa base

Las BIOS clásicas se manejan con el teclado (+,–,cursores) Algunas BIOS gráficas se manejan con el ratón (es infrecuente)

Page 47: 4.Arquitectura del PC

47

Configuración de la BIOSConfiguración de la BIOS

Entre los distintos parámetros de configuración que pueden encontrarse en la BIOS tenemos los siguientes Configuración estándar Configuración de características avanzadas Configuración de características avanzadas del chipset Configuración de PCI/PnP Gestión de la alimentación Configuración de los periféricos integrados Configuración de los dispositivos IDE/Autodetección Seguridad y configuración de contraseñas Configuración de dispositivos Hardware/“CPU Soft Menu”

Page 48: 4.Arquitectura del PC

48

Actualización de la BIOSActualización de la BIOS

Los fabricantes pueden sacar nuevas versiones de la BIOS Incorporar nuevas funciones Corregir fallos Optimizar funciones

▫ El ejemplo más famoso es el que permitió gestionar discos duros superiores a 504MB

▫ Lo único que había que decirle a la BIOS era cómo tenía que hacer la translación geométrica

Page 49: 4.Arquitectura del PC

49

Actualización de la BIOSActualización de la BIOS

Para actualizar la BIOS hay que: Comprobar si es actualizable

▫ Antiguamente, la única manera de actualizarla era cambiándola

▫ Ahora se puede realizar mediante un programa si la BIOS es tipo Flash (EEPROM – Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)

Obtener la actualización correspondiente a nuestro modelo de la web del fabricante de la placa base

Page 50: 4.Arquitectura del PC

50

Actualización de la BIOSActualización de la BIOS

Existen un cierto riesgo a la hora de realizar el flashing de la BIOS La placa base puede quedar inservible Manteniendo unas condiciones seguras

de trabajo no tiene porqué pasar nada▫ El proceso de flashing dura apenas unos

segundos y es ininterrumpible

▫ Algunas placas incorporan unas características de seguridad para prevenir posibles cambios no deseados de la BIOS

▫ La recomendación de la mayoría de fabricantes es no actualizar la BIOS si no se necesitan las mejoras que aporta la actualización

Page 51: 4.Arquitectura del PC

51

El futuro de la BIOSEl futuro de la BIOS

La BIOS es el elemento que menos ha evolucionado desde la aparición del PC

Los sistemas operativos actuales ya no utilizan las rutinas de la BIOS Utilizan los “drivers” del fabricante Son mucho más eficientes y tienen mayores funcionalidades

Intel ha propuesto una alternativa para sustituirla EFI: Extensible Firmware Interface Se basa en lo que casi es un mini-SO

▫ Se alojará en una parte del disco duro

▫ Más segura, rápida y flexible

▫ Interfaz gráfica y configuraciones remotas

Page 52: 4.Arquitectura del PC

52

Estructura del temaEstructura del tema

Introducción Montaje de un PC Arranque de un PC

BIOS Procedimiento de arranque Configuración y actualización de la BIOS

Placas base Chipset Formatos de placa base

▫ Formato AT▫ Formato ATX▫ Formato BTX▫ Formatos actuales y futuros

Page 53: 4.Arquitectura del PC

53

ChipsetChipset

El chipset es el conjunto de chips que se encargan de controlar determinadas funciones del ordenador El control de los puertos y slots La forma en que interacciona el procesador con la memoria

El chipset realiza todas las funciones vitales de un PC Todas las funciones se realizaban en chips separados El chipset fue reemplazando a muchos dispositivos

▫ Controladores de memoria, EIDE, teclado, interrupciones, DMA, ratón PS/2, IrDA, RTC (Real Time Clock), etc

La polivalencia actual de los PCs depende del chipset▫ No son reemplazables

▫ Están soldados a la placa base

Page 54: 4.Arquitectura del PC

54

ChipsetChipset

CPU

CHIPSET

CACHE L2Externa

MemoriaPrincipal

BUS LOCAL

BUS LOCAL

BUS DE MEMORIA

BUS DEEXPANSIÓN

CPU

CHIPSET

CACHE L2

MemoriaPrincipal

BACKSIDE BUS(BUS TRASERO)

FRONTSIDE BUS(BUS FRONTAL)

BUS DE MEMORIA

BUS DEEXPANSIÓN

Page 55: 4.Arquitectura del PC

55

Objetivos de un chipsetObjetivos de un chipset

El principal objetivo de un chipset es centralizar las funciones del PC en dos o tres chips, minimizando el número de chips que se integran una placa base Reduce el coste Evita prolongados períodos de prueba y validación Reduce el tiempo de desarrollo de una nueva placa base Reduce el tamaño de la placa base

A medida que los chipset evolucionan, los diseñadores tratan de aglutinar en ellos una funcionalidad creciente

Page 56: 4.Arquitectura del PC

56

Evolución de los chipsetEvolución de los chipset

Una placa base original de PC (8088) está compuesta por unos 50 chips 3 para el microprocesador 18 para la memoria 2 para la ROM-BIOS 4 para el controlador de memoria Entre 4 y 6 para controlar los

dispositivos periféricos Unos 25 adicionales para

funciones diversas (direcciones y datos, UARTS’s,...)

Función Chip PC/XT AT

Procesador 8088 / 8086 80286

Coprocesador matemático 8087 80287

Generador de reloj 8084 82284

Controlador de bus 8288 82288

System Timer 8253 8254

Controlador de interrupciones primario

8259 8259

Controlador de interrupciones secundario

– 8259

Controlador DMA primario 8237 8237

Controlador DMA secundario

– 8237

CMOS-RAM / RTC (Real Time Clock)

– MC146818

Controlador de teclado 8255 8042

controladores independientes de los primeros PCs

Page 57: 4.Arquitectura del PC

57

Evolución de los chipsetEvolución de los chipset

Las primeras funciones que se aglutinaron fueron las de E/S, que normalmente estaban en tarjetas de expansión, y las de control de periféricos simples Apareció el chip “Super I/O” Este chip integra los controladores de disco, los

controladores serie y paralelo, los controladores de teclado y ratón y el enlace BIOS

En 1986 aparece lo que podríamos considerar como el primer chipset Lo presenta la empresa “Chips and Technologies” Es un único chip que integra todos los controladores del PC

Page 58: 4.Arquitectura del PC

58

Evolución de los chipsetEvolución de los chipset

Los chipset cobran importancia a partir del Pentium Los chipset de los 486 y anteriores tenían poca

influencia en el rendimiento general del PC El bus del Pentium y los de expansión van a distinta velocidad El chipset es indispensable para tratar con esta diferencia

Los primeros chipset de Intel fueron para el Pentium Nunca antes había fabricado chipset y obtuvo un gran éxito Fueron los primeros en integrar todas las funciones y

dividirlas en dos chips (Chipset Norte y Chipset Sur) además del chip Super I/O

Marcaron una revolución en las placas base, ya que incluían un gran número de funciones de control

Page 59: 4.Arquitectura del PC

59

Evolución de los chipsetEvolución de los chipset

A partir del Pentium aparecieron diversos fabricantes que también se dedicaron a fabricar chipsets para procesadores

Hoy en día, el chipset determina en gran medida el rendimiento del PC De la calidad y las características del chipset dependerán:

▫ Obtener o no el máximo rendimiento del procesador

▫ Las posibilidades de actualización del PC

▫ El uso de tecnologías más avanzadas de memorias y periféricos

El uso de un buen chipset no implica que la placa base en conjunto sea de calidad ni que esté bien diseñada

Page 60: 4.Arquitectura del PC

60

Estructura de los chipsetEstructura de los chipset

La mayoría de los chipset actuales constan de dos chips Chipset Norte o Puente Norte (North Bridge) Chipset Sur o Puente Sur (South Bridge)

Chipset Norte Está situado cerca del procesador Es el único chip que se comunica con el procesador Aglutina las funciones de los controladores de buses

▫ Controladores de memoria

▫ Controladores de cache

▫ Controladores PCI

Page 61: 4.Arquitectura del PC

61

Estructura de los chipsetEstructura de los chipset

La mayoría de los chipset actuales constan de dos chips Chipset Norte o Puente Norte (North Bridge) Chipset Sur o Puente Sur (South Bridge)

Chipset Sur Aglutina todas las funciones de Entrada/Salida

y los controladores de periféricos▫ Controladores IDE

▫ Controladores Serie, USB, FireWire

▫ CMOS RAM y RTC

▫ Contiene todos los componentes heredados de arquitecturas anteriores (controlador bus ISA, IRQ, DMA…)

Page 62: 4.Arquitectura del PC

62

Estructura de los chipsetEstructura de los chipset

Existen diversos chipset para cada procesador De diferentes marcas y con diferentes capacidades La mayoría de chipsets de una marca para un procesador

utilizan el mismo Chipset Sur y lo único que varían es el Chipset Norte

Algunas versiones del Chipset Norte pueden integrar controladores gráficos

La comunicación entre el Chipset Norte y el Sur se hace con un enlace que usa el protocolo específico de cada fabricante

Se construye un nuevo chipset cada vez que aparece un nuevo procesador con distinto controlador de bus, un nuevo bus de expansión, un nuevo tipo de memoria...

Page 63: 4.Arquitectura del PC

63

Esquemas de conexión – IntelEsquemas de conexión – Intel

Page 64: 4.Arquitectura del PC

64

Esquemas de conexión – IntelEsquemas de conexión – Intel

Page 65: 4.Arquitectura del PC

65

Esquemas de conexión – otrosEsquemas de conexión – otros

Page 66: 4.Arquitectura del PC

66

Esquemas de conexión – otrosEsquemas de conexión – otros

Page 67: 4.Arquitectura del PC

67

Estructura del temaEstructura del tema

Introducción Montaje de un PC Arranque de un PC

BIOS Procedimiento de arranque Configuración y actualización de la BIOS

Placas base Chipset Formatos de placa base

▫ Formato AT▫ Formato ATX▫ Formato BTX▫ Formatos actuales y futuros

Page 68: 4.Arquitectura del PC

68

Formato de la placa baseFormato de la placa base

El formato de una placa base (form factor) determina: Las dimensiones físicas de su área rectangular La distribución, el número y el tipo de los anclajes La distribución de sus componentes Las directrices de ventilación que deben tenerse

en cuenta para favorecer las disipación térmica Las necesidades de alimentación

Históricamente han existido 3 formatos de placa base AT: Baby-AT, Full-Size AT, LPX ATX: ATX, Micro ATX, Flex ATX, NLX, Mini-ITX, WTX BTX

Page 69: 4.Arquitectura del PC

69

Estructura del temaEstructura del tema

Introducción Montaje de un PC Arranque de un PC

BIOS Procedimiento de arranque Configuración y actualización de la BIOS

Placas base Chipset Formatos de placa base

▫ Formato AT▫ Formato ATX▫ Formato BTX▫ Formatos actuales y futuros

Page 70: 4.Arquitectura del PC

70

Formato ATFormato AT

AT Form Factor Es el formato más antiguo y el de mayor tamaño Define un único conector externo para el teclado

Baby-AT Corresponde a la placa base original de los primeros PC Sus dimensiones máximas son 25 x 33 cm.

▫ Heredadas del primer modelo de IBM

▫ Puede ser más pequeña si no incluye todos los zócalos de expansión

▫ Tiene espacio para un máximo de 8 zócalos ISA separados por 2 cm. (esta distancia se mantiene vigente en la actualidad)

▫ Puede acoplarse a cualquier tipo de carcasa (torre, semitorre, minitorre o sobremesa)

▫ Se utilizó hasta 1996 aproximadamente

Page 71: 4.Arquitectura del PC

71

Formato ATFormato AT

AT Form Factor Es el formato más antiguo y el de mayor tamaño Define un único conector externo para el teclado

Full-Size AT Es el formato más grande de las placas para PC Sus dimensiones son 30 x 35 cm Este tamaño tan grande era debido a que la

memoria estaba soldada en la placa base Desapareció cuando las memorias se incluyeron en zócalos

Page 72: 4.Arquitectura del PC

72

Formato ATFormato AT

Placas originales IBM PC e IBM PC-XT

Page 73: 4.Arquitectura del PC

73

Formato ATFormato AT

Placas Full-Size AT y Baby-AT

Page 74: 4.Arquitectura del PC

74

Formato ATFormato AT

LPX y Mini-LPX Creados por Western Digital en 1987 Ideal para ordenadores de sobremesa

porque permite hacerlos mucho más delgados que los sistemas basados en baby-AT

Están basados en el formato baby-AT, pero el bus de expansión permite conectar las tarjetas en un ángulo de 90º

Tiene una fila con conectores (VGA, paralelo, dos serie y mini-DIN PS/2)

Page 75: 4.Arquitectura del PC

75

Formato ATFormato AT

Fuentes de alimentación

Conectores de alimentación PC/XT Baby-AT LPX

Page 76: 4.Arquitectura del PC

76

Estructura del temaEstructura del tema

Introducción Montaje de un PC Arranque de un PC

BIOS Procedimiento de arranque Configuración y actualización de la BIOS

Placas base Chipset Formatos de placa base

▫ Formato AT▫ Formato ATX▫ Formato BTX▫ Formatos actuales y futuros

Page 77: 4.Arquitectura del PC

77

Formato ATXFormato ATX

ATX Form Factor Se desarrolló como una evolución del formato Baby-AT

aprovechando las mejoras introducidas en el formato LPX Sus objetivos son:

▫ Mejorar la facilidad de uso

▫ Mejorar el soporte a procesadores actuales y futuros

▫ Reducir el coste total del sistema

ATX es básicamente una Baby-AT rotada 90º▫ Tiene un tamaño menor: 30,5 x 24,4 cm.

▫ Requiere nuevos puntos de anclaje

Page 78: 4.Arquitectura del PC

78

Formato ATXFormato ATX

ATX introduce una nueva fuente de alimentación Un único conector de alimentación No puede ser instalado incorrectamente Proporciona 3.3V, reduciendo la necesidad

de reguladores de voltaje en la placa base

El procesador y la memoria son reubicados para que puedan ser refrigerados directamente por el ventilador de la fuente de alimentación Se mejora la refrigeración Se invierte el flujo de aire (el ventilador gira al revés),

minimizando la entrada de polvo y suciedad

Page 79: 4.Arquitectura del PC

79

Formato ATXFormato ATX

ATX tiene un menor coste de fabricación Se reubican los conectores internos para ponerlos cerca de los

dispositivos, con lo que los cables internos son más cortos Se define una parte para el panel de los conectores externos

▫ Conectores directos desde la placa base

▫ Se elimina la necesidad de cables para los puertos externos

▫ Hay un único conector de alimentación

▫ Integra el conector PS/2 para el ratón

▫ Ajustable a cada fabricante

La nueva ubicación del procesador y la memoria no entorpece la instalación de tarjetas de expansión

Page 80: 4.Arquitectura del PC

80

Formato ATXFormato ATX

Page 81: 4.Arquitectura del PC

81

Formato ATXFormato ATX

Page 82: 4.Arquitectura del PC

82

Formato ATX: alimentaciónFormato ATX: alimentación

Page 83: 4.Arquitectura del PC

83

Formato ATX: alimentaciónFormato ATX: alimentación

Page 84: 4.Arquitectura del PC

84

Formato ATX: formatos derivadosFormato ATX: formatos derivados

Micro-ATX Aparece en diciembre de 1997 Menor tamaño: 24,4 x 24,4 cm. Reduce el número de zócalos de expansión a un máximo de 4 Reduce la potencia y el tamaño de la fuente de alimentación Los puntos de montaje son un subconjunto del formato ATX Tiene el mismo conector de alimentación

y el mismo panel exterior que el ATX Es completamente compatible con el formato ATX,

por lo que se puede instalar en cajas ATX

Page 85: 4.Arquitectura del PC

85

Formato ATX: formatos derivadosFormato ATX: formatos derivados

Flex-ATX Aparece en marzo de 1999 Es un añadido al formato Micro-ATX Sus dimensiones son más pequeñas: 22,9 x 19,1 cm. Es posible que no tenga zócalos de expansión, expandiéndose

únicamente mediante puertos USB y/o FireWire Su principal ventaja es que es muy barata de fabricar

Page 86: 4.Arquitectura del PC

86

Formato ATX: formatos derivadosFormato ATX: formatos derivados

ITX y Mini-ITX Aparecieron en marzo de 2001 y en abril de 2002 Son un 6% y un 34% más pequeñas que el formato Flex-ATX El procesador suele estar soldado a la placa base La controladora de vídeo también está soldada a la placa base Utiliza una fuente de alimentación TFX que puede ser

externa El consumo máximo no puede superar 240W en conjunto

Page 87: 4.Arquitectura del PC

87

Formato ATX: comparativaFormato ATX: comparativa

Form Factor Anchura Profundidad Área Comparación

ATX 30,5 cm 24,4 cm 743 cm2 -

Mini-ATX 28,4 cm 20,8 cm 593 cm2 20% más pequeña

Micro-ATX 24,4 cm 24,4 cm 595 cm2 20% más pequeña

Flex-ATX 22,9 cm 19,1 cm 435 cm2 41% más pequeña

ITX 21,5 cm 19,1 cm 411 cm2 45% más pequeña

Mini-ITX 17,0 cm 17,0 cm 290 cm2 61% más pequeña

Page 88: 4.Arquitectura del PC

88

Formato ATXFormato ATX

Formatos Micro-ATX y Mini-ITX

Page 89: 4.Arquitectura del PC

89

Formato ATXFormato ATX

ATX Riser Introducido por Intel en Diciembre de 1999 para

facilitar el diseño de equipos de sobremesa Permite la inserción de tarjetas de expansión en ángulo de 90º Tuvo poca aceptación debido a la aparición del formato NLX

Page 90: 4.Arquitectura del PC

90

Formato ATXFormato ATX

NLX Form Factor Diseñado para reemplazar al formato LPX Soporta todas las tecnologías creadas para

los equipos de sobremesa

Page 91: 4.Arquitectura del PC

91

Estructura del temaEstructura del tema

Introducción Montaje de un PC Arranque de un PC

BIOS Procedimiento de arranque Configuración y actualización de la BIOS

Placas base Chipset Formatos de placa base

▫ Formato AT▫ Formato ATX▫ Formato BTX▫ Formatos actuales y futuros

Page 92: 4.Arquitectura del PC

92

Formato BTXFormato BTX

BTX (Balanced Technology Extended) fue presentado por Intel en septiembre de 2003 Su objetivo era reemplazar al formato ATX Incrementa los requisitos de potencia y de disipación de calor Utiliza los mismos conectores de alimentación que ATX, por

lo que se pueden utilizar fuentes de alimentación anteriores

Form Factor Anchura Profundidad Área Comparación

BTX 32,5 cm 26,7 cm 867 cm2 -

Micro-BTX 26,4 cm 26,7 cm 705 cm2 19% más pequeña

Pico-BTX 20,3 cm 26,7 cm 542 cm2 37% más pequeña

Page 93: 4.Arquitectura del PC

93

Formato BTXFormato BTX

Ventajas de BTX: La distancia de las conexiones internas

entre componentes están optimizadas Optimiza el flujo de aire dentro de la caja

▫ Mejora la refrigeración de todos los componentes

▫ Reduce los ruidos

Ofrece un soporte para disipadores pesados, evitando que la placa base se deforme

Permite una gran variedad de dimensiones en función de los componentes que se desee incorporar a la placa base

Define las especificaciones para equipos de sobremesa y equipos pequeños

Page 94: 4.Arquitectura del PC

94

Formato BTXFormato BTX

Formatos BTX, Micro-BTX y Pico-BTX

Page 95: 4.Arquitectura del PC

95

Formato BTXFormato BTX

Page 96: 4.Arquitectura del PC

96

Formato BTXFormato BTX

Micro-BTX vs. Micro-ATX

Page 97: 4.Arquitectura del PC

97

Formato BTXFormato BTX

El futuro de BTX está en entredicho debido a diversos inconvenientes Necesitan nuevas cajas (no son compatibles con las ATX) La evolución en el consumo de los procesadores

actuales lo han hecho menos necesario Hay que pagar royalties a Intel

Page 98: 4.Arquitectura del PC

98

Estructura del temaEstructura del tema

Introducción Montaje de un PC Arranque de un PC

BIOS Procedimiento de arranque Configuración y actualización de la BIOS

Placas base Chipset Formatos de placa base

▫ Formato AT▫ Formato ATX▫ Formato BTX▫ Formatos actuales y futuros

Page 99: 4.Arquitectura del PC

99

Una placa base actual: Intel Una placa base actual: Intel D975XBX2D975XBX2

Formato ATX Soporte para Dual Core

Page 100: 4.Arquitectura del PC

100

Formatos futuros: DTXFormatos futuros: DTX

Nuevo formato presentado por AMD en enero de 2007 Es un formato abierto y libre (no hay que pagar royalties)

por lo que más de 20 compañías han anunciado que fabricarán placas base utilizándolo

Pensado para ordenadores de pequeño tamaño SFF (Small Form Factor) No hay un estándar para los SFF

▫ Lo más cercano seria el Micro-ATX

▫ Micro-ATX es sólo un formato para la placa base, no para el chasis

El objetivo final es dar lugar a ordenadores más pequeños, más silenciosos y con menor consumo

Page 101: 4.Arquitectura del PC

101

Formatos futuros: DTXFormatos futuros: DTX

El formato DTX es altamente compatible con el formato ATX y se puede instalar en cajas ATX

Los chasis DTX también permitirán instalar placas mini-ITX

El formato DTX tiene un bajo coste de fabricación y puede presentarse en dos tamaños: Full-DTX: 24,4 x 20,3 cm. Mini-DTX: 17,1 x 20,3 cm.

Las placas base DTX tendrán soporte para dos ranuras de expansión PCI o PCI-e y una ranura XpressCard

Page 102: 4.Arquitectura del PC

102

Formatos futuros: DTXFormatos futuros: DTX

Full-DTX Pensado para placas base de 4 capas Compatible con el chasis ATX Soporte para procesadores de 65W

comparativa con micro-ATX

Page 103: 4.Arquitectura del PC

103

Formatos futuros: DTXFormatos futuros: DTX

Mini-DTX Pensado para placas base de 6 capas Soporte para procesadores de 35W Mejora las prestaciones de Micro-ITX

comparativa con micro-ATX

Page 104: 4.Arquitectura del PC

104

Formatos futuros: DTXFormatos futuros: DTX

Se espera que los prototipos de placas base y chasis DTX den lugar a sus versiones definitivas durante 2007

Page 105: 4.Arquitectura del PC

105

BibliografíaBibliografía

Arquitectura del PCJosep-Llorenç Cruz, Agustín Fernández,David López y Fermín SánchezFacultat d’Informática de BarcelonaUniversitat Politécnica de Catalunya

http://docencia.ac.upc.edu/ALE/ArqPC