Placa
madre de PC: concepto y uso
Las
placas madre de los ordenadores son una de las partes más
importantes del mismo, dado que sobre ellas se colocan una muy
importante parte de los componentes principales del equipo
informático. Su finalidad principal es la de dar estructura a la PC y permitir que este funcione de manera correcta gracias a
la existencia de la Bios.
¿Qué
es?
Una
placa madre de PC, también conocida como placa
base,
es una superficie de circuito de tipo impreso a la cual se conectan
los componentes
de la PC. Esto hace que sea la parte fundamental
del equipo informático y sobre la cual giran
los demás componentes que se deben instalar
para que un ordenador funcione.
En
las placas madre están instaladas
importantes partes del equipo, como el chipset,
la Bios, la memoria RAM, fundamental a la hora de usar el ordenador,
y todos los dispositivos de chip más importantes
del PC.
Por
medio de la Bios,
instalada en la placa base, los usuarios pueden modificar
el menú de arranque del equipo y personalizarlo de manera completa,
siendo la forma principal
de acceder al sistema operativo en su aspecto
más técnico y a las pruebas que se llevarán a cabo para probar
dispositivos
del equipo.
¿Para
qué sirve?
El
uso
de las placas base es de una alta relevancia y da a los usuarios la
facilidad
exacta y completa para organizar y estructurar cualquier ordenador
en su montaje. Desde esta pieza se accede al programa
de la Bios, con la cual es posible llevar a cabo los procesos
de configuración.
En
caso de avería
o algún tipo de problema con el ordenador o más exactamente
con alguno de sus componentes, es el análisis de las placas para PC
y su interpretación
y estudio del equipo, lo que permite diferenciar
el lugar en el que se encuentra el error.
En
otro orden de cosas, una de las utilidades
principales de las placas madre es la posibilidad
de incorporar módulos de memoria y otro tipo de tarjetas
destinadas a aumentar la expansión, componentes con los que el
ordenador
aumenta en su rendimiento.
Teniendo
esto en cuenta, las placas
base
se encargan de dar opción al usuario de personalizar
el equipo, los componentes y la configuración
del mismo, siendo una de las partes más importantes del PC.
En
definitiva, las placas
madre
son superficies de circuitos en los que se pueden
insertar componentes vitales del ordenador y que proporcionan una
alta personalización
del PC para mejorar su rendimiento
y capacidad.
Placa
base formato MicroATX para PC de sobremesa (sin ningún componente
enchufado).
Componentes
de la placa base
Diagrama
de una placa base típica.
Una
placa base típica admite los siguientes componentes:
Uno o varios
conectores de alimentación: por estos conectores, una alimentación
eléctrica proporciona a la placa base los diferentes voltajes e
intensidades necesarios para su funcionamiento.
El zócalo de CPU
es un receptáculo que recibe el microprocesador y lo conecta con el
resto de componentes a través de la placa base.
Las ranuras de
memoria RAM, en número de 2 a 6 en las placas base comunes.
El
chipset: una serie de circuitos electrónicos, que gestionan las
transferencias de datos entre los diferentes componentes de la
computadora (procesador, memoria, tarjeta gráfica,unidad de
almacenamiento secundario, etc.).
Se
divide en dos secciones, el puente norte (northbridge) y el
puente sur (southbridge). El primero gestiona la interconexión
entre el microprocesador, la memoria RAM y la unidad de procesamiento
gráfico; y el segundo entre los periféricos y los dispositivos de
almacenamiento, como los discos duros o las unidades de disco óptico.
Las nuevas líneas de procesadores de escritorio tienden a integrar
el propio controlador de memoria en el interior del procesador.
El reloj: regula
la velocidad de ejecución de las instrucciones del microprocesador
y de los periféricos internos.
La CMOS: una
pequeña memoria que preserva cierta información importante (como
la configuración del equipo, fecha y hora), mientras el equipo no
está alimentado por electricidad.
La pila de la
CMOS: proporciona la electricidad necesaria para operar el circuito
constantemente y que éste último no se apague perdiendo la serie
de configuraciones guardadas.
La BIOS: un
programa registrado en una memoria no volátil (antiguamente en
memorias ROM, pero desde hace tiempo se emplean memorias flash).
Este programa es específico de la placa base y se encarga de la
interfaz de bajo nivel entre el microprocesador y algunos
periféricos. Recupera, y después ejecuta, las instrucciones del
MBR (Master Boot Record), o registradas en un disco duro o
SSD, cuando arranca el sistema operativo. Actualmente los
ordenadores modernos sustituyen el MBR por el GPT y la BIOS por
Extensible Firmware Interface.
El bus (también
llamado bus interno o en inglés front-side bus'): conecta el
microprocesador al chipset, está cayendo en desuso frente a
HyperTransport y Quickpath.
El bus de memoria
conecta el chipset a la memoria temporal.
El bus de
expansión (también llamado bus I/O): une el microprocesador a los
conectores entrada/salida y a las ranuras de expansión.
Los conectores de
entrada/salida que cumplen normalmente con la norma PC 99: estos
conectores incluyen:
Los puertos PS2
para conectar el teclado o el ratón, estas interfaces tienden a
desaparecer a favor del USB
Los puertos
serie, por ejemplo para conectar dispositivos antiguos.
Los puertos
paralelos, por ejemplo para la conexión de antiguas impresoras.
Los puertos USB
(en inglés Universal Serial Bus), por ejemplo para conectar
periféricos recientes.
Los conectores
RJ45, para conectarse a una red informática.
Los conectores
VGA, DVI, HDMI o Displayport para la conexión del monitor de la
computadora.
Los conectores
IDE o Serial ATA, para conectar dispositivos de almacenamiento,
tales como discos duros, unidades de estado sólido y unidades de
disco óptico.
Los conectores de
audio, para conectar dispositivos de audio, tales como altavoces o
micrófonos.
Las
ranuras de expansión: se trata de receptáculos que pueden acoger
tarjetas de expansión (estas tarjetas se utilizan para agregar
características o aumentar el rendimiento de una PC; por
ejemplo, un tarjeta gráfica se puede añadir a un ordenador para
mejorar el rendimiento 3D). Estos puertos pueden ser puertos ISA
(interfaz antigua), PCI (en inglés Peripheral Component
Interconnect), AGP (en inglés Accelerated Graphics Port)
y, los más recientes, PCI Express.
Con
la evolución de las computadoras, más y más características se
han integrado en la placa base, tales como circuitos electrónicos
para la gestión del vídeo IGP (en inglés Integrated Graphic
Processor), de sonido o de redes (10/100 Mbps/1 Gbps), evitando
así la adición de tarjetas de expansión.
En
la placa también existen distintos conjuntos de pines que sirven
para configurar otros dispositivos:
JMDM1:
Sirve para conectar un modem por el cual se puede encender el sistema
cuando este recibe una señal.
JIR2:
Este conector permite conectar módulos de infrarrojos IrDA, teniendo
que configurar la BIOS.
JBAT1:
Se utiliza para poder borrar todas las configuraciones que como
usuario podemos modificar y restablecer las configuraciones que
vienen de fábrica.
JP20:
Permite conectar audio en el panel frontal.
JFP1
Y JFP2: Se utiliza para la conexión de los interruptores del panel
frontal y los LEDs.
JUSB1
Y JUSB3: Es para conectar puertos usb del panel frontal.
Tipos
de bus
Los
buses son espacios físicos que permiten el transporte de información
y energía entre dos puntos de la computadora.
Los
buses generales son los siguientes:
Bus de datos:
son las líneas de comunicación por donde circulan los datos
externos e internos del microprocesador.
Bus de
dirección: línea de comunicación por donde viaja la
información específica sobre la localización de la dirección de
memoria del dato o dispositivo al que se hace referencia.
Bus de control:
línea de comunicación por donde se controla el intercambio de
información con un módulo de la unidad central y los periféricos.
Bus de
expansión: conjunto de líneas de comunicación encargado de
llevar el bus de datos, el bus de dirección y el de control a la
tarjeta de interfaz (entrada, salida) que se agrega a la tarjeta
principal.
Bus
del sistema: todos los componentes de la CPU se vinculan a
través del bus de sistema, mediante distintos tipos de datos el
microprocesador y la memoria principal, que también involucra a la
memoria caché de nivel 2. La velocidad de transferencia del bus de
sistema está determinada por la frecuencia del bus y el ancho del
mínimo.
Placa
multiprocesador
Una
placa con dos procesadores.
Este
tipo de placa base puede acoger a varios procesadores (generalmente
de 2, 4, 8 o más). Estas placas base multiprocesador tienen varios
zócalos de microprocesador, lo que les permite conectar varios
microprocesadores físicamente distintos (a diferencia de los de
procesador de doble núcleo).
Cuando
hay dos procesadores en una placa base, hay dos formas de manejarlos:
El modo
asimétrico, donde a cada procesador se le asigna una tarea
diferente. Este método no acelera el tratamiento, pero puede
asignar una tarea a una unidad central de procesamiento, mientras
que la otra lleva a cabo a una tarea diferente.
El
modo simétrico, llamado multiprocesamiento simétrico, donde
cada tarea se distribuye de forma simétrica entre los dos
procesadores.
Linux
fue el primer sistema operativo en gestionar la arquitectura de doble
procesador en x86. Sin embargo, la gestión de varios procesadores existía ya antes en
otras plataformas y otros sistemas operativos. Linux 2.6.x maneja
multiprocesadores simétricos, y las arquitecturas de memoria no
uniformemente distribuida
Algunos
fabricantes proveen placas base que pueden acoger hasta 8
procesadores (en el caso de socket 939 para procesadores AMD
Opteron y sobre socket 604 para procesadores Intel Xeon).
Tipos
La
mayoría de las placas de PC vendidas después de 2001 se pueden
clasificar en dos grupos:
Formatos
Las
tarjetas madre necesitan tener dimensiones compatibles con las cajas
que las contienen, de manera que desde los primeros computadores
personales se han establecido características mecánicas, llamadas
factor de forma. Definen la distribución de diversos componentes y
las dimensiones físicas, como por ejemplo el largo y ancho de la
tarjeta, la posición de agujeros de sujeción y las características
de los conectores.
Con
los años, varias normas se fueron imponiendo:
1984 AT 305 × 305
mm ( IBM)
AT:
uno de los formatos más grandes de toda la historia del PC (305 ×
279–330 mm), definió un conector de potencia formado por dos
partes. Fue usado de manera extensa de 1985 a 1995.
1995 ATX 305 ×
244 mm (Intel)
MicroATX: 244 ×
244 mm
FlexATX: 229 ×
191 mm
MiniATX: 284 ×
208 mm
ATX:
creado por un grupo liderado por Intel, en 1995 introdujo las
conexiones exteriores en la forma de un panel I/O y definió un
conector de 20 pines para la energía. Se usa en la actualidad en la
forma de algunas variantes, que incluyen conectores de energía
extra o reducciones en el tamaño.
2001 ITX 215 ×
195 mm (VIA)
MiniITX: 170 ×
170 mm
NanoITX: 120 ×
120 mm
PicoITX: 100 ×
72 mm
ITX:
con rasgos procedentes de las especificaciones microATX y FlexATX de
Intel, el diseño de VIA se centra en la integración en placa base
del mayor número posible de componentes, además de la inclusión
del hardware gráfico en el propio chipset del equipo, siendo
innecesaria la instalación de una tarjeta gráfica en la ranura
AGP.
2005 [BTX] 325 ×
267 mm (Intel)
Micro bTX: 264 ×
267 mm
PicoBTX: 203 ×
267 mm
RegularBTX: 325 ×
267 mm
BTX:
retirada en muy poco tiempo por la falta de aceptación, resultó
prácticamente incompatible con ATX, salvo en la fuente de
alimentación. Fue creada para intentar solventar los problemas de
ruido y refrigeración, como evolución de la ATX.
Formato
propietario: durante la existencia del PC, mucha marcas han
intentado mantener un esquema cerrado de hardware, fabricando
tarjetas madre incompatibles físicamente con los factores de forma
con dimensiones, distribución de elementos o conectores que son
atípicos. Entre las marcas más persistentes está Dell..
Fabricantes
Varios
fabricantes se reparten el mercado de placas base, tales como Abit,
Albatron, Aopen, ASUS, ASRock, Biostar, Chaintech, Dell, DFI, ECS
EliteGroup, Epox, Foxconn, Gigabyte Technology, Intel, MSI, QDI,
Sapphire Technology, Soltek, Super Micro, Tyan, VIA, XFX, Pc Chips,
Zotac.
Algunos
diseñan y fabrican uno o más componentes de la placa base, mientras
que otros ensamblan los componentes que terceros han diseñado y
fabricado.
Algunos
Problemas comunes de la Placa Madre
Todas las placas
madre están compuestos por chips, capacitores (o condensadores), y
otros elementos que serán mencionados en otra ocasión.
Problemas
con la computadora: "Mi PC enciende, pero no hay imagen
en
el monitor"
*
Paso 1 Revisión de la placa madre
Un día encendemos
nuestra PC y nos damos cuenta de que esta enciende, pero no
tenemos imagen, ni sonido.
Hacemos todo tipo de pruebas y no hay caso, no recibimos imagen
(descartando que el monitor haya sufrido algún desperfecto).
Lo primero que
deberemos hacer es destapar el gabinete, para poder acceder al
interior del mismo.Una vez que podemos ver nuestra placa base,
debemos mirar con mucha atención los condensadores que
se encuentran cerca del procesador. Los condensadores tienen la
cualidad de poder acumular energía. Debido a esto, muchas veces
suelen sobrecargarse y explotar. En otras ocasiones no explotan pero
sí se queman.
¿Como
reconozco un condensador (capacitor)?
Los condensadores
(capacitares) tienen una forma alargada, como un cilindro, suelen ser
negros, marrones o azules.
¿Como
sé que es el condensador (capacitor) el que no permite que mi PC
encienda?
Los condensadores
(capacitores) cuando se sobrecargan, en algunas ocasiones explotan,
despidiendo un humo bien blanco. Esta es una clara señal de que un
capacitor ha estallado.
Otras veces, si
bien no estallan, podemos encontrar en su parte superior, que ha
aparecido una mancha de color marrón muy similar al óxido. Esto
también es un indicador de que ese capacitor ya no sirve y debe ser
reemplazado.
En otras ocasiones no estallan ni aparecen
manchas, simplemente la superficie de la parte superior se hincha,
dando la sensación de que puede explotar.
En todos los casos,
deberemos remover con un soldador estos capacitares y reemplazarlos.
Al hacerlo deberemos tener mucho cuidado de no tocar la placa madre
con el soldador, ya que podríamos ocasionar un daño irreparable en
la misma.
Para
reemplazar un capacitor
Simplemente debemos
tener en cuenta que en el capacitor (condensador) figura un número y
un símbolo. Este símbolo se debe interpretar como microfaradio
(medida
de capacidad eléctrica que equivale a una millonésima parte de un F
o faradio),
y deberemos de respetar el número de esta medida, ya que de poner
uno inferior o superior puede hacer que nuestra placa madre no
encienda o se dañe definitivamente.
Paso
2: Revisión de la pila de la BIOS
(en la placa madre)
La
otra falla común es que la pila de la BIOS se haya agotado. Motivo
por el cual, la BIOS, al no poder acceder a su base de datos, no
podrá detectar a la placa de video.
Si
la pila se agota o rompe, veremos que el equipo enciende pero no
tendremos imagen o sonido alguno.
Para
eso retiraremos la pila de la placa madre, y la mediremos con un
téster. El valor de la pila debe ser generalmente de 3 voltios, si el valor fuera
inferior, deberemos de reemplazarla por una nueva.
BIOS
El
BIOS (Basic Input-Output System) es un sistema básico de
entrada/salida que normalmente pasa inadvertido para el usuario final
de computadoras. Se encarga de encontrar el sistema operativo y
cargarlo en memoria RAM. Posee un componente de hardware y otro de
software, este último brinda una interfase generalmente de texto que
permite configurar varias opciones del hardware instalado en la PC,
como por ejemplo el reloj, o desde qué dispositivos de
almacenamiento iniciará el sistema operativo (Windows, GNU/Linux,
Mac OS X, etc.).
El
BIOS gestiona al menos el teclado de la PC, proporcionando incluso
una salida bastante básica en forma de sonidos por el parlante
incorporado al gabinete cuando hay algún error, como por ejemplo un
dispositivo que falla o debería ser conectado. Estos mensajes de
error son utilizados por los técnicos para encontrar soluciones al
momento de armar o reparar un equipo.
Actualmente
los sistemas operativos no necesitan realizar llamadas al BIOS para
acceder a los dispositivos como por ejemplo los discos duros o USB, pero en un principio sistemas como el DOS necesitaban
del BIOS para operar con los mismos.
Una
vez que iniciamos la PC, el BIOS se carga en memoria RAM,
ejecutándose mediante el procesador central o CPU, el algunos BIOS
la carga se hace directamente desde memoria ROM, inicializa y verfica
los distintos componentes de la computadora, y busca el código de
inicio del sistema operativo en el primer dispositivo de
almacenamiento configurado, si no lo encuentra allí pasa al segundo,
y así sucesivamente según el caso.
