Bus de direcciones
El bus de dirección (o direcciones) es un canal del microprocesador totalmente independiente al bus de datos donde se establece la dirección de memoria del dato en tránsito. El bus de dirección consiste en el conjunto de líneas eléctricas necesarias para establecer una dirección.La capacidad de la memoria que se puede direccionar depende de la cantidad de bits que conforman el bus de direcciones, siendo 2^n (dos elevado a la ene) el tamaño máximo en bytes del banco de memoria que se podrá direccionar con n líneas. Por ejemplo, para direccionar una memoria de 256 bytes, son necesarias al menos 8 líneas, pues 2^8 = 256. Adicionalmente pueden ser necesarias líneas de control para señalar cuando la dirección está disponible en el bus. Esto depende del diseño del propio bus.
Ejemplo
Salvando las complejidades de los buses, una típica acción de escritura en memoria implica las siguientes actividades en el bus:
1. Esperar a que el bus esté disponible. Esto se conoce gracias a una señal de control.
2. Poner la dirección de memoria en el bus de dirección. Por ejemplo, la dirección "5" se expresa en binario como "00000101". Esto implica activar dos señales en un bus de dirección de ocho líneas.
3. Se activa una señal de control para indicar a la memoria que hay una dirección disponible. Otra señal indica que la operación a realizar es una escritura.
4. A continuación, el microprocesador debe esperar a que la memoria esté lista para recibir el dato. Esto se conoce mediante otra señal de control.
5. Se transmite el dato por el bus de datos y se mantiene hasta que desaparezca la señal de control anteriormente mencionada.
6. En este momento la escritura se ha realizado.
En este artículo nos centraremos en el bus de datos, debido a que sus conceptos se utilizan más en la informática. Concretamente el FSB, que es un bus de datos y se suele manipular en la práctica del Overclocking.
En las arquitecturas de ordenadores personales, el procesador (CPU), que es el que controla y procesa todas las operaciones, debe comunicarse con el resto de dispositivos (y algunos entre ellos también) para poder recibir la información, transmitirla procesada, así como mandar órdenes a otros dispositivos. Por ese motivo está conectado al chip Northbridge mediante un bus de datos fundamental: el FSB.
En esta imagen tenemos una representación de la arquitectura Northbridge/Southbridge. Las flechas indican buses de datos que comunican los diferentes dispositivos de un ordenador. El chipset de una placa base, formado básicamente por el Northbridge (controlador de puente norte) y el Southbridge (controlador de puente sur), se encarga de gobernar las comunicaciones en los buses, de la misma manera que los semáforos regulan el tráfico en las calles de una ciudad.
El Northbridge es el chip más importante, el núcleo de la placa base; tiene la función de controlar las comunicaciones entre procesador, memoria RAM, tarjeta gráfica y el Southbridge, y servir de conexión central entre los dispositivos mencionados.
El Southbridge es un chip que controla los dispositivos de entrada/salida del sistema (periféricos como disco duro, teclado, ratón, puertos PCI...), se comunica con el resto del sistema mediante el chip principal: Northbridge.
Uno de los buses de datos más importante es el que conecta al procesador (CPU) con el resto del sistema a través del Northbridge, se le conoce como FSB (bus frontal), y transmite toda la información del procesador al resto de dispositivos y viceversa. La frecuencia de un procesador se expresa en términos de la frecuencia del FSB multiplicado por un valor predeterminado por el fabricante, por eso conocer bien el FSB es vital en la práctica del Overclocking (forzar un procesador a trabajar a una velocidad mayor que la de serie).
El resto de buses no tienen un nombre concreto y se les conoce por el dispositivo con el que conectan. El bus de memoria conecta la memoria RAM al sistema mediante el Northbridge (en algunas arquitecturas, como HyperTransport, la memoria RAM se comunica directamente con el procesador sin pasar por el Northbridge), el bus AGP (o PCI-Express) conecta la tarjeta gráfica con el Northbridge. También existe un bus especial que conecta el Northbridge con el Southbridge, ya que estos chips deben pasarse grandes cantidades de datos debido a la naturaleza de los dispositivos que controlan.
En la siguiente imagen mostramos una variación de la arquitectura mencionada anteriormente, aunque sus fundamentos son muy similares. En este caso la memoria se conecta a la CPU directamente mediante un controlador independiente, el resto es similar cambiando algunos nombres. Las flechas y barras de color verde (y negro) indican buses de datos.
Por tanto, el bus de datos y las interconexiones de la placa base, así como su chipset, son esenciales para la eficiencia. De nada serviría un procesador extremadamente rápido, si las tuberías que le abastecen y a través de las cuales debe mandar la información son lentas. De ahí que una buena placa base, con un chipset potente y unas conexiones internas rápidas, sea extremadamente importante al comprar un ordenador a fin de mantener estabilidad y equilibrio entre los componentes.
Bus de control
Gobierna el uso y acceso a las líneas de datos y de direcciones. Como estas líneas están compartidas por todos los componentes tiene que proveerse de determinados mecanismos que controlen su utilización. Las señales de control transmiten tanto ordenes como información de temporización entre los módulos del sistema.
Velocidad de Bus
Es la velocidad a la que circula la información que sale o entra del micrprocesador, a más velocidad tendremos más prestaciones.
El resto de componentes del ordenador han de estar sincronizados a esas velocidades, si no lo están se pueden producir fallos en el funcionamiento del ordenador.
Ancho de Bus
Es la cantidad de datos que la CPU puede transmitir en cada momento hacia lla memoria principal y a los dispositivos de entradas y salidas. (todo camino para conducir bits es un bus).
Un bus de 8 bits mueve en cada instante 8 bits de datos.
El ancho del Bus puede ser de 8, 16, 32, 64, o 128 bits, hasta ahora.
Piense en ello como "cuántos pasajeros (bits) puede caber en determinado momento, dentro del autobús a fin de trasladarse de una parte de la computadora a otra."
Cuanto más grande sea el número = más rápida será la transferencia de datos.
Ancho de Banda de Bus
El ancho de banda de un bus es la cantidad de información que puede transferir por unidad de tiempo. Para calcular este valor, es necesario conocer tres aspectos:
• La frecuencia de operación del bus.
• El número y tipo de líneas de datos (cuidado, en los buses tradicionales además de estas líneas hay líneas de control para sincronización, arbitraje, etc, que no deben tenerse en cuenta).
• El número de transferencias de información que pueden hacerse por ciclo de reloj.
Conocidos estos valores se puede calcular el ancho de banda como:
Por ejemplo, para calcular el ancho de banda del bus PCI, necesitamos saber que su frecuencia de funcionamiento es de 33 MHz, que tiene 32 líneas de datos y que realiza 1 transferencia de información por ciclo de reloj. Por lo tanto, su ancho de banda es de 132 MB/s.
Si tomamos como ejemplo el bus PCI Express x16, en este caso tenemos una frecuencia de 2.5 GHz, tiene 16 líneas de datos full-duplex (es decir, pueden transmitir inofrmación en ambos sentidos al mismo tiempo) y realiza 0.8 transferencias por ciclo (es decir, en un ciclo de reloj no le da tiempo a realizar una transferencia de información completa). Entonces, el ancho de banda en este caso es de 4 GB/s en cada sentido, gracias a la utilización de líneas full-duplex (8 GB/s en total).
El porqué de esta dieferencia abismal en los anchos de banda de ambos buses, en otra entrada que dejamos para el futuro. Una pista: las limitaciones en el ancho de banda de los buses suelen estar relacionadas con su longitud, el número de dispositivos conectados, el ruido y la disipación de calor.
Unidades de Medida de Tasa de Transferencia
bytes por segundo=B/s 1B/s=8 bits por segundo
kilobytes por segundo=KB/s 1KB/s=1024B/s
megabytes por segundo=MB/s 1MB/s=1024KB/s
gigabytes por segundo=GB/s 1Gb/s=1024MB/s
terabytes por segundo=TB/s 1TB/s=1024GB/s
CALCULAR ANCHO DE BANDA DE BUS
(ancho de bus) * (la velocidad) / 8
Por ejemplo:
16 * 133.106 = 2128*106 bit/s, o 2128*106/8 = 266*106 bytes/s o 266*106 /1000 = 266*103 KB/s o 259.7*103 /1000 = 266 MB/s
MULTIPLICADOR
El multiplicador en algunos micros se puede cambiar, pero en otros no, y depende tambien de que el Bios de la placa madre nos deje cambiarlo, algunas vienen mas orientadas a poder hacerlo y otras no.
La practica del OverClocking es a lo que algunas placas estan orientadas y es que algunas estan diseñadas para soportar frecuencias mas altas que los estandares de los fabricantes, y algunos micros superan ampliamente la frecuencia que dicen soportar de fabrica.
Supongamos un Athlon XP 2200+ (rinde como un Pentium 4 de 2200 MHZ, pero trabaja a 1800 MHz)con un Bus de 133 MHz en la placa base (FSB), tiene un multiplicador de 13,5 (1800 MHz / 133 MHz = 13,5)
Aqui respondiendo a tu pregunta 4 supongo que te referis a la frecuencia base del micro como a la frecuencia base del bus de la placa (ej anterior 133 MHz) y la del micro al resultado de multiplicar esta por el multiplicador del micro (133 x 13,5 = aprox 1800 MHz) si no es asi, era un error de conceptos.
Si este micro y la placa me permitieran variar a mi gusto las frecuencias y multiplicadores, podria poner al multiplicador, por ej, en 15 y obtendria... 133 x 15 = 1995 MHz, lo que en un micro de AMD se pede notar un aumento del rendimiento.
Si a su vez pudiera aumentar el Bus de la placa a 143 MHz, me daria 143 x 15 = 2145 MHz para el micro.
Esto es a modo de ejemplo nomas, hay que tomar en cuenta otras cosas y ademas llevarlo a la realidad, donde aumenta el calor, la frecuencia del Bus PCI, que afecta a todos los dispositivosconectados a el , incluso algunos onboard, y que aumenta (salvo placas especiales) junto con la frecuencia base, los voltajes del micro y la memoria, que a veces es necesario aumentar para que pueda escalar mas en frecuencia y no se cuelgue, y en el aspecto del voltaje aplicado esta lo mas peligroso del overclocking.
Para hacerlo hay que informarse acerca de nuestro hard especifico y ver hasta donde es conocido que puede ir nuestro micro o si no aumentar muy de a poco y con paciencia probar cada paso.
Normalmente, salvo placas viejas, hasta la generacion de algun Pentium III, o algun Athlon Thunderbird o XP de los primeros, si no se va a aplicar Overclock, no es necesario configurar esto ya que se configura solo por autodeteccion.
EL CHIPSET
El "chipset" es el conjunto (set) de chips que se encargan de controlar determinadas funciones del ordenador, como la forma en que interacciona el microprocesador con la memoria o la caché, o el control de los puertos y slots ISA, PCI, AGP, USB...
Antiguamente estas funciones eran relativamente sencillas de realizar y el chipset apenas influía en el rendimiento del ordenador, por lo que el chipset era el último elemento al que se concedía importancia a la hora de comprar una placa base, si es que alguien se molestaba siquiera en informarse sobre la naturaleza del mismo. Pero los nuevos y muy complejos micros, junto con un muy amplio abanico de tecnologías en materia de memorias, caché y periféricos que aparecen y desaparecen casi de mes en mes, han hecho que la importancia del chipset crezca enormemente.
De la calidad y características del chipset dependerán:
• Obtener o no el máximo rendimiento del microprocesador.
• Las posibilidades de actualización del ordenador.
• El uso de ciertas tecnologías más avanzadas de memorias y periféricos.
Debe destacarse el hecho de que el uso de un buen chipset no implica que la placa base en conjunto sea de calidad. Como ejemplo, muchas placas con chipsets que darían soporte a enormes cantidades de memoria, 512 MB o más, no incluyen zócalos de memoria para más de 128 ó 256. O bien el caso de los puertos USB, cuyo soporte está previsto en la casi totalidad de los chipsets de los últimos dos años pero que hasta fecha reciente no han tenido los conectores necesarios en las placas base.
Trataremos sólo los chipsets para Pentium y superior, ya que el chipset de un 486 o inferior no es de mayor importancia (dentro de un límite razonable) por estar en general todos en un nivel similar de prestaciones y rendimiento, además de totalmente descatalogados. Tampoco trataremos todas las marcas, sino sólo las más conocidas o de más interés; de cualquier forma, muchas veces se encuentran chipsets aparentemente desconocidos que no son sino chipsets VIA, ALI o SIS bajo otra marca.
Chipsets para Pentium y Pentium MMX
De Intel (Tritones)
Fueron la primera (y muy exitosa) incursión de Intel en el mundo de los chipsets, mundo en el cual ha pasado de no fabricar prácticamente ninguno a tener un monopolio casi total, que es la forma en que a Intel le gusta hacer los negocios. Esto no resulta extraño, ya que nadie mejor que Intel conoce cómo sacar partido a sus microprocesadores; además, el resto de fabricantes dependen de la información técnica que les suministra Intel, que lo hace cuando y como quiere.
• 430 FX: el Tritón clásico, de apabullante éxito. Un chipset bastante apropiado para los Pentium "normales" (no MMX) con memorias tipo EDO. Hoy en día desfasado y descatalogado.
• 430 HX: el Tritón II, la opción profesional del anterior. Mucho más rápido y con soporte para placas duales (con 2 micros). Algo anticuado pero muy bueno.
• 430 VX: ¿el Tritón III? Más bien el 2.5; algo más lento que el HX, pero con soporte para memoria SDRAM. Se puede decir que es la revisión del FX, o bien que se sacó para que la gente no se asustara del precio del HX...
• 430 TX: el último chipset de Intel para placas Pentium (placas socket 7). Si queremos usar micros Intel y aplicaciones que se contenten con placas con 1 Pentium, la opción a elegir. Soporte MMX, SDRAM, UltraDMA... Un problema: si se le pone más de 64 MB de RAM, la caché deja de actuar; aunque más de 64 MB es mucha RAM.
Chipsets de Intel para Pentium y Pentium MMX
Concepto 430 FX 430 HX 430 VX 430 TX
Número CPUs máx. 1 2 1 1
RAM máxima 128 MB 512 MB 128 MB 256 MB
Tipos de RAM FPM, EDO FPM, EDO, SDRAM
RAM cacheable máxima 64 MB 512 MB (según placa, no todas) 64 MB
Caché L2 máxima 512 KB
Velocidad bus máx. 66 MHz
Puertos adicionales USB UltraDMA y USB
Comentarios Desfasado No adecuados para micros no Intel de nueva generación (no soportan AGP ni bus 100 MHz)
Lo más destacable de estos chipsets, su buen rendimiento, especialmente con micros Intel. Lo peor, su escaso soporte para micros no Intel, que en el campo socket 7 tienen desarrollos superiores a los de Intel, como los AMD K6 (normal y K6-2) o los Cyrix-IBM 6x86MX (M2), en general más avanzados que los Pentium y Pentium MMX.
De VIA (Apollos)
Unos chipsets bastante buenos, se caracterizan por tener soporte para casi todo lo imaginable (memorias SDRAM o BEDO, UltraDMA, USB...); su pelea está en la gama del HX o TX, aunque suelen ser algo más lentos que éstos al equiparlos con micros Intel, no así con micros de AMD o Cyrix-IBM.
Chipsets de VIA para Pentium y Pentium MMX
Concepto VP2 VPX VP3 MVP3
Número CPUs máx. 1
RAM máxima 512 MB 1 GB
Tipos de RAM FPM, EDO, BEDO, SDRAM FPM, EDO, SDRAM
RAM cacheable máxima 512 MB (según placa, no todas) 512 MB ó 1 GB (según placa, no todas)
Caché L2 máxima 2048 KB
Velocidad bus máx. 66 MHz 75 MHz 66 MHz 100 MHz
Puertos adicionales UltraDMA y USB UltraDMA, USB y AGP
Comentarios No adecuados para micros no Intel de nueva generación (no soportan AGP ni bus 100 MHz) Sin bus a 100 MHz Muy moderno, con todos los avances
Lo bueno de las placas con chipsets VIA es que siguen en el mercado socket 7, por lo que tienen soporte para todas las nuevas tecnologías como el AGP o los buses a 100 MHz, además de que su calidad suele ser intermedia-alta. En las placas con chipsets Intel hay un abanico muy amplio entre placas muy buenas y otras francamente malas, además de estar ya desfasadas (ningún chipset Intel para socket 7 soporta AGP, por ejemplo).
El último chipset de VIA para socket 7, el MPV3, ofrece todas las prestaciones del BX de Intel (excepto soporte para placas duales), configurando lo que se denomina una placa Super 7 (con AGP y bus a 100 MHz), que con un micro como el nuevo AMD K6-2 no tiene nada que envidiar a un equipo con Pentium II.
De ALI
Muy buenos chipsets, tienen soluciones tan avanzadas como el chipset para placas Super 7 "Aladdin V", que como el MPV3 de VIA resulta equiparable a todos los efectos al BX de Intel para placas Pentium II (bus a 100 MHz, AGP...); una fantástica elección para micros como el AMD K6-2.
Chipsets de ALI para Pentium y Pentium MMX
Concepto M1521/M1523 (Aladdin III) M1531/M15X3 (Aladdin IV-IV+) M1541/M1543 (Aladdin V)
Número CPUs máx. 1
RAM máxima 1 GB
Tipos de RAM FPM, EDO, SDRAM FPM, EDO, SDRAM, PC100
RAM cacheable máxima 512 MB (según placa, no todas)
Caché L2 máxima 1 MB
Velocidad bus máx. 75 MHz 83,3 MHz 100 MHz
Puertos adicionales USB UltraDMA y USB UltraDMA, USB y AGP
Comentarios Apropiados para micros no Intel pero no de última generación (AMD K6-2) por carecer de bus a 100 MHz Muy moderna, con todos los avances
De SiS
Como los anteriores, sus capacidades son avanzadas, aunque su velocidad sea a veces algo más reducida que en los de Intel. Resultan recomendables para su uso junto a chips compatibles Intel como el K6 de AMD o el 6x86MX (M2) de Cyrix-IBM, aunque desgraciadamente no soportan por ahora el bus a 100 MHz del nuevo K6-2.
Chipsets de SIS para Pentium y Pentium MMX
Concepto 5597/5598 5581/5582 5591/5592
Número CPUs máx. 1
RAM máxima 384 MB 768 MB
Tipos de RAM FPM, EDO, SDRAM
RAM cacheable máxima 128 MB 256 MB
Caché L2 máxima 512 KB 1 MB
Velocidad bus máx. 75 MHz 83 MHz
Puertos adicionales UltraDMA, USB y SVGA integrada UltraDMA y USB UltraDMA, USB y AGP
Comentarios Apropiados para micros no Intel (especialmente Cyrix) pero no los de última generación (AMD K6-2) por carecer de bus a 100 MHz
Chipsets para Pentium II y Celeron
De Intel
A decir verdad, aún sin competencia seria, lo que no es de extrañar teniendo el Pentium II sólo un añito... y siendo de Intel. Son bastante avanzados, excepto el anticuado 440 FX (que no es propiamente un chipset para Pentium II, sino más bien para el extinto Pentium Pro) y el barato EX, basado en el LX pero con casi todas las capacidades reducidas.
Chipsets de Intel para Pentium II y Celeron
Concepto 440 FX 440 LX 440 BX 440 EX
Número CPUs máx. 2 1
RAM máxima 512 MB 1 GB EDO ó 512 MB SDRAM 1 GB 256 MB
Tipos de RAM FPM, EDO FPM, EDO, SDRAM SDRAM y PC100 SDRAM FPM, EDO, SDRAM
RAM cacheable máxima
No aplicable (dentro del microprocesador, tamaño fijo)
Caché L2 máxima
Velocidad bus máx. 66 MHz 100 MHz 66 MHz
Puertos adicionales UltraDMA y USB UltraDMA, USB y AGP
Comentarios Desfasado Apropiado sólo para Celeron
De otras marcas
No son demasiados, pero los que hay tienen todas las capacidades que hacen falta en una placa Pentium II. El problema con el que se encuentran no es su falta de eficacia, ya que aunque los de Intel están algo más rodados, el rendimiento es muy similar; pero el hecho de que durante un año la gente sólo haya oído hablar de FX, LX, BX y EX hace difícil que entren en un mercado donde Intel tiene un monopolio absoluto.
Chipsets de otras marcas para Pentium II y Celeron
Concepto VIA Apollo Pro ALI Aladdin Pro II M1621/M15X3 SIS 5601
Número CPUs máx. 1 ó más dependiendo de la placa
?
RAM máxima 1 GB 1 GB SDRAM ó 2 GB FPM o EDO
Tipos de RAM FPM, EDO, SDRAM, PC100 SDRAM
RAM cacheable máxima No aplicable (dentro del microprocesador, tamaño fijo)
Caché L2 máxima
Velocidad bus máx. 100 MHz
Puertos adicionales UltraDMA, USB y AGP
Comentarios Muy avanzados, equivalentes al Intel BX En proyecto
BUS DE MEMORIA
La memoria de acceso aleatorio, o memoria de acceso directo (en inglés: Random Access Memory, cuyo acrónimo es RAM), o más conocida como memoria RAM, se compone de uno o más chips y se utiliza como memoria de trabajo para programas y datos. Es un tipo de memoria temporal que pierde sus datos cuando se queda sin energía (por ejemplo, al apagar la computadora), por lo cual es una memoria volátil. Esto es cierto desde el punto de vista teórico: Científicos de la Universidad de Princeton han descubierto que una destrucción gradual de los datos almacenados en la memoria RAM que oscila entre unos segundos y varios minutos, siendo inversamente proporcional a la temperatura. Esto puede significar una brecha en la seguridad en tanto que las claves de acceso de cifradores de información como BitLocker quedan almacenadas en la memoria RAM.
La denominación surgió antiguamente para diferenciarlas de las memoria de acceso secuencial. Debido a que en los comienzos de la computación las memorias principales (o primarias) de las computadoras eran siempre de tipo RAM y las memorias secundarias (o masivas) eran de acceso secuencial (cintas o tarjetas perforadas), es frecuente que se hable de memoria RAM para hacer referencia a la memoria principal de una computadora, pero actualmente la denominación no es demasiado acertada.
Se trata de una memoria de semiconductor en la que se puede tanto leer como escribir información. Se utiliza normalmente como memoria temporal para almacenar resultados intermedios y datos similares no permanentes. Se dicen "de acceso aleatorio" o "de acceso directo" porque los diferentes accesos son independientes entre sí (no obstante, el resto de memorias ROM, ROM borrables y Flash, también son de acceso aleatorio). Por ejemplo, si un disco rígido debe hacer dos accesos consecutivos a sectores alejados físicamente entre sí, se pierde un tiempo en mover la cabeza lecto-grabadora hasta la pista deseada (o esperar que el sector pase por debajo, si ambos están en la misma pista), tiempo que no se pierde en la RAM. Sin embargo, las memorias que se encuentran en la computadora, son volátiles, es decir, pierde su contenido al desconectar la energía eléctrica ; pero hay memorias (como la memoria RAM flash), que no lo son porque almacenan datos.
En general, las RAMs se dividen en estáticas y dinámicas. Una memoria RAM estática mantiene su contenido inalterado mientras esté alimentada. En cambio en una memoria RAM dinámica la lectura es destructiva, es decir que la información se pierde al leerla, para evitarlo hay que restaurar la información contenida en sus celdas, operación denominada refresco.
Además, las memorias se agrupan en módulos, que se conectan a la placa base de la computadora. Según los tipos de conectores que lleven los módulos, se clasifican en módulos SIMM (Single In-line Memory Module), con 30 ó 72 contactos, módulos DIMM (Dual In-line Memory Module), con 168 contactos (SDR SDRAM), con 184 contactos (DDR SDRAM), con 240 contactos (DDR2 SDRAM) y módulos RIMM (RAMBUS In-line Memory Module) con 184 contactos.
La memoria RAM (Random Access Memory o memoria de acceso aleatorio) es un tipo de memoria que utilizan las computadoras para almacenar los datos y programas a los que necesita tener un rápido acceso.
Se trata de una memoria de tipo volátil, es decir, que se borra cuando apagamos el ordenador, aunque también hay memorias RAM no volátiles (como por ejemplo las memorias de tipo flash).
Los datos almacenados en la memoria RAM no sólo se borran cuando apagamos el ordenador, sino que también deben eliminarse de esta cuando dejamos de utilizarlos (por ejemplo, cuando cerramos el fichero que contiene estos datos).
Estas memorias tienen unos tiempos de acceso y un ancho de banda mucho más rápido que el disco duro, por lo que se han convertido en un factor determinante para la velocidad de una computadora. Esto quiere decir que, dentro de unos límites, una computadora trabajará más rápido mientras sea mayor la cantidad de memoria RAM que tenga instalada, expresada en MegaBytes o GigaBytes.
Los chips de memoria suelen ir conectados a unas plaquitas denominadas módulos, pero no siempre esto ha sido así, ya que hasta las computadoras del tipo 8086 los chips de memoria RAM estaban soldados directamente a la placa base.
Con las computadoras del tipo 80386 aparecen las primeras memorias en módulos, conectados a la placa base mediante zócalos, normalmente denominados bancos de memoria, y con la posibilidad de ampliarla (esto, con las computadoras anteriores, era prácticamente imposible).
Los primeros módulos utilizados fueron los denominados EDO (EXTENDED DATA OUTPUT). Estos módulos tenían los contactos en una sola de sus caras y podían ser de 30 contactos (los primeros), que posteriormente pasaron a ser de 72 contactos. Hay varios tipos de memoria RAM:
* Memoria DIMM
* Memoria DIMMDDR
* Memoria SIMM
Los pequeños chips que componen a la memoria RAM no se encuentran sueltos, sino soldados a un pequeño circuito impreso denominado módulo, que se puede encontrar en diferentes tipos y tamaños, cada uno ajustado a una necesidad concreta: (SIMM, DIMM, SO-DIMM, RIMM).
Sobre ellos se sueldan los chips de memoria RAM, de diferentes tecnologías y capacidades. Ahora bien, mientras que los ensambladores de módulos se cuentan por centenas, la lista de fabricantes de los propios chips de memoria son un número menor y sólo hay unas pocas empresas como Buffalo, Nanya, Elpidia, Micron, Qimonda, Corsair, Kingston o Samsung, que en cualquier caso no superan la veintena.
La capacidad de una memoria es la cantidad de datos que puede almacenar, generalmente se expresa en bytes, KB, MB o GB.
Nota : Para calcular el ancho de banda del bus de memoria se sigue la fórmula: ancho de bus en Bytes * frecuencia efectiva de trabajo en MHz. Por ejemplo, la DDR200 se llama también PC1600 porque
( 64 bits / 8 byte ) x 200 MHz = 1600 MB/s = 1,6 GB/s
que es la 'velocidad' de la memoria, o más correctamente su ancho de banda.
Memoria DRAM (Dynamic RAM) [editar]
Artículo principal: DRAM
La memoria DRAM ("Dynamic RAM" en inglés, "RAM Dinámica en español") es una memoria RAM electrónica construida mediante condensadores. Los condensadores son capaces de almacenar un bit de información almacenando una carga eléctrica. Lamentablemente los condensadores sufren de fugas lo que hace que la memoria DRAM necesite refrescarse cada cierto tiempo: el refresco de una memoria RAM consiste en recargar los condensadores que tienen almacenado un uno para evitar que la información se pierda por culpa de las fugas (de ahí lo de "Dynamic"). La memoria DRAM es más lenta que la memoria SRAM, pero por el contrario es mucho más barata de fabricar y por ello es el tipo de memoria RAM más comúnmente utilizada como memoria principal.
* También se denomina DRAM a la memoria asíncrona de los primeros IBM-PC, su tiempo de refresco era de 80 ó 70 ns (nanosegundos). Se utilizó en la época de los i386, en forma de módulos SIMM o DIMM.
FPM-RAM (Fast Page Mode RAM) [editar]
Memoria asíncrona, más rápida que la anterior (modo de Página Rápida) y con tiempos de acceso de 70 ó 60 ns. Esta memoria se encuentra instalada en muchos sistemas de la primera generación de Pentium. Incorpora un sistema de paginado debido a que considera probable que el próximo dato a acceder este en la misma columna, ganando tiempo en caso afirmativo.
EDO-RAM II (Extended Data Output RAM) [editar]
Memoria asíncrona, esta memoria permite a la CPU acceder más rápido porque envia bloques enteros de datos; con tiempo de accesos de 40 o 30ns. La EDO o Salida de Información Mejorada, tiene la ventaja que permite al CPU acceder más rápido porque posee una técnica de envío de bloques de datos, es decir direcciona la columna que va utilizar mientras que se lee la información de la columna anterior, dando como resultado una eliminación de los estados de espera manteniendo activo el buffer de salida hasta que comienza el próximo ciclo. Su tiempo de acceso es cerca de 40 y 50 ns.
BEDO-RAM (Burst Extended Data Output RAM) [editar]
Es una evolución de la EDO RAM y competidora de la SDRAM. Lee los datos en ráfagas, lo que significa que una vez que se accede a un dato de una posición determinada de memoria se leen los tres siguientes datos en un solo ciclo de reloj por cada uno de ellos, reduciendo los tiempos de espera del procesador. En la actualidad es soportada por los chipsets VIA 580VP, 590VP y 680VP. Al igual que la EDO RAM, la limitación de la BEDO RAM es que no puede funcionar por encima de los 66 MHz.
SDR SDRAM (Single Data Rate Synchronous Dynamic RAM) [editar]
Memoria síncrona (misma velocidad que el sistema), con tiempos de acceso de entre 25 y 10 ns y que se presentan en módulos DIMM de 168 contactos. Fue utilizada en los Pentium_II y en los Pentium_III , así como en los AMD K6, K7 AMD_Athlon y Duron. Según la frecuencia de trabajo se dividen en:
* PC66: la velocidad de bus de memoria es de 66 MHz, temporización de 15 ns y ofrece tasas de transferencia de hasta 533 MiB/s.
* PC100: la velocidad de bus de memoria es de 100 MHz, temporización de 8 ns y ofrece tasas de transferencia de hasta 800 MiB/s.
* PC133: la velocidad de bus de memoria es de 133 MHz, temporización de 7,5 ns y ofrece tasas de transferencia de hasta 1066 MiB/s.
Está muy extendida la creencia de que se llama SDRAM a secas, y que la denominación SDR SDRAM es para diferenciarla de la memoria DDR, pero no es así, simplemente se extendió muy rápido la denominación incorrecta. El nombre correcto es SDR SDRAM ya que ambas (tanto la SDR como la DDR) son Memorias Síncronas Dinámicas.
DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) [editar]
Memoria síncrona, envía los datos dos veces por cada ciclo de reloj. De este modo trabaja al doble de velocidad del bus del sistema, sin necesidad de aumentar la frecuencia de reloj. Se presenta en módulos RIMM de 184 contactos en la DDR y 240 en la DDR2 y DDR3. Del mismo modo que la SDRAM, en función de la frecuencia del sistema se clasifican en (según JEDEC):
* PC1600 ó DDR200: funciona a 2.5 V, trabaja a 200 MHz, es decir 100 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 1,6 GiB/s (de ahí el nombre PC1600). Este tipo de memoria la utilizaron los Athlon XP de AMD, y los primeros Pentium 4.
* PC2100 ó DDR266: funciona a 2.5 V, trabaja a 266 MHz, es decir 133 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 2,1 GiB/s (de ahí el nombre PC2100).
* PC2700 ó DDR333: funciona a 2.5 V, trabaja a 333 MHz, es decir 166 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 2,7 GiB/s (de ahí el nombre PC2700).
* PC3200 ó DDR400: funciona a 2.5V, trabaja a 400 MHz, es decir, 200 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 3,2 GiB/s (de ahí el nombre PC3200).
También existen las especificaciones DDR433, DDR466, DDR500, DDR533 y DDR600 pero según muchos ensambladores es poco práctico utilizar DDR SDRAM a más de 400 MHz ( a menos que sean utilizadas para overclock ), por lo que está siendo sustituida por la revisión DDR2.
* PC2-4200 ó DDR2-533: trabaja a 533 MHz, es decir, 266 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 4,26 GiB/s (de ahí el nombre PC2-4200).
* PC2-4800 ó DDR2-600: trabaja a 600 MHz, es decir, 300 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 4,8 GiB/s (de ahí el nombre PC2-4800).
* PC2-5300 ó DDR2-667: trabaja a 667 MHz, es decir, 333 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 5,3 GiB/s (de ahí el nombre PC2-5300).
* PC2-6400 ó DDR2-800: trabaja a 800 MHz, es decir, 400 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 6,4 GiB/s (de ahí el nombre PC2-6400).
También existen las versiones DDR2-400, DDR2-433, DDR2-466, DDR2-500 (por la misma razón anterior, JEDEC no considera práctico DDR2 a más de 533 MHz, a menos que sean utilizadas para overclock), DDR2-1000, DDR2-1066, DDR2-1150 y DDR2-1200.
* PC3-6400 ó DDR3-800: trabaja a 800 MHz, es decir, 400 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 6,4 GiB/s (de ahí el nombre PC3-6400).
* PC3-8500 ó DDR3-1066: trabaja a 1.066 MHz, es decir, 533 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 8,5 GiB/s (de ahí el nombre PC3-8500).
* PC3-10600 ó DDR3-1333: trabaja a 1.333 MHz, es decir, 667 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 10,6 GiB/s (de ahí el nombre PC3-10600).
* PC3-12800 ó DDR3-1600: trabaja a 1.600 MHz, es decir, 800 MHz de bus de memoria y ofrece tasas de transferencia de hasta 12,8 GiB/s (de ahí el nombre PC3-12800).
RDRAM (Rambus DRAM) [editar]
Memoria de gama alta basada en un protocolo propietario creado por la empresa Rambus, lo cual obliga a sus compradores a pagar regalías en concepto de uso. Esto ha hecho que el mercado se decante por la memoria DDR de uso libre, excepto algunos servidores de grandes prestaciones (Cray) y la famosa PlayStation 2. Se clasifica en:
* Rambus PC600: se caracteriza por utilizar dos canales en vez de uno y ofrece unas tasas de transferencia de 1,06 GiB/s por canal => 2,12 GiB/s a una frecuencia de 266 MHz.
* Rambus PC700: igual que el anterior, trabaja a una frecuencia de 356 MHz y ofrece unas tasas de transferencia de 1,42 GiB/s por canal => 2,84 GiB/s.
* Rambus PC800: del mismo modo, trabaja a 400 MHz y ofrece unas tasas de transferencia de 1,6 GiB/s por canal => 3,2 GiB/s.
Aunque competidora de la DDR, la RDRAM funciona de modo muy distinto: la DDR utiliza los flancos de subida y bajada del reloj para duplicar su frecuencia efectiva (hasta DDR400) con un bus de datos de 64 bits, mientras que la RDRAM eleva la frecuencia de los chips para evitar cuellos de botella (hasta PC800) con un bus de datos de 16 bits.
ESDRAM (Enhanced SDRAM) [editar]
Esta memoria incluye una pequeña memoria estática en el interior del chip SDRAM. Con ello, las peticiones de ciertos ser resueltas por esta rápida memoria, aumentando las prestaciones. Se basa en un principio muy similar al de la memoria caché utilizada en los procesadores actuales.
Memoria SRAM (Static RAM) [editar]
Artículo principal: SRAM
Representa la abreviatura de "Static RAM" ("RAM Estática"). El hecho de ser estática quiere decir que no es necesario refrescar los datos (al contrario que la DRAM), ya que sus celdas mantienen los datos, siempre y cuando estén alimentadas. Otra de sus ventajas es su velocidad, comparable a la de los procesadores actuales. Como contraprestación, debido al elevado número de transistores por bit, las SRAM tienen un elevado precio, por lo que su uso se limita a las memorias caché de procesadores y microcontroladores.
Así, y atendiendo a la utilización de la SRAM como memoria caché de nuestros sistemas informáticos, tenemos tres tipos:
* Async SRAM: memoria asíncrona y con tiempos de acceso entre 20 y 12 nanosegundos, utilizada como caché de los antiguos i386, i486 y primeros Pentium,
* Sync SRAM:memoria síncrona y con un tiempo de acceso entre 12 y 8,5 nanosegundos. Muy utilizada en sistemas a 66 MHz de bus.
* Pipelined SRAM: memoria síncrona con tiempos de acceso entre 8 y 4,5 nanosegundos. Tarda más que la anterior en cargar los datos, pero una vez cargados, accede a ellos con mayor rapidez.
Aspectos constructivos [editar]
Estas memorias tienen una capacidad muy reducida (entre 0 y 1024 KiB aproximadamente) en comparación con la memoria SDRAM del sistema, pero permiten aumentar significativamente el rendimiento del sistema global debido a la jerarquía de memoria. Están formadas por cuatro transistores bipolares que forman un biestable (denominado flip-flop); esta célula de almacenaje tiene dos estados estables, los cuales se utilizan para denotar 0 ó 1. Dos compuertas adicionales sirven para controlar el acceso a la célula de almacenaje durante las operaciones de lectura o escritura.
Una célula de SRAM tiene tres estados distintos en los que puede estar:
1. Reposo (standby): cuando no se realizan tareas de acceso al circuito,
2. Lectura (reading): cuando la información ha sido solicitada y
3. Escritura (writing): cuando se actualizan los contenidos.
Divisiones logicas [editar]
La memoria ram tiene cuatro divisiones logicas que se llaman : convencional , expandida , alta y extendida.
Memoria convencional [editar]
La memoria convencional incluye todas las direcciones entre 0 y 640 KB. Esta memoria también se denomina memoria base. En ella es donde normalmente operan los programas de msdos.
Memoria Tag RAM [editar]
Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de la DRAM almacenados en la memoria caché del sistema. Así, si el procesador requiere un dato y encuentra su dirección en la Tag RAM, va a buscarlo inmediatamente a la caché, lo que agiliza el proceso.
Memoria VRAM [editar]
Este tipo de memoria fue utilizada en las tarjetas gráficas (controladores gráficos) para poder manejar toda la información visual que le manda la CPU del sistema, y podría ser incluida dentro de la categoría de Peripheral RAM. La principal característica de esta clase de memoria es que es accesible de forma simultánea por dos dispositivos. De esta manera, es posible que la CPU grabe información en ella, mientras se leen los datos que serán visualizados en el monitor en cada momento. Por esta razón también se clasifica como Dual-Ported. No obstante, fue sustituida inicialmente por la SDRAM (más rápida y barata) y posteriormente por la DDR, DDR2, DDR3 y DDR4 (también denominada GDDR4: Graphics DDR4), más rápidas y eficientes. Se están fabricando para 2009 DDR5 con características similares a la DDR.
Memoria FRAM [editar]
Artículo original: FRAM
La memoria FRAM (RAM Ferroeléctrica) es una memoria de estado sólido, similar a la memoria RAM, pero que contiene un funcionamiento más parecido a las antiguas memorias de ferrite. Esta memoria, en lugar de preservar la carga de un microscópico condensador, contiene dentro moléculas que preservan la información por medio de un efecto ferroeléctrico.
Características:
* Tiempo de acceso corto: debido a su funcionamiento, tienen velocidades (del orden de la centena de nanosegundos) que las habilitan para trabajar como memoria principal con la mayoría de los microcontroladores.
* Lectura destructiva: como todas las memorias ferroeléctricas, la lectura es destructiva. Esto no representa un problema ya que el chip se encarga de reescribir los datos luego de una lectura.
* No volátiles: su funcionamiento hace prescindibles los refrescos y la alimentación para la retención de datos.
* Encapsulados: se consiguen hoy en día tanto en variedades para trabajo en paralelo (para conectar a un bus de datos) como en serie (como memoria de apoyo).
Tipos de módulos [editar]
Tipos de módulos de arriba abajo (los dos primeros soldados directamente en placa): DIP, DIP switch, SIMM 30 contactos, SIMM 72 contactos, DIMM 168 contactos, DIMM 184 contactos
Tipos de módulos de arriba abajo (los dos primeros soldados directamente en placa): DIP, DIP switch, SIMM 30 contactos, SIMM 72 contactos, DIMM 168 contactos, DIMM 184 contactos
* Módulo de memoria SIMM de 30 pines: SIMM es un acrónimo del idioma ingles que expresa Single in Line Memory Module o modulo de memoria de una sola línea, es decir, un modulo de memoria SIMM es un conjunto de chips, generalmente DIPs integrados a una tarjeta electrónica. Este modulo normalmente trabaja con una capacidad para el almacenamiento y lectura de datos de 8 bits.
* Módulo de memoria SIMM de 72 pines con tecnología EDO RAM: Este módulo de memoria es superior en tamaño al SIMM de 30 pines. Normalmente trabaja con una capacidad para el almacenamiento y lectura de datos de 32 bits.
* Módulo de memoria DIMM de 168 pines con tecnología SDR SDRAM: DIMM es un acrónimo inglés que expresa Dual in Line Memory Module o módulo de memoria de doble línea. Este módulo generalmente trabaja con una capacidad para el almacenamiento y lectura de datos de 64 bits.
* Módulo de memoria DIMM de 184 pines con tecnología DDR SDRAM: Este tipo de módulo de memoria trabaja con chips de memoria DDR SDRAM, con un bus de datos de 64 bits y posee 184 pines (lo que evita confundirlo con el de 168 pines y conectarlo en placas que no lo soporten).
* Módulo de memoria RIMM de 184 pines con tecnología RDRAM: Este tipo de módulo de memoria trabaja con chips de memoria RDRAM, por lo que deben instalarse siempre de dos en dos y en módulos específicos. Suelen tener una protección metálica que favorece la disipación térmica.
Variedad de módulos [editar]
La explicación del por qué existe la necesidad de hacer coincidir a pares ciertos módulos de memoria es que cada módulo es capaz de devolver cierto número de bits por vez y éste ha de completar el ancho de bus del microprocesador.
Es decir, si contamos con un procesador Pentium con un bus de datos de 64 bits, necesitaremos un sistema de memoria capaz de llenar este ancho de bus. Por ello, si cada módulo SIMM de 72 contactos proporciona 32 bits de una sola vez, precisaremos dos de estos módulos. Los DIMM proporcionan los 64 bits de golpe, por lo que pueden instalarse individualmente (y ser de marcas y capacidades diferentes).
Algo extrapolable a los procesadores de 32 bits, que necesitaban cuatro módulos SIMM de 30 contactos, con 8 bits cada uno.
PCI- EXPRESS X16
un carril de dieciséis (x16) tarjeta PCIe sería teóricamente capaz de 250 MB / s * 16 = 4 GB / s en cada dirección. Si bien esto es correcto en términos de bytes de datos, los cálculos más significativa se basará en los datos utilizables tasa de carga útil, que depende del perfil del tráfico, que es una función de alto nivel (software) la aplicación y los niveles intermedios de protocolo.
Estas tarjetas son de uso exclusivo para video
AGP
Accelerated Graphics Port (AGP, Puerto de Gráficos Acelerado, en ocasiones llamado Advanced Graphics Port, Puerto de Gráficos Avanzado) es un puerto (puesto que solo se puede conectar un dispositivo, mientras que en el bus se pueden conectar varios) desarrollado por Intel en 1996 como solución a los cuellos de botella que se producían en las tarjetas gráficas que usaban el bus PCI. El diseño parte de las especificaciones del PCI 2.1.
El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8 canales más adicionales para acceso a la memoria RAM. Además puede acceder directamente a esta a través del puente norte pudiendo emular así memoria de vídeo en la RAM. La velocidad del bus es de 66 MHz.
El bus AGP cuenta con diferentes modos de funcionamiento.
* AGP 1X: velocidad 66 MHz con una tasa de transferencia de 266 MB/s y funcionando a un voltaje de 3,3V.
* AGP 2X: velocidad 133 MHz con una tasa de transferencia de 532 MB/s y funcionando a un voltaje de 3,3V.
* AGP 4X: velocidad 266 MHz con una tasa de transferencia de 1 GB/s y funcionando a un voltaje de 3,3 o 1,5V para adaptarse a los diseños de las tarjetas gráficas.
* AGP 8X: velocidad 533 MHz con una tasa de transferencia de 2 GB/s y funcionando a un voltaje de 0,7V o 1,5V.
Estas tasas de transferencias se consiguen aprovechando los ciclos de reloj del bus mediante un multiplicador pero sin modificarlos físicamente..
El puerto AGP se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas gráficas, y debido a su arquitectura sólo puede haber una ranura. Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a un lado de las ranuras PCI.
A partir de 2006, el uso del puerto AGP ha ido disminuyendo con la aparición de una nueva evolución conocida como PCI-Express, que proporciona mayores prestaciones en cuanto a frecuencia y ancho de banda. Así, los principales fabricantes de tarjetas gráficas, como ATI y nVIDIA, han ido presentando cada vez menos productos para este puerto.
Sin embargo, la primera semana de enero de 2008, se anunció el lanzamiento de la tarjeta más poderosa que haya existido en la historia del AGP hasta la fecha. Se trata de la ATi Radeon HD 3850 AGP 8x con 512MB GDDR3, una frecuencia de 1660Mhz efectivos, interfaz de memoria de 256Bits y soporte para DirectX 10.1. Además destaca por ser la única, tarjeta de vídeo que puede mover DirectX10 de forma fluida.
PCI Express x1
Interconexión de componentes periféricos Express, oficialmente abreviados como PCI-E o PCIe, es un equipo de expansión de tarjeta de interfaz de formato introducido por Intel en 2004. PCI Express was designed to replace the general-purpose PCI expansion bus, the high-end PCI-X bus and the AGP graphics card interface. PCI Express fue diseñado para sustituir el uso general PCI bus de expansión, el de gama alta PCI-X y el bus AGP tarjeta de gráficos de interfaz. Unlike previous PC expansion interfaces, rather than being a bus it is structured around point-to-point serial links called lanes. A diferencia de los anteriores PC interfaces de expansión, en lugar de ser un autobús que está estructurado en torno de punto a punto en serie llamada vínculos carriles.
Ancho de bus: 1 bit
Velocidad del bus: La primera generación de PCIe transferencias de datos en un 2,5 GT / s (gigatransfer por segundo) por tasa de señalización de carril. PCIe version 2.0 provides an increase in the signaling rate to 5 GT/s per lane. PCIe versión 2.0 proporciona un aumento de la tasa de señalización a 5 GT / s por carril. A third-generation PCIe specification is in development with the goal of further increasing the rate. Una tercera generación de la especificación PCIe se encuentra en desarrollo con el objetivo de aumentar aún más la tasa. PCIe 3.0 's 8 GT / s velocidad de bits de manera eficaz
Tasa de transferencia: 250 MB por carril
Creadores: Intel
Aplicaciones: Sonido, video, tarjeta de red, modem, tv, expansión de USB
PCI
Peripheral Component Interconnect
Un Peripheral Component Interconnect (PCI, "Interconexión de Componentes Periféricos") consiste en un bus de ordenador estándar para conectar dispositivos periféricos directamente a su placa base. Estos dispositivos pueden ser circuitos integrados ajustados en ésta (los llamados "dispositivos planares" en la especificación PCI) o tarjetas de expansión que se ajustan en conectores. Es común en PCs, donde ha desplazado al ISA como bus estándar, pero también se emplea en otro tipo de ordenadores.
A diferencia de los buses ISA, el bus PCI permite configuración dinámica de un dispositivo periférico. En el tiempo de arranque del sistema, las tarjetas PCI y el BIOS interactúan y negocian los recursos solicitados por la tarjeta PCI. Esto permite asignación de IRQs y direcciones del puerto por medio de un proceso dinámico diferente del bus ISA, donde las IRQs tienen que ser configuradas manualmente usando jumpers externos. Las últimas revisiones de ISA y el bus MCA de IBM ya incorporaron tecnologías que automatizaban todo el proceso de configuración de las tarjetas, pero el bus PCI demostró una mayor eficacia en tecnología "plug and play". Aparte de esto, el bus PCI proporciona una descripción detallada de todos los dispositivos PCI conectados a través del espacio de configuración PCI.
ANCHO DE BUS
Ancho de bus de 32 bits o 64 bits
TASA DE TRANSFERENCIA
Tasa de transferencia máxima de 133 MB por segundo en el bus de 32 bits (33,33 MHz × 32 bits ÷ 8 bits/byte = 133 MB/s)
Tasa de transferencia máxima de 266 MB/s en el bus de 64 bits.
VELOCIDAD DE BUS PCI
La velocidad del BUS PCI es 33 MHZ
CREADORES
Intel en 1991
APLICACIONES PRINCIPALES DE USO DE PUERTOS PCI
Modems telefónicos
Tarjetas de red
wireless
Tarjetas de sonido
Tarjetas de t.v
Tarjetas de video
Importadoras y exportadoras de video y sonido
Tarjetas de expansión USB
ISA
La versión original del bus ISA (Arquitectura estándar de la industria) que apareció en 1981 con PC XT fue un bus de 8 bits con una velocidad de reloj de 4,77 MHz.
En 1984, con la aparición de PC AT (el procesador Intel 286), el bit se expandió a un bus de 16 bits y la velocidad de reloj pasó de 6 a 8 MHz y finalmente a 8,33 MHz, ofreciendo una velocidad de transferencia máxima de 16 Mb/s (en la práctica solamente 8 Mb/s porque un ciclo de cada dos se utilizó para direccionar).
ANCHO DE BUS
8 y 16 bits
VELOCIDAD DEL BUS
4,77 MHz 6 MHz 8 MHz 8,33 MHz
TASA DE TRANSFERENCIA DEL BUS
Teórica de 16Mb/s
Real de 8Mb/s
CREADORES
Creada por INTEL en 1980
PRINCIPALES APLICACIONES
Expansión IDE
Sonido
Video
Modem
Tarjetas de red
Cámara
SERIAL
Un puerto de serie es una interfaz de comunicaciones de datos digitales, frecuentemente utilizado por computadoras y periféricos, en donde la información es transmitida bit a bit enviando un solo bit a la vez, en contraste con el puerto paralelo que envía varios bits simultaneamente. La comparación entre la transmisión en serie y en paralelo se puede explicar con analogía con la carreteras. Una carretera tradicional de un sólo carril por sentido sería como la transmisión en serie y una autovía con varios carriles por sentido sería la transmisión en paralelo, siendo los coches los bits.
Contenido
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* 1 Introducción
* 2 Puerto serie tradicional
* 3 Puertos serie modernos
* 4 Tipos de comunicaciones seriales
* 5 Véase también
Introducción
En informática, un puerto serie es una interfaz física de comunicación en serie a través de la cual se transfiere información mandando o recibiendo un bit. A lo largo de la mayor parte de la historia de las computadoras, la transferencia de datos a través de los puertos de serie ha sido generalizada. Se ha usado y sigue usándose para conectar las computadoras a dispositivos como terminales o módems. Los mouse, teclados, y otros periféricos también se conectaban de esta forma.
Mientras que otras interfaces como Ethernet, FireWire, y USB mandaban datos como un flujo en serie, el término "puerto de serie" normalmente identifica el hardware más o menos conforme al estandarte municipal RS-232, diseñado para interactuar con un módem o con un dispositivo de comunicación similar.
En muchos periféricos la interfaz USB ha reemplazado al puerto de serie —en 2007, la mayor parte de las computadoras están conectadas a dispositivos a través de USB, y a menudo ni siquiera tienen un puerto de serie. El puerto de serie se omite para reducir los costes y se considera que es un puerto heredado. Sin embargo, los puertos de serie todavía se encuentran en sistemas de automatización industrial y algunos productos industriales y de consumo respeto. Los dispositivos de redes (como routers y switches) a menudo tienen puertos de serie para la configuración. Los puertos de serie se usan a menudo en estas áreas porque son sencillos, baratos y permiten la interoperabilidad entre dispositivos. La desventaja es que configurar conexiones de serie puede requerir el conocimiento de un experto y el uso de mandatos complejos si están mal implementados.
Puerto serie tradicional
El puerto serie RS-232 (también conocido como COM) por excelencia es el que utiliza cableado simple desde 3 hilos hasta 25 y que conecta ordenadores o microcontroladores a todo tipo de periféricos, desde terminales a impresoras y módems pasando por ratones.
La interfaz entre el RS-232 y el microprocesador generalmente se realiza mediante el integrado 82C50.
El RS-232 original tenía un conector tipo D de 25 pines, sin embargo la mayoría de dichos pines no se utilizaban, por lo que IBM incorporó desde su PS/2 un conector más pequeño de solamente 9 pines que es el que actualmente se utiliza.
En Europa la norma RS-422 de origen alemán es también un estándar muy usado en el ámbito industrial.
Puertos serie modernos
Uno de los defectos de los puertos serie iniciales era su lentitud en comparación con los puertos paralelos -hablamos de 19.2 kbits por segundo- sin embargo, con el paso del tiempo, están apareciendo multitud de puertos serie de alta velocidad que los hacen muy interesantes ya que utilizan las ventajas del menor cableado y solucionan el problema de la velocidad con un mayor apantallamiento y más barato usando la técnica del par trenzado. Por ello, el puerto RS-232 e incluso multitud de puertos paralelos están siendo reemplazados por nuevos puertos serie como el USB, el Firewire o el Serial ATA.
Un puerto de red puede ser puerto serie o puerto paralelo.
Tipos de comunicaciones seriales
Simplex
En este caso el transmisor y el receptor están perfectamente definidos y la comunicación es unidireccional. Este tipo de comunicaciones se emplean usualmente en redes de radiodifusión, donde los receptores no necesitan enviar ningún tipo de dato al transmisor.
Duplex, half duplex o semi-duplex
En este caso ambos extremos del sistema de comunicación cumplen funciones de transmisor y receptor y los datos se desplazan en ambos sentidos pero no simultáneamente. Este tipo de comunicación se utiliza habitualmente en la interacción entre terminales y un computador central.
Full Duplex
El sistema es similar al duplex, pero los datos se desplazan en ambos sentidos simultáneamente. Para ello ambos transmisores poseen diferentes frecuencias de transmisión o dos caminos de comunicación separados, mientras que la comunicación semi-duplex necesita normalmente uno solo. Para el intercambio de datos entre computadores este tipo de comunicaciones son más eficientes que las transmisiones semi-duplex.
LAN
Ethernet es un estándar de redes de computadoras de área local con acceso al medio por contienda CSMA/CD. El nombre viene del concepto físico de ether. Ethernet define las características de cableado y señalización de nivel físico y los formatos de tramas de datos del nivel de enlace de datos del modelo OSI.
La Ethernet se tomó como base para la redacción del estándar internacional IEEE 802.3. Usualmente se toman Ethernet e IEEE 802.3 como sinónimos. Ambas se diferencian en uno de los campos de la trama de datos. Las tramas Ethernet y IEEE 802.3 pueden coexistir en la misma red.
Formato de la trama Ethernet
Trama del DIX Ethernet
Preámbulo Destino Origen Longitud Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes 6bytes 2 bytes 0 a 1500 bytes 0 a 46 bytes 2 ó 4 bytes
Trama de IEEE 802.3
Preámbulo SOF Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
7 bytes 1 byte 6 bytes 6bytes 2 bytes 0 a 1500 bytes 0 a 46 bytes 4 bytes
Preámbulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y estabilizar el medio físico antes de iniciar la transmisión de datos. El patrón del preámbulo es:
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden, de izquierda a derecha y en la codificación Manchester representan una forma de onda periódica.
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patrón de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s consecutivos. El patrón del SOF es: 10101011. Indica que el siguiente bit será el bit más significativo del campo de dirección MAC de destino.
Aunque se detecte una colisión durante la emisión del preámbulo o del SOF, el emisor debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF.
Dirección de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la dirección MAC de tipo EUI-48 hacia la que se envía la trama. Esta dirección de destino puede ser de una estación, de un grupo multicast o la dirección de broadcast de la red. Cada estación examina este campo para determinar si debe aceptar el paquete.
Dirección de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la dirección MAC de tipo EUI-48 desde la que se envía la trama. La estación que deba aceptar el paquete conoce por este campo la dirección de la estación origen con la cual intercambiará datos.
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el paquete o, en su defecto, la longitud del campo de datos. La capa de enlace de datos interpreta este campo. (En la IEEE 802.3 es el campo longitud y debe ser menor de 1536 bytes.)
Datos
Campo de 0 a 1500 Bytes de longitud. Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de valores. El campo de datos es la información recibida del nivel de red (la carga útil). Este campo, también incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4), provenientes de niveles superiores.
Relleno
Campo de 0 a 46 bytes que se utiliza cuando la trama Ethernet no alcanza los 64 bytes mínimos para que no se presenten problemas de detección de colisiones cuando la trama es muy corta.
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificación de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificación CRC (Control de redundancia cíclica). El emisor calcula el CRC de toda la trama, desde el campo destino al campo CRC suponiendo que vale 0. El receptor lo recalcula, si el valor calculado es 0 la trama es valida.
Tecnología y velocidad de Ethernet
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguió situarse como el principal protocolo del nivel de enlace. Ethernet 10Base2 consiguió, ya en la decada de los 90s, una gran aceptación en el sector. Hoy por hoy, 10Base2 se considera como una "tecnología de legado" respecto a 100BaseT. Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces de trabajar tanto con la tecnología 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor adaptación y transición.
Las tecnologías Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos:
Velocidad de transmisión
- Velocidad a la que transmite la tecnología.
Tipo de cable
- Tecnología del nivel físico que usa la tecnología.
Longitud máxima
- Distancia máxima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones repetidoras).
Topología
- Determina la forma física de la red. Bus si se usan conectores T (hoy sólo usados con las tecnologías más antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusión) o switches (estrella conmutada).
A continuación se especifican los anteriores conceptos en las tecnologías más importantes:
Tecnologías Ethernet
Tecnología Velocidad de transmisión Tipo de cable Distancia máxima Topología
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m Estrella (Hub o Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra óptica 2000 m Estrella (Hub o Switch)
100BaseT4 100Mbps Par Trenzado (categoría 3UTP) 100 m Estrella. Half Duplex(hub) y Full Duplex(switch)
100BaseTX 100Mbps Par Trenzado (categoría 5UTP) 100 m Estrella. Half Duplex(hub) y Full Duplex(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra óptica 2000 m No permite el uso de hubs
1000BaseT 1000Mbps 4 pares trenzado (categoría 5e ó 6UTP ) 100 m Estrella. Full Duplex (switch)
1000BaseSX 1000Mbps Fibra óptica (multimodo) 550 m Estrella. Full Duplex (switch)
1000BaseLX 1000Mbps Fibra óptica (monomodo) 5000 m Estrella. Full Duplex (switch)
Hardware comúnmente usado en una red Ethernet
Los elementos de una red Ethernet son:Tarjeta de Red, repetidores,concentradores,puentes,los conmutadores,los nodos de red y el medio de interconexión. Los nodos de red pueden clasificarse en dos grandes grupos: Equipo Terminal de Datos (DTE) y Equipo de Comunicación de Datos (DCE). Los DTE son dispositivos de red que generan o que son el destino de los datos: como los PCs, las estaciones de trabajo, los servidores de archivos, los servidores de impresión; todos son parte del grupo de las estaciones finales. Los DCE son los dispositivos de red intermediarios que reciben y retransmiten las tramas dentro de la red; pueden ser: ruteadores, conmutadores (switch), concentradores (hub), repetidores o interfaces de comunicación, ej.: un módem o una tarjeta de interface.
• NIC, o Tarjeta de Interfaz de Red|Adaptador - permite que una computadora acceda a una red local. Cada tarjeta tiene una única dirección MAC que la identifica en la red. Una computadora conectada a una red se denomina nodo.
• Repetidor o repeater - aumenta el alcance de una conexión física, recibiendo las señales y retransmitiéndolas, para evitar su degradación, a través del medio de transmisión, lográndose un alcance mayor. Usualmente se usa para unir dos áreas locales de igual tecnología y sólo tiene dos puertos. Opera en la capa física del modelo OSI.
• Concentrador o hub - funciona como un repetidor pero permite la interconexión de múltiples nodos. Su funcionamiento es relativamente simple pues recibe una trama de ethernet, por uno de sus puertos, y la repite por todos sus puertos restantes sin ejecutar ningún proceso sobre las mismas. Opera en la capa física del modelo OSI.
• Puente o bridge - interconecta segmentos de red haciendo el cambio de frames (tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de direcciones que le dice en qué segmento está ubicada una dirección MAC dada.
Conexiones en un switch Ethernet
• Conmutador o Switch - funciona como el bridge, pero permite la interconexión de múltiples segmentos de red, funciona en velocidades más rápidas y es más sofisticado. Los switches pueden tener otras funcionalidades, como Redes virtuales , y permiten su configuración a través de la propia red. Funciona básicamente en la capa 2 del modelo OSI (enlace de datos). Por esto son capaces de procesar información de las tramas; su funcionalidad más importante es en las tablas de dirección. Por ej.: una computadora conectada al puerto 1 del conmutador envía una trama a otra computadora conectada al puerto 2; el switch recibe la trama y la transmite a todos sus puertos, excepto aquel por donde la recibió; la computadora 2 recibirá el mensaje y eventualmente lo responderá, generando tráfico en el sentido contrario; ahora el switch conocerá las direcciones MAC de las computadoras en el puerto 1 y 2; cuando reciba otra trama con dirección de destino de alguna de ellas, sólo transmitirá la trama a dicho puerto disminuyendo así el tráfico de la red y contribuyendo al buen funcionamiento de la misma.
CNR
En febrero de 2000 Intel anunció un nuevo estándar de nominado CNR ("Communication and Networking Riser"). Se trata de la especificación de un sistema de bus y conexión que permite instalar junto a la placa-base otras placas auxiliares, en las que se conecten dispositivos tales como controladores de red, módems, adaptadores ADSL [1] y subsistemas de audio que son cada día mas habituales en los PCs.
La mencionada especificación proporciona interfaces para soportar audio multicanal; conectividad para redes caseras basadas en líneas telefónicas y del tipo Ethernet 10/100; módems analógicos de norma V90 y posibilidad de ampliación a nuevas tecnologías.
La medida pretende facilitar a los diseñadores de placas-base la integración de los mencionados dispositivos, y de paso, simplificar su diseño, ya que permite mantener separados los dispositivos proclives a producir interferencias con los que son especialmente sensibles a ellas.
AMR
El audio/módem rise, también conocido como slot AMR2 o AMR3 es una ranura de expansión en la placa madre para dispositivos de audio (como tarjetas de sonido) o modems lanzada en 1998 y presente en placas de Intel Pentium III, Intel Pentium IV y AMD Athlon. Fue diseñada por Intel como una interfaz con los diversos chipsets para proporcionar funcionalidad analógica de Entrada/Salida permitiendo que esos componentes fueran reutilizados en placas posterioreres sin tener que pasar por un nuevo proceso de certificación de la FCC (con los costes en tiempo y económicos que conlleva).
Cuenta con 2x23 pines divididos en dos bloques, uno de 11 (el más cercano al borde de la placa madre) y otro de 12, con lo que es físicamente imposible una inserción errónea, y suele aparecer en lugar de un slot PCI, aunque a diferencia de este no es plug and play y no admite tarjetas aceleradas por hardware (sólo por software)
En un principio se diseñó como ranura de expansión para dispositivos económicos de audio o comunicaciones ya que estos harían uso de los recursos de la máquina como el microprocesador y la memoria RAM. Esto tuvo poco éxito ya que fue lanzado en un momento en que la potencia de las máquinas no era la adecuada para soportar esta carga y el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows.
Tecnológicamente ha sido superado por el Advanced Communications Riser y el Communications and Networking Riser de Intel. Pero en general todas las tecnologías en placas hijas (riser card) como ACR, AMR, y CNR, están hoy obsoletas en favor de los componentes embebidos y los dispositivos USB.
IDE
Hay dos tipos de buses (cintas de cables) en un PC el que va a los disquetes y otro con un mayor númerod e cables (más ancha) que va a discos duros y lectores/grabadoras de CD/DVD. Este último es el bus IDE. En algunos equipos de altas prestaciones, como los servidores el bus que permite el intercambio de datos ocn los periféricos es de tipo SCSI.
El bus IDE o ATA (Advanced Technology Attachment) presenta las siguientes limitaciones:
- Dificulta la libre circulación del aire en el interior de la caja
- Permite velocidaddes de 66 /100 MB/s
- Dispone de 40 cables, por lo que no admite la transmisión de 64 bits que requerirán ls próximas arquitecturas de los PC's
- Es dificil de curvar
- La longitud másxima es de unos 40 cm
Algunas de estas limitaciones se vencen en los nuevos cables tubulares, que además son de vistosos colores, en los que se mantiene la tecnología ATA paralela pero se cambia la forma del cable. ( Es una forma más segura de eliminar las cintas en lugar de cortarlas longitudinalmente como proponen algunas técnicas de bricolage)
Un cambio importante se producirá cuando se generalice el estándar ATA Serie (SATA) que permite velocidades de 150 MB/s (SATA-1), 300 MB/s (SATA-2) y 600 MB/s (SATA-3) frente a los 66/100 MB/s de los ATA paralelo y los 160 MB/s de los SCSI. Además de la velocidad, el protocolo simplifica los cables, elimina la limitación en el número de bits de datos, permite el enrutamiento de datos, permite la conexión y desconexión sin necesidad de apagar el ordenador 8 en la actualidad si no se apaga se cuelga el ordenador)
FDD
QUE ES UNA DISQUETERA.
Los disquetes o floppy disc (discos flexibles) son unidades de almacenamiento.
Las disqueteras son los periféricos con los que se accede a ese tipo de unidades de almacenamiento.
Los primeros disquetes utilizado en la informática eran de 8 pulgadas de diámetro (unos 20 centímetros) y podía almacenar una pequeña cantidad de datos comparados con lo que sacaron mas adelante las disqueteras y disquetes de 5¼ pulgadas. Estas utilizaba la misma tecnología de base y se llegaron a fabricar en varias versiones, siendo las más populares las de Doble Cara/Doble Densidad DS/DD, con una capacidad de 360 KBytes. En este formato el tamaño máximo que llegó a fabricarse fue el de alta densidad HD, con una capacidad de 1,2MBytes.
Luego aparecieron las disqueteras de 3½ pulgadas y sus disquetes de 2 modelos: Los de baja densidad, con una capacidad de 720KBytes y los alta densidad de 1,44MBytes. La única diferencia física es que los de 720KBytes lleva un agujero en la parte trasera del disco y el de 1,44MBytes lleva 2 agujeros en el disco.
Hay otros que son los cuádruple los de Densidad Extra ED que llegan hasta los 2,88 Mbyets de estos no vamos hablar ni de los Zip que llegan a los 200Mbytes.
Hablamos de las disqueteras de 3¼ que vienen en serie en los PC aquí veremos como es una disquetera.
Esta se montan en la bahía de 3.5'' que tenemos en la torre y van conectado con un cable de alimentación y un cable de datos a la placa base, aquí vemos donde va el cable de datos en la placa. Se llama conector FDD (Floppy Disk Connector)
Por regla general las disqueteras de 3 1/2 las reconoce el sistema operativo sin problemas, ya que son Plug&Play.
La BIOS viene configurada de fábrica para que primero arranque con la unidad A:
SATA
SATA no tiene que ver especialmente con el disco duro. SATA es un tipo de bus de datos y tiene que ver con el transporte de datos entre los dispositivos (DVD, Disco Duro y Dispositivos de Cintas de Datos).
Los buses de datos convencionales IDE traían más y más problemas con el aumento de la velocidad del transporte de datos.
El nuevo estándar SATA, sucesor del IDE o ATA, resuelve este problema. La transferencia de bit por bit impide la pérdia de datos. Este bus usa ahora una tecnología LVDS que ya está conocida por el bus SCSI que usa la tecnología LVD.
Cada dispositivo tiene ahora su propio puerto en la placa base.
Las ventajas principales del bus SATA son:
Más velocidad en el transporte de datos
Menos enredo con los cables
Mayor longitud del cable de transmisión de datos
Conectividad de discos en caliente (con la computadora encendida)
Un bus SATA simple alcanza una velocidad de 150 MB/s, que no es mucho más que interfaz convencional paralelo IDE con ATA-133. Pero un bus SATA II ya incrementa el límite a 300 MB/s.
Entonces con un disco duro SATA no se va a notar mucho aumento en la velocidad.
Para el año 2007 ya esperamos un nuevo bus SATA que va a tranferir hasta 600 MB/s.
¿Puedo conectar mi nuevo disco duro SATA II a mi placa base SATA I?
¡Claro que sí! Se puede conectar un disco duro SATA II moderno a una placa base con puertos SATA I y al revés también. Pero, entonces el disco duro SATA II no puede valerse de sus capabilidades SATA II. Él va a funcionar como un disco duro SATA I. Y, un disco duro SATA I en un puerto SATA II no se hace un disco duro SATA II. Se queda SATA I.
Incluso se pueden usar cables SATA I sin ajustador.
Pero, cuidado con sistemas de RAID. En algunas de estas constelaciones puede a ver problema de transmisión de datos.
¿Cómo puedo conectar mi nuevo disco SATA a mi placa base IDE?
Los nuevos discos SATA no se pueden conectar a una placa base IDE. La placa base tiene que tener puertos SATA para conectar el dispositivo.
Tampoco se aprovechería de las ventajas de SATA, porque el bus de la placa base no puede transportar ni recibir los datos con la velocidad de SATA.
¿Qué hago con mi disco duro IDE de toda la vida?
Las nuevas placas SATA traen todavía puertos IDE, ofreciendo a la vez también los puertos SATA para nuevos discos duros SATA.
Después hay también adaptadores que conectan Discos Duros IDE a puertos SATA. Entonces puedo usar todavía mis disco duro convencionales.
E SATA (SATA EXTERNO)
Aunque el principio del funcionamiento de eSATA y SATA es igual, tiene eSATA caractaristicas que lo hacen apto para el uso externo.
Mayor voltaje para recompensar pérdidas por el largo del transporte
Largo máximal de cable hasta 2m
Cables especialmente protegidos de pérdida y interferencias
Enchufes especiales para impedir una desconexión involuntaria.
¿Puedo conectar mi Disco Duro SATA con un cable eSATA?
Esa operación es ya por la fisica imposible. Y eso es algo deseado por las distintas caractaristicas de eSATA y SATA.
Entonces no se puede conectar externamente un Disco Duro SATA con un puerto eSATA.
USB
¿Qué es?.
USB Universal Serial Bus es una interfase plug&play entre la PC y ciertos dispositivos tales como teclados, mouses, scanner, impresoras, módems, placas de sonido, camaras, etc).
Una característica importante es que permite a los dispositivos trabajar a velocidades mayores, en promedio a unos 12 Mbps, esto es más o menos de 3 a 5 veces más rápido que un dispositivo de puerto paralelo y de 20 a 40 veces más rápido que un dispositivo de puerto serial.
¿Cómo funciona?.
Trabaja como interfaz para transmisión de datos y distribución de energía, que ha sido introducida en el mercado de PC´s y periféricos para mejorar las lentas interfaces serie (RS-232) y paralelo. Esta interfaz de 4 hilos, 12 Mbps y "plug and play", distribuye 5V para alimentación, transmite datos y está siendo adoptada rápidamente por la industria informática.
Es un bus basado en el paso de un testigo, semejante a otros buses como los de las redes locales en anillo con paso de testigo y las redes FDDI. El controlador USB distribuye testigos por el bus. El dispositivo cuya dirección coincide con la que porta el testigo responde aceptando o enviando datos al controlador. Este también gestiona la distribución de energía a los periféricos que lo requieran.
Emplea una topología de estrellas apiladas que permite el funcionamiento simultáneo de 127 dispositivos a la vez. En la raíz o vértice de las capas, está el controlador anfitrión o host que controla todo el tráfico que circula por el bus. Esta topología permite a muchos dispositivos conectarse a un único bus lógico sin que los dispositivos que se encuentran más abajo en la pirámide sufran retardo. A diferencia de otras arquitecturas, USB no es un bus de almacenamiento y envío, de forma que no se produce retardo en el envío de un paquete de datos hacia capas inferiores.
Como detalle sorprendente es que cada puerto utiliza una única solicitud de interrupción (IRQ) independientemente de los periféricos que tenga conectados (sea 1 ó 127) por lo tanto no hay riesgo de conflictos entre una cantidad de dispositivos que de otra forma no podrían ser conectados por falta de recursos; de la misma manera tampoco utilizan DMA (asignación de memoria).
El sistema de bus serie universal USB consta de tres componentes:
• Controlador.
• Hubs o Concentradores.
• Periféricos.
Diagrama de capas.
En la figura de la derecha podemos ver cómo fluye la información entre las diferentes capas a nivel real y a nivel lógico.
Figura 1 y 2
En dicha figura está materializada la conexión entre el controlador anfitrión o host y un dispositivo o periférico. Este está constituido por hardware al final de un cable USB y realiza alguna función útil para el usuario.
El software cliente se ejecuta en el host y corresponde a un dispositivo USB; se suministra con el sistema operativo o con el dispositivo USB. El software del sistema USB, es el que soporta USB en un determinado sistema operativo y se suministra con el sistema operativo independientemente de los dispositivos USB o del software cliente.
El controlador anfitrión USB está constituido por el hardware y el software que permite a los dispositivos USB ser conectados al anfitrión. Como se muestra en la figura 3, la conexión entre un host y un dispositivo requiere la interacción entre las capas. La capa de interfaz de bus USB proporciona la conexión física entre el host y el dispositivo. La capa de dispositivo USB es la que permite que el software del sistema USB realice operaciones genéricas USB con el dispositivo.
Figura 3
La capa de función proporciona capacidades adicionales al host vía una adecuada capa de software cliente . Las capas de función y dispositivos USB tienen cada una de ellas una visión de la comunicación lógica dentro de su nivel, aunque la comunicación entre ellas se hace realmente por la capa de interfaz de bus USB .
Controlador
El controlador reside dentro del PC y es responsable de las comunicaciones entre los periféricos USB y la CPU del PC. Es también responsable de la admisión de los periféricos dentro del bus, tanto si se detecta una conexión como una desconexión. Para cada periférico añadido, el controlador determina su tipo y le asigna una dirección lógica para utilizarla siempre en las comunicaciones con el mismo. Si se producen errores durante la conexión, el controlador lo comunica a la CPU, que, a su vez, lo transmite al usuario. Una vez se ha producido la conexión correctamente, el controlador asigna al periférico los recursos del sistema que éste precise para su funcionamiento.
El controlador también es responsable del control de flujo de datos entre el periférico y la CPU.
Concentradores o hubs
Son distribuidores inteligentes de datos y alimentación, y hacen posible la conexión a un único puerto USB de 127 dispositivos. De una forma selectiva reparten datos y alimentación hacia sus puertas descendentes y permiten la comunicación hacia su puerta de retorno o ascendente. Un hub de 4 puertos, por ejemplo, acepta datos del PC para un periférico por su puerta de retorno o ascendente y los distribuye a las 4 puertas descendentes si fuera necesario.
Los concentradores también permiten las comunicaciones desde el periférico hacia el PC, aceptando datos en las 4 puertas descendentes y enviándolos hacia el PC por la puerta de retorno.
Además del controlador, el PC también contiene el concentrador raíz. Este es el primer concentrador de toda la cadena que permite a los datos y a la energía pasar a uno o dos conectores USB del PC, y de allí a los 127 periféricos que, como máximo, puede soportar el sistema. Esto es posible añadiendo concentradores adicionales. Por ejemplo, si el PC tiene una única puerta USB y a ella le conectamos un hub o concentrador de 4 puertas, el PC se queda sin más puertas disponibles. Sin embargo, el hub de 4 puertas permite realizar 4 conexiones descendentes. Conectando otro hub de 4 puertas a una de las 4 puertas del primero, habremos creado un total de 7 puertas a partir de una puerta del PC. De esta forma, es decir, añadiendo concentradores, el PC puede soportar hasta 127 periféricos USB.
La mayoría de los concentradores se encontrarán incorporados en los periféricos. Por ejemplo, un monitor USB puede contener un concentrador de 7 puertas incluido dentro de su chasis. El monitor utilizará una de ellas para sus datos y control y le quedarán 6 para conectar allí otros periféricos.
Figura 4 y 5
Cables y conectores.
USB 1.1 transfiere señales y energía a los periféricos utilizando un cable de 4 hilos, apantallado para transmisiones a 12 Mbps y no apantallado para transmisiones a 1.5 Mbps. En la figura 6 se muestra un esquema del cable, con dos conductores para alimentación y los otros dos para señal, debiendo estos últimos ser trenzados o no según la velocidad de transmisión.
El calibre de los conductores destinados a alimentación de los periféricos varía desde 20 a 26 AWG, mientras que el de los conductores de señal es de 28 AWG. La longitud máxima de los cables es de 5 metros.
Por lo que respecta a los conectores hay que decir que son del tipo ficha (o conector ) y receptáculo, y son de dos tipos: serie A y serie B . Los primeros presentan las cuatro patillas correspondientes a los cuatro conductores alineadas en un plano. El color recomendado es blanco sucio y los receptáculos se presentan en cuatro variantes: vertical, en ángulo recto, panel y apilado en ángulo recto así como para montaje pasamuro. Se emplean en aquellos dispositivos en los que el cable externo, está permanentemente unido a los mismos, tales como teclados, ratones, y hubs o concentradores.
Los conectores de la serie B presentan los contactos distribuidos en dos planos paralelos, dos en cada plano, y se emplean en los dispositivos que deban tener un receptáculo al que poder conectar un cable USB. Por ejemplo impresoras, scanner, y módems .
Aplicaciones actuales y posibilidades a futuro.
• Discos duros de estado sólido portátiles.
• Adaptadores de video para monitores de PC.
• Grabadores de audio y video sobre bus USB.
• Conexiones de PC a PC a través de puertos USB.
• Sustitución de los puertos serie y paralelo.
En las placas que se venden actualmente, especialmente si son en formato ATX, el conector del bus USB está presente como un estándar, a veces hasta por duplicado. Como se aprecia en la imagen, es un pequeño rectángulo, del tamaño aproximado de una clavija telefónica (pero distinta de éstas).
Ultimas innovaciones y noticias sobre el hardware.
Nuevos estándares comenzaron a aparecer y USB 1.1 quedó medio obsoleto, pues no estaba acorde a las velocidades de transferencia del momento. Así, el puerto IEEE-1394 conocido en el ambiente Mac como FireWire y en los PC como iLink- sobrepasó en velocidad al USB, y bastante: 400 mbps.
Es cierto que para muchos periféricos esta velocidad es demasiada, no es necesaria, pero para algunos dispositivos es una cosa fundamental. Por ejemplo, los discos duros, los copiadores de CD, o las videocámaras digitales. La cantidad de información que necesitan transferir en poco tiempo es mucha, y los 12 mbps no fueron suficientes. FireWire fue el rey de estos productos.
A mediados del 2001 se presentó la nueva maravilla de los puertos, USB 2.0. Con una velocidad de transferencia de 480 mbps, sobrepasó al estándar 1394. La poderosa firma Intel no se demoró mucho en subirse al carro de la victoria y decir que sus chips vendrían integrados con esta nueva versión, que entre sus gracias está que es absolutamente compatible con la versión anterior. Si se tienen dispositivos USB 1.1, no hay problema en conectarlos al puerto USB 2.0.
Desventajas
El ancho de banda debe repartirse entre los dispositivos, lo que no importa mucho si estamos conectando otro ratón, pero que nos indica que conectar 126 impresoras al mismo puerto USB e intentar imprimir en todas a la vez no es una buena idea. Sin embargo, parece un ancho suficiente para utilizar algunos dispositivos portátiles como las unidades Zip, mientras no intentemos usarlos a la vez que una impresora, un módem y un escáner USB (combinación ciertamente improbable).
Necesita de un PC que coordine su actividad a través de un controlador, pero esto lo hace de fácil fabricación y económico de implementar.
FIREWARE
IEEE 1394 o Firewire.
Historia
Apple inventó el FireWire a mediados de los 90 y lo mimó hasta convertirlo en el estándar multiplataforma IEEE 1394. FireWire es una tecnología para la entrada/salida de datos en serie a alta velocidad y la conexión de dispositivos digitales como videocámaras o cámaras fotográficas digitales y ordenadores portátiles o de sobremesa. Ampliamente adoptado por fabricantes de periféricos digitales como Sony, Canon, JVC y Kodak, el FireWire se ha convertido en el estándar establecido tanto para consumidores como para profesionales.
FireWire es uno de los estándares de periféricos más rápidos que se han desarrollado, característica que lo hace ideal para su uso con periféricos del sector multimedia (como cámaras de vídeo) y otros dispositivos de alta velocidad como, por ejemplo, lo último en unidades de disco duro e impresoras.
Se ha convertido en la interfaz preferida de los sectores de audio y vídeo digital, reúne numerosas ventajas, entre las que se encuentran la elevada velocidad, la flexibilidad de la conexión y la capacidad de conectar un máximo de 63 dispositivos.
Además de cámaras y equipo de vídeo digital, la amplia gama de productos FireWire comprende reproductores de vídeo digital, sistemas domésticos para el ocio, sintetizadores de música, escáneres y unidades de disco duro.
¿Qué es?
Con un ancho de banda 30 veces mayor que el conocido estándar de periféricos USB 1.1, el FireWire 400 se ha convertido en el estándar más respetado para la transferencia de datos a alta velocidad. Apple fue el primer fabricante de ordenadores que incluyó FireWire en toda su gama de productos. Una vez más, Apple ha vuelto a subir las apuestas duplicando la velocidad de transferencia con su implementación del estándar IEEE 1394b FireWire 800.
¿Cómo funciona?
FireWire 800 (Fireware 2 y/o IEEE1394b)
La velocidad sobresaliente del FireWire 800 frente al USB 2.0 convierten al primero en un medio mucho más adecuado para aplicaciones que necesitan mucho ancho de banda, como las de gráficos y vídeo, que a menudo consumen cientos o incluso miles de megabytes de datos por archivo. Por ejemplo, una hora de vídeo en formato DV ocupa unos 13.000 megabytes (13 GB). Otras de sus ventajas son, por ejemplo:
Arquitectura altamente eficiente. IEEE 1394b reduce los retrasos en la negociación, mientras la 8B10B (8 bits se codifican en 10 bits. Este código fue desarrollado por IBM y permite suficientes transiciones de reloj, la codificación de señales de control, detección de errores. El código 8B10B es similar a 4B5B de FDDI, el que no fue adoptado debido al pobre equilibrio de corriente continua) reduce la distorsión de señal y aumenta la velocidad de transferencia.
Mejor vivencia como usuario. Da igual cómo conectes tus dispositivos entre ellos, FireWire 800 funciona a la perfección. Por ejemplo, puedes incluso enlazar a tu Mac la cadena de dispositivos FireWire 800 por los dos extremos para mayor seguridad durante acontecimientos en directo.
Compatibilidad retroactiva. Los fabricantes han adoptado el FireWire para una amplia gama de dispositivos, como videocámaras digitales, discos duros, cámaras fotográficas digitales, audio profesional, impresoras, escáneres y electrodomésticos para el ocio. Los cables adaptadores para el conector de 9 contactos del FireWire 800 te permiten utilizar productos FireWire 400 en el puerto FireWire 800.
FireWire 800 comparte las revolucionarias prestaciones del FireWire 400:
Flexibles opciones de conexión. Conecta hasta 63 ordenadores y dispositivos a un único bus: puedes incluso compartir una cámara entre dos Mac’s o PC’s.
Distribución en el momento. Fundamental para aplicaciones de audio y vídeo, donde un fotograma que se retrasa o pierde la sincronización arruina un trabajo, el Firewire puede garantizar una distribución de los datos en perfecta sincronía.
Alimentación por el bus. Mientras el USB 2.0 permite la alimentación de dispositivos sencillos y lentos que consumen un máximo de 2,5 W, como un ratón, los dispositivos Firewire pueden proporcionar o consumir hasta 45 W, más que suficiente para discos duros de alto rendimiento y baterías de carga rápida.
Conexiones de enchufar y listo. No tienes más que enchufar un dispositivo para que eche a andar.
Ventajas de Firewire
• Alcanzan una velocidad de 400 megabits por segundo. es hasta cuatro veces más rápido que la red Ethernet 100Base-T y 40 veces más rápido que la red Ethernet 10-Base-T.
• Soporta la conexión de hasta 63 dispositivos con cables de una longitud máxima de 425 cm.
• No es necesario apagar un escáner o una unidad de CD antes de conectarlo o desconectarlo, y tampoco requiere reiniciar la computadora.
• Los cables FireWire se conectan muy fácilmente: no requieren números de identificación de dispositivos, conmutadores DIP, tornillos, cierres de seguridad ni terminadores.
• FireWire funciona tanto con Macintosh como con PC.
• FireWire 400 envía los datos por cables de hasta 4,5 metros de longitud. Mediante fibra óptica profesional, FireWire 800 puede distribuir información por cables de hasta 100 metros, lo que significa que podrías disparar ese CD hasta la otra punta de un campo de fútbol cada diez segundos.
• ni siquiera necesitas ordenador o dispositivos nuevos para alcanzar estas distancias. Siempre que los dispositivos se conecten a un concentrador FireWire 800, puedes enlazarlos mediante un cable de fibra óptica súpereficiente.
Aplicaciones de Fireware
La revolución en el vídeo
La edición de vídeo digital con FireWire ha permitido que tuviera lugar una revolución en la producción del vídeo con sistemas de escritorio. La incorporación de FireWire en cámaras de vídeo de bajo costo y elevada calidad permite la creación de vídeo profesional en la Macintosh. Atrás quedan las carísimas tarjetas de captura de vídeo y las estaciones de trabajo con dispositivos SCSI de alto rendimiento.
FireWire permite la captura de vídeo directamente de las nuevas cámaras de vídeo digital con puertos FireWire incorporados y de sistemas analógicos mediante conversores de audio y vídeo a FireWire.
Redes IP sobre Firewire
Funcionamiento
Como explica Apple, "con este software instalado, se pueden utilizar entre ordenadores Macintosh y periféricos los protocolos IP existentes, incluyendo AFP, HTTP, FTP, SSH, etcétra. En todos los casos, se puede utilizar Rendezvous para su configuración, resolución de nombres y descubrimiento."
Si unimos la posibilidad de usar las conexiones Firewire para crear redes TCP/IP a las prestaciones de Firewire 2 (Fireware 800), tenemos razones muy serias para que Apple recupere rápidamente la atención de los fabricantes de periféricos... y dé una alegría a los usuarios de aplicaciones que requieren gran ancho de banda en redes locales, como todas las relacionadas con el vídeo digital. Por no hablar de meter la nariz en un posible mercado nuevo.
SCSI
troducción a la interfaz SCSI
El estándar SCSI (Interfaz para sistemas de ordenadores pequeños es una interfaz que se utiliza para permitir la conexión de distintos tipos de periféricos a un ordenador mediante una tarjeta denominada adaptador SCSI o controlador SCSI (generalmente mediante un conector PCI).
El número de periféricos que se pueden conectar depende del ancho del bus SCSI. Con un bus de 8 bits, se pueden conectar 8 unidades físicas y con uno de 16 bits, 16 unidades. Dado que el controlador SCSI representa una unidad física independiente, el bus puede alojar 7 (8-1) ó 15 (16-1) periféricos.
Direccionamiento de los periféricos
Los periféricos se direccionan mediante números de identificación. El primer número es el ID, número que designa al controlador que se encuentra dentro de cada periférico (definido a través de los caballetes posicionados en cada periférico SCSI o por el software). El periférico puede tener hasta 8 unidades lógicas (por ejemplo, una unidad de CD-ROM con varios cajones). Las unidades lógicas se identifican mediante un LUN (Número de unidad lógica). Por último, un ordenador puede contener diversas tarjetas SCSI y, por lo tanto, a cada una le corresponde un número diferente.
De este modo, para comunicarse con un periférico, el ordenador debe suministrar una dirección de la siguiente manera: "número de tarjeta - ID - LUN".
SCSI asimétrico y diferencial
Existen dos tipos de bus SCSI:
• el bus asimétrico, conocido como SE (por Single-Ended o Terminación única), basado en una arquitectura paralela en la que cada canal circula en un alambre, sensible a las interferencias. Los cables SCSI en modo SE poseen 8 alambres para una transmisión de 8 bits (que se denominan limitados) o 16 alambres para cables de 16 bits (conocidos como extendidos). Este es el tipo de bus SCSI más común.
• el bus diferencial transporta señales a un par de alambres. La información se codifica por diferencia entre los dos alambres (cada uno transmite el voltaje opuesto) para desplazar las interrupciones electromagnéticas, lo que permite obtener una distancia de cableado considerable (alrededor de 25 metros). En general, existen dos modos: el modo LVD (Voltaje bajo diferencial), basado en señales de 3,3 V y el modo HVD (Voltaje Alto Diferencial), que utiliza señales de 5 V. Los periféricos que utilizan este tipo de transmisión son cada vez más raros y por lo general llevan la palabra "DIFF".
Los conectores para las dos categorías de periféricos son los mismos, pero las señales eléctricas son diferentes. Por lo tanto, los periféricos necesitan ser identificados (mediante los símbolos creados para tal fin) para no dañarlos.
Estándares SCSI
Los estándares SCSI definen los parámetros eléctricos de las interfaces de entrada/salida. El estándar SCSI-1 de 1986 definió los comandos estándar para el control de los periféricos SCSI en un bus con una frecuencia de 4,77 MHz con un ancho de 8 bits, lo que implicaba que era posible alcanzar velocidades de 5 MB/s.
Sin embargo, un gran número de dichos comandos eran opcionales, por lo que en 1994 se adoptó el estándar SCSI-2. Éste define 18 comandos, conocidos como CCS (Conjunto de comandos comunes). Se han definido varias versiones del estándar SCSI-2:
• El SCSI-2 extendido, basado en un bus de 16 bits (en lugar de 8), ofrece una velocidad de 10 MB/s
• El SCSI-2 rápido es un modo sincrónico rápido que permite un aumento de 5 a 10 MB/s para el estándar SCSI y de 10 a 20 MB/s para el SCSI-2 extendido (denominado SCSI-2 extendido rápido).
• Los modos Rápido-20 y Rápido-40 duplican y cuadriplican dichas velocidades respectivamente.
El estándar SCSI-3 incluye nuevos comandos y permite la unión de 32 periféricos, así como una velocidad máxima de 320 MB/s (en modo Ultra-320).
El siguiente cuadro resume las características de los diversos estándares SCSI:
Estándar Ancho del bus Velocidad del bus Ancho de banda Conector
SCSI-1
(Fast-5 SCSI) 8 bits 4,77 MHz 5 MB/seg 50 clavijas
(bus simétrico o diferencial)
SCSI-2 – Fast-10 SCSI 8 bits 10 MHz 10 MB/seg 50 clavijas
(bus simétrico o diferencial)
SCSI-2 - Extendido 16 bits 10 MHz 20 MB/seg 50 clavijas
(bus simétrico o diferencial)
SCSI-2 - 32 bits rápido extendido 32 bits 10 MHz 40 MB/seg 68 clavijas
(bus simétrico o diferencial)
SCSI-2 – Ultra SCSI-2
(Fast-20 SCSI) 8 bits 20 MHz 20 MB/seg 50 clavijas
(bus simétrico o diferencial)
SCSI-2 - SCSI-2 ultra extendido 16 bits 20 MHz 40 MB/seg
SCSI-3 – Ultra-2 SCSI
(Fast-40 SCSI) 8 bits 40 MHz 40 MB/seg
SCSI-3 - Ultra-2 SCSI-2 extendido 16 bits 40 MHz 80 MB/seg 68 clavijas
(bus diferencial)
SCSI-3 – Ultra-160
(Ultra-3 SCSI o Fast-80 SCSI) 16 bits 80 MHz 160 MB/seg 68 clavijas
(bus diferencial)
SCSI-3 – Ultra-320
(Ultra-4 SCSI o Fast-160 SCSI) 16 bits 80 MHz DDR 320 MB/seg 68 clavijas
(bus diferencial)
SCSI-3 - Ultra-640 (Ultra-5 SCSI) 16 80 MHz QDR 640 MB/seg 68 clavijas
(bus diferencial)
LPT
Un puerto paralelo de impresora en la parte trasera de un portátil Compaq N150.
Un puerto paralelo es una interfaz entre una computadora y un periférico cuya principal característica es que los bits de datos viajan juntos enviando un byte completo o más a la vez. Es decir, se implementa un cable o una vía física para cada bit de datos formando un bus.
El cable paralelo es el conector físico entre el puerto paralelo y el dispositivo periférico. En un puerto paralelo habrá una serie de bits de control en vías aparte que irán en ambos sentidos por caminos distintos.
En contraposición al puerto paralelo está el Puerto serie, que envía los datos bit a bit por el mismo hilo.
Puerto paralelo Centronics
El puerto paralelo más conocido es el puerto de impresora (que cumplen más o menos la norma IEEE 1284, también denominados tipo Centronics) que destaca por su sencillez y que transmite 8 bits. Se ha utilizado principalmente para conectar impresoras, pero también ha sido usado para programadores EPROM, escáneres, interfaces de red Ethernet a 10 MB, unidades ZIP y SuperDisk y para comunicación entre dos PCs (MS-DOS trajo en las versiones 5.0 ROM a 6.22 un programa para soportar esas transferencias).
El puerto paralelo de las computadoras, de acuerdo a la norma Centronic, está compuesto por un bus de comunicación bidireccional de 8 bits de datos, además de un conjunto de líneas de protocolo. Las líneas de comunicación cuentan con un retenedor que mantiene el último valor que les fue escrito hasta que se escribe un nuevo dato, las características eléctricas son:
• Tensión de nivel alto: 3.3 o 5 V.
• Tensión de nivel bajo: 0 V.
• Intensidad de salida máxima: 2.6 mA.
• Intensidad de entrada máxima: 24 mA.
El sistema operativo gestiona las interfaces de puerto paralelo con los nombres LPT1, LPT2 y así sucesivamente, las direcciones base de los dos primeros puertos es:
• LPT1 = 0x378.
• LPT2 = 0x278
La estructura consta de tres registros: de control, de estado y de datos.
• El registro de control es un bidireccional de 4 bits, con un bit de configuración que no tiene conexión al exterior, su dirección en el LPT1 es 0x37A.
• El registro de estado, se trata de un registro de entrada de información de 5 bits, su dirección en el LPT1 es 0x379.
• El registro de datos, se compone de 8 bits, es bidireccional. Su dirección en el LPT1 es 0x378.
Puerto paralelo IDE
No obstante existe otro puerto paralelo usado masivamente en los ordenadores: el puerto paralelo IDE, también llamado PATA (Paralell ATA), usado para la conexión de discos duros, unidades lectoras/grabadoras (CD-ROM, DVD), unidades magneto-ópticas, unidades ZIP y SuperDisk, entre la placa base del ordenador y el dispositivo.
Puerto paralelo SCSI
Un tercer puerto paralelo, muy usado en los ordenadores Apple Macintosh y en servidores, son las diferentes implementaciones del SCSI. Al igual que IDE ha sido usado para la conexión de discos duros, unidades ópticas lectoras/grabadoras (CD-ROM, DVD), unidades magneto-ópticas y [ y SuperDisk, pero también de otros dispositivos como escáneres.
PS2
El conector PS/2 o puerto PS/2 toma su nombre de la serie de ordenadores IBM Personal System/2 en que es creada por IBM en 1987, y empleada para conectar teclados y ratones. Muchos de los adelantos presentados fueron inmediatamente adoptados por el mercado del PC, siendo este conector uno de los primeros.
La comunicación en ambos casos es serial (bidireccional en el caso del teclado), y controlada por microcontroladores situados en la placa madre. No han sido diseñados para ser intercambiados en caliente, y el hecho de que al hacerlo no suela ocurrir nada es más debido a que los microcontroladores modernos son mucho más resistentes a cortocircuitos en sus líneas de entrada/salida. Pero no es buena idea tentar a la suerte, pues se puede matar fácilmente uno de ellos.
Aunque idéntico eléctricamente al conector de teclado AT DIN 5 (con un sencillo adaptador puede usarse uno en otro), por su pequeño tamaño permite que en donde antes sólo entraba el conector de teclado lo hagan ahora el de teclado y ratón, liberando además el puerto RS-232 usado entonces mayoritariamente para los ratones, y que presentaba el inconveniente de compartir interrupciones con otro puerto serial (lo que imposibilitaba el conectar un ratón al COM1 y un modem al COM3, pues cada vez que se movía el ratón cortaba al modem la llamada)
A su vez, las interfaces de teclado y ratón PS/2, aunque eléctricamente similares, se diferencias en que en la interfaz de teclado se requiere en ambos lados un colector abierto que para permitir la comunicación bidireccional. Los ordenadores normales de sobremesa no son capaces de identificar al teclado y ratón si se intercambian las posiciones.
En cambio en un ordenador portátil o un equipo de tamaño reducido es muy frecuente ver un sólo conector PS/2 que agrupa en los conectores sobrantes ambas conexiones (ver diagrama) y que mediante un cable especial las divide en los conectores normales.
Por su parte el ratón PS/2 es muy diferente eléctricamente del serie, pero puede usarse mediante adaptadores en un puerto serie.
En los equipos de marca (Dell, Compaq, HP...) su implementación es rápida, mientras que en los clónicos 386, 486 y Pentium, al usar cajas tipo AT, si aparecen es como conectores en uno de los slots. La aparición del estándar ATX da un vuelco al tema. Al ser idénticos ambos se producen numerosas confusiones y códigos de colores e iconos variados (que suelen generar más confusión entre usuarios de diferentes marcas), hasta que Microsoft publica las especificaciones PC 99, que definen un color estándar violeta para el conector de teclado y un color verde para el de ratón, tanto en los conectores de placa madre como en los cables de cada periférico.
Este tipo de conexiones se han utilizado en máquinas no-PC como la DEC AlphaStation o los Acorn RiscPC / Archimedes
En la actualidad, están siendo reemplazados por los dispositivos USB, ya que ofrecen mayor velocidad de conexión, la posibilidad de conectar y desconectar en caliente (con lo que con un sólo teclado y/o ratón puede usarse en varios equipos, lo que elimina las colecciones de teclados o la necesidad de recurrir a un conmutador en salas con varios equipos), además de ofrecer múltiples posibilidades de conexión de más de un periférico de forma compatible, no importando el sistema operativo, bien sea Windows, MacOS ó Linux (Esto es, multiplataforma).
VGA
Video Graphics Array
Estándares de video
El término Video Graphics Array (VGA) se refiere tanto a una pantalla de computadora analógica estándar, (conector VGA de 15 clavijas D subminiatura que se comercializó por primera vez en 1988 por IBM); como a la resolución 640 × 480. Si bien esta resolución ha sido reemplazada en el mercado de las computadoras, se está convirtiendo otra vez popular por los dispositivos móviles. VGA fue el último estándar de gráficos introducido por IBM al que la mayoría de los fabricantes de clones de PC se ajustaba, haciéndolo hoy (a partir de 2007) el mínimo que todo el hardware gráfico soporta antes de cargar un dispositivo específico. Por ejemplo, la pantalla de Microsoft Windows aparece mientras la máquina sigue funcionando en modo VGA, razón por la que esta pantalla aparecerá siempre con reducción de la resolución y profundidad de color. VGA fue oficialmente reemplazado por XGA estándar de IBM, pero en realidad ha sido reemplazada por numerosas extensiones clon ligeramente diferentes a VGA realizados por los fabricantes que llegaron a ser conocidas en conjunto como "Super VGA".
VGA que se denomina "matriz" (array) en lugar de "adaptador" (adapter), ya que se puso en práctica desde el inicio como un solo chip, en sustitución de los Motorola 6845 y docenas de chips de lógica discreta que cubren una longitud total de una tarjeta ISA que MDA, CGA y EGA utilizaban. Esto también permite que se coloquen directamente sobre la placa base del PC con un mínimo de dificultad (sólo requiere memoria de vídeo y un RAMDAC externo). Los primeros modelos IBM PS / 2 estaban equipados con VGA en la placa madre. Las especificaciones VGA son las siguientes:
• 256 KB Video RAM
• Modos: 16-colores y 256-colores
• 262144 valores de la paleta de colores (6 bits para rojo, verde y azul)
• Reloj maestro seleccionable de 25.2 MHz o 28.3
• Máximo de 720 píxeles horizontales
• Máximo de 480 líneas
• Tasa de refresco de hasta 70 Hz
• Interrupción vertical vacía (No todas las tarjetas lo soportan)
• Modo plano: máximo de 16 colores
• Modo pixel empaquetado: en modo 256 colores (Modo 13h)
• Soporte para hacer scrolling
• Algunas operacions para mapas de bits
• Barrel shifter
• Soporte para partir la pantalla
• 0.7 V pico a pico
• 75 ohm de impedancia (9.3mA - 6.5mW)
VGA soporta tanto los modos de todos los puntos direccionables como modos de texto alfanuméricos. Los modos estándar de gráficos son:
• 640×480 en 16 colores
• 640×350 en 16 colores
• 320×200 en 16 colores
• 320×200 en 256 colores (Modo 13h)
Tanto como los modos estándar, VGA puede ser configurado para emular a cualquiera de sus modos predecesores (EGA, CGA, and MDA).
SVGA
Super Video Graphics Array o SVGA es un término que cubre una amplia gama de estándares de visualización gráfica de ordenadores, incluyendo tarjetas de video y monitores.
Puerto D-sub de 15 pines
Cuando IBM lanzara al mercado el estándar VGA en 1987 muchos fabricantes manufacturan tarjetas VGA clones. Luego, IBM se mueve y crea el estándar XGA, el cual no es seguido por las demás compañías, éstas comienzan a crear tarjetas gráficas SVGA.
Las nuevas tarjetas SVGA de diferentes fabricantes no eran exactamente igual a nivel de hardware, lo que las hacía incompatibles. Los programas tenían dos alternativas: Manejar la tarjeta de vídeo a través de llamadas estándar, lo cual era muy lento pero había compatibilidad con las diferentes tarjetas, o manejar la tarjeta directamente, lo cual era muy rápido y se podía acceder a toda la funcionalidad de ésta (modos gráficos, etc), sin embargo, el programador tenía que hacer una rutina de acceso especial para cada tipo de tarjeta.
Poco después surgió Video Electronics Standards Association (VESA), un consorcio abierto para promover la interoperabilidad y definición de estándares entre los diferentes fabricantes. Entre otras cosas, VESA unificó el manejo de la interface del programa hacia la tarjeta, también desarrolló un bus con el mismo nombre para mejorar el rendimiento entre el ordenador y la tarjeta. Unos años después, este bus sería sustituido por el PCI de Intel.
SVGA fue definido en 1989 y en su primera versión se estableció para una resolución de 800 × 600 pixels y 4 bits de color por pixel, es decir, hasta 16 colores por pixel. Después fue ampliado rápidamente a los 1024 × 768 pixels y 8 bits de color por pixel, y a otras mayores en los años siguientes.
Aunque el número de colores fue definido en la especificación original, esto pronto fue irrelevante, (en contraste con los viejos estándares CGA y EGA), ya que el interfaz entre la tarjeta de vídeo y el monitor VGA o SVGA utiliza voltajes simples para indicar la profundidad de color deseada. En consecuencia, en cuanto al monitor se refiere, no hay límite teórico al número de colores distintos que pueden visualizarse, lo que se aplica a cualquier monitor VGA o SVGA.
Mientras que la salida de VGA o SVGA es analógica, los cálculos internos que la tarjeta de vídeo realiza para proporcionar estos voltajes de salida son enteramente digital. Para aumentar el número de colores que un sistema de visualización SVGA puede producir, no se precisa ningún cambio en el monitor, pero la tarjeta vídeo necesita manejar números mucho más grandes y puede ser necesario rediseñarla desde el principio. Debido a esto, los principales fabricantes de chips gráficos empezaron a producir componentes para tarjetas vídeo del alta densidad de color apenas unos meses después de la aparición de SVGA.
Sobre el papel, el SVGA original debía ser sustituido por el estándar XGA o SXGA, pero la industria pronto abandonó el plan de dar un nombre único a cada estándar superior y así, casi todos los sistemas de visualización hechos desde finales de los 80 hasta la actualidad se denominan SVGA.
Los fabricantes de monitores anuncian a veces sus productos como XGA o SXGA, pero esto no tiene ningún significado, ya que la mayoría de los monitores SVGA fabricados desde los años 90 llegan y superan ampliamente el rendimiento de XGA o SXGA.
DVI
Digital Visual Interface (DVI)
Conector DVI-D macho (single link).
Tipo Conector de vídeo de computador digital y análogo
Production history
Diseñador Digital Display Working Group
Diseñado en Abril de 1999
Producido 1999 — presente
Especificaciones
Externo Sí
Señal de Video Digital video stream.
(Single) WUXGA 1920 × 1200 @ 60 Hz
(Dual) WQXGA (2560 × 1600) @ 60 Hz
Analog RGB video (-3 db at 400 MHz)
Señal de Datos R,G,B data + clock and display data channel
Ancho de banda (Single) 3.7 Gbit/s
(Dual) 7.4 Gbit/s or more
Max nº dispositivos 1
Protocolo 3 × Transition Minimized Differential Signaling data + clock
Pines 29
Patillaje
Enchufe DVI-I hembra
Pin 1 Datos TMDS 2-
Rojo digital - (Link 1)
Pin 2 Datos TMDS 2+ Rojo digital + (Link 1)
Pin 3 Protección datos TMDS 2/4
Pin 4 Datos TMDS 4- Verde digital - (Link 2)
Pin 5 Datos TMDS 4+ Verde digital + (Link 2)
Pin 6 Reloj DDC
Pin 7 Datos DDC
Pin 8 Sincronización vertical analógica
Pin 9 Datos TMDS 1− Verde digital - (Link 1)
Pin 10 Datos TMDS 1+ Verde digital + (Link 1)
Pin 11 Protección datos TMDS 1/3
Pin 12 Datos TMDS 3− Azul digital − (Enlace 2)
Pin 13 Datos TMDS 3+ Azul digital + (Enlace 2)
Pin 14 +5 V Energía para el monitor en espera
Pin 15 Masa Retorno para pin 14 y sincronización analógica
Pin 16 Detección Hot plug
Pin 17 Datos TMDS 0− Azul digital − (Enlace 1) y sincronización digital
Pin 18 Datos TMDS 0+ Azul digital + (Enlace 1) y sincronización digital
Pin 19 Protección datos TMDS 0/5
Pin 20 Datos TMDS 5− Rojo digital − (Enlace 2)
Pin 21 Datos TMDS 5+ Rojo digital + (Enlace 2)
Pin 22 Protección reloj TMDS
Pin 23 Reloj TMDS+ Reloj digital + (Enlaces 1 y 2)
Pin 24 Reloj TMDS− Reloj digital − (Enlaces 1 y 2)
C1 Rojo analógico
C2 Verde analógico
C3 Azul analógico
C4 Sincronización horizontal analógica
C5 Masa (analógico) Retorno para señales de Rojo, Verde y Azul
La interfaz visual digital (en inglés DVI, "digital visual interface") es una interfaz de vídeo diseñada para obtener la máxima calidad de visualización posible en pantallas digitales, tales como los monitores de cristal líquido de pantalla plana y los proyectores digitales. Fue desarrollada por el consorcio industrial DDWG ("Digital Display Working Group", Grupo de Trabajo para la Pantalla Digital). Por extensión del lenguaje, al conector de dicha interfaz se le llama conector tipo DVI.
El formato de datos de DVI está basado en el formato de serie PanelLink, desarrollado por el fabricante de semiconductores Silicon Image Inc. Emplea TMDS ("Transition Minimized Differential Signaling", Señal Diferencial con Transición Minimizada). Un enlace DVI consiste en un cable de cuatro pares trenzados: uno para cada color primario (rojo, verde, y azul) y otro para el "reloj" (que sincroniza la transmisión). La sincronización de la señal es casi igual que la de una señal analógica de vídeo. La imagen se transmite línea por línea con intervalos de borrado entre cada línea y entre cada fotograma. No se usa compresión ni transmisión por paquetes y no admite que sólo se transmitan las zonas cambiadas de la imagen. Esto significa que la pantalla entera se transmite constantemente.
Con un solo enlace DVI (o Single Link), la máxima resolución posible a 60 Hz es de 2,6 megapíxeles. Por esto, el conector DVI admite un segundo enlace (Dual Link), con otro conjunto de pares trenzados para el rojo, el verde y el azul. Cuando se requiere un ancho de banda mayor que el que permite un solo enlace, el segundo se activa, y los dos pueden emitir píxeles alternos. El estándar DVI especifica un límite máximo de 165 MHz para los enlaces únicos, de forma que los modos de pantalla que requieran una frecuencia inferior deben usar el modo de enlace único, y los que requieran más deben establecer el modo de enlace doble. Cuando se usan los dos enlaces, cada uno puede sobrepasar los 165 MHz. El segundo enlace también se puede usar cuando se necesiten más de 24 bits por píxel, en cuyo caso transmite los bits menos significativos.
Al igual que los conectores analógicos VGA modernos, el conector DVI tiene pins para el canal de datos de pantalla, versión 2 (DDC 2) que permite al adaptador gráfico leer los datos de identificación de pantalla extendidos (EDID, "Extended Display Identification Data").
Monitores DVI importantes
• El monitor T221 de IBM debutó a principios de 2003, y cuenta con cuatro conectores DVI de enlace único y una resolución de 3820×2400, o casi 9,2 millones de píxeles. Conectado a una tarjeta gráfica de enlace único, su frecuencia de actualización es de sólo 13 Hz. Puede alcanzar 41 Hz conectando los cuatro conectores a tarjetas gráficas. Hay modelos posteriores que se pueden conectar a una tarjeta gráfica DVI de doble enlace, obteniendo así una frecuencia de 24 Hz, aunque esto se consigue usando una caja separadora externa que convierte la señal de doble enlace en dos señales de enlace único para el monitor.
• La pantalla Cinema HD Display de 30 pulgadas de Apple Computer debutó a mediados de 2004 y fue una de las primeras pantallas del mercado en usar una conexión DVI de doble enlace. Su resolución nativa es 2560×1600, unos 4,1 millones de píxeles.
Conector
Conector DVI (vista del enchufe macho)
El conector DVI normalmente posee pins para transmitir las señales digitales nativas de DVI. En los sistemas de doble enlace, se proporcionan pins adicionales para la segunda señal.
También puede tener pins para transmitir las señales analógicas del estándar VGA. Esta característica se incluyó para dar un carácter universal a DVI: los conectores que la implementan admiten monitores de ambos tipos (analógico o digital).
Los conectores DVI se clasifican en tres tipos en función de qué señales admiten:
• DVI-D (sólo digital)
• DVI-A (sólo analógica)
• DVI-I (digital y analógica)
A veces se denomina DVI-DL a los conectores que admiten dos enlaces.
DVI es el único estándar de uso extendido que proporciona opciones de transmisión digital y analógica en el mismo conector. Los estándares que compiten con él son exclusivamente digitales: entre ellos están el sistema de señal diferencial de bajo voltaje (LVDS, "Low-Voltage Differential Signalling") conocido por sus marcas FPD ("Flat-Panel Display", monitor de pantalla plana) Link y FLATLINK, así como sus sucesores, el LDI ("LVDS Display Interface", interfaz de pantalla LVDS) y OpenLDI.
Las señales USB no se incorporaron al conector DVI. Este descuido se ha resuelto en el conector VESA M1-DA usado por InFocus en sus proyectores, y en el conector Apple Display Connector de Apple Computer, que ya no se produce. El conector VESA M1 es básicamente el conector VESA Plug & Display (P&D), cuyo nombre original es EVC ("Enhanced Video Connector", conector de vídeo mejorado). El conector de Apple es eléctricamente compatible con el VESA P&D/M1 y la estructura de los pins es la misma, pero la forma física del conector es distinta.
Los reproductores de DVD modernos, televisores (equipos HDTV entre ellos) y proyectores de vídeo tienen conectores HDMI. Los ordenadores con conectores DVI pueden usar equipos HDTV como pantallas pero se necesita un cable DVI a HDMI.
Especificaciones
Digital
• Frecuencia mínima de reloj: 21,76 MHz
• Frecuencia máxima de reloj para enlace único: 165 MHz
• Frecuencia máxima de reloj para doble enlace: limitada sólo por el cable
• Píxeles por ciclo de reloj: 1(enlace único) o 2 (doble enlace)
• Bits por píxel: 24
• Ejemplos de modos de pantalla (enlace único):
o HDTV (1920 × 1080) a 60 Hz con 5% de borrado LCD (131 MHz)
o 1920 x 1200 a 60 Hz (154 Mhz)
o UXGA (1600 × 1200) a 60 Hz con borrado GTF (161 MHz)
o SXGA (1280 × 1024) a 85 Hz con borrado GTF (159 MHz)
• Ejemplos de modos de pantalla (doble enlace):
o QXGA (2048 × 1536) a 75 Hz con borrado GTF (2×170 MHz)
o HDTV (1920 × 1080) a 85 Hz con borrado GTF (2×126 MHz)
o 2560 × 1600 (en pantallas LCD de 30 pulgadas)
GTF ("Generalized Timing Formula", Fórmula de Sincronización Generalizada) es un estándar VESA.
Analógico
• Ancho de banda RGB: 400 MHz a –3 dB
