Expo u3
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El documento describe los componentes principales de un chipset, incluyendo el northbridge y southbridge. El chipset controla la comunicación entre el procesador, memoria y dispositivos periféricos al integrar varios circuitos en una sola placa. También describe la evolución de los buses de sistema para conectar estos componentes y mejorar el rendimiento.
Expo u3
- 1. 3.1 Chipset 3.1.1 CPU 3.1.2 Controlador del Bus 3.1.3 Puertos I/O Selección de componentes para ensamble de equipo de computo 3.1.4 Controlador de Interrupciones. 3.1.5 Controlador DMA 3.1.6 Circuitos de temporización y control
- 2. • Los chipsets son un conjunto de circuitos integrados diseñados con base a la arquitectura de un procesador. • Mantiene la comunicación entre los diferentes componentes de la computadora. • Controla los buses PCI, AGP e ISA también los puertos de USB, la memoria, la interfaz I/O, el temporizador, las interrupciones IRQ, la DMA. • Es uno de los pocos componentes que tiene conexión directa con el procesador .
- 3. • En palabras generalizadas se trata de que el chipset viaja por la placa madre recogiendo información, dirigiéndola a la parte que se encargara de ejecutar dicha tarea. • Anterior mente se encontraban los circuitos repartidos en la placa madre, pero para reducir los costos y el espacio se creo los chipset que como ya se mencione son todos esos circuitos reunidos en uno solo. • Los circuitos integrados que controlan el flujo de los datos se conocen como south-bridge y north-bridge juntos formando el chipset(así se le conoce en circuitos a un conjunto de circuitos integrados)
- 4. • La arquitectura de los chipset mas extendida consiste en dos chips
- 5. • North-bridge.- Es el circuito integrado más importante del conjunto de chips (Chipset) que constituye el corazón de la placa madre. Recibe el nombre por situarse en la parte superior de las placas madres con formato ATX y por tanto no es un término utilizado antes de la aparición de este formato para ordenadores de sobremesa. • South-bridge.- También conocido como Concentrador de Controladores de Entrada/Salida -I/O Controller Hub (ICH), es un circuito integrado que se encarga de coordinar los diferentes dispositivos de entrada y salida y algunas otras funcionalidades de baja velocidad dentro de la tarjeta madre. El southbridge no está conectado a la CPU y se comunica con ella indirectamente a través del north-bridge Puente Norte.
- 6. • El chipset fue creado para disminuir espacio en la placa base, y en el lugar donde se encontraban los tarjetas de expansión que se añadieron a el chipset, quedan libres para otros usos, igualmente brinda un rápido acceso a los dispositivos que se unen al chipset. • La desventaja es que si un circuito se daña, los demás se verán afectados por dicho problema haciendo que se necesite otra placa base.
- 7. • Como ya se ha visto el CPU (unidad de procesamiento central), es aquel donde se ejecutan las instrucciones o programas. • Sele conoce como ciclo de instrucción al proceso de ejecución del programa el cual consta de búsqueda, decodificación y ejecución. • A grandes rasgos este proceso trabaja juntamente con la memoria RAM y los buses que hablando de la arquitectura de Harvard la cual tiene los buses de datos y de direcciones para poder enviar y recibir los datos de la memoria al procesador.
- 8. • En el pasado el procesador venía ensamblado directamente a la placa base y no se contaba con lo que ahora se denomina zócalos de CPU. • A partir del 486 las placas bases ofrecían una posibilidad más de expansión que era colocar distintas unidades del CPU ofreciendo capacidad. • El chipset va a determinar automáticamente el clock y multiplicador del CPU (en algunos casos se puede hacer en forma manual permitiendo el overclocking) de procesamiento diferentes. • existen ciertos límites, es así que es común tener una placa base y que ambas tengan una CPU de frecuencias bastantes dispares pero siempre conservando las misma características (socket, FSB) con la única excepción del clock y multiplicador del CPU.
- 9. • En la actualidad debemos tomar en cuenta al procesador y al chipset ya que la estructura de un chipset trabajara perfectamente con un buen procesador, esto se refiere a que elijamos a un procesador bueno pero que tenga con el un buen chipset.
- 10. • Como ya se menciono anterior mente los buses son muy esenciales para la comunicación entre los diferentes componentes del sistema contando con jerarquías para clasificarlas. • Una de ellas son los buses de expansión que se conocen como buses periféricos, y cuentan con conectores que permiten agregar tarjetas de expansión. • Existen diferentes tipos de buses internos estándar que se caracterizan por : su forma, el numero de clavijas del conector, los tipos de frecuencias.
- 11. • Bus ISA.- Apareció e 1981 por IBM con la PC TX fue un bus de 8 bits con 4.77 MHz de frecuencia en el reloj. • En 1984 salió a la venta la PC AT la cual expandió los bits de 8 a 16 y la velocidad del reloj a 8.33 MHz. (velocidad de transferencia) • EL bus maestro • Bus ISA de 8 bits • Bus ISA de 16 bits
- 12. • Bus MCA.- Surge en 1987 es un bus exclusivo de IMB para utilizar en su línea PS/2. • Este bus es de 16 a 32 bits • No era compatible con ISA, con un rendimiento de 20 Mb/s • Bus EISA.- El bus EISA utilizaba conectores cuyo tamaño era la mitad del conector ISA pero con 4 filas de contactos en lugar de 2, para direccionar 32 bits. • Los conectores EISA eran más profundos y las filas de contactos adicionales se encontraban ubicadas debajo de las filas de contactos ISA. •
- 13. • Los buses E/S tradicionales, tales como ISA, MCA o nuestros buses EISA, se conectan directamente al bus principal y deben funcionar en la misma frecuencia. Sin embargo, algunos periféricos de E/S necesitan un ancho de banda muy bajo mientras que otros necesitan un ancho de banda superior. Por lo tanto, existen cuellos de botellas en el bus. • Bus VLB.- Fue desarrollado por VESA para ofrecer un bus local dedicado a sistemas gráficos. • Bus PCI.- Es un bus de ordenador estándar para conectar dispositivos periféricos directamente a su placa base.
- 14. • 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 busMCA 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.
- 15. • Bus AGP.- Interfaz y conector especiales desarrollados por Intel en 1997 para remplazar al bus PCI que estimaba demasiado lento, así como para responder a las necesidades de visualización en banda ancha debido a las tarjetas gráficas cada vez más potentes.
- 16. • Bus Backplane del PDP-11 junto con algunas tarjetas • Los primeros computadores tenían 2 sistemas de buses, uno para la memoria y otro para los demás dispositivos. La CPU tenia que acceder a dos sistemas con instrucciones para cada uno, protocolos y sincronizaciones diferentes. • La empresa DEC notó que el uso de dos buses no era necesario si se combinaban las direcciones de memoria con los de los periféricos en un solo espacio de memoria (mapeo), de manera que la arquitectura se simplificaba ahorrando costos de fabricación en equipos fabricados en masa, como eran los primeros minicomputadores.
- 17. Jerarquia de diversos buses en un equipo moderno: SATA, FSB, AGP, USB entre otros El hecho de que el bus fuera pasivo y que usara la CPU como control, representaba varios problemas para la ampliación y modernización de cualquier sistema con esa arquitectura. Además que la CPU utilizaba una parte considerable de su potencia en controlar el bus. Desde que los procesadores empezaron a funcionar con frecuencias más altas, se hizo necesario jerararquizar los buses de acuerdo a su frecuencia: se creó el concepto de bus de sistema (conexión entre el procesador y la RAM) y de buses de expansión, haciendo necesario el uso de un Chipset para conectar todo tipo de computadoras no se utiliza el circuito integrado.
- 18. • Los buses de tercera generación se caracterizan por tener conexiones punto a punto, a diferencia de los buses arriba nombrados en los que se comparten señales de reloj, y otras partes del bus. Esto se logra reduciendo fuertemente el número de conexiones que presenta cada dispositivo usando interfaces seriales. Entonces cada dispositivo puede negociar las características de enlace al inicio de la conexión y en algunos casos de manera dinámica, al igual que sucede en las redes de comunicaciones. Entre los ejemplos más notables, están los buses PCI-Express, el Infiniband y el HyperTransport.
- 20. Bus Año Bus de Datos Velocidad del Bus Synchronous with CPU: 4.77 - 6 MHz Máximo Rendimiento PC and XT 1980-82 8 bit 4-6 MBps ISA (AT) Simple bus. 1984 16 bit Synchronous: 8-10 MHz 8 MBps MCA. Advanced, intelligent bus by IBM. 1987 32 bit Asynchronous: 10.33 MHz 40 MBps EISA. Bus for servers. 1988 32 bit Synchronous: max. 8 MHz 32 MBps VL. High speed bus, used in 486s. 1993 32 bit Synchronous: 33-50 MHz 100-160 MBps PCI. Intelligent, Advanced high speed bus 1993 32 bit Asynchronous: 33 MHz 132 MBps USB. Modern, simple, and intelligent bus. 1996 Serial 1.2 MBps FireWire (IEEE1394). High-speed I/O bus for storage, video etc. 1999 Serial 80 MBps USB 2.0 2001 Serial 12-40 MBps