La placa base (Parte 1: Generalidades)

   La placa base ("motherboard" o "mainboard", en inglés), es una tarjeta de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen el ordenador.

  Es una parte fundamental para montar cualquier ordenador personal de escritorio o portátil, o algún otro dispositivo similar. Tiene instalados una serie de circuitos integrados, entre los que se encuentra el circuito integrado auxiliar ("chipset", en inglés), que sirve como centro de conexión entre el microprocesador (UCP), la memoria de acceso aleatorio (RAM), las ranuras de expansión y otros dispositivos.

Está instalada dentro de una carcasa o gabinete. Generalmente, en la parte de abajo o lateral derecho se pueden ver conectores internos para conectar dispositivos externos (como puertos USB de la carcasa) o internos (como puertos SATA para conectar discos duros).

  La placa base, además incluye un firmware llamado BIOS, que le permite realizar las funcionalidades básicas, como pruebas de los dispositivos, vídeo y manejo del teclado, configuración del equipo, reconocimiento de dispositivos y carga del sistema operativo.

  Varios fabricantes se reparten el mercado de placas base (algunos diseñan y fabrican uno o más componentes de la placa base, mientras que otros ensamblan los componentes que terceros han diseñado y fabricado), tales como: Advantech, Albatron, Aopen, ASUS, AsRock, Biostar, Chaintech, Dell, DFI, ECS EliteGroup, EVGA, FIC, Foxconn, Gigabyte Technology, iBase, iEi, Intel, Lenovo, MSI, NZXT, Pc Chips, Sapphire Technology, Super Micro, Tyan, VIA, XFX, Zotac.

COMPONENTES BÁSICOS

  La placa base típica admite los siguientes componentes:

•   Conectores de alimentación de energía eléctrica.
•   Zócalo de UCP (monoprocesador) o zócalos de UCP (multiprocesador).
•   Ranuras de RAM.
•   Circuito integrado auxiliar (puente norte y puente sur).
•   Ranuras PCI Express o PCI.
•   Conectores de disco duro (generalmente SATA).
•   Conectores periféricos (ratón, USB, audio, teclado, ...).
•   ROM.

FORMATOS DE PLACA BASE

  Las placas base necesitan tener muchas dimensiones compatibles con las cajas que las contienen, de manera que, desde los primeros ordenadores personales, se han establecido características mecánicas, llamadas factor de forma. Definen la distribución de diversos componentes y las dimensiones físicas, como por ejemplo el largo y ancho de la tarjeta, la posición de los agujeros para los tornillos de sujeción y las características de los conectores.

  Las normas más relevantes son:

•   XT: La tecnología extendida ["eXtended Technology" ("XT") en inglés] es el formato de la placa base del ordenador IBM PC XT (modelo 5160), lanzado en 1983. En este factor de forma se definió un tamaño exactamente igual al de una hoja A4 y un único conector externo para el teclado.
•   AT: La tecnología avanzada ["Advanced Technology'' ("AT"), en inglés] es uno de los formatos más grandes de toda la historia del PC (305 × 279 × 330 mm), y definió un conector de potencia formado por dos partes. Desde su implantación, en 1984, fue usado de manera extensa de 1985 a 1995. Existen los siguientes tipos:
•   AT: 305 × 305 mm (IBM).
•   Baby-AT: 216 × 330 mm
•   ATX: La tecnología avanzada extendida ["Advanced Technology eXtended'' ("ATX"), en inglés], implementada en 1995, utiliza las conexiones exteriores en forma de un panel de entrada y salida (E/S) y definió un conector de veinticuatro clavijas ("pins", en inglés) para la energía. Se usa en la actualidad en forma de algunas variantes, que incluyen conectores de energía extra o reducciones de tamaño:
•   ATX: 305 × 244 mm (Intel).
•   MicroATX: 244 × 244 mm.
•   FlexATX: 229 × 191 mm.
•   MiniATX: 284 × 208 mm
•   ITX: La tecnología de información extendida ["Information Technology eXtended'' ("ITX"), en inglés], aparecida en 2001, posee rasgos procedentes de las especificaciones microATX y FlexATX de Intel; el diseño de VIA (desarrollador taiwanés de circuitos integrados, circuitos integrados auxiliares de placas base, UGP, UCP x86 y memorias) se centra en la integración en placa base del mayor número posible de componentes, además de la inclusión del soporte físico gráfico en el propio circuito integrado auxiliar del equipo, siendo innecesaria la instalación de una tarjeta gráfica en la ranura AGP. Los tipos de este formato son:
•   ITX: 215 × 195 mm (VIA).
•   Mini-ITX: 170 × 170 mm.
•   Nano-ITX: 120 × 120 mm.
•   Pico-ITX: 100 × 72 mm.
•   BTX: La tecnología equilibrada extendida ["Balanced Technology eXtended'' ("BTX"), en inglés], implementada en 2004, fue retirada en muy poco tiempo por la falta de aceptación, puesto que resultó prácticamente incompatible con ATX, salvo en la fuente de alimentación. Fue creada para intentar solventar los problemas de ruido y refrigeración, como evolución de la ATX. Hay los siguientes tipos:
•   BTX: 325 × 267 mm (Intel).
•   Micro BTX: 264 × 267 mm.
•   Pico BTX: 203 × 267 mm.
•   Regular BTX: 325 × 267 mm.
•   DTX: Implementada en el 2007, la tecnología de transmisión discontinua extendida ["Discontinuous Transmission eXtended" ("DTX"), en inglés] está destinada a los ordenadores de pequeño formato. Fueron anunciadas por AMD y son compatibles con ATX. Hacen uso de un conector de energía de veinticuatro clavijas y de un conector adicional de 2 × 2. Prácticamente su único fabricante actual es ASUS en su serie ROG. Existen los siguientes tipos:
•  DTX: 249 × 203 mm.
•  Mini DTX: 170 × 203 mm.
•  Full DTX: 243 × 203 mm. 

  Por otra parte, desde la existencia el ordenador personal, muchas marcas han intentado mantener un esquema cerrado de soporte físico, denominado privativo, fabricando placas base incompatibles físicamente con los factores de forma con dimensiones, distribución de elementos o conectores que son atípicos. Entre las marcas más persistentes está Dell, que rara vez fabrica equipos diseñados con factores de forma de la industria.

SIMBOLOGÍA DE LAS PLACAS BASE

  Dada la multitud de componentes electrónicos, además de los componentes, que posee las placas base poseen multitud de símbolos y nomenclaturas grabadas en numerosas partes (habituales en circuitos electrónicos en general) que muestran información crucial para el diseño, producción, montaje y resolución de problemas; además de ser esenciales para el funcionamiento fiable de la parte electrónica de los productos informáticos.

Símbolos de componentes

  Los componentes electrónicos de la placa base poseen la siguiente simbología:

•   Símbolo del capacitador (C): Generalmente representado por dos líneas paralelas o un círculo, los capacitadores se emplean para almacenar carga, filtrar y acoplar. Los capacitadores electrolíticos tienen terminales positivos y negativos, que están claramente marcados con "+" e "-", mientras que los pequeños capacitadores cerámicos suelen usarse en el procesamiento de señal de alta frecuencia para mantener la pureza de la señal.
•   Símbolo del circuito integrado (CI): Los símbolos CI son más complejos. Normalmente son rectangulares o cuadrados, con detalles internos que varían según la función del chip. Los CI integran numerosos transistores y otros componentes para realizar operaciones lógicas complejas y procesamiento de señal.
•   Símbolo de inductor (L): Normalmente, aparece como una bobina, los inductores funcionan basándose en la inducción electromagnética. Almacenan energía, filtran señales y coinciden en impedancia en los circuitos. En los circuitos de RF (circuitos analógicos especializados que operan en altas frecuencias para la transmisión inalámbrica, la comunicación y el procesamiento de señales), los inductores trabajan con capacitadores para formar circuitos resonantes que filtran las señales dentro de un rango de frecuencia específico, ayudando a una comunicación eficiente sin hilos.
•   Símbolo de resistencia (R): Representado por un rectángulo o una línea en zigzag, la resistencia es uno de los símbolos de componentes más comunes en una placa base de ordenador. Se usa para limitar la corriente, dividir a tensión y otras funciones. Las resistencias con diferentes valores de resistencia están etiquetadas con números como "R1", "R2", etc., para facilitar su identificación durante el diseño y mantenimiento del circuito. En un circuito de limitación de corriente LED simple, la resistencia controla la corriente que fluye al LED, garantizando que funcione correctamente y no esté dañada.

Símbolos de conexión eléctrica

  Las conexiones eléctricas tienen la siguiente simbología:

•   Símbolo de cable: Representados por una línea recta, los cables conectan las clavijas de varios componentes y sirven como "vías" para la transmisión de corriente y señal. En las placas base multicapa se emplean vías (representadas por símbolos circulares u ovalados) para conectar los circuitos en diferentes capas, garantizando un enrutamiento suave.
•   Símbolos de potencia y tierra: La fuente de alimentación suele marcarse como "VCC" o "VDD", que indica la fuente positiva, mientras que el símbolo de tierra (o masa) se parece a un triángulo invertido o a tres líneas horizontales cortas. La tierra proporciona una tensión de referencia cero, sirviendo como camino de retorno para las señales y la descarga de carga, manteniendo la estabilidad global del circuito.

Símbolos de etiquetado e indicación

  Los símbolos de ciertas etiquetas e indicaciones son:

•   Etiquetado de la posición de los componentes: Símbolos como "R1" y "C2" ayudan a los ingenieros a localizar rápidamente los componentes durante el montaje o la reparación haciendo referencia al diagrama de diseño de la placa base, mejorando la eficiencia.
•   Símbolo del punto de prueba: Representados, normalmente, por un círculo o cuadrado sólido coa etiqueta "TP", los puntos de prueba se utilizan para medir la señal  solucionar problemas con herramientas como osciloscopios y multímetros.

Símbolos de funciones especiales

  Algunas funciones de la placa base poseen la siguiente simbología:

•   Marcas de serigrafía: Incluyen texto y patrones que enseñan modelos de componentes, indicaciones de polaridad, logotipos de la empresa y mucho más. Ayudan con la situación precisa de los componentes durante la producción, así como con la trazabilidad del producto y la visualización de la marca.
•   Símbolos de máscara de soldadura: Las áreas de la placa base donde no se aplica pasta de soldadura están marcadas con formas específicas (como cajas de contorno), o que indica que la superficie no estará cubierta con soldadura para proteger los rastros y evitar curtos eléctricos, garantizando una soldadura precisa y controlada durante la producción.

PLACA MULTIPROCESADOR

  Este tipo de placa base incluye zócalos para instalar varios procesadores (generalmente 2, 4, 8 ó más). No se trata de instalar un procesador con varios núcleos, sino a que podemos instalar varios procesadores físicos. Algunos fabricantes proveen placas base que pueden acoger hasta 8 procesadores (en el caso de socket 939 para procesadores AMD Opteron y sobre todo en el socket LGA 2011 para procesadores Intel Xeon).

Ejemplo de placa base multiprocesador

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