Placa mare

La placa mare, placa base o targeta mare (en anglès motherboard)[1] és la targeta de circuits impresos central a l'ordinador que conté el microprocessador, la memòria RAM del sistema, circuits electrònics de suport, la ROM i ranures especials (slots) que permeten la connexió de targetes adaptadores addicionals. Aquestes targetes solen realitzar funcions de control de perifèrics, com monitors, impressores, unitats de disc, etc.

Infotaula equipament informàticPlaca mare
ASRock K7VT4A Pro Mainboard.jpg
Modifica el valor a Wikidata
FabricantASUSTeK Computer, Inc.
Foxconn
Intel
Gigabyte Technology (en) Tradueix
EVGA Corporation
ASRock Modifica el valor a Wikidata
Format per
joc de xips
Sòcol de CPU
ranura d’expansió
bus
voltage regulator module (en) Tradueix
connector elèctric
unitat central de processament Modifica el valor a Wikidata

FuncionamentModifica

La majoria de plaques mare que es produeixen avui dia estan dissenyades per a ordinadors basats en el disseny d'IBM (IBM-Compatibles), els quals són el 90% de les vendes d'ordinadors. La placa mare és el component que agrupa tots els altres, permetent que la resta de components puguin comunicar-se entre si.

Les plaques mare també s'utilitzen en molts altres dispositius electrònics com telèfons mòbils, cronòmetres, rellotges, etc.

Una placa base típica conté el microprocessador, la memòria principal i altres components essencials. Altres components com l'emmagatzemament extern, els controladors de vídeo i so, i altres perifèrics, hi poden ser afegits bé com a targetes d'expansió (amb protocols com PCI) o a través de cables, tot i que en els ordinadors moderns és cada vegada més comú integrar alguns d'aquests dispositius directament a la placa base (els controladors de vídeo i so, el controlador de xarxa Ethernet, ports USB, etc.).

Un dels components més importants de les plaques base és el xipset de suport al microprocessador, un conjunt de circuits integrats que proporcionen interfícies per a la comunicació de la CPU amb diversos busos i components externs. Aquest chipset determina en cert grau les funcions i prestacions de la placa base. El xipset es compon de NorthBridge i SouthBridge.

  • El NorthBridge controla les funcions d'accés cap a i entre el microprocessador, la memòria RAM, el port gràfic AGP, i les comunicacions amb el SouthBrigde.
  • El SouthBridge controla els dispositius associats com són la controladora de discs IDE, els ports USB, FireWire, SATA, RAID, ranures PCI, ranura AMR, ranura CNR, ports d'infrarojos, disquetera, Ethernet i una llarga llista amb tots els elements que podem imaginar integrats en la placa mare.

Les plaques base inclouen, com a mínim:

  • Sòcol per instal·lar-hi un o més microprocessadors
  • Sòcols per instal·lar-hi la memòria principal del sistema (típicament en forma de mòduls DIMM que contenen xips DRAM)
  • Xips de memòria no volàtil (normalment Flash ROM en les plaques base modernes) que contenen el firmware del sistema o BIOS
  • Un generador de rellotge que produeix el senyal de rellotge del sistema per sincronitzar els diferents components
  • Sòcols per a targetes d'expansió (que interaccionen amb el sistema a través dels busos suportats pel chipset)
  • Connectors d'alimentació, que reben l'electricitat de la font d'alimentació i la distribueixen a la CPU, el chipset, la memòria principal, i les targetes d'expansió.[2]

ComponentsModifica

 
Diagrama d'una placa base típica.

Una placa base típica admet els següents components:

  • Connectors d'alimentació d'energia elèctrica.
  • Sòcol de CPU (monoprocessador) o sòcols de CPU (multiprocessador).
  • Ranures de RAM.
  • Chipset.

Connectors d'alimentacióModifica

Vegeu també: Font d'alimentació
 
Connectors de la font d'alimentació de tipus ATX2 per a PC:
(1) mini molex per a FDD.
(2) Molex universal: per a dispositius IDE, HDD i unitat de disc òptic.
(3) per a dispositius SATA.
(4) para targetes gràfiques de 8 pins, separable per 6 pins.
(5) per a targeta gràfica de 6 pins.
(6) per a placa base de 8 pins.
(7) per CPU P4, combinat per al connector de la placa base de 8 pins a 12V.
(8) ATX2 de 24 pins.

Per a un o varis d'aquests connectors d'alimentació, una alimentació elèctrica proporciona a la placa base els diferents voltatges i intensitats necessaris per al seu funcionament.

Ports de CPUModifica

Article principal: Sòcol de CPU
 
Placa base per a ordinador personal d'escriptori mostrant els seus components típics i interfícies. Aquest model va ser fabricat per Foxconn en 2007 usant la disposició microATX, una de les més utilitzades per a ordinadors personals.

El sòcol (socket) de CPU és un receptacle que encasta el microprocessador i ho connecta amb la resta de components a través del bus frontal de la placa basi.

Si la placa base disposa d'un únic sòcol per a microprocessador, es denomina monoprocessador. En canvi, si disposa de dos o més sòcols, es denomina placa multiprocessador.

Ranures de RAMModifica

Vegeu també: Ranura d'expansió

Les plaques basis consten de ranures (slots) de memòria d'accés aleatori, el seu nombre és de 2 a 8 ranures en una mateixa placa base comuna.

En elles s'insereixen aquestes memòries del tipus convenient depenent de la velocitat, capacitat i fabricadora requerits segons la compatibilitat de cada placa base i la CPU.

XipsetModifica

Article principal: Xipset

El xipset és una sèrie o conjunt de circuits electrònics, que gestionen les transferències de dades entre els diferents components de l'ordinador (processador, memòria, targeta gràfica, unitat d'emmagatzematge secundari, etcètera).[3]

El xipset, generalment es divideix en dues seccions:

  1. Pont nord (northbridge): gestiona la interconnexió entre el microprocessador, la memòria RAM i la unitat de processament gràfic.
  2. Pont sud (southbridge): gestiona la interconnexió entre els perifèrics i els dispositius d'emmagatzematge, com els discos durs o les unitats de disc òptic.

Les noves línies de processadors d'escriptori tendeixen a integrar el propi controlador de memòria dins del processador.

Altres components importantsModifica

  • Amb l'evolució dels ordinadors, cada cop més característiques s'han integrat en la placa base, així com a circuits electrònics per a la gestió del vídeo, de so o de xarxes, evitant així l'addició de targetes d'expansió:
    • interfície gràfica integrada o unitat de processament gràfic (GPU, Graphics Processing Unit, o IGP, Integrated Graphic Processor);
    • interfície integrada d'àudio o so;
    • interfície integrada Ethernet o ports de xarxa integrats ((10/100 Mbit/s)/(1 Gbit/s)).
  • En la placa també existeixen diferents conjunts de pins, anomenats jumpers o ponts, que serveixen per configurar altres dispositius:
    • JMDM1: Serveix per connectar un mòdem pel qual es pot encendre el sistema quan aquest rep un senyal.
    • JIR2: Aquest connector permet connectar mòduls d'infrarojos IrDA, havent de configurar la BIOS.
    • JBAT1: S'utilitza per poder esborrar totes les configuracions que com a usuari podem modificar i restablir les configuracions que vénen de fàbrica.
    • JP20: Permet connectar àudio en el panell frontal.
    • JFP1 i JFP2: S'utilitza per a la connexió dels interruptors del panell frontal i els leds.
    • JUSB1 i JUSB3: És per connectar ports USB del panell frontal.

Tipus de busModifica

Article principal: Bus (informàtica)
 
Targeta mare Dell T3600

Els busos són espais físics que permeten el transport d'informació i energia entre dos punts de l'ordinador.

Els busos generals són cinc:

Bus de dadesModifica

Els busos de dades són les línies de comunicació per on circulen les dades externes i interns del microprocessador.

Bus d'adreçaModifica

El bus d'adreça és la línia de comunicació per on viatja la informació específica sobre la localització de l'adreça de memòria de la dada o dispositiu al que es fa referència.

Bus de controlModifica

El bus de control és la línia de comunicació per on es controla l'intercanvi d'informació amb un mòdul de la unitat central i els perifèrics.

Bus d'expansióModifica

Els busos d'expansió són el conjunt de línies de comunicació encarregat de portar el bus de dades, el bus d'adreça i el de control a la targeta d'interfície (entrada, sortida) que s'agrega a la placa principal.

Bus del sistemaModifica

Tots els components de la placa base es vinculen a través del bus del sistema, mitjançant diferents tipus de dades del microprocessador i de la memòria principal, que també involucra a la memòria elegància de nivell 2. La velocitat de transferència del bus de sistema està determinada per la freqüència del bus i l'ample.

Formats de plaques mareModifica

Hi ha molts formats de plaques mare, depenent del lloc on es vulguin posar, depenent de les circumstàncies i mida de la caixa.

 
Mides estàndards de les plaques mare

Les plaques base necessiten tenir moltes dimensions compatibles amb les caixes que les contenen, de manera que des dels primers computadors personals s'han establert característiques mecàniques, anomenades factor de forma. Defineixen la distribució de diversos components i les dimensions físiques, com per exemple el llarg i ample de la targeta, la posició dels forats pels cargols de subjecció i les característiques dels connectors.[4]

Amb els anys, diverses normes es van anar imposant.

XTModifica

1983: XT (sigla en anglès de eXtended Technology, «tecnologia estesa») és el format de la placa basi de l'ordinador IBM PC XT (model 5160), llançat en 1983. En aquest factor de forma es va definir una grandària exactament igual al d'una fulla A4 i un únic connector extern per al teclat.

ATModifica

1984: AT (Advanced Technology, «tecnologia avançada») és un dels formats més grans de tota la història de la PC (305×279–330 mm), va definir un connector de potència format per dues parts. Va ser usat de manera extensa de 1985 a 1995.

ATXModifica

1995: ATX (Advanced Technology eXtended, «tecnologia avançada estesa») Utilitza les connexions exteriors en forma d'un panell d'E/S i va definir un connector de 24 pins per a l'energia. S'usa en l'actualitat en forma d'algunes variants, que inclouen connectors d'energia extra o reduccions de grandària.

  • ATX: 305×244 mm (Intel)
  • microATX: 244×244 mm
  • FlexATX: 229×191 mm
  • MiniATX: 284×208 mm

ITXModifica

2001: ITX (Information Technology eXtended, «tecnologia d'informació estesa»), amb trets procedents de les especificacions microATX i FlexATX d'Intel, el disseny de VIA se centra en la integració en placa base del major nombre possible de components, a més de la inclusió del maquinari gràfic en el propi xipset de l'equip, sent innecessària la instal·lació d'una targeta gràfica en la ranura AGP.

BTXModifica

2004: BTX (Balanced Technology eXtended, «tecnologia balancejada estesa») va ser retirada en molt poc temps per la falta d'acceptació, va resultar pràcticament incompatible amb ATX, excepte en la font d'alimentació. Va ser creada per intentar solucionar els problemes de soroll i refrigeració, com a evolució de l'ATX.

  • BTX: 325×267 mm (Intel)
  • Micro BTX: 264×267 mm
  • Pico BTX: 203×267 mm
  • Regular BTX: 325×267 mm

DTXModifica

2007: DTX[5] eren destinades als PC de petit format. Fan ús d'un connector d'energia de 24 pines i d'un connector addicional de 2x2.

  • DTX: 248×203 mm (AMD)
  • Mini DTX: 170×203 mm
  • Full DTX: 243×203 mm

Formats privatiusModifica

Durant l'existència del PC, moltes marques han intentat mantenir un esquema tancat de maquinari, denominat privatiu, fabricant plaques basi incompatibles físicament amb els factors de forma amb dimensions, distribució d'elements o connectors que són atípics. Entre les marques més persistents està Dell, que rares vegades fabrica equips dissenyats amb factors de forma de la indústria.

Fabricants de plaques baseModifica

Diversos fabricants es reparteixen el mercat de plaques basi, tals com: Advantech, Albatron, Aopen, ASUS, AsRock, Biostar, Chaintech, Dell, DFI, ECS EliteGroup, FIC, Foxconn, Gigaoctet Technology, iBase, iEi, Intel, Lenovo, MSI, Pc Chips, Sapphire Technology, Super Micro, Tyan, VIA, XFX, Zotac.

Alguns dissenyen i fabriquen un o més components de la placa base, mentre que uns altres assemblen els components que tercers han dissenyat i fabricat.

Tipus de plaques principalsModifica

La majoria de les plaques de PC fabricades a partir de 2001 es poden classificar en dos grups:

ReferènciesModifica

  1. Miller, Paul. «Apple sneaks new logic board into whining MacBook Pros». Engadget, 08-07-2006. Arxivat de l'original el 2013-10-04. [Consulta: 2 octubre 2013].
  2. W1zzard. «Pinout of the PCI-Express Power Connector». techPowerUp, 06-04-2005. Arxivat de l'original el 2013-10-04. [Consulta: 2 octubre 2013].
  3. Noll, Joan Alfred. «Muntatge i manteniment d'equips». Institut Obert de Catalunya. Arxivat de l'original el 25 de desembre 2017. [Consulta: 31 agost 2017].
  4. «Components d'un equip microinformàtic» (pdf). [Consulta: 19 març 2011].
  5. «DTX» (en castellà).

Vegeu tambéModifica

Enllaços externsModifica

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Placa mare