Buses y Puertos Estándar
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Podríamos decir que un bus es un conjunto de líneas conductoras utilizadas
para la transmisión de datos entre los componentes de un sistema informático.
Por lo tanto un bus conecta diferentes partes del sistema, como el
microprocesador, la controladora de unidad de disco, la memoria y los puertos
de entrada/salida (E/S), para permitir la transmisión de información.
El bus que se encarga de la transferencia de información
entre la CPU y el mundo exterior se llama bus del sistema. En él podemos distinguir dos partes separadas,
el bus de datos y
el bus de direcciones. La
CPU escribe la dirección de memoria que va a utilizar en el bus de direcciones.
El número de líneas del bus determina el número de bits que se pueden colocar
en él y por lo tanto el número de direcciones que puede utilizar. Esto a su vez
determina el tamaño máximo de memoria que se puede administrar a través de ese
bus.
Algunos buses aparecen en forma de ranuras de expansión o slots en
la placa base y se utilizan para conectar diferentes tipos de tarjetas. Podemos
citar tres tipos importantes:
•PCI (Peripheral Component Interconnection)
que se suele utilizar para tarjetas gráficas, de red, modem, etc. El slot
o conector es de color blanco.
•AGP (Accelerated Graphics Port)
que se utiliza desde los Pentium II para tarjetas aceleradoras de
gráficos. Cuando se usa una tarjeta gráfica convencional, el
micro tiene que hacer numerosos cálculos para enviar los datos de la
imagen a la tarjeta. Cuando utilizamos aceleradoras de gráficos, son las
tarjetas las que hacen la mayoría de los cálculos y liberan al micro de ese
trabajo. Esto produce un aumento del rendimiento. El slot o conector es de
color marrón (aunque en la figura aparece en color verde claro). Lleva un
mecanismo para enganchar bien la tarjeta.
•PCI Express o PCIE Se trata
de un nuevo desarrollo del bus PCI. Se comunica con la placa en modo serie, es decir, los bits pasan
uno detrás de otro a diferencia de la comunicación
paralela del PCI en la que se procesan varios bits
simultáneamente. La comunicación en paralelo genera interferencias a
partir de ciertas velocidades cuando va por varios hilos y además al tener que
sincronizar los bits se complica el enrutamiento de los datos, razón por la que
se opta por la comunicación serie que no tiene esos inconvenientes. La
velocidad superior de este bus permitirá sustituir a todos los demás AGP y PCI.
La idea es tener un solo controlador comunicándose con todos los dispositivos. Ahora
se está usando para conectar tarjetas gráficas aprovechando su mayor velocidad.
Evolución de Buses y Transferencia de Información
Primera generación de bus 1 Aug 1970
Tenían
2 sistemas de buses, uno para la memoria y otro para los demás dispositivos. La
CPU tenía que acceder a dos sistemas con instrucciones para cada uno,
protocolos y sincronizaciones diferentes.
Bus
23 Oct 1970
Son
líneas que comunican los distintos componentes de la placa base, con las
conexiones slots de tarjetas.
Bus PC
23 Aug 1975
El
bus PC se utilizó en los primeros ordenadores IBM PC y en los primeros clónicos
Bus AT o ISA 26 Apr 1978
el
bus ISA permite la conexión de tarjetas tipo PC de 8 bits está divido en 2
partes la primera identifica el bus PC y la segunda parte es la amplificación
las dos forman el bus ISA este tiene ranuras de 16 bits más largas
Segunda generación de bus 16 Jul 1980
Desde
que los procesadores empezaron a funcionar con frecuencias más altas, se hizo
necesario jerarquizar los buses de acuerdo a su frecuencia: se creó el concepto
de bus de sistema y de buses de expansión, haciendo necesario el uso de un
chipset. El bus ISA utilizado como backplane en el PC IBM original pasó de ser
un bus de sistema a uno de expansión.
Bus
EISA(Extended ISA) 17 Jul 1980
Fue
desarrollada como un estándar de los fabricantes de clónicos. es de 32 bits y
admite como tarjetas propias de su propio bus como tarjetas ISA mejora el
rendimiento por bits de transferencia por segundo
Bus
MCA(Micro Channel Architectute) 4 Feb 1983
Surgió
al tiempo que el bus EISA éste fue desarrollado por IBM, no es compatible con
tarjetas ISA, generan menos interferencias eléctricas con lo cual se reduce la posibilidad
de error de los buses de alta velocidad
Bus VESA LV 23 Oct 1990
Fue
el primero de los llamados bus local creado por video electronic standars
association un grupo de fabricantes de adaptadores de video. Este bus fue utilizado exclusivamente
para conectar directamente el procesador gráfico de la tarjeta de video al
procesador central
Bus PCI 23 Jun 1995
Permite
configuración dinámica de un dispositivo periférico
Bus PCI Express 9 Apr 2000
Usa
los conceptos de programación y los estándares de comunicación existentes pero
se basa en un sistema de comunicación mucho más rápido.
Tercera generación de bus 13 Apr 2000
Universal Serial Bus (USB)
El Universal Serial Bus
(USB) (bus universal en serie BUS) es un estándar industrial desarrollado a mediados de los años
1990 que define los cables, conectores y protocolos usados
en un bus para conectar, comunicar
y proveer de alimentación eléctrica entre ordenadores y periféricos y dispositivos electrónicos. La iniciativa del
desarrollo partió de Intel que creó el USB Implementers Forum junto con IBM, Northern
Telecom, Compaq, Microsoft, Digital Equipment Corporation y NEC en 1996 se lanzó la primera especificación (USB 1.0), la cual no
fue popular, hasta 1998 con (USB 1.1).
USB fue diseñado para estandarizar la conexión de periféricos, como
mouse, teclados, memorias USB,
joysticks, escáneres, cámaras digitales, teléfonos móviles,
reproductores multimedia, impresoras, etc.
USB desplazado a conectores como el puerto
serie, puerto
paralelo, a la consideración de
dispositivos obsoletos a eliminar de los modernos ordenadores, pues muchos de
ellos pueden sustituirse por dispositivos USB que implementen esos conectores.
Velocidad de transmisión.
Pin
|
Nombre
|
Color
del cable
|
Descripción
|
1
|
VCC
|
Rojo
|
+5v
|
2
|
D−
|
Blanco
|
Data −
|
3
|
D+
|
Verde
|
Data +
|
4
|
GND
|
Negro
|
Masa
|
Ediciones previas:
El estándar USB evolucionó a través de varias versiones antes de su
lanzamiento oficial en 1996:
·
USB
0.7: Lanzado en noviembre de 1994.
·
USB
0.8: Lanzado en diciembre de 1994.
·
USB
0.9: Lanzado en abril de 1995.
·
USB
0.99: Lanzado en agosto de 1995.
·
USB
1.0 Release Candidate: Lanzado en noviembre de
1995.
Los dispositivos USB se
clasifican en cuatro tipos según su velocidad de transferencia de datos:
·
Baja velocidad (1.0): Tasa de transferencia de hasta 1,5 Mbit/s (188 kB/s). Utilizado en su mayor parte por dispositivos de interfaz humana (Human Interface Device, en inglés) como los teclados, los ratones (mouse), las cámaras web,
etc.
·
Velocidad completa (1.1): Tasa de transferencia de hasta 12 Mbit/s (1,5 MB/s) según este
estándar. . Ésta fue la más rápida antes de la especificación USB 2.0, y muchos
dispositivos fabricados en la actualidad trabajan a esta velocidad. Estos
dispositivos dividen el ancho de banda de la conexión USB entre ellos.
·
Alta velocidad (2.0): Tasa de transferencia de hasta 480 Mbit/s (60 MB/s) pero con una tasa
real práctica máxima de 280 Mbit/s (35 MB/s). El cable USB 2.0 dispone de
cuatro líneas, un par para datos, y otro par de alimentación.
·
Superalta velocidad (3.0): Tiene una tasa de transferencia de hasta 4,8 Gbit/s (600 MB/s). La
velocidad del bus es diez veces más rápida que la del USB 2.0, debido a que han
incluido 5 contactos adicionales, desechando el conector de fibra óptica
propuesto inicialmente, y será compatible con los estándares anteriores.
Las señales del USB se transmiten en un cable de par
trenzado con impedancia característica de 90 Ω ± 15%, cuyos hilos se denominan D+ y D-. Éstos,
colectivamente, utilizan señalización diferencial en half dúplex excepto el USB 3.0 que
utiliza un segundo par de hilos para realizar una comunicación en full dúplex. . La razón
por la cual se realiza la comunicación en modo diferencial es simple, reduce el
efecto del rui do electromagnético en
enlaces largos. D+ y D- suelen operar en conjunto y no son conexiones simples.
Los niveles de transmisión de la señal varían de 0 a 0,3 V para bajos (ceros) y
de 2,8 a 3,6 V para altos (unos) en las versiones 1.0 y 1.1, y en ±400 mV en
alta velocidad (2.0).
El estándar USB, a diferencia de otros estándares
también define tamaños para el área alrededor del conector de un dispositivo,
para evitar el bloqueo de un puerto adyacente por el dispositivo en cuestión.
Video Graphics Array (VGA)
El término Video Graphics
Array (VGA) se
utiliza tanto para denominar a una pantalla de computadora analógica estándar,
al conector VGA de 15 contactos D
subminiatura, a la tarjeta
gráfica que comercializó IBM por primera vez en 1988 o con la resolución 640 × 480. Si bien esta resolución ha sido reemplazada en el mercado de las
computadoras, se está volviendo otra vez popular para los dispositivos móviles.
VGA fue el último estándar de gráficos introducido por IBM.
VGA es conocido como un "arreglo" en lugar de un
"adaptador", ya que se implementó desde el principio como un
solo circuito integrado, en sustitución del controlador de [CRT| tubo de rayos
catódicos]] Motorola 6845 y docenas de circuitos de lógica discreta que cubren una longitud
total de una tarjeta ISA que los sistemas MDA, CGA y EGA utilizaban. Esto también
permite que se coloquen directamente sobre la placa base del PC con un mínimo
de dificultad, ya que sólo requiere memoria de vídeo, un oscilador de cristal y un RAMDAC externo.
Las especificaciones originales de VGA son las
siguientes:
Ø Modos de imagen con paletas de 16 y 256 colores
Ø Paleta global de 262144 colores (6 bits y por tanto 64 bits para cada
uno de los canales rojo, verde y azul mediante el RAMDAC)
Ø Reloj maestro seleccionable de 25,2 MHz o 28,3
Ø Máximo de 800 píxeles horizontales
Ø Máximo de 600 líneas
Ø Tasa de refresco de hasta 70 Hz
Ø Interrupción de blanqueo vertical (No todas las tarjetas lo soportan)
Ø Modo plano: máximo de 16 colores
Ø Modo píxel empaquetado: en modo 256 colores (Modo 13h)
Ø Soporte para desplazamiento suave de la imagen.
Ø Algunas operaciones para mapas de bits
Ø Desplazado "en barril"
Ø Soporte para pantalla dividida
|
El conector común de 15 pines se encuentra en la mayoría de las tarjetas
gráficas, monitores de computadoras, y otros dispositivos, es casi
universalmente llamado "HD-15". HD es de "alta densidad",
que la distingue de los conectores que tienen el mismo factor de forma, pero
sólo en 2 filas de pines.
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