Buses de expansión 2ª parte y Plug and Play (PnP)

Aquí estoy de nuevo para hablar de lo que he aprendido esta semana en clase de montaje y mantenimiento de equipos.

Como el titulo indica, en este post voy a terminar de hablar de lo aprendido sobre los buses de expansión que hay y a habido en las placas bases, voy a explicar lo que es el plug and play y voy a empezar a dar algunas pinceladas sobre los conectores de almacenamiento.

Bueno, vamos al lío!

Primero vamos a terminar de hablar de los buses de expansión.

• MCA (Micro Channel Architecture): Fue el primer bus en ir a 32 bits y fue creado por IBM e implementado en los ordenadores PS/1 y PS/2. Este bus era usado por dos procesadores (i80286 a una velocidad de 16 bits e i80386 a una velocidad de 32 bits). En las placas base o habían buses ISA o MCA, pero nunca los dos a la vez. No tuvo éxito y no siguió adelante.

Como curiosidad, el primer Windows en ir a 32 bits fue el Windows 95, aunque antes que este estaba el SCO Unix System que era un sistema operativo Unix que funcionaba a 32 bits y que era usado en servidores.
Otra cosa a mencionar, es que hasta el procesador i80386 estos no llevaban refrigeración, el primero en llevarla fue el i80486

• EISA (Extended ISA): Fue una mejora del bus ISA e iba a 32 bits, pero al igual que el MCA, no tuvo éxito y no llego a ninguna parte.

Imagen sacada de: http://richardgraves.com/richard_graves/STEM/stem-42.html

• VLB (Vesa Local Bus): Este bus, fue otra evolución del ISA independiente del EISA. Tambien soportaba 32 bits y estaba compuesto por un ISA a 16 bits + una extensión de 16 bits. Se utilizaron para controladoras de disco, puertos serie, puertos paralelo y para tarjetas de video, aunque tuvieron poco exito ya que enseguida salio el bus PCI

Imagen en la que se ven 3 buses VLB. Esta imagen ha sido sacada de https://en.wikipedia.org/wiki/VESA_Local_Bus

• PCI (Peripheral Components Interconect): Fue desarrollado por intel y es el primer bus "Plug and play". Empezaron con la aparición del "Chipset" y su velocidad (frecuencia) no depende de la CPU, es decir, lleva su propio controlador que utiliza el reloj del procesador para sincronizar las comunicaciones y de esta manera reducir los cuellos de botella. Este bus se suele conectar al southbridge. Estos buses podían ser de 32 y de 64 bits, aunque estos últimos son "fantasmas" ya que no se ven nunca. El motivo de esto es porque en España las placas que se vendían eran las que tenían el PCI de 32 bits. Estos buses iban en las placas base ATX (que solo llevaban el puerto PS/2, el puerto serie y el puerto paralelo) y en ellos se conectaban todo lo que no iba en las placas (tarjetas de red, tarjetas de sonido, tarjetas gráficas, controladoras de VHS...)

Imagen en la que podemos ver 3 buses PCI. Esta imagen ha sido sacada de: https://en.wikipedia.org/wiki/Conventional_PCI

• AGP: Estos buses salieron después de los PCI y se utilizaban solo para las tarjetas de vídeo. Estos buses salieron con diferentes velocidades y dependiendo de la velocidad que tuvieran se les asignaban diferentes nombres. Estos nombres eran AGP, AGP 2X, AGP 4X Y AGP 8X, alcanzando este último una velocidad máxima de 2Gbps (Gigabit por segundo). Uno de sus problemas principales fue la incompatibilidad que tenían entre distintos fabricantes ya que habían diferentes modelos de ranura, esto junto a la baja velocidad respecto a la demanda del mercado, llevaron a que este bus dejara de utilizarse.

En esta imagen se aprecia el bus AGP. La imagen ha sido obtenida de: https://gl.wikipedia.org/wiki/AGP

• PCI-Express: También conocidos como 3GIO, aparecieron en 1997 para sustituir a los buses PCI y a los AGP. Estos buses aparecen en la placa base con el nombre "PCI-E" o "PCIe". Fueron los primeros en ser bidireccionales y al igual que los AGP, salieron con diferentes velocidades. Estos buses, dependiendo de su velocidad se nombraban como PCI-E 1X, PCI-E 4X, PCI-E 8X Y PCI-E 16X. Aparte de esto, aparecieron las normativas de PCI-E 1.0, 2.0 y 3.0 Aunque en la actualidad solo encontraremos los 3.0 y en alguna rara ocasión los 2.0. En la normativa 3.0 el PCI-E 1X va a 1Gbps, el PCI-E 4X va a 4Gbps, el PCI-E 8X va a 8Gbps y el PCI-E 16X va a 16Gbps. Además, en 3.0 puedes conectar mediante SLI/Crossfire (dependiendo si las tarjetas de vÍdeo son de Intel o de AMD) hasta 3 o 4 tarjetas de video para llegar a una velocidad de hasta 40X.

En esta imagen se pueden ver dos PCI-E y dos PCI. La imagen ha sido obtenida de: https://en.wikipedia.org/wiki/Conventional_PCI

El SLI y el Crossfire son métodos de conexión para las tarjetas de vídeo que permiten utilizar varias tarjetas como si fueran una sola, aumentando así su potencia (y su consumo eléctrico).

Es importante saber que 40X es la velocidad máxima que se puede alcanzar, y si la sobrepasas, la velocidad individual de cada tarjeta de vídeo disminuirá para que la velocidad total sea de 40.

En esta imagen podemos ver 4 tarjetas de video de AMD conectadas en crossfire. La imagen ha sido obtenida de http://www.3djuegos.com/comunidad-foros/tema/18442973/0/post-de-placas-de-video/

• AMR: Permitían conectar modems y tarjetas de audio. 

- Las tarjetas de sonido AMR, llevaban dos procesadores (el "DSP" que era para ponerles efectos al sonido y el "DAC" que servia para la conversión analógica-digital), pero para abaratar costes, les quitaron ambos procesadores y entonces el trabajo tenia que hacerlo la CPU, por ese motivo, estos buses van a la CPU directamente.
- Los modems AMR, tenían solo un procesador (el "DAC" para la conversión analogica-digital) y al igual que a las tarjetas de sonido, le quitaban el procesador para abaratar costes, haciendo que el trabajo lo realice la CPU, por este motivo, a los modems AMR se les llamaba Winmodem o modems virtuales.

• ACR: Estos buses era para tarjetas de red variadas.

• CNR: Estos buses eran para tarjetas de red y modems

En esta imagen podemos ver las diferencias entre los buses PCI, AMR Y CNR. La imagen ha sido obtenida de: http://flylib.com/books/en/4.57.1.54/1/

Una vez acabados los buses de expansión, es la hora de hablar sobre el "plug and play"

El plug and play, es una característica que permite configurar un dispositivo hardware para un sistema operativo concreto, configurando de forma automática 3 elementos (IRQ, Memoria base y DMA)

IMPORTANTE: No confundir con un driver, que permite la comunicación entre el sistema operativo y el dispositivo

• IRQ (Interupt ReQuest): Es una señal que el dispositivo manda a la CPU para indicarle que va a hacer algo. En los inicios, habían 16 IRQ nativas ( del 0 al 15) y no se podía conectar más de un dispositivo a una IRQ, actualmente, hay 24 IRQ y cada una se puede llegar a compartir por dos dispositivos máximo. Estas IRQ estan catalogadas con prioridades, teniendo mayor prioridad las de número mas bajo que las de números más altos, por ejemplo, la IRQ 1 tiene mas prioridad que la IRQ 2 y menos que la IRQ 0. La IRQ 0 está asignada siempre al reloj, la IRQ 1 está asignada al teclado y de la 16 a la 23, están asignadas SATA/IDE/USB

• Memoria base: Es una zona de la memoria RAM que sirve para acceder a un dispositivo. Al igual que las IRQ, las zonas de la memoria RAM no se pueden compartir.

• DMA (Direct Memory Access): Es un canal directo entre los dispositivos y la RAM y se utilizan para que los chipset y las CPU no se preocupen de lo que el dispositivo le pide a la RAM. Esto aparece con los Pentium, que son los que tenian chipset.

Un dato curioso es que antes del plug and play, las configuraciones de la IRQ había que hacerlas manualmente mediante jumpers o mini/micro dips. 

Todo esto se puede mirar en el administrador de dispositivos.

Aquí podemos observar como encontrar lo anteriormente dicho en el administrador de dispositivos. Esta imagen es de fuente propia.

Bueno, esto es todo lo que he aprendido durante esta semana. Espero que esta información os sea útil!