martes, 3 de marzo de 2015

Buses, Bahías y Puertos

¿Que son los Buses?                                                


En ingles significa "transporte", esto ya aclara bastante su función.

En arquitectura de computadores, el bus (o canal), es un sistema digital que transfiere datos entre los componentes de una computadora o entre varias computadoras. 

Está formado por cables o pistas en un circuito impreso, dispositivos como resistores y condensadores además de circuitos integrados.


En los primeros computadores electrónicos, todos los buses eran de tipo paralelo, de manera que la comunicación entre las partes del computador se hacía por medio de cintas o muchas pistas en el circuito impreso, en los cuales cada conductor tiene una función fija y la conexión es sencilla requiriendo únicamente puertos de entrada y de salida para cada dispositivo.


La tendencia en los últimos años hacia el uso de buses seriales como el USB, Firewire para comunicaciones con periféricos, reemplazando los buses paralelos, incluyendo el caso del microprocesador con el chipset en la placa base, a pesar de que el bus serial posee una lógica compleja (requiriendo mayor poder de cómputo que el bus paralelo) se produce a cambio de velocidades y eficacias mayores.



Existen diversas especificaciones de que un bus se define en un conjunto de características mecánicas como conectores, cables y tarjetas, además de protocolos eléctricos y de señales.


Tipos de Buses                                                          


Bus serial:                                                                                           


En este los datos son enviados, bit a bit y se reconstruyen por medio de registros o rutinas. Está formado por pocos conductores y su ancho de banda depende de la frecuencia. Es usado desde hace menos de 10 años en buses para discos duros, unidades de estado sólido, tarjetas de expansión y para el bus del procesador.

Bus paralelo:                                                                                       

Es un bus en el cual los datos son enviados por bytes al mismo tiempo, con la ayuda de varias líneas que tienen funciones fijas. La cantidad de datos enviada es bastante grande con una frecuencia moderada y es igual al ancho de los datos por la frecuencia de funcionamiento. En los computadores ha sido usado de manera intensiva, desde el bus del procesador, los buses de discos duros, tarjetas de expansión y de vídeo, hasta las impresoras.

El front-side bus de los procesadores Intel es un bus de este tipo y como cualquier bus presenta unas funciones en líneas dedicadas:

Las líneas de dirección son las encargadas de indicar la posición de memoria o el dispositivo con el que se desea establecer comunicación.

Las líneas de control son las encargadas de enviar señales de arbitraje entre los dispositivos. Entre las más importantes están las líneas de interrupción, DMA y los indicadores de estado.

Las líneas de datos transmiten los bits de forma aleatoria de manera que por lo general un bus tiene un ancho que es potencia de 2.


Un bus paralelo tiene conexiones físicas complejas, pero la lógica es sencilla, que lo hace útil en sistemas con poco poder de cómputo.


Funciones de los distintos Buses                            


Existen 3 buses distintos según su función.






Bus de Control 


Bus de Datos


Bus de Direcciones





Bus de Control:                                                                                  

Que transporte las diferentes señales de estado.

El bus de control gobierna el uso y acceso a las líneas de datos y de direcciones. Como éstas líneas están compartidas por todos los componentes, tiene que proveerse de determinados mecanismos que controlen su utilización. Las señales de control transmiten tanto órdenes como información de temporización entre los módulos. Mejor dicho, es el que permite que no haya colisión de información en el sistema.

Bus de Datos:                                                                                     

Es por el que circulan, como el nombre indica, los datos que se transfieren entre los diferentes dispositivos de entrada, salida y almacenamiento, gobernadas por otros dispositivos como los controladores PCI.

Bus de Direcciones:                                                                           

Relacionado con la unidad de control del procesador (CPU), que toma y coloca los datos en el subsistema de memoria durante la ejecución de los cómputos.

En el bus de direcciones, el concepto de "ancho de canal" remite al número de ubicaciones diferentes que puede alcanzar el microprocesador. Este número es igual a 2 elevado a la 32 potencia (32 pistas por las que pueden circular 2 valores, el 0 y el 1).

El bus de direcciones es un canal del microprocesador totalmente independiente del bus de datos donde se establece la dirección de memoria del dato en tránsito.


El bus de dirección consiste en el conjunto de líneas eléctricas necesarias para establecer una dirección. La capacidad de la memoria que se puede direccionar depende de la cantidad de bits que conforman el bus de direcciones, siendo 2n el tamaño máximo en bits del banco de memoria que se podrá direccionar con n líneas. Por ejemplo, para direccionar una memoria de 256 bits, son necesarias al menos 8 líneas, pues 28 = 256. Adicionalmente pueden ser necesarias líneas de control para señalar cuando la dirección está disponible en el bus. Esto depende del diseño del propio bus.


Sistemas usados por el Bus                                     

Tenemos el bus de cableado que sirve para que los dispositivos hardware puedan comunicarse entre sí. Son rutas compartidas por todos lo dispositivos y les permiten transmitir información de unos a otros.

Cables del Bus.

También  tenemos un bus compuesto de conductores eléctricos dispuestos como pistas metálicas que están impresas sobre la tarjeta madre del ordenador, por los cuales circulan las señales electromagnéticas que identificamos con los datos binarios.

Circuito Impreso del bus de datos.
Componentes Electrónicos, bus de datos


¿Como funciona el Bus?                     


La función del bus es la de permitir la conexión lógica entre distintos subsistemas de un sistema digital, enviando datos entre dispositivos de distintos órdenes: desde dentro de los mismos circuitos integrados, hasta equipos digitales completos que forman parte de supercomputadoras.

La mayoría de los buses están basados en conductores metálicos por los cuales se trasmiten señales eléctricas que son enviadas y recibidas con la ayuda de integrados que poseen una interfaz del bus dado y se encargan de manejar las señales y entregarlas como datos útiles. 

Las señales digitales que se trasmiten son de datos, de direcciones o señales de control.


El propósito de los buses es reducir el número de rutas necesarias para la comunicación entre los distintos componentes, al realizar las comunicaciones a través de un solo canal de datos. Ésta es la razón por la que, a veces, se utiliza la metáfora "autopista de datos". 




Los buses definen su capacidad de acuerdo a la frecuencia máxima de envío y al ancho de los datos. Por lo general estos valores son inversamente proporcionales: si se tiene una alta frecuencia, el ancho de datos debe ser pequeño. Esto se debe a que la interferencia entre las señales (crosstalk) y la dificultad de sincronizarlas, crecen con la frecuencia, de manera que un bus con pocas señales es menos susceptible a esos problemas y puede funcionar a alta velocidad.



Todos los buses de computador tienen funciones especiales como las interrupciones y las DMA que permiten que un dispositivo periférico acceda a una CPU o a la memoria usando el mínimo de recursos.

En el caso en que sólo dos componentes de hardware se comuniquen a través de la línea, podemos hablar de puerto hardware ( puerto serial o puerto paralelo).


Conectores de Datos y sus Puertos:                       

NOTA: De aquí en adelante daré las velocidades del Ancho de Banda que marcan pero hay que tener en cuenta que lo normal es que solo alcancen el 80% de lo indicado.

Conectores de Datos: Son los distintos tipos de cables del bus, se conectan al ordenador mediante sus Puertos correspondientes..

Puertos: En un ordenador, un puerto es el lugar por donde entra información, sale información, o ambos. Por ejemplo, el puerto de serie en un ordenador personal es donde se conecta un módem o una impresora.

IDE:                                                                                                      


IDE viene de Integrated Device Electronics o Componente Electrónico Integrado.

Esta desarrollada para conectar los discos Rigidos con la Placa Base. Hasta 2 por cable.

Este era el nombre que recibio el primer modelo ATA, el que ahora conocemos como ATA-1.

Para más información ver ATA.


ATA o Parallel ATA:                                                                           

ATA significa Advanced Technology Attachment o Adjunto o Tecnología Avanzada de Contacto


Tambien conocido como P-ATA o Parallel ATA quiere decir Parallel Advanced Technology Attachment en español es Tecnología Paralela Avanzada de Contacto.


Es un dispositivo IDE, ver definición anterior.

Se utiliza para conectar los discos rígidos, hasta 2 dispositivos (Disco Duro o lectores / grabadores de  CD's o DVD's ) por cable.



Puerto para IDE / P-ATA en la Placa Base.

El conector ATA o P-ATA puede venir con sus conectores en tres colores, 1 para cada tipo de conexión.

Este conector podemos encontrarlo en dos tipos, el básico que tiene 40 pines y 40 cables conectados y desde el ULTRA DMA/33 (4ª generación) que lleva los mismos 40 pines pero lleva conectados 80 cables.

Las unidades IDE se basan en el método FIFO para manejar los comandos. 

FIFO proviene de "First In, First Out" o lo que es lo mismo "Primero en entrar, primero en salir". Las unidades IDE ejecutarán los comandos en el orden que los reciben.

Funciona en paralelo, esto quiere decir que los datos se envían en grupos y unos detrás de otro, y la parte que los recibe tendrá que esperar a que el flujo de datos termine de llegar antes de poder empezar a procesarlos, lo que genera algún retraso.

La conexión eléctrica del ATA utiliza una conexión Molex de 4 pines y líneas de 5v y 12v.

Velocidad de transferencia:

ATA-1 o IDE velovidad 8,3 MB/s.
ATA-2 o Fast ATA, EIDE velocidad 13,3 MB/s
ATA-3 o ATA-2 Mejorado velocidad 16 MB/s.
***Aquí se produce el cambio del número de cables.
ATA-4 o Ultra DMA/33 velocidad 33 MB/s.
ATA-5 o Ultra ATA/66 velocidad 66MB/s. 
ATA-6 o Ultra ATA/100 velocidad 100 MB/s.
ATA-7 o Ultra ATA/133 velocidad 133 MB/s.
ATA-8 o Ultra ATA/166 velocidad 166 MB/s.

Estos cables extras estaban conectados a MASA y entrelazados con los anteriores, de esta forma se conseguia que no hubiera interferencias o al menos que estas se mitigaran.

¿Como conectar correctamente un cable ATA?, pues debemos tener en cuenta los colores de los conectores, si son todos negros entonces controlaremos la línea roja que veremos en un lado del cable

Conectores de varios colores:

El NEGRO que se encuetra en un extremo se conectaría al Disco Duro o al Maestro (M), el GRIS que lo tenemos en el centro del cable se conecta al Esclavo (SL) que será otro Disco Duro o cualquier dispositivo que admita este conector y finalmente el AZUL que esta en el extremo opuesto del NEGRO, este se utiiza para conectarse a la Placa Base.

Conector IDE / P-ATA con sus colores

Conectores negros:

Tambien podemos encontrarnos con los conectores solo de color NEGRO, en este caso debemos  tener en cuanta la LÍNEA ROJA que tenemos pintada en un lado del cable. Esta línea debe ir alineada en la cavija 1 para asi tener en la posición correcta los conectores de los extremos. En algunos cables de color negro es posible que la línea sea de color Blanco (mirando de frente la conexión del Disco Duro, esta línea deberia quedar a la derecha).







También podemos encontrar este conector con cable redondo, para mejorar el flujo de aire y así mejorar la ventilación y que ademas ocupa menos espacio.




Este tipo se ha usado durante muchos años aunque esta interface ya está obsoleta y esta siendo remplazada por la conexión SATA.



SATA o Serial SATA:                                                                          

Su nombre viene de Serial Advanced Technology Attachment o Tecnología Serial Avanzada de Contacto.

Esta tecnología esta reemplazando al sistema P-ATA o Parallel ATA.



Puerto SATA a la Placa Base.
Cable SATA.

Su conector consta de 7 pines y solo va uno por cable, aunque este cables es más largo y fino, lo que facilita el flujo de aire y el acomodo del cable más facilmente dentro de la carcasa.

Funciona en Serie, esto es que puede mandar todo el flujo de datos en una sola conexión, y el destinatario no a de esperar a que llegue todo el paquete antes de empezar a procesarlo, a diferencia del ATA que es paralelo y los manda uno a uno (por decirlo de forma sencilla) y el destinatario a de esperar al que finalice cada flujo de datos para poder procesar. 

Por tanto con el Serial-ATA se evitan los retrasos que ocasionaba el Parallel-ATA.

El SATA utiliza una conexión eléctrica de 15 pines y una línea de 3.3v, además este tipo permite la conexión en caliente del dispositivo o incluso enchufar la corriente mientras el PC esta encendido, es Plug and Play, esto se logra teniendo una Toma de Tierra más larga, por lo que se conecta ésta la primera.

Cola de comandos:

Uno de los grandes beneficios de las unidades SATA y SATA II frente a las IDE es su capacidad de tener múltiples comandos simultáneamente en la unidad. 

Las unidades SATA guardarán los comandos para ejecutarlos de una manera mucho más lógica según la velocidad y el rendimiento en lugar de por orden de petición. 

Las unidades IDE se basan en el método FIFO para manejar los comandos. FIFO proviene de "First In, First Out" (Primero en entrar, primero en salir). Las unidades IDE ejecutarán los comandos en el orden que los reciben.

Algunas de las ventajas del SATA respecto al IDE/P-ATA son: mayor velocidad en transmisión de datos, cable mas largo (mas cómodo para conectar los dispositivos), cable mas estrecho (mejora el flujo del aire), conectar sin necesidad de apagar el equipo, ademas para sacarle el mayor partido lo ideal seria utilizarlo con discos SSD.

Velocidades:

SATA-1: Frecuencia de 1500 MHZ, Velocidad Real 150 MB/s.
SATA-2: Frecuencia de 3000 MHZ, Velocidad Real 300 MB/s.
SATA-3: Frecuencia de 6000 MHZ, Velocidad Real 600 MB/s.
SATAe: Se comenta aparte, a continuación de este punto.

Las unidades que soportan la velocidad de 3 GB/s son compatibles con un BUS de 1.5 GB/s.

Sus respectivas compatibilidades son:

SATA-1 es compatible con SATAe.
SATA-2 es compatible con SATA-1
SATA-3 es compatible con SATA-1 y SATA-2
SATAe es compatible con SATA-1, SATA-2 y SATA-3

Esta compatibilidad solo nos indica que puede utilizar esos puertos, aunque las velocidades corresponderán al grado menor, es decir si utilizamos un accesorio SATAe en un puerto SATA-1 funcionara con la velocidad de este último, desaprovechando su potencial real.

Existen adaptadores para poder conectar un terminal ATA a un cable SATA. 

Pues puede darse el caso que pongamos un Disco Duro SATA y nuestra Placa Base no tenga ese Puerto. En esa situación existen tarjetas para Puerto PCI que permiten usar Disco Duro SATA con Placa Base P-ATA.








SATAe o SATA Express:                                                                   

Es la nueva especificación que mezcla PCI Express con Serial ATA para lanzar una interface super rápida que alivia el cuello de botella que nos encontramos con la mayoría de las Unidades de Estado Solido (SSD) de gama alta.


Puerto SATAe

La especificación SATA III nos permitía un máximo teórico de 6 Gbps (600 MB/s), que era bastante rápida hace un tiempo atrás. Pero ahora, con el nuevo estándar SATA Express, podemos esperar velocidades de hasta 16 Gbps (1.97 GB/s) muy pronto.

Velocidad actual:

SATAe: Frecuencia 10.000 MHz, Velocidad Real 1.000 MB/s.

Compatibilidad:

SATAe: es compatible con SATA-1, SATA-2 y SATA-3.


Puerto SATAe y compatibilidad SATA.

Aunque como dije en el anterior conector, si utilizamos un puerto inferior para un accesorio de superior gama, desaprovecharemos su potencia pues la velocidad real será la del puerto.


Conector al dispositivo.

El estándar SATA Express soporta ambas soluciones de almacenamiento, SATA y PCIe, pero, desafortunadamente no se pueden correr ambas en tándem. 

Básicamente esto significa que si conectas un dispositivo SATA este solo utilizará SATA y que si conectas un dispositivo PCIe solamente correrá sobre PCIe. La unidad le dice al host si es PCIe o SATA. 


Cable SATAe.

Si instalas una unidad PCIe habrán dos lineas PCI Express disponibles y esto significaría que tendrás la habilidad de utilizar 16 Gbps (1970 MB/s) de rendimiento (8 Gbps por linea) en un PCIe Gen 3.0 o hasta 10 Gbps (1000 MB/s) en PCIe Gen 2.0. El Bus PCI Express que utilizaras y que bus PCIe la controladora soporte en el dispositivo de almacenamiento será crucial.


eSATA o External SATA:                                                                   

Significa External Serial Advanced Technology Attachment o Tecnología Externa de Conexión Serial Avanzada. 

Se le llama puerto porque permite la transmisión de datos entre un dispositivo externo (periférico), con la computadora. 

Es un puerto de forma espacial con 7 terminales, de reciente aparición en el mercado, basado en tecnología para discos duros SATA.

El puerto eSATA estándar es casi idéntico al puerto interno SATA, excepto que no tiene un gancho en forma de L en un lado. También tiene un blindaje más resistente alrededor de la clavija de la unidad de disco duro externo, ya que los conectores internos SATA son un tanto endebles. 


Puertos y Conectores eSATA y SATA.


Ya se encuentra integrado en la Placa Base, y también por medio de tarjetas de expansión PCI.

Este conector compite actualmente contra el puerto USB 3 y en menor medida contra el puerto FireWire.




La velocidad de transmisión de datos en teoría puede llegar a 1920 GB/s, aunque solo he encontrado información sobre 375 MB/s y 480 MB/s.

Se utilizan principalmente para conectar dispositivos de almacenamiento masivo de alta capacidad, principalmente discos duros externos, con capacidad de almacenamiento superior a 1 TeraByte (TB).

También puede disponer de distintos tipos de conectores en uno de los extremos para abarcar mas tipos de dispositivos.




eSATAp o External SATA Powered:                                                 

Significa External Serial Advanced Technology Attachment Power o Tecnología Externa de Conexión Serial Avanzada con Alimentación.


Puerto eSATAp y eSATA

El puerto eSATAp ofrece el beneficio adicional de dar alimentación electrica directamente a través del puerto al disco duro externo, si lo usas con una conexión USB. 




Este puerto también funciona como un puerto USB, para que puedas usar el cable de conexión eSATAp en un puerto USB, si no hay ningún puerto eSATA disponible. 




Las tasas de transferencia de datos dependen en qué tipo de puerto conectes el cable eSATAp. Al conectar un dispositivo USB a un puerto eSATAp no aumentará significativamente la velocidad de transferencia de datos.

Puede tener distintos terminales en un extremo para conectar mas de un tipo de dispositivo.


Puertos eSATAp.



SCSI:                                                                           

SCSI, acrónimo inglés de Small Computers System Interface o lo que es lo mismo Interfaz de Sistema para Pequeñas Computadoras.

El estándar SCSI es una interfaz que se utiliza para permitir la conexión de distintos tipos de periféricos a un ordenador mediante una tarjeta denominada adaptador SCSI o controlador SCSI (generalmente mediante un conector PCI).




Se suele utilizar en estaciones de trabajo de alto rendimiento y en servidores.

Los Sistemas RAID Redundant Array of Independent Disks o Serie Redundante de Discos Independientes, de los servidores suelen usar SCSI.

El número de periféricos que se pueden conectar depende del ancho del bus SCSI. Con un bus de 8 bits, se pueden conectar 8 unidades físicas y con uno de 16 bits, 16 unidades. Dado que el controlador SCSI representa una unidad física independiente, el bus puede alojar 7 (8-1) ó 15 (16-1) periféricos.




Existen dos tipos de bus SCSI:

El Bus Asimétrico, conocido como SE por Single-Ended o Terminación única, basado en una arquitectura paralela en la que cada canal circula en un alambre, sensible a las interferencias. 

Los cables SCSI en modo SE poseen 8 alambres para una transmisión de 8 bits (que se denominan limitados) o 16 alambres para cables de 16 bits (conocidos como extendidos). Este es el tipo de bus SCSI más común.

El Bus Diferencial transporta señales a un par de alambres. La información se codifica por diferencia entre los dos alambres (cada uno transmite el voltaje opuesto) para desplazar las interrupciones electromagnéticas, lo que permite obtener una distancia de cableado considerable (alrededor de 25 metros). En general, existen dos modos: 

El modo LVD (Low Voltaje Diferencial o Voltaje bajo diferencial), basado en señales de 3,3 V y 

El modo HVD (Hight Voltaje Diferencial o Voltaje Alto Diferencial), que utiliza señales de 5 V. Los periféricos que utilizan este tipo de transmisión son cada vez más raros y por lo general llevan la palabra "DIFF".

Los conectores para las dos categorías de periféricos son los mismos, pero las señales eléctricas son diferentes. Por lo tanto, los periféricos necesitan ser identificados (mediante los símbolos creados para tal fin) para no dañarlos.


Puertos SCSI.


Tipos de SCSI:

SCSI-1:

Los estándares SCSI definen los parámetros eléctricos de las interfaces de entrada/salida. El estándar SCSI-1 de 1986 definió los comandos estándar para el control de los periféricos SCSI.

Bus de 8 bits, frecuencia 4.77 MHz, velocidad 5 MB/s, conector de 50 pines.


SCSI-2:

Sin embargo, un gran número de dichos comandos eran opcionales, por lo que en 1994 se adoptó el estándar SCSI-2. Éste define 18 comandos, conocidos como CCS (Conjunto de comandos comunes). Se han definido varias versiones del estándar SCSI-2.


SCSI-2 - Fast-10: 
bus de 8 bits, frecuencia 10 MHz, velocidad 10 MB/s, conector de 50 pines.

SCSI-2 - Extendido: 
bus de 16 bits, frecuencia 10 MHz, velocidad 20 MB/s, conector de 50 pines.

SCSI-2 - 32 bits Rápido Extendido: 
bus de 32 bits, frecuencia 10 MHz, velocidad 40 MB/s, conector de 68 pines.

SCSI-2 - Ultra SCSI-2 (Fast-20 SCSI) : 
bus de 8 bits, frecuencia 20 MHz, velocidad 20 MB/s, conector de 50 pines.

SCSI-2 - SCSI-2 Ultra Extendido:
bus de 16 bits, frecuencia 20 MHz, velocidad 40 MB/s, conector de ¿...? pines.


SCSI-3:

El estándar SCSI-3 incluye nuevos comandos y permite la unión de 32 periféricos.

SCSI-3 Ultra-2 SCSI (Fast-40 SCSI):
bus de 8 bits, frecuencia 40 MHz, velocidad 40 MB/s, conector de ¿...? pines.

SCSI-3 - Ultra-2 SCSI-2 Extendido:
bus de 16 bits, frecuencia 40 MHz, velocidad 80 MB/s, conector de 68 pines.

SCSI-3 - Ultra-160 (Ultra-3 SCSI o Fast-80 SCSI):
bus de 16 bits, frecuencia 80 MHz, velocidad 160 MB/s, conector de 68 pines.

SCSI-3 - Ultra-320 (Ultra-4 SCSI o Fast-160 SCSI):
bus de 16 bits, frecuencia 80 MHz DDR, velocidad 320 MB/s, conector de 68 pines.

SCSI-3 - Ultra-640 (Ultra-5 SCSI):
bus de 16 bits, frecuencia de 80 MHz QDR, velocidad 640 MB/s, 68 pines.





USB:                                                                            

Significa Universal Serial Bus o Línea Serial Universal de Transporte de Datos. 


Símbolo de USB

Es básicamente un conector rectangular de 4 terminales que permite la transmisión de datos entre una gran gama de dispositivos externos (periféricos) con la computadora; por ello es considerado puerto.

La versión USB 1.0 Aparece en el mercado, junto con el lanzamiento del microprocesador Intel® Pentium II en 1997.

El puerto USB 1.0 reemplazó totalmente al Gameport.
El puerto USB está apunto de reemplazar al puerto LPT, y al puerto COM.
El puerto USB 2.0 compite actualmente en el mercado contra el puerto FireWire.
El puerto USB 3.0 compite en altas velocidades de transmisión contra el puerto eSATA.

El puerto USB 3.1 o Thunderbolt:

La tecnología Thunderbolt ofrece un gran avance frente a USB en concepto ya que Intel ha desarrollado Thunderbolt bajo dos protocolos: PCI-Express y DisplayPort. Gracias a ello se pueden mover datos y vídeo por el mismo canal sin problema alguno.




Además de ello tenemos que comentar que el ancho de banda de Thunderbolt es de 10 Gbps (por canal, de subida y bajada), duplicando el máximo teórico de USB 3.0 con 5 Gbps (compartidos por subida y bajada).


Características:

Cada puerto, permite conectar hasta 127 dispositivos externos, pero solo se recomiendan como máximo 8, porque se satura la línea del puerto y se ralentiza el sistema al tener que administrarse todos simultáneamente.

Cuenta con tecnología "Plug&Play" la cuál permite conectar, desconectar y reconocer dispositivos sin necesidad de reiniciar ó apagar la computadora.

Las versiones USB 1.X y USB 2.0 transmiten en un medio unidireccional los datos, esto es solamente se envía ó recibe datos en un sentido a la vez, mientras que la versión USB 3 cuenta con un medio Duplex que permite enviar y recibir datos de manera simultánea.

El USB 2.0 y anteriores utilizan 4 pares de pins, 2 son de alimentación eléctrica y los otros 4 son para datos.

El USB 3.0 y 3.1 utiliza 6 pares de pins, 2 de alimentación y 4 para datos.

A pesar de que el puerto USB 3, está actualmente integrado ya en algunas placas de nueva generación, aún no hay dispositivos comerciales/populares para esta tecnología.

Se debe notar que el USB 3.0 se distingue fácilmente de los otros por su color azul.

Velocidades de Transmisión de datos:

USB 1.0: máximo 0,19 MB/s
USB 1.1: máximo 1.5 MB/s
USB 2.0: máximo 60 MB/s (reales 35 MB/s)
USB 3.0: máximo 600 MB/s (reales 350 MB/s)
USB 3.1: máximo 1.280 MB/s

Nota: el modelo USB 3.1 también es conocido como Thunderbolt.

Todos los puertos son compatibles, pero se tendrá la velocidad del peor, es decir si conectas un USB 3.0 en una conexión USB 1.1, será la velocidad de esa ultima la que marque la transferencia.

Puertos USB:

Los puertos USB 1.0, 1.1 y USB 2.0 tienen 4 contactos, mientras que el puerto USB 3.0 cuenta con 9 (2 por los cuáles es capaz de enviar, 2 por los cuáles recibir de manera simultánea); en las siguientes figuras se muestran las líneas eléctricas y su descripción básica:

Figura 1:

Líneas eléctricas del conector USB 1.0 y USB 2.0, las líneas centrales conducen datos, las laterales la alimentación.


1.- Vbus (+ 5 Volts, alimentación) 

Puertos USB 1.0 y USB 2.0
2.- D- (- datos)

3.- D+ (+ datos)

4.- GND (tierra)







Figura 2:

Líneas eléctricas del conector USB 3.0.

1.- Vbus (+ 5 volts, alimentación) 
2.- D- (- datos)
3.- D+ (+ datos)
4.- GND (tierra)
Puertos USB 3.0
5.- StdA_SSRX- (Recibe datos)
6.- StdA_SSRX+ (Recibe datos)
7.- GND_DRAIN (tierra-drenado)
8.- StdA_SSTX- (Envía datos)
9.- StdA_SSTX+ (Envía datos)


Tipo de Conectores:

La especificación clásica del USB contempla varios tamaños y tipos de conectores compatibles con distintas especificaciones:

- Estándar: de tamaño mayor, usado por ejemplo, en dispositivos de Memoria USB.

Izquierda Tipo B, Derecha Tipo A.

- Mini: sobre todo para el extremo del conector B, como en muchas cámaras digitales.



- Micro: en sus variantes USB 1.1/2.0 y USB 3.0, por ejemplo, en la mayoría de los teléfonos inteligentes.



A diferencia de otros cables de datos (Ethernet, HDMI, etc), cada extremo de un cable USB utiliza un tipo de conector diferente; una de Tipo A o de Tipo B. Este tipo de diseño fue elegido para evitar las sobrecargas eléctricas y no dañar el equipo, ya que sólo la hembra de tipo A se presenta la carga eléctrica.


Puertos y Conectores USB.

Como se ve en la imagen superior el USB 3.0 se distingue fácilmente por usar el color azul.

Existen una serie de adaptadores para este bus, para asi facilitar las conexiones de distintos aparatos.







FireWire o IEEE 1394:                                                                        

Firewire: significa Alambre de Fuego o Pirolínea, ello haciendo alusión a su alta velocidad de transmisión de datos entre la computadora y los dispositivos externos. 

IEEE: viene de The Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc, o  Instituto de Ingenieros en Electricidad y Electrónica. 

El Número: ("xxxx") es un estándar asignado por el IEEE.

También conocido como Wi-Fi Mejorado o Wi-Fi 2.

La letra s que va delante de un numero indica la velocidad en Mb/s (Megabits por segundo) (¿s de Speed?).

Es un tipo de conexión para diversas plataformas, destinado a la entrada y salida de datos en serie a gran velocidad. 
Suele utilizarse para la interconexión de dispositivos digitales como cámaras digitales y videocámaras a computadoras. 

Su escasa popularidad entre los fabricantes ha dado lugar a que los dispositivos periféricos, como los ya mencionados e impresoras, entre otros, vengan provistos actualmente tan solo de puertos USB en sus versiones 2.0 y 3.0.

Existen cuatro versiones de 4, 6, 9 y 12 pines.

El puerto Firewire compite directamente contra el con el puerto USB 2 y en menor medida contra el puerto eSATA.

Terminales del Puerto FireWire:

Pinout significa terminal de salida, tiene 6 contactos destinados a la alimentación eléctrica y transmisión de datos, se muestran las líneas eléctricas y su descripción básica.

1.- Power (Alimentación)
2.- Ground (Tierra)
3.- TPB- (Señales diferenciales B-)  
4.- TPB+ (Señales diferenciales B+)
5.- TPA- (Señales diferenciales A-)
6.- TPA+ (Señales diferenciales A+)

Conector FireWire.


Características Generales:


- Flexibilidad de la conexión y la capacidad de conectar un máximo de 63 dispositivos.
- Acepta longitudes de cable de hasta 425 cm.
- Respuesta en el momento. FireWire puede garantizar una distribución de los datos en perfecta sincronía.
- Alimentación por el bus de hasta 25 VDC (Corriente Continua).
- Existe un tipo de Puerto FireWire que no suministra alimentación, tan sólo da servicio de comunicación de datos. Este puerto tiene sólo 4 contactos, en lugar de los 6 que tiene un FireWire alimentado. 


Comparación entre 4 y 6 pines.

- Compatible con comunicación peer-to-peer que permite el enlace entre dispositivos sin necesidad de usar la memoria del sistema o el microprocesador.
- Conexiones de enchufar y listo, conocidas como plug & play.
- Conexión en caliente (permite conectar dispositivos con el PC encendido).
- Es un medio de transmisión isócrono, es decir, se ideó para transmitir datos en tiempo real de un punto a otro. Esto es fundamental en aplicaciones que lo que necesitan es mantener una supervisión constante (por ejemplo, vídeo vigilancia, donde nos importa más el poder mantener vigilada una zona que el hecho de que se nos pueda ir momentáneamente la imagen).

Modelos de FireWire:


El conector de 9 pines se utiliza desde el FireWire 800 en adelante.
El tipo mas utilizado hoy en día es el s800 que ademas soporta los conectores del s400, con lo que se pueden encontrar cables con conectores de los dos estandares.


FireWire s100:

Ya no se utiliza este modelo.

Su velocidad era inferior a 12.5 MB/s.


FireWire s200:

Tampoco se utiliza ya este modelo.

Tenía una velocidad de 25 MB/s.


FireWire s400 o IEEE 1394:

Una interfaz FireWire es algo muy similar a una entrada USB, solamente que en este caso, la transferencia de datos es un poco menos veloz (400Mbps) y la tasa de intercambio de información es más estable.


Puerto FireWire 400.

Características Propias:

- Presentado en 1995.
- Alcanza una velocidad de 50 MB/s, manteniéndola de   
  forma bastante estable.
- Acepta longitudes de cable de hasta 72 m.


Conector FireWire 400.


FireWire s800 (IEEE 1394b-2000):

Duplica aproximadamente la velocidad del FireWire 400, hasta 786.5 Mbit/s con tecnología semi-duplex, cubriendo distancias de hasta 100 metros por cable. 

Firewire 800 reduce los retrasos en la negociación, utilizando para ello 8b/10b (código que codifica 8 bits en 10 bits, que fue desarrollado por IBM y permite suficientes transiciones de reloj, la codificación de señales de control y detección de errores. El código 8b/10b es similar a 4B/5B de FDDI (que no fue adoptado debido al pobre equilibrio de corriente continua), que reduce la distorsión de señal y aumenta la velocidad de transferencia. 

Así, para usos que requieran la transferencia de grandes volúmenes de información, resulta muy superior al USB 2.0. 

Posee compatibilidad retroactiva con Firewire 400 utilizando cables híbridos que permiten la conexión en los conectores de Firewire400 de 6 pines y los conectores de Firewire800, dotados de 9 pines. 


Puertos: izquierda FireWire 400 y derecha FireWire 800.

En el 2003 lanzó Apple el primer dispositivo de uso comercial de Firewire800.

Caracteristicas propias:

- Presentado en 2000
- Alcanza una velocidad de 100 megabits por segundo,    
  manteniéndola de forma bastante estable.
- Acepta longitudes de cable de hasta 100 m.
- Conector de 9 pines.


Conector FireWire 800.


FireWire s800T (IEEE 1394c-2006):

Aporta mejoras técnicas que permiten el uso de la interfaz con puertos RJ-45 sobre cable CAT 5, combinando así las ventajas de Ethernet con Firewire800. Utiliza el mismo conector que el FireWire 800.

Características:

- Presentado en Junio de 2007.
- Alcanza una velocidad de 100 megabits por segundo,    
  manteniéndola de forma bastante estable.
- Acepta longitudes de cable de hasta 100 m.

FireWire s1600 (IEEE 1394-2008):

Permiten un ancho de banda de 1'6 duplicando la velocidad del Firewire 800, a la vez que utilizan el mismo conector de 9 pines. 

Es ideal para su utilización en aplicaciones multimedia y almacenamiento, como videocámaras, discos duros y dispositivos ópticos.

Características propias:

- Presentado en Diciembre de 2007
- Alcanza una velocidad de 200 megabits por segundo,    
  manteniéndola de forma bastante estable.


FireWire s3200 (IEEE 1394-2008):

Permiten un ancho de banda de 3'2 Gbit/s, cuadruplicando la velocidad del Firewire 800 o duplicando la del s1600, a la vez que utilizan el mismo conector de 9 pines. 

Es ideal para su utilización en aplicaciones multimedia y almacenamiento, como videocámaras, discos duros y dispositivos ópticos.

Caracteristicas propias:

- Presentado en Diciembre de 2007
- Alcanza una velocidad de 400 megabits por segundo,    
  manteniéndola de forma bastante estable.




Bahías o Puertos de Expansión:                             


También se les llaman Slots de Expansión.

Las bahías de expansión nos permiten conectar dispositivos adicionales a los que ya dispone la placa base. La tarjeta de video se debe conectar a una bahía de expansión.

Los principales tipos de bahías de expansión más utilizadas son:

PCI.

PCI-E o PCI-Express: van acompañados de la velocidad a la que trabajan en el bus, las velocidades son: (x1, x2, x8, x16, x32).
PCI-X: es una versión de pc que soporta más ancho de banda para trabajar con servidores.
AGP:  para tarjetas gráficas.


Puertos antiguos:                                                     


Puerto XT:                                                                                           

Proviene de las siglas de eXtended Tecnology o Tecnología Avanzada. 

Se puede considerar el bus XT como una ranura de expansión de primera generación.

Se comercializó para el microprocesador Intel 8088, al aumentar la velocidad de este procesador se descarta su uso, ya que se queda rezagada en cuanto a velocidad y genera cuellos de botella.

Los bits en las ranuras de expansión significan la capacidad de datos que es capaz de proveer, este dato es importante ya que por medio de una fórmula, es posible determinar la transferencia máxima de la ranura o de una tarjeta de expansión.

Las tarjetas diseñadas para la ranura XT principalmente eran tarjetas controladoras ó tarjetas de expansión de puertos entre otros, debido a que la multimedia no estaba desarrollada como tal y estos elementos debieron ser los mas necesarios.

Anteriormente la  mayoría de las Placas Madre carecían de puertos integrados (conectores traseros que tienen las computadoras), por lo que para acceder a ellos se hacia uso de tarjetas de expansión (tarjetas de red, tarjetas de sonido, tarjetas de video, tarjetas de puertos, etc.). 

Estas tarjetas a su vez se insertaban en la ranura de expansión XT pero esta no tuvo mucha aceptación y fue desplazado por otras tecnologías como la ISA-8.


Slot XT.


Conector de tarjeta para XT.




Características:

- Se comercializo en 1980
- Tiene 62 conectores.
- Su  capacidad de datos que maneja es de 8 bits.
- Tienen una velocidad de transferencia de 4.6 Megabytes/s (MB/s).
- Cuentan con una velocidad interna de trabajo de 4.77 MHz, similar a la del microprocesador.
- Físicamente es muy similar a la ranura de expansión ISA.
     
    
Puerto ISA-8 e ISA-16:                                                                        

Viene de las siglas de Industry Standard Architecture o arquitectura estándar de la industria. 

También llamada en un inicio como bus AT por Advanced Tecnology, esto es, tecnología avanzada. 

Este tipo de ranura se comercializa en 1980 y hay 2 versiones, una de 8 bits y 16 bits.

Las ranuras ISA se podrían considerar Puertos de Expansión de segunda generación.

Fue desplazada del mercado por la ranura de expansión PCI.

Compitió directamente en el mercado contra la ranura de expansión EISA y la ranura de expansión VESA.

Consta básicamente de una pieza ranurada y dentro de la ranura se encuentran pequeños conectores; está se encuentra soldada en la parte superior de la Placa Madre, en su versión de 8 bits (ISA-8) tiene 62 terminales y en su versión de 16 bits (ISA-16) tiene 98 terminales.


De hecho, la ranura ISA16 es una extensión de la ISA-8, ya que solamente se le integraron mas cantidad de pines (es decir 36 pines).







Puertos y Conector de sus tarjetas correspondientes.

Características:

- Este tipo de ranuras de expansión generan un cuello de botella cuanto mayor velocidad tenga el microprocesador.
- Son 2 capacidades de datos que manejan: ISA-8 bits e ISA-16 bits.
- Físicamente son diferentes las ranuras de expansión, la de 8 bits es de menor tamaño que la de 16 bits.
- La ranura ISA 16 bits soporta también dispositivos ISA 8 bits, mas no a la inversa.
- Tienen una velocidad de transferencia de hasta 20 Megabytes/s (MB/s).
- Cuentan con una velocidad interna de trabajo de 4.77 MHz, 6 Mhz, 8 MHz y 10 MHz.
- Cuenta con una función llamada "bus master" ó mando a nivel de bus, que permite trabajar de manera directa con la memoria RAM.


Puerto EISA:                                                                                       

Viene de las siglas de Extended Industry Standard Architecture o Arquitectura Estándar de la Industria. 

Se diseñó para competir en el mercado contra la ranura de expansión MCA de IBM.

Fue desplazada del mercado por la ranura de expansión PCI.

EISA se podría considerar una ranura de expansión de tercera generación junto con MCA.


Se comercializó con un elevado precio, por lo que no fue muy difundido.

Consta básicamente de una pieza ranurada y dentro de la ranura se encuentran pequeños conectores; está se encuentra soldada en la parte superior de la Placa Base, cuenta con 198 terminales.

Las tarjetas diseñadas para la ranura EISA principalmente eran tarjetas controladoras, tarjetas de audio, tarjetas de video, tarjetas de expansión de puertos y tarjetas de red entre otras.

EISA se lanzó para solventar la baja capacidad de otras ranuras en cuanto a la velocidad de transmisión de datos de vídeo, ya que los nuevos sistemas operativos gráficos así lo exigían. 

Estas tarjetas a su vez se insertaban en la ranura de expansión EISA pero esta no tuvo mucha aceptación y fue desplazado por otras tecnologías.


Puerto EISA.


Conector de tarjeta EISA.


Características:

- Se comercializo en 1988 en respuesta a AMC de IBM.
- Su 2 capacidades de datos que maneja es de 32 bits.
- Físicamente tiene 2 secciones de contactos, con buen ajuste al momento de colocar las tarjetas.
- Tienen una velocidad de transferencia de 33 Megabytes/s (MB/s) hasta 40 MB/s.
- Cuentan con una velocidad interna de trabajo de 8.33 MHz.
- Cuenta con una función llamada "bus master" ó mando a nivel de bus, que permite trabajar de manera directa con los dispositivos sin que intervenga el microprocesador.


Puerto MCA:                                                                                        

Viene de las siglas de Micro Channel Architecture o Arquitectura Micro Canal de IBM®. 

Este tipo de ranura se comercializaba con una capacidad de datos de 16 bits y 32 bits.

Compitió directamente en el mercado contra la ranura de expansión EISA, pero no tuvo mucho éxito y fue superada por ese estándar.

MCA se podría considerar una ranura de expansión de tercera generación junto con la ranura EISA.


Fue una nueva ranura  de expansión desarrollada por IBM® para sus equipos PS/2.

Consta básicamente de una pieza ranurada y dentro de la ranura se encuentran pequeños conectores; está se encuentra soldada en la parte superior de la Placa Base, cuenta con 62 terminales.

Las tarjetas diseñadas para la ranura MCA principalmente eran tarjetas de video.

El caso de la ranura MCA buscaba ser la opción para resolver los problemas provocados en los equipos con los nuevos sistemas operativos gráficos que necesitaban alta velocidad de transmisión de datos para video. 

Así las tarjetas de video se insertaban en la ranura de expansión MCA pero esta no tuvo mucha aceptación y fue desplazado por otras tecnologías.


Puerto MCA.


Conectores MCA.


Características:

- No cuenta con compatibilidad con las ranuras ISA y ranuras EISA.
- Integra una capacidad de datos de 16 bits y 32 bits.
- Reduce radiaciones emitidas con mayor cantidad de tierras físicas.
- Tienen una velocidad de transferencia de 20 Megabytes/s (MB/s) para 16 bits y 40  MB/s para 32 bits.
- Cuentan con una velocidad interna de trabajo de 10 MHz.
- Cuenta con una función llamada "bus master" ó mando a nivel de bus, que permite trabajar de manera directa con los dispositivos sin que intervenga el microprocesador.



Puerto VESA:                                                                                      

Viene de Video Electronics Standards Association o Asociación de estándares de electrónicos y vídeo.

También llamado VBL que viene de las siglas de VESA Local Bus, o bus local VESA.

Este tipo de ranura toma su nombre de local por el hecho de que está conectado directamente con el microprocesador e inclusive funcionando casi a su misma velocidad.

Este tipo de ranura se comercializaba con una capacidad de datos de 32 bits y 64 bits para el microprocesador Intel® Pentium.

VESA se podría considerar una ranura de expansión de cuarta generación.

VESA se diseña para el microprocesador 486, ya que los sistemas operativos gráficos como Microsoft® Windows 95 comienzan su auge y hace falta que las tarjetas de vídeo tengan mayor capacidad.


Bahía VESA.


Tarjeta VESA, en azul MCA y en rojo ISA-16.

Características:

- Es una fusión de la ranura de expansión MCA con la ranura de expansión ISA-16, por lo que es una larga ranura de 22 cm.
- Cuenta con 62 pines MCA y 98 pines ISA-16.
- Permite insertar también tarjetas ISA y tarjetas EISA de manera independiente, mas no de tipo MCA.
- Integra una capacidad de datos de 32 bits y 64 bits para el microprocesador Intel® Pentium.
- Tiene una velocidad de transferencia de hasta 160 Megabytes/s (MB/s).
- Cuentan con una velocidad interna de trabajo de 25 MHz y 40 MHz.
- Cuenta con una función llamada "bus master" ó mando a nivel de bus, que permite trabajar de manera directa con los dispositivos sin que intervenga el microprocesador.


Puerto AMR:                                                                                        

Viene de las siglas de Audio Modem Riser o Manejador de Audio y Módem. Este tipo de ranura fue desarrollado por Intel.

Tambien conocido como MRS y AMRS

Lanzado al mercado en 1988, estaba presente en placas de Intel Pentium III, Intel Pentium IV y AMD Athlon.

El estándar AMR buscaba ser una ranura multifunción que ahorra en la fabricación de hardware utilizando recursos software.

La ranura AMR se utiliza principalmente para insertar tarjetas de sonido, módems internos y además soporta tarjetas de red Ethernet.

Consta básicamente de una pieza ranurada y dentro de la ranura se encuentran pequeños conectores; está se encuentra soldada en la parte superior de la Placa Base. Las ranura AMR tiene 23 contactos, 11 en el lado más cercano al borde de la Placa Base y 12 en el otro lado.

Compitió con la ranura de expansión PCI, pero ya ni se incluye en las Placas Base.





Comparativa de ranuras AMR, CNR y PCI.



Puerto CNR:                                                                                        

Viene de Communication Network Riser o Manejador de Redes de Comunicaciones.


Lanzado en 1990. CNR es una versión mejorada del AMR.

Compitió con la ranura de expansión PCI. Practicamen ya no se utiliza, solo en algunas Placas que llevan PCIe podemos llegar a encontrarla, pero no es fácil.

Consta básicamente de una pieza ranurada y dentro de la ranura se encuentran pequeños conectores; está se encuentra soldada en la parte superior de la Placa Base. Las bahías CNR cuenta con 30 contactos.

Las tarjetas diseñadas para la ranura CNR son: tarjetas de audio, tarjetas módem, tarjetas de red.

Bahía tipo CNR.

Tarjeta para Bahía CNR.



Bahías actuales:                                                         


Puerto ACR:                                                                                        

Quiere decir Advanced Communications Riser o Elevador de Comunicaciones Avanzada, es una ranura de expansión de las placas madre para dispositivos Host Signal Processing y como sustitución para ciertos usos de las ranuras PCI. 

Su aparición sustituye a las ranuras audio/modem riser (AMR) que se ocupaban de las tarjetas para módems y sonido analógico. 

Se encuentra en competencia y como alternativa de las ranuras Communication and Networking Riser (CNR), aunque esta última esta casi en desuso.

Esta ranura aparece a finales del año 2000, de la mano de VIA y AMD2 como respuesta a las AMR y CNR de Intel.3 

Actualmente no hay ninguna tarjeta que sea usada ampliamente que use esta ranura, por lo que muchos la catalogan de obsoleta.

Esta ranuras se basan en la arquitectura de las ranuras PCI y ofrece un soporte para tarjetas de bajo costo para incorporar en las Placas Base tarjetas de sonido, módems, enrutadores internos de ADSL y redes inalámbricas. Podría englobarse en ranuras destinadas a sonido y comunicación exclusivamente. 

Esta nueva ranura es compatible con su predecesora, tecnológicamente hablando, la ranura audio/modem riser (AMR) e incompatible con las ranuras Communication and Networking Riser (CNR).

Las tarjetas que suelen usarse en estas ranuras suelen derivar parte del trabajo (el de control de la misma tarjeta) a la unidad central de procesamiento, por lo que son una carga extra para el rendimiento general de la máquina. Un ejemplo son los módems por software. Además estas tarjetas suelen sustituir a las ranuras PCI que suelen incorporar las placas madre.

En caso de que una Placa Base disponga de una de estas ranuras (AMR, ACR o MCR), solo dispondrá de esa y no incluirá ninguna de los otros tipos mencionados.


Comparación de ranuras ACR y PCI.


Tarjeta ACR.



Puerto PCMCIA:                                                                                  

Viene de las siglas de Personal Computer Memory Card International Association o Asociación Internacional de Tarjetas de Memoria para Computadoras Personales. 

Hoy se conocen también como PC Card, desde el estandar PCMCIA 5.0, y sus tarjetas se llaman CardBus.


Toma el nombre debido a que comenzaba la popularidad de los dispositivos portátiles (Notebooks principalmente) y se requería de dispositivos pequeños para su uso en estos equipos.


Compite directamente en el mercado contra dispositivos USB, ya que están reemplazando a las tarjetas internas.



Doble puerto para PCMCIA.

Características Generales:

- Se introduce al mercado aproximadamente en el año de 1990.

- Esta diseñada para su uso en computadoras portátiles (aunque actualmente hay adaptadores tipo PCI para computadoras de escritorio).
- Consta de un panel con 68 conectores.
- Hay 3 versiones del estándar PCMCIA: Tipo I, Tipo II y Tipo III.
- La medida estándar de largo es de 8.56 cm. y ancho 5.4 cm.
- Una ranura Tipo III permite insertar los tipos anteriores, pero no a la inversa.
- Tambien hay 1 versión no estandar PCMCIA: Tipo IV.


Tarjeta PCMCIA.


Tipo I:

Las tarjetas diseñadas para la especificación original (versión 1.x) son del Tipo I y tienen una interfaz de 16-bit y 3.3 mm de espesor.


Las PC Card del Tipo I son usadas usualmente para dispositivos de memoria como RAM, memoria flash, OTP, y SRAM.



Tipo II:


Las PC Card del Tipo II tienen una interfaz tanto de 16 y 32-bit, ambas con 5.0 mm de espesor. 


Introdujeron soporte para E/S, permitiendo a los dispositivos conectarse entre si o añadiendo conectores que la computadora portátil no poseía originalmente. Por ejemplo, módems, capturadoras de TV, tarjetas de red inalámbrica, tarjetas de sonido, etc.


Debido a su delgadez, la mayoría de las tarjetas Tipo II tienen diminutos conectores que son usados para conectarse entre sí.


Tarjeta PCMCIA Tipo II abierta.


Tipo III:

Al igual que las del Tipo II, las PC Card del Tipo III tienen una interfaz tanto de 16 y 32-bit, pero tienen 10.5 mm de espesor, permitiéndoles adaptar funciones que no entrarían en tarjetas del Tipo I o II. Por ejemplo, discos duros y conectores de gran tamaño.



Tipo IV:


Las PC Cards del Tipo IV, introducidas por Toshiba, no han sido oficialmente estandarizadas o sancionadas por la PCMCIA. Tienen 16 mm de espesor.


Tarjeta PCMCIA conectada en su puerto.


Puerto PCI:                                                                                               

Viene de las siglas de Peripheral Components Interconect o Componentes Periféricos Interconectados. 

Este tipo de ranura fue desarrollado por Intel® y lanzado al mercado en 1993, se comercializa con una capacidad de datos de 32 bits y 64 bits para el microprocesador Intel® Pentium.

Reemplazó del mercado a la ranura de expansión VESA.

Compite actualmente en el mercado contra las ranuras AGP/AGP 8X y PCI-Express.


Ranuras PCI de 32 bits.

Actualmente es muy utilizada pero hay una variante llamada ranura de expansión PCI-Express, de la misma familia pero que esta ganando terreno en el campo de la aceleración de gráficos. También la PCI-X es competencia directa.

Las tarjetas diseñadas para la ranura PCI principalmente son tarjetas controladoras, tarjetas de audio, tarjetas de video, tarjetas de expansión de puertos y tarjetas de red entre otras.

Se utiliza para dar mayores capacidades al equipo, tales como aumentar las prestaciones de audio, aumentar capacidad de despliegue de gráficos para videojuegos, aumentar el número de puertos USB ó puertos eSATA, etc. 

Se presenta en dos formatos, de acuerdo al ancho de bus que soportan: PCI de 32 bits y PCI de 64 bits como los presentes en algunos servidores y equipos Mac como el G4 y posteriores. 

En general una placa PCI de 32 bits suele poder usarse sin problemas en una ranura PCI de 64 bits si tanto placa como ranura han sido correctamente implementadas de acuerdo a las especificaciones. 


PCI de 64 bits de un MAC G4, como se ve se le añade 1 tramo mas al conector normal de 32 bits.

Este bus tiene un ancho de 32 bits o de 64 bits de acuerdo a la versión que se trate y normalmente el más difundido es el de 32 bits, el cual puede alcanzar un ancho de banda máximo de 133 Mbytes/seg para PCI 2.1 o anteriores, 533 Mbytes/seg para PCI 2.2 y posteriores (en los buses de 64 bits estos anchos de banda máximo pasan al doble o sea 266 Mbytes y 1 Gb/seg).

A su vez hay varias variantes en cuanto a las tensiones presentes, estando siempre los +12 V y los -12V, en la gran mayoría están presentes los +5 V si bien dicha tensión desaparece definitivamente en las implementaciones PCI 2.3 y PCI 3.0. Y a partir de las versiones PCI 2.2 y siguientes estará también en forma forzosa presente la tensión de 3,3 V.


Comparativa de conectores PCI, 32 y 64 bits.

Características Generales:

- Consta básicamente de una pieza ranurada, dónde se encuentran pequeños conectores; está se encuentra soldada en la parte superior de la Placa Base, cuenta con 98 + 22 terminales  nos dan 120 contactos en total.
- La de 64 bits tiene 188 conectores.
- Transmisión en Paralelo.
- Su longitud es de 8.5 cm.
- PCI se podría considerar una ranura de expansión de cuarta generación.
- Es una ranura de tamaño menor a las anteriores tanto el largo como en ancho.
- Integra una capacidad de datos de 32 bits y 64 bits para el microprocesador Intel® Pentium.
- Tiene una velocidad de transferencia de hasta 125.88 Megabytes/s (MB/s) a 503.54 MB/s respectivamente.
- Cuentan con una velocidad interna de trabajo de 33 MHz para 32 bits y 66 MHz para 64 bits.
- Cuenta con una función llamada "bus master" ó mando a nivel de bus, que permite trabajar de manera directa con los dispositivos y la memoria RAM sin que intervenga el microprocesador.


Tarjeta para ranura PCI.


Versiones:

PCI 1.0: primera versión del bus PCI. 
                32 bits, 16 MHz y una velocidad de 30 MB/s.
                64 bits, 16 MHz y 122 MB/s.

PCI 2.0: primera versión estandarizada y comercial. 
                32 bits, 33 MHz y 132 MB/s.
                64 bits, 33 MHz y 264 MB/s.

PCI 2.1: señal de 3,3 v. y 5 v. para 33 MHz.
                32 bits, 33 MHz y 132 MB/s.
                64 bits, 33 MHz y 264 MB/s.
              señal de 3.3 v. para 66 MHz.
                32 bits, 66 MHz y 264 MB/s.
                64 bits, 66 MH/z y 528 MB/s.

PCI 2.2: señal 3,3 voltios.
                32 bits, 66 MHz y 264 MB/s.
                64 bits, 66 MH/z y 528 MB/s.

PCI 2.3: señal de 3,3 voltios.
              permite señalizador universal. 
              No soporta señal de 5 voltios en las tarjetas.
                32 bits, 66 MHz y 264 MB/s.
                64 bits, 66 MHz y 528 MB/s.

PCI 3.0: es el estándar definitivo, ya sin soporte para 5 voltios.


Tarjeta para ranura PCI de 64 bits.


Puerto PCIX o PCI eXtendido:                                                           

Viene de las siglas de Peripheral Components Interconect eXtended o Componentes Periféricos Interconectados eXtendido.

Se presenta en 1998.

PCI-X (PCI eXtendido) es un tipo de bus y estándar de tarjeta de expansión interna que supera al bus PCI por su mayor ancho de banda exigido por servidores. 

Su mayores usos son las conexión de tarjetas Ethernet Gigabite, tarjetas de red de fibra y tarjetas controladoras RAID SCSI 320 o algunas tarjetas controladoras RAID SATA.

Es una versión con el doble de ancho del PCI, ejecutándose hasta cuadruplicar la velocidad de reloj, estrategia similar en otras implementaciones eléctricas que usan el mismo protocolo. 


Comparativa de ranura PCIX con PCIe y PCI 32 bits.

Ya está siendo reemplazada por una tecnología de nombre similar PCI-Express, la cual dispone de un diseño lógico muy distinto, aplicando la filosofía de la conexión en serie "estrecho pero rápido", en lugar de "ancho pero lento", de las conexiones en paralelo.

Básicamente se utiliza en servidores, pero presentan el grave inconveniente (con respecto a las ranuras PCI) de que el total de su velocidad hay que repartirlas entre el número de ranuras activas, por lo que para un alto rendimiento el numero de éstas es limitado.

Físicamente si bien parece similar al conector PCI 64 bits pues tiene el mismo largo y los mismos "tramos" de pines, la posición relativa del "tramo corto" de conectores es distinta en ambos casos, pues en la PCI-X está en un extremo, mientras que en las PCI 64 bits se encuentra en la parte central de la placa.

Características:

- Bus de 64 bits.
- Transferencia en su versión máxima de 1.064 MB/s
- Frecuencias: 66 MHz (en servidores antiguos).
                        133 MHz (común en servidores modernos).
                        266 MHz (siendo sustituida por PCI-e).
                        533 MHz (siendo sustituida por PCI-e).


Tarjeta Ethernet Gigabite para ranura PCIX.



Puerto PCIe o PCI Express:                                                               

Viene de las siglas de Peripheral Components Interconect-Express o Componentes Periféricos Interconectados en Modo Inmediato. 

Este tipo de ranura fue desarrollado por Intel® y lanzado al mercado en 2004, con una forma de transmisión de tipo serial (mientras el PCI lo hace de forma paralela).


Tarjeta para PCI Expres y comparativa de 4 de sus tamaños.

Compite actualmente en el mercado contra las ranuras AGP 8X y aún contra las ranuras PCI.

Las tarjetas diseñadas para la ranura PCI-E son: tarjetas aceleradoras de gráficos y algunas tarjetas de red.

Consta básicamente de una pieza ranurada, dónde se encuentran pequeños conectores; está se encuentra soldada en la parte superior de la Placa Base.

El bus PCI Express se presenta en diversas versiones llamadas carriles, líneas o enlaces de datos y son x1, x2, x4, x8, x12, x16 y x32, con rendimientos de entre 250 Mb/s y 8 Gb/s, es decir, 4 veces el rendimiento máximo de los puertos AGP 8X. 

El conector PCI Express x1 posee 36 clavijas, y está destinado a usos de entrada/salida con un gran ancho de banda.

PCI Express 1x





El conector PCI Express x4 posee 64 clavijas y tiene como finalidad el uso en servidores:

PCI Express 4x





El conector PCI Express x8 posee 98 clavijas y tiene como finalidad el uso en servidores:

PCI Express 8x





El conector PCI Express x16 posee 164 clavijas, mide 89 mm de largo, y tiene como finalidad el uso en el puerto gráfico:

PCI Express 16x





Velocidades según carriles o líneas:

x1  : 250 MB/s.
x4  : 1 GB/s.
x8  : 2 GB/s.
x16: 4 GB/s.
x32: 8 GB/s.

Tambien tenemos distintas generaciones con distintas velocidades:

PCIe 1.0: 250 MB/s.
PCIe 2.0: 500 MB/s.
PCIe 3.0: 1 GB/s.
PCIe 4.0: 2 GB/s.

Según la versión y los carriles tendrá mas o menos velocidad esa bahía.

Ejemplo x1 carriles y x4 carriles:
               PCIe 1.0 = 250 MB/s.  -  1 GB/s.
               PCIe 2.0 = 500 MB/s.  -  2 GB/s.
               PCIe 3.0 = 1 GB/s.       - 4 GB/s.
               PCIe 4.0 = 2 GB/s.       - 8 GB/s.


Comparativa de distinto número de carriles.

Los conectores PCI Express no son compatibles con los conectores PCI más antiguos. Varían en tamaño y demandan menos energía eléctrica. Una de las características más interesantes del bus PCI Express es que admite la conexión en caliente, es decir, que puede conectarse y desconectarse sin que sea necesario apagar o reiniciar la máquina. Los conectores PCI Express son identificables gracias a su tamaño pequeño y su color gris oscuro.

El PCI Express estándar también tiene como finalidad reemplazar la tecnología PC Card, mediante conectores "PCI Express Mini Card". Además, a diferencia de los conectores PCI, que sólo pueden utilizarse para establecer conexiones internas, el PCI Express estándar puede utilizarse para conectar periféricos externos mediante el uso de cables. A pesar de ello, no compite con los puertos USB ni FireWire.

Dado que el costo de fabricación es similar al del puerto AGP, es de esperar que el bus PCI Express lo reemplace en forma progresiva.

Características:

- PCI-E se podría considerar una ranura de expansión de sexta generación.
- Hay varias versiones de la ranura PCI-E: estas se llaman líneas y son 1X, 4X, 8X y 16X.
- El tamaño de la ranura varía según la versión PCI-E.
- Integra una capacidad de datos de 32 bits.
- Cuentan con una velocidad interna de trabajo de 66 MHz.
- Tiene estructurado para enlaces punto a punto, trabajando de modo serial.
- Inicialmente se utilizaba para la conexión de tarjetas aceleradoras de gráficos, pero actualmente se comienzan a utilizar para otros fines como tarjetas de red.
- Las tarjetas PCIe de menor número de líneas se podrán conectar en ranura con más número de líneas, pero no al reves.


Puerto AGP:                                                                                        

Viene de las siglas de Accelerated Graphics Port o Puerto Acelerador de Gráficos. 

Este tipo de ranura-puerto fue desarrollado por Intel® y lanzado al mercado en 1997 exclusivamente para soporte de gráficos, para solucionar el cuello de botella que se creaba en las gráficas PCI.


Contactos y ranuras AGP comparadas con PCIe, que esta ganandole terreno.

Sus especificaciones parten del bus PCI 2.0 y es un bus de 32 bits.

Compite actualmente en el mercado contra las ranuras PCI y las ranuras PCI-Express, aunque cada día es menos utilizado tras la aparición del PCIe.

Las tarjetas diseñadas para la ranura AGP son exclusivamente las tarjetas aceleradoras de gráficos.

El bus AGP experimento grandes evoluciones que lo volvieron cada vez más rápido. 

Los diferentes buses AGP:

AGP 1×: Bus 32-bit operando a 66 MHz, transferencia máxima de 266 MB/s, y a  3.3 voltios.

AGP 2×: Bus 32-bit operando a 133 MHz, transferencia máxima de 533 MB/s. y funciona con 3.3 v.

AGP 4×: Bus 32-bit operando a 66 MHz, transferencia máxima de 1 066 MB/s (1 GB/s). y funciona a 3.3 v y a 1.5 v para adaptarse a los diseños de las tarjetas gráficas.

AGP 8×: Bus 32-bit operando a 66 MHz con una frecuencia 8 veces mayor permitiendo una tasa de transferencia máxima teórica de 2 133 MB/s (2 GB/s) y funciona con 0.7 v y 1.5 v.

Hay que tener en cuenta que cada versión es compatible con la anterior mas no en sentido inverso, por ello es posible utilizar tarjetas aceleradoras de gráficos 1X, 2X, 4X en 8X, pero no una tarjeta 8X en un puerto 4X ó 2 X.

Existen dos tipos de ranuras, unas con una pestaña de control en su interior y otras con dos, es muy importante la posición de esta muesca, ya que determina los voltajes suministrados.


Contactos de TArjeta AGP 8x y sus voltajes.

AGP de 3.3 voltios.

AGP de 1.5 voltios.

AGP para cualquier voltaje.


Características:

- AGP se considera una ranura de expansión, pero no está dentro de la categoría sino mas bien de un puerto.
- Es una ranura que ocupa muy poco espacio en la Placa Base mide apenas 8 cm. de largo.
- No está conectado con las ranuras de expansión, por lo que no comparte recursos y agiliza su función.
- Tiene la capacidad de acceder de manera directa al Chipset (dispositivo que adecua la velocidad de los microprocesadores con las tarjetas) y por lo tanto consigue mayor rendimiento.
- Integra un seguro que permite una mejor fijación de la tarjeta aceleradora de gráficos en la ranura.
- El bus AGP se conecta directamente al FSB ("Front Side Bus") del microprocesador y utiliza la misma frecuencia, con un ancho de banda más elevado.
- Integra una capacidad de datos de 32 bits.
- Tiene una velocidad de transferencia de 267 Megabytes/s (MB/s) hasta 2000 respectivamente.
- Cuentan con una velocidad interna de trabajo de 66 MHz.
- Hay varias versiones de esta ranura (1X, 2X, 4X y 8X).
- Cuenta con una función llamada DMA ("Direct Memory Access") lo cuál permite trabajar de manera directa con los dispositivos y la memoria RAM sin que intervenga el microprocesador.


Tarjeta Gráfica AGP 8x.






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