Placa-mãe

A placa-mãe é o principal componente do computador. É através da placa-mãe que todos os dispositivos que fazem parte de um pc funcional são conectados. Se olharmos atentamente para uma placa-mãe, vemos fios embutidos na placa sob a forma de caminhos que atravessam o sistema.

Fazendo uma analogia, estes caminhos são como estradas, e é justamente por ela que os sinais de dados circulam de um lado para outro.

A primeira coisa que chama a atenção numa placa-mãe é o socket do processador, onde por cima do mesmo se localiza um dissipador de calor ou ventilador.

As placas clássicas do Pentium possuem um slot socket 7, onde o processador é inserido. Este tipo de socket é chamado de ZIF (Zero Insertion Force), que como o próprio nome indica, o processador poderá ser encaixado ou desencaixado sem a utilização de força para isto.

Instalação do processador

Olhando mais atentamente, percebemos outro detalhe que chama a atenção: os slotsde memória, onde usualmente instalamos a RAM. Há tipicamente dois tipos de socketspara se instalarem memórias: SIMM (Single InLine Memory) e DIMM (Dual InLine MemoryModule).

Os sistemas originais Pentium possuem tanto sockets SIMM de 73 pinos quanto socketsDIMM de 168 pinos.

A maioria das placas-mãe possui um ou mais slots de expansão, que visa adicionar funcionalidades ao computador. Estes slotsapresentam-se devárias formas diferentes.

Placas de sistema possuem portas de comunicação integradas diretamente na sua estrutura. Estas portas também são conhecidas como COM. Frequentemente, encontramos duas portas COM em cada sistema, COM1 e COM2.

Portas COM também são chamadas de portas série, por enviarem dados em séries – um bit de cada vez.

Existe à mais de 20 anos e rege-se pela norma RS232C; ◦ RS-232 é um protocolo que define comunicação

serial ponto a ponto entre dois dispositivos. Deixou gradualmente de ter importância com o aparecimento do protocolo USB.

Era uma porta de comunicação utilizada para conectar modems, ratos, algumas impressoras e outros equipamentos de hardware. Os bits eram enviados em série.

Apesar de substituído na maior parte dos casos por portas USB, alguns dos modems ou outros equipamentos específicos ainda usam portas série.

No inicio tinha 25 pinos mas mais tarde a IBM conseguiu reduzir para 9 pinos eliminando muitos não utilizados, no entanto manteve os dois tipos no mercado.

Os pinos têm funções específicas como se pode ver abaixo em relação a um modem:

A porta paralela é também conhecida como LPT1. Uma das suas principais características é o envio de 8 bits de cada vez. Trata-se de um conector de 25 pinos, que também é conhecido como DB25-femea.

Criada inicialmente pela IBM para conectar impressoras da marca Centronics , acabou tornando-se um padrão alternativo (à porta Série) usado para outras marcas e até mesmo outros equipamentos.

Transmitia bits em paralelo uns aos outros, em oposição aos mesmos bits que são transmitidos em série (todos numa única linha) através de uma porta série.

Tal como as portas Série, hoje em dia foram praticamente substituídas pelas Portas USB.

Criada em 1987 para substituir especificamente as portas série no teclado e no rato;

Usavam código de cores (verde para rato e lilás para teclado) pois embora o sistema eletrónico fosse semelhante, os comandos eram diferentes e os cabos não podiam ser trocados.

Hoje em dia são cada vez mais substituídas pelas Portas USB, embora ainda estejam disponíveis em muitos computadores.

O padrão USB foi desenvolvido por um consórcio de empresas, entre as quais destacam-se: Microsoft, Apple, Hewlett-Packard, NEC, Intel e Agere.

É um tipo de conexão PnP - Plug and Play (ligar e usar) que permite a conexão de periféricos sem a necessidade de desligar o computador.

Foi projetada de maneira que possam ser ligados vários periféricos pelo mesmo canal, é possível ligar até 127 dispositivos a uma única porta USB do computador, utilizando, para a derivação, hubs especialmente concebidos.

Cabos individuais USB podem ter até 5 metros; com hubs, os dispositivos podem ficar até 30 metros de distância do computador (o equivalente a seis cabos).

Os dispositivos USB são hot-swappable(conectáveis "a quente"), ou seja, podem ser conectados e desconectados a qualquer momento.

Versões do USB:

O USB eliminou em grande parte a necessidade de uso de outros tipos de portas

Muito semelhante ao USB e possuindo várias das mesmas características foi desenvolvido pela Apple.

Graças à Sony que o adotou como padrão é muito utilizado para transferências de áudio e vídeo entre o computador e as câmaras firewire.

Na sua versão mais recente consegue atingir 3,2 Gbps de taxa de transferência, aproximando-se assim à performance do USB 3.0 (4,8 Gbps).

Ao contrário do USB, funciona em série, não necessita do computador como host e pode-se ligar duas câmaras firewire entre si e transferir dados.

Identificando as diferentes portas existentes num computador

Os conectores PS/2, encontrados na grande maioria das placas-mãe, servem para conectarmos o rato e o teclado do sistema.

Placas-mãe antigas (como Baby-AT) possuíam um conector DIN para o teclado embutido. Em alguns casos, também possuíam uma porta de rato na placa. Caso não houvesse, o conector do rato era encontrado no próprio

gabinete, e era ligado à placa através de cabos.

Este conector serve para conectarmos a fonte de alimentação na placa-mãe, pois todos os dispositivos conectados à placa precisam de energia para funcionar.

Conector ATX

Conector AT

Placas-mãe modernas, padrão ATX, possuem um conector de 20 ou 24vias para realizar este procedimento. Antigamente, no padrão AT, osconectores (P8 e P9) tinham uma peculiaridade especial: os fios pretosdeveriam estar no meio em ambos os lados, pois caso contrário, a placafatalmente seria queimada. Com o conector ATX este problema já nãoexiste, impedindo que o utilizador faça a conexão de forma invertida.

Um controlador de disco rígido é um dispositivo responsável por receber a informação do processador, convertê-las e interpretá-las em sinais que o disco rígido possa entender.

Depois, envia de volta para o processador a informação já convertida em sinais que o processador também possa entender.

Hoje, as interfaces SATA começam a dominar o mercado. Antes, eram as interfaces IDE que predominavam.

Localizar o chip BIOS numa placa é fácil: geralmente possuem o formato retangular e apresenta o nome do fabricante. Fabricantes populares incluem AMI, AWARD e PhoenixBIOS.

O BIOS (Basic Input Output System) é um programa de baixo nível que permite que todos os dispositivos do sistema possam comunicar uns com os outros.

Trata-se de um chip ROM, significando que podemos ler as informações nele contidas, porém em circunstâncias normais, não poderá realizar operações de escrita.

Hoje, encontramos chips EEPROM (ElectricallyErasable Programmable ROM), onde podemos obter um software especial do fabricante do BIOS para escrever no chip.

O chip do BIOS também contém um código que controla o processo de boot do sistema. Trata-se do POST, onde o micro passa por um série de testes. Logo depois, caso tenha passado no teste, o BIOS localiza a partição master de boot e, em seguida, o sistema operativo é carregado.

O computador mantém um relatório do seu “inventário” que é conhecido como CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). No CMOS encontramos uma “listagem” dos componentes do sistema, como o tamanho do disco rígido instalado no computador, quantidade de RAM etc.

A listagem do “inventário” é armazenada na CMOS RAM, o que é um problema porque a RAM perde o seu conteúdo quando a máquina é desligada.

Para resolver este inconveniente, uma pequena bateria é inserida na placa-mãe que fornece energia suficiente para que o conteúdo do CMOS RAM não se perca.

A forma de uma placa-mãe descreve as dimensões ou tamanho daplaca-mãe e como será o layout dos componentes da placa.

O antigo padrão Full AT possuía 30.48cm x 27.94cm. Este padrão era bastante problemático em relação à instalação e manutenção dos componentes. As placas de expansão quando eram inseridas no sistema ficavam quase sempre por cima do processador. Esta situação ocasionava problemas de aquecimento, devido à insuficiência no processo de ventilação.

Este padrão de placa-mãe foi um dos mais populares já lançados. Medindo 21.59cm x 25.4cm, esta placa pode ser facilmente identificada porque geralmente possui um conector DIN para o teclado, no cantinho da mesma. A placa incorporou também o socket ZIF 7, para os clássicos processadores Pentium.

Em 1995, a Intel desejava uma placa de sistema que suportasse o processador Pentium II e o novo slotAGP, então, construíram o formato ATX. Medindo 19.05cm x 30.48cm, as placas-mãe ATX possuem todas as portas de I/O integradas diretamente na placa, incluindo portas USB. Uma das curiosidades integradas neste novo padrão é que o sistema podia ser desligado pelo sistema operativo.

Slots de expansão foram idealizados para expandirmos as características das nossas máquinas. O problema é que há vários tipos diferentes de slots de expansão no sistema, fazendo com que ao comprar uma nova placa tenhamos que nos certificar que comprámos o modelo correto.

A ISA (Industry Standard Architecture) foi a primeira arquitetura de barramento, desenvolvida originalmente sobre uma arquitetura de 8 bits e 16 bits. Possui a velocidade de 8 MHz, que é extremamente lento para os padrões de hoje.

Placas de expansão ISA de 16 bits (ex.: placas de som) devem ser conectadas em slots ISA de 16 bits, mas as placas de expansão ISA de 8 bits (ex.: placas fax/modem) podem ser conectadas, tanto em slots de 8 como de 16 bits.

A figura seguinte mostra placas de expansão ISA de 8 e 16 bits, bem como os seus slots.

A MCA (Micro Channel Architecture), foi desenvolvida pela IBM, e era uma arquitetura de 32 bits e corria a 10 MHz. O interessante é que a MCA não era compatível com o padrão ISA. Com a MCA, a IBM trouxe uma novidade chamada Bus Mastering, que permitia aos dispositivos, quando “conversavam”, enviar informações diretamente de uns para os outros, sem ter que passar pelo processador.

Tipos de slots

A EISA (Extended Industry Standard Architecture) foi desenvolvida sob a arquitetura de 16 e 32 bits. A grande vantagem da EISA é que manteve compatibilidade com as antigas placas ISA. A EISA também manteve o conceito de bus mastering introduzido pela MCA. Como ambas as placas encaixavam no mesmo slot, eles tiveram que manter os 8 MHz de velocidade.

Em 1992, a VESA (Video Electronics Standard Association) desenvolveu uma arquitetura de barramento que era superior ao ISA. VESA era uma arquitetura de 32 bits, suportando o bus mastering e corria na mesma velocidade do processador, que na época rondava os 25 a 33 MHz. Os seus slots eram mais utilizados para placas de vídeo e são facilmente identificados, já que possuem uma cor parecida com cor de canela, agindo como uma extensão do slot ISA.

O PCI (Peripheral Component Interconnect) foi um grande avanço relativamente às tecnologias anteriores. Suporta placas de 32 e 64 bits. Possui uma velocidade de 33 MHz e, mais uma vez, suporta o bus mastering.

As placas de expansão PCI possuem um recurso muito interessante, além da sua elevada velocidade de transferência de dados.

Trata-se da autoconfiguração obtida com o padrão PnP (Plug and Play). Essas placas são reconhecidas e configuradas automaticamente pelo BIOS (todas as placas de CPU equipadas com slots PCI possuem um BIOS PnP) e pelo sistema operativo sem necessitarem que o utilizador precise posicionar jumpers para realizar manualmente a sua configuração, como ocorria com as placas de expansão.

A AGP (Advanced Graphics Port) corre a 66 MHz, ou seja, o dobro do barramento PCI. Elas foram idealizadas para a conexão de placas de vídeo. O aumento do desempenho não vem somente da velocidade, mas também pelo facto do barramento AGP possuir um caminho direto para o processador, logo, a informação circula rapidamente do processador para a placa AGP.

Chipset é um conjunto de chips usado na placa-mãe. As grandes empresas fabricantes de chipset são: Intel, VIA, SiS, ATI e NVIDIA.

Os chipsets podem ser divididos em duas pontes: MCH e ICH.

MCH (Memory Controller Hub): Também conhecido como ponte norte, o MCH é conectado diretamente à CPU e as suas principais funções são: controlador do barramento AGP, PCI Express x16 e interface para transferência de dados com a ponte sul. O MCH também funciona como um controlador de memória, exceto para processadores socket 754, 939 e 940.

ICH (I/O Controller Hub): Também conhecido como ponte sul, o ICH é conectado à ponte norte e a sua função é basicamente controlar os dispositivos on-board e de entrada e saída, como discos rígidos, portas USB, barramento PCI, barramento PCI Express, RTC (relógio de tempo real) etc .

A grande curiosidade em relação ao ICH, é que o mesmo determina a quantidade (e velocidade) das portas USB e a quantidade e tipo das portas do disco rígido que a placa-mãe possui.

Já a curiosidade referente ao MCH é justamente em relação à memória. Como o controlador de memória está no MCH, é este chip que limita o tipo e quantidade máxima de memória que podemos instalar no micro.

Principais componentes da placa-mãe

Resolve agora a ficha de trabalho nº2 que se encontra na plataforma Moodle.

Bom trabalho!

Vídeo disponível em http://www.youtube.com/watch?v=rOw030EJJPc

Siqueira, Leandro. (Outubro de 2010). “Montagem e Manutenção de Micro”. Rio de Janeiro

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