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Tecnología del PC

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2.6  La Placa Base:  Factor de forma

§1  Sinopsis

Existen muchos tipos de placa-base; incluso se ha llegado a construir todo un PC con algunos de sus controladores de periféricos básicos (puertos serie y paralelo, teclado, video, etc), en un solo chip.  En los equipos de escritorio ("Desktops") las dimensiones y disposición de las placas-base están hasta cierto punto normalizados, lo que facilita, tanto su inclusión en las cajas que ha de contenerlos, como las medidas de los periféricos que se insertan en ellas.

Como todo lo relativo al PC, a partir de la introducción del modelo AT por IBM en 1984, la evolución del diseño de las placas-base ha estado dictada por las reglas del mercado, y en este sentido, hay que señalar que hasta la fecha, su fabricación ha estado dominada por Intel [1], de modo que las especificaciones de este fabricante tienen gran influencia en las pautas del mercado.

§2  Factor de forma

En la actualidad existen ciertas disposiciones que pueden considerarse como estándar.  En la literatura especializada estas disposiciones y medidas se conocen como factor de forma ("Form factor").

El factor de forma no es tanto una especificación de medidas exactas, sino de disposición y orientación relativa de los conectores; de posición de los puntos de anclaje, y de tamaño de cada tipo de placa dentro de un cierto rango.  Por ejemplo, un determinado factor de forma puede especificar una anchura determinada pero altura variable dentro de ciertos límites.

A la fecha (2002), las disposiciones más usuales son las siguientes:

§2.1  XT

Se basa en la placa del IBM PC original.  La placa de este equipo, inspiradora de todas las demás, disponía de 5 conectores ISA de 8 bits, un conector para el teclado, otro para casete, y zócalos para el coprocesador aritmético y para las ampliaciones de memoria (DRAM con control de paridad).  Estos chips de memoria eran de 16 pines (8 a cada lado), y el primer banco estaba soldado directamente a la placa, con el consiguiente problema para el mantenimiento.

Posteriormente, con la introducción del modelo XT en 1983, se suprimió el conector para casete y se aumentó a 8 el número de conectores ISA de 8 bits (el tamaño de la placa se mantuvo igual pero se dispusieron más juntos).  También se dispuso que toda la memoria fuera sobre zócalo.  Este modelo, con un tamaño aproximado de 8.5 x 13 pulgadas, fue utilizado por la incipiente industria de "Clónicos".

§2.2  AT

En 1984 IBM introdujo el PC AT, para el que dispuso una placa-base mayor que la del XT 12 x 13.8 pulgadas; debía contener más electrónica, además los nuevos conectores ISA de 16 bits eran considerablemente más largos que los de 8 bits del XT. 

§2.3  Baby AT

Los avances en miniaturización permitieron que los fabricantes de clónicos pudieran meter las funcionalidades del AT en una placa del tamaño de la antigua XT.  Para distinguirla la denominaron Baby AT.  Fue muy popular, e incluso después de algún tiempo fue adoptada por IBM, que redujo así el tamaño de las placas de sus equipos AT.  Se trata por tanto de placas con características AT y tamaño XT.

§2.4  LPX y Mini LPX

LP significa perfil bajo ("Low Profile").  Son placas destinadas a torres de perfil bajo ("Slimline").  Su característica principal es que disponen de un único conector situado aproximadamente en el centro, en el que se inserta una placa auxiliar, en la que se conectan a su vez las tarjetas adicionales.  El resultado es que estas (las tarjetas adicionales) quedan en posición paralela a la placa-base (lo normal es que sean perpendiculares).

El tamaño típico de estas placas es de 9 x 13 pulgadas, y montan conectores para puertos serie y paralelo, además del teclado, ratón y salida de video en su parte posterior. Su diseño no es totalmente estándar, por lo que no son recomendables.  Sin embargo, como veremos a continuación, no todas las placas con tarjeta auxiliar vertical son LPX.

§2.5  ATX

La publicación por Intel de este estándar en 1995, cambió la tendencia dominante, que venía siendo la utilización del placas Baby AT. Actualmente las placas ATX, de 12 x 9.6 pulgadas, son el formato más utilizado. Las principales mejoras que incorporan respecto al diseño Baby AT son:

Adopción de un solo conector para la fuente de alimentación. Anteriormente, para la conexión de la fuente de alimentación a la placa-base, se habían utilizado dos conectores iguales de 6 contactos, con el consiguiente peligro de introducir uno por el otro en los alojamientos previstos al efecto en la placa-base. El nuevo diseño utilizaba un solo conector de 20 pines ( 2w2).

Existencia de una zona posterior de la placa con conectores para dispositivos de E/S en doble altura y colocados de una forma más racional.

En la figura adjunta se muestra una de estas placas (Intel), en la que se observan claramente las características señaladas. A continuación se muestra la descripción de los conectores.


A

Conector mini DIN para mouse

B

Conector para teclado

C

Puerto USB

D

Puerto USB

E

Conector video VGA

F

Conector DB25 puerto paralelo

G

Conector DB9 para puerto serie

H

Conector RJ45 para LAN

I

Conector puerto USB

J

Conector puerto USB

K

Tarjeta de sonido. Entrada micrófono

L

Tarjeta de sonido.  Salida

M

Tarjeta de sonido.  Entrada

§2.6  Mini ATX

Se trata de una versión reducida de la anterior, de 11.2 x 8.2 pulgadas, pero manteniendo la misma disposición de sus elementos.

§2.7  Micro ATX

Este factor de forma, publicado por Intel en 1997 supone una nueva reducción para el tamaño de las placas-base, que pasa a ser de 9.6 x 9.6 pulgadas.  Tanto este diseño como el anterior (Mini ATX), son compatibles hacia atrás con ATX, de forma que una de estas placas puede utilizarse para sustituir una ATX antigua sin que existan problemas de alojamiento o fijación.

§2.8  Flex ATX

Se trata de un nuevo estándar publicado por Intel en 1999, destinado a sistemas de gama baja para usuarios poco exigentes.  Su tamaño es de 9 x 7.5 pulgadas, y también es compatible hacia atrás con el diseño ATX (sus agujeros para tornillos de anclaje al chasis son un subconjunto de aquel).

§2.9  NLX

Este factor de forma, introducido por Intel en 1996, ofrece las ventajas de las antiguas LPX para ensamblar equipos de perfil bajo, al tiempo que elimina alguno de sus inconvenientes.  Para ello dispone de una solución análoga; una placa auxiliar vertical en la que se conectan los periféricos, cuyas placas quedan por tanto, paralelas a la placa-base.

La solución aporta sin embargo algunas novedades:   La primera es que la placa auxiliar no se aloja en un conector situado en el centro de la placa-base (como en LPX), sino en su lateral, que dispone de lengüetas doradas de conexión en uno de sus bordes (el conector hembra está situado en la placa auxiliar).

Otra novedad es que los cables y conectores, que normalmente están situados en la placa-base, se conectan ahora en la placa auxiliar, con lo que cambiar la placa-base es una tarea muy simple, basta deslizarla hacia fuera y sacarla de su alojamiento sin desconectar ni un solo cable (la placa auxiliar queda fija al chasis).  Como puede suponerse, este factor de forma se ha concebido para permitir sistemas de perfil bajo y facilitar la actualización de las propias placas-base.

El tamaño de estas placas pueden oscilar entre 4 y 5.1 pulgadas de ancho, y 10; 11.2 y 13.6 pulgadas de largo.

§2.10  WTX

Este factor de forma, introducido en 1998 y dirigido al segmento de las estaciones de trabajo de media gama, no solo establece características de la placa-base, también establece especificaciones para la interfaz entre la placa y el chasis y las características exigibles a este último.  Contiene también sugerencias de diseño para disipación del calor y confinamiento de las interferencias electromagnéticas.

La especificación introduce tres elementos distintivos:  La placa-base,  el dispositivo adaptador de la placa-base (Board Adapter Plate), y el denominado Flex Slot.

Las placas-base WTX pueden tener una dimensión máxima de 14 x 16.75 pulgadas.

El dispositivo adaptador permite que cualquier placa-base WTX pueda ser fácilmente colocada en un chasis WTX sin los problemas y restricciones que imponen actualmente los agujeros de los tornillos de anclaje.  La teoría es que los fabricantes de placas WTX deben proporcionar junto con estas un "Adapter plate" en el que se fija la placa.  A su vez el adaptador se fija al chasis.

El Flex Slot es un diseño para tarjetas de periféricos E/S que permite la incorporación de mejoras en el diseño de placas sin perder compatibilidad con los chasis WTX que deben albergarlas.

El diseño de este factor de forma pretende proveer facilidades para los diseños actuales y los que se deriven de los futuros avances tecnológicos.  Principalmente se pretende dar soporte a los siguientes aspectos:

  • Tecnologías presentes y futuras de los procesadores Intel de 32 y 64 bits.
  • Sistemas de dos procesadores en todas sus configuraciones
  • Tecnologías de memoria presentes y futuras.
  • Tecnologías de gráficos presentes y futuras.
  • Tarjetas de E/S tipo "Flex Slot".
  • Capacidad de montaje en bastidor
  • Facilidad de acceso a los elementos internos.

La figura derecha muestra el aspecto de una de estas torres en la que se aprecia la facilidad de acceso mediante puertas abatibles y cajones extraíbles para componentes internos; a la izquierda el modelo SC5100 de Intel, que dispone de 4 ventiladores y una capacidad de hasta diez discos duros y alimentación redundante.

§3  Sitios relacionados

Los fabricantes más importantes se han agrupado en una organización encargada de regular y racionalizar los factores de forma que se definen como "Estándar".  Esta normalización no solo se extiende a la forma y disposición de las placas-base, sino a otros aspectos topológicos de la industria del PC, por ejemplo, fuentes de alimentación y cajas.  Por supuesto, como señalábamos al principio, otra fuente de información autorizada es el propio "Site" de Intel.

  Organización de factores de forma:     www.formfactors.org

  Página principal de Intel Desktop Boards:    www.intel.com/design/motherbd/

  Inicio.


[1]  Aunque este aspecto es quizás menos conocido por el gran público, que asocia a este gigante de la industria con los microprocesadores (el consabido "Intel inside"),  durante 1977, Intel fabrico más placas-base que el total de las ocho competidoras que le seguían en el "Ranking" de ventas en el mundo.  Incluso muchas placas-base montadas por marcas de reconocido prestigio, son en realidad de Intel (que no suele incluir ningún identificador en este tipo de productos).