INTRODUÇÃO AOS COMPONENTES DO COMPUTADOR -PLACA MÃE

Placa Mãe.

Se você já viu um computador por dentro, já reparou na peça que conecta todos os demais componentes: a placa-mãe. Uma placa-mãe permite que todas as partes de seu computador recebam energia e comuniquem-se entre si. As placas-mãe evoluíram bastante nos últimos vinte anos. As primeiras placas tinham poucos componentes funcionais. A placa-mãe do primeiro IBM PC tinha somente um processador e slots. Os usuários conectavam componentes como controladoras de discos rígidos e memória nos slots. Hoje, as placas-mãe ostentam uma variedade de itens embutidos nela que afetam diretamente a capacidade e potencial de atualizações do computador. Neste artigo, veremos os componentes gerais de uma placa-mãe.

Uma placa-mãe moderna

O computador precisa ter uma placa-mãe para funcionar. Sua principal função é abrigar o chip do microprocessador do computador e permitir que tudo se conecte a ele. Tudo o que faz o computador melhorar sua performance faz parte da placa-mãe ou se conecta nela via um slot ou uma porta.

O formato e o desenho de uma placa-mãe é chamado de tamanho físico. O tamanho físico influi onde os componentes devem se encaixar e na forma do gabinete. Existem milhares de tamanhos físicos específicos que as placas-mãe usam para que possam se encaixar dentro de gabinetes padrão. Para uma comparação de tamanhos físicos, passado e presente, veja esse site (em inglês) Motherboards.org.

O tamanho físico é somente um de muitos padrões que se aplicam às placas-mãe. Alguns outros são:

• o soquete para o microprocessador determina que tipo de Unidade Central de Processamento (CPU) a placa-mãe usa;
• o chipset faz parte do sistema lógico da placa-mãe e é geralmente feito de duas partes: a ponte norte e a ponte sul. Essas duas "pontes" conectam a CPU a outras partes do computador;

  O chipset é um dos principais componentes lógicos de uma placa-mãe, dividindo-se entre "ponte norte" (northbridge, controlador de memória, alta velocidade) e "ponte sul" (southbridge, controlador de periféricos, baixa velocidade). A ponte norte faz a comunicação do processador com as memórias, e em alguns casos com os barramentos de alta velocidade AGP e PCI Express. Já a ponte sul, abriga os controladores de HDs (ATA/IDE e SATA), portas USB, paralela, PS/2, serial, os barramentos PCI e ISA, que já não é usado mais em placas-mãe modernas.

Muitas vezes, como em algumas implementações de controladores para processadores AMD K8 (Athlon 64 e Athlon X2, nos quais o controlador de memória está embutido no processador), as duas pontes (bridges) são substituídas por um único chip, o que reduz custos para os fabricantes.

O chipset é quem define, entre outras coisas, a quantidade máxima de memória RAM que uma placa-mãe pode ter, o tipo de memória que pode ser usada (SDRAM, DDR-SDRAM, Rambus, etc.), a freqüência máxima das memórias e do processador e o padrão de discos rígidos aceitos (UDMA/33, UDMA/66, etc.).

Normalmente os leigos não sabem, mas todas as placas-mãe têm marca. As marcas de placas-mãe mais conhecidas são Asus, ASRock, Abit, Soyo, Epox, Zida/Tomato, Pcchips, QDI, ECS, FIC, Tyan, Biostar, Soltek, Phitronics, Gigabyte, Intel, foxconn, entre outras. É muito comum confundir a marca da placa-mãe com a marca do chipset. Por exemplo, pelo fato de uma placa-mãe usar chipset SiS, isto não significa que a placa foi produzida por essa empresa, pois a SiS fabrica apenas os circuitos usados por motherboards, mas não fabrica placas, algumas pessoas também confundem a marca do processador com a da placa mãe. Por exemplo, uma placa mãe que use um processador Intel pode não ter sido fabricada pela Intel apesar da empresa também fabricar placas-mãe, muitas outras empresas também fazem placas que utilizam os processadores Intel como uma das placas mais conhecidas e utilizadas que é a ASUS a marca da placa mãe é ASUS porém existem processadores de outras marcas que servem nessa placa como o proprio Intel ou AMD.

Muitas vezes, ocorre de nos depararmos com placas aparentemente "sem marca" sendo vendidas no mercado. Na realidade estas placas têm marca, mas possivelmente o vendedor a desconhece e algumas vezes são falsificações. Para descobrir a marca de uma placa-mãe, você pode usar programas como o CTBios e o Hwinfo. Podemos classificar placas-mãe de acordo com o seu soquete veja abaixo a tabelas de soquete de processadores.

Soquete	Número de Pinos	Exemplos de Processadores Compatíveis	Pinagem
Soquete 0	168	486 DX	Pinagem
Soquete 1	169	486 DX 486 DX2 486 SX 486 SX2	Pinagem
Soquete 2	238	486 DX 486 DX2 486 SX 486 SX2 Pentium Overdrive	Pinagem
Soquete 3	237	486 DX 486 DX2 486 DX4 486 SX 486 SX2 Pentium Overdrive 5x86	Pinagem
Soquete 4	273	Pentium-60 e Pentium-66	Pinagem
Soquete 5	320	Pentium-75 até Pentium-133	Pinagem
Soquete 6	235	486 DX 486 DX2 486 DX4 486 SX 486 SX2 Pentium Overdrive 5x86	(Nunca usado)
Soquete 7	321	Pentium-75 até Pentium-200 Pentium MMX K5 K6 6x86 6x86MX MII	Pinagem
Soquete Super 7	321	K6-2 K6-III	Pinagem
Soquete 8	387	Pentium Pro	Pinagem
Soquete 370	370	Celeron Pentium III FC-PGA Cyrix III C3	Pinagem
Soquete 423	423	Pentium 4	Pinagem
Soquete 463	463	Nx586	Pinagem
Soquete 478	478	Pentium 4 Celeron Celeron D Celeron M Core Duo Core Solo Pentium 4 Extreme Edition Pentium M Mobile Pentium III Mobile Celeron Mobile Pentium 4	Pinagem
Soquete 479 (Soquete M)	479	Core Duo Core Solo Pentium M Mobile Pentium III Mobile Celeron Mobile Pentium 4 Celeron M	Pinagem
Soquete 775 (LGA775) (Soquete T)	775	Pentium 4 Pentium 4 Extreme Edition Pentium D Pentium Extreme Edition Celeron D Core 2 Duo Core 2 Extreme	Pinagem
Soquete 603	603	Xeon Mobile Pentium 4	Pinagem
Soquete 604	604	Xeon	Pinagem
Soquete 771	771	Xeon	Pinagem
Soquete 418	418	Itanium	Pinagem
Soquete 611	611	Itanium 2	Pinagem
Soquete 462 (Soquete A)	453	Athlon Duron Athlon XP Sempron	Pinagem
Soquete 754	754	Athlon 64 Sempron Turion 64	Pinagem
Soquete 939	939	Athlon 64 Athlon 64 FX Athlon 64 X2 Opteron	Pinagem
Soquete 940	940	Athlon 64 FX Opteron	Pinagem
Soquete AM2	940	Athlon 64 Athlon 64 FX Sempron Athlon 64 X2	Pinagem
Soquete S1	638	Turion 64 X2	Pinagem
Soquete F	1.207	Opteron Athlon 64 FX (modelos 7x)	Pinagem
Slot 1	242	Pentium II Pentium III (Cartucho) Celeron SEPP (Cartucho)	Pinagem
Slot 2	330	Pentium II Xeon Pentium III Xeon	Pinagem
Slot A	242	Athlon (Cartucho)	Pinagem

Os principais chipsets e seus fabricantes

• ATI (adquirida pela AMD em 2006)produziu chipsets para a Intel e processadores AMD assim como processadores gráficos.
  • Chipsets para processadores AMD:
    • AMD 790FX, 790X, 790GX, 780V, 780, 770
    • AMD 690, AMD M690 (móveis)
    • AMD 580X CrossFire
    • AMD 570X CrossFire
    • AMD 480X CrossFire
    • ATI Radeon Xpress 1100 (com gráficos integrados para AMD Notebooks)
    • ATI Radeon Xpress 1150 (com gráficos integrados)
    • ATI Radeon Xpress 200, 200M (móveis) (com gráficos integrados)
    • ATI SB600 (Northbridge)
  • Chipsets para processadores Intel:
    • ATI CrossFire Xpress 3200 (para Intel Core 2 Duo)
    • ATI Radeon Xpress 1250 (com gráficos integrados para Notebooks)
    • ATI Radeon Xpress 1100 (com gráficos integrados para Notebooks)
    • ATI Radeon Xpress 200, 200M (gráficos integrados para Notebooks)
    • ATI SB600 Series (ponte sul)
  • Processadores gráficos:
    • ATI Radeon HD 3800, HD 3600, HD 3400, HD 2900, HD 2700, HD 2600 XT, HD 2600, HD 2400, HD 2300
    • ATI Radeon X2300, X1950, X1900, X1800, X1650, X1600, X1550, X1300, X1050
    • ATI Mobility Radeon HD 3600, HD 3400, HD 2700, HD 2600 XT, HD 2600, HD 2400 XT
    • ATI Mobility Radeon X2500, X1900, X1800, X1700, X1600, X1450, X1400, X1350, X1300
    • ATI Mobility Radeon 9800, 9700, 9600, 9550, 9200, 9000, 7500
    • ATI Mobility Radeon
    • ATI Mobility FireGL V7800, V5200, V5000, V3100
    • ATI Mobility FireGL T2
    • ATI Mobility FireGL 9000
• Intel produz chipsets para sua propria linha de processadores:
  • i845E/GV: Bus 533 MHz, AGP4x, 2GB DDR PC2700 max
  • i850e, i855G (855GME para o Pentium M)
  • i865G/P: (4 GiB dual-channel DDR, 533 MHz FSB, AGP8x, serial ATA)
  • i875p = i865 otimizado
  • E7205 (para servidores Pentium 4), E7500/E7501/E7505 (para servidores Xeon)), E7520/E7525/E7530 (para servidores dual Xeon)
  • 910GML/GMZ, 915GM/PM, 945PM/GM
    • 945PM/GM + Intel PRO/Wireless 3945ABG + Intel Core Solo = Centrino (terceira geração)
    • 945PM/GM + Intel PRO/Wireless 3945ABG + Intel Core Duo = Centrino Duo
  • 910GL, 915P/PL/G/GL/GV, 925X/XE, 945P/PL/G/GZ, 955X (para Pentium D/XE)
  • 963Q, 965P/G/Q, 975X (para Intel Core 2 Duo)
  • P35 Express (para Intel Core 2 Duo/Quad/Extreme)
  • Intel G31 Express (suporte DDR2, oficialmente suporta até 1066 MHz System Bus)
  • Intel G33 Express (suporte DDR2 e DDR3)
  • Intel G35 Express (suporta somente DDR2)
• NVIDIA produz chipsets para processadores AMD e Intel, assim como processadores gráficos:
  • Chipsets:
    • nForce 1
    • nForce2: Ultra 400Gb, Ultra 400R, Ultra 400.
    • nForce3: Go, Professional.
    • nForce4: SLI Intel, Series AMD, SLI/XE Ultra Intel, Intel x16.
    • nForce 500: 520, SLI/570/550 AMD, 590SLI AMD, 570 SLI Intel , 590 SLI Intel.
    • nForce 600: 650i, SLI/650i Ultra, 680a SLI, 680 SLI/680i LT SLI.
    • nForce 700: 780i SLI, 790i SLI.
• Silicon Integrated Systems produz chipsets para processadores Intel e AMD (e antigamente para processadores Cyrix):
  • SiS 645, 648
  • SiS 650, 651, 655, 661, 671, M672
  • SiS 735, 740, 760
• VIA Technologies produz chipsets para processadores Intel e AMD:
  • VIA KT133, KT133A
  • VIA KT266A: FSB 200/266 MHz, AGP4x
  • VIA KT333
  • VIA Apollo KT400A
  • VIA P4X400
  • VIA K8T400M

 Fabricantes

• Intel
• ATI Technologies
• NVIDIA
• VIA Technologies
• Silicon Integrated Systems

• O Chip da memória BIOS (Basic Input/Output System) controla a maioria das funções básicas do computador e realiza um auto-teste toda vez que você o liga. Alguns sistemas tem BIOS duplas, que fornecem um backup no caso de um deles falhar ou no caso de erro durante a atualização;
• Onde se localiza
  

  O BIOS é armazenado num chip ROM (Read-Only Memory) que pode ser do tipo Mask-ROM e PROM nas placas-mãe produzidas até o início da década de 1990, e Flash ROM (memória flash) nas placas mais recentes. Na memória ROM da placa-mãe existem mais dois programas chamados Setup (usado para configurar alguns parâmetros do BIOS), e POST (Power On Self Test) (uma seqüência de testes ao hardware do computador para verificar se o sistema se encontra em estado operacional).
• 
  
  

   Funcionamento

  Entre outras funções o papel mais importante do BIOS é o carregamento do sistema operacional. Quando o computador é ligado e o microprocessador tenta executar sua primeira instrução, ele tem que obtê-la de algum lugar. Não é possível obter essa instrução do sistema operacional, pois esse se localiza no disco rígido, e o microprocessador não pode se comunicar com ele sem que algumas instruções o digam como fazê-lo. É o BIOS o responsável por fornecer essas instruções.
  

   Sequência de funcionamento

  Quando o computador é ligado, o BIOS opera na seguinte sequência:
  

  1. Verifica as informações armazenadas em uma minúscula memória RAM, que se localiza em um chip fabricado com tecnologia CMOS. A memória CMOS armazena informações relativas a configuração de hardware, que podem ser alteradas de acordo as mudanças do sistema. Essas informações são usadas pelo BIOS modificar ou complementar sua programação padrão, conforme necessário.

  1. POST (Power-On Self-Test ou Autoteste de Partida), que são os diagnósticos e testes realizados nos componentes físicos (Disco rígido, processador, etc). Os problemas são comunicados ao usuário por uma combinação de sons (bipes) numa determinada seqüência e se possível, exibidos na tela. O manual do fabricante permite a identificação do problema descrevendo a mensagem que cada seqüência de sons representa.
  2. Ativação de outros BIOS possivelmente presentes em dispositivos instalados no computador (ex. discos SCSI e placas de vídeo).
  3. Descompactação para a memória principal. Os dados, armazenados numa forma compactada, são transferidos para a memória, e só aí descompactados. Isso é feito para evitar a perda de tempo na transferência dos dados.
  4. Leitura dos dispositivos de armazenamento, cujos detalhes e ordem de inicialização são armazenados na CMOS. Se há um sistema operacional instalado no dispositivo, em seu primeiro sector (o Master Boot Record) estão as informações necessárias para o BIOS encontrá-la (este sector não deve exceder 512 bytes).

  Existem pequenos trechos de softwares chamados de Manipuladores de Interrupção que atuam como tradutores entre os componentes de hardware e o sistema operacional. Um exemplo dessa tradução é quando é pressionada uma tecla no teclado, o evento associado ao sinal é enviado para o manipulador de interrupção do teclado que é enviado a CPU que trata e envia esse evento para o sistema operacional. Os drivers de dispositivos são outros trechos de software que identificam e atuam como interface entre os componentes básicos de hardware como o teclado, mouse, disco rígido.
  

   Inicialização do Computador

  Ao ligar o computador, o primeiro software que você vê a ser lido é o do BIOS. Durante a seqüência de inicialização (boot), o BIOS faz uma grande quantidade de operações para deixar o computador pronto a ser usado. Depois de verificar a configuração na CMOS e carregar os manipuladores de interrupção, o BIOS determina se a placa gráfica está operacional. Em seguida, o BIOS verifica se trata de uma primeira inicialização(cold boot) ou de uma reinicialização (reboot). Esta verifica as portas PS/2 ou portas USB à procura de um teclado ou um rato (mouse). Procura igualmente por um barramento PCI (Peripheral Component Interconnect) e, caso encontre algum, verifica todas as placas PCI instaladas. Se o BIOS encontrar algum erro durante o início (POST), haverá uma notificação ao utilizador em forma de bipes e mensagens.
  Após tudo isto são apresentados detalhes sobre o sistema:
  

  • Processador
  • Unidades (drives) de disco flexível e disco rígido
  • Memória
  • Versão e data do BIOS

   Recursos

  Na época do MS-DOS o BIOS atendia praticamente a todas as chamadas de entrada e saída E/S ou I/O (Input/Output) da máquina, atualmente a conexão é feita através da instalação de drivers e é por meio desses drivers que os sistemas operacionais tem contato direto com os hardwares.
  Na maioria dos BIOS é possível especificar em qual ordem os dispositivos de armazenamento devem ser carregados. Desta forma é possível, por exemplo, carregar uma distribuição do sistema operacional Linux que funciona diretamente do CD antes do sistema operacional instalado no HD (especificando que o CD deve ser verificado antes do HD).
  Alguns BIOS também permitem a escolha entre diversos sistemas operacionais instalados, mas isto geralmente é feito com um software de terceiros (boot loader).
  

   Atualização ou Upgrade

  Na maioria das placas-mãe modernas o BIOS pode ser atualizado, e os fabricantes disponibilizam arquivos para essa finalidade. A atualização pode resolver problemas de funcionamento de periféricos, ou mesmo erros da versão anterior do BIOS. A atualização altera três programas que estão dentro da memória ROM (BIOS, POST, Setup) e é uma operação de risco e requer muito cuidado para não haver danos na placa-mãe.
  Há vários problemas que podem acontecer nas atualizações, alguns deles são: arquivos corrompidos, falta de informações para a solicitação do software correto, ou ainda a falta de energia elétrica. Se ocorrer algum problema o sistema poderá não iniciar, deixando a placa-mãe muitas vezes inoperante.
  A atualização ou o upgrade do chip somente deve ser feito quando for realmente necessário.
  Os principais fabricantes deste firmware são: American Megatrends (AMI), Award, General Software, Insyde Software, e Phoenix Technologies.
• o chip do relógio de tempo real é um chip que funciona operado por bateria (em inglês) e mantém as configurações e o tempo (data/hora) do sistema.

Os slots e portas encontrados na placa-mãe incluem:

• PCI (Peripheral Component Interconnect)- conexão para placas de vídeo, som e captura de vídeo, assim como placas de rede;
• AGP (Accelerated Graphics Port) - porta dedicada para placas de vídeo;
• IDE (Integrated Drive Electronics) - interface para os discos rígidos;
• USB (Universal Serial Bus) ou Firewire - periféricos externos;
• slots de Memória.

Algumas placas-mãe também têm novos avanços tecnológicos:

• RAID (Redundant Array of Independent Discs) permitem que o computador reconheça diversos discos rígidos como sendo um único;
  

  PCI Express é um novo protocolo que atua mais como uma rede do que um barramento. Ele pode eliminar a necessidade de outras portas, incluindo a porta AGP;
• ao invés de placas plug-ins, algumas placas-mãe já vem com som, vídeo e rede embutidos ou outros periféricos.
•