Tarjetas controladoras

Introducción

El término tarjeta controladora se refiere, en general, a aquellas que son insertadas en los slots del ordenador para permitir la comunicación con algún dispositivo.

Existen multitud de tarjetas controladoras: tarjetas de red, controladoras IDE, de disco duro, tarjetas gráficas, y un largo etcétera.

Estas controladoras pueden soportar, por tanto, tanto, periféricos internos como externos.

Funciones de las tarjetas controladoras

1. Consigue la comunicación entre el software del sistema operativo y el hardware de los periféricos.
2. Convierte los formatos de datos para que los dispositivos operen bajo los mismos protocolos.
3. Hace que las velocidades entre los dispositivos sean compatibles.

Tipos de tarjetas controladoras

 

Controladoras de dispositivos

Se ocupan del control y paso de datos desde y hasta las unidades de disco. Existen diversos tipos:

• IDE. Conecta lectoras/grabadoras de CD, DVD o Blu-ray. Anteriormente también discos duros, aunque éstos ahora van por SATA o USB. En la actualidad estos controladores vienen integrados en placa base y están tendiendo a desaparecer, pero en tiempos pasados debían ser insertados en un slot de expansión. Normalmente los ordenadores traen dos conectores IDE integrados, permitiendo conectar cuatro dispositivos en total. Utilizan la normativa ATA, basada en el  modo de transmisión PIO, que es muy obsoleta y de bajo rendimiento, necesitando además la intervención del procesador, por lo que la transferencia de datos se hace lenta y pesada. Aunque esta norma se mejoró con el ATA-2, también llamado EIDE, la transferencia seguía siendo lenta, de 16 MB/s como máximo. En el año 1998 aparece el Ultra ATA que pasa el modo de acceso a memoria, aparece el DMA (Direct Memory Access), que ya no necesita del procesador para transferir datos. Ahora se consiguen velocidades de hasta 133 MB/s con el ATA 133. Todas estos modos de transmisión eran los llamados PATA (Paralell ATA), nombre que surgió para diferenciarlo del posterior SATA (Serial  ATA). El cable debe ser IDE de 40 hilos como mínimo, si bien para poder realizar DMA se necesita cable de 80 hilos.

Controladora IDE

 

• SCSI (Small Computer Systems Interface). Permite la conexión de varios tipos de dispositivos aparte de las unidades de almacenamiento, como pueden ser escáneres o fax. Básicamente usados por Apple, pero también por los PC's, mediante controladora o integradas. Permite conectar muchos dispositivos, hasta 16 en algunos casos, pudiendo añadirse más controladoras si se queda corto este número. Suelen usarse de modo profesional, lo que requiere una buena calidad, alcanzando velocidades de transferencia de hasta 320 MB/s de forma estable. Estos controladores llevan un procesador propio, con lo que liberan al procesador principal del trabajo. Han existido diversos tipos:
• SCSI 1. Las comunicaciones se producen entre un iniciador (Initiator), que normalmente es un ordenador, y un objetivo (Target), que normalmente es un periférico. Transmite en modo síncrono o asíncrono. Nace en 1986.
• SCSI 2. Se mejora la tasa de datos, con una velocidad de transferencia de hasta 20 MB/s, con bus de datos de 16 bits. Mejora la compatibilidad con todos los sistemas. Nace en 1994.
• SCSI 3. Actualmente en desarrollo, alcanzando una velocidad de transferencia de hasta 320 MB/s.

Como el bus SCSI puede conectar más de dos dispositivos podría ser que se produjese un rebote en los datos. Esto se impide con la instalación de unos terminadores en los que se guardan los datos hasta que el dispositivo en cuestión pueda recibir la información. Se instalan en la controladora mediante jumpers o bien en el mismo bus.

Controladora SCSI

 

• SATA. Actualmente está desplazando a la interfaz PATA (IDE), aunque los ordenadores de hoy en día incorporan ambos tipos. Aparece en 2000, creada por diversos fabricantes, entre ellos Intel, IBM o Seagate, siendo la versión SATA 1.0, con una velocidad de transferencia de 1,5 Gb/s, y con un cable mucho más fino que los anteriores IDE de 40 u 80 hilos, de tan solo 7 hilos. Más tarde, sobre 2004, surgiría el SATA 2.0, que transmitía al doble de velocidad que su predecesor. Se añadió control de temperatura y ventiladores. Actualmente se está estudiando el SATA 3.0, que llegará a alcanzar velocidades de 6 Gb/s.

Controladora SATA

 

• SAS. Transferencia en serie para un gran número de dispositivos, por lo que es el sustituto natural de SCSI. Permite conexión/desconexión en caliente. Existen varias versiones, la primera la SAS 300, con velocidad de transferencia de 3 Gb/s, la segunda llamada SAS 600, con velocidad de transferencia de 6 Gb/s, y la tercera con una velocidad el doble de su predecesora. Pueden conectar discos SATA, pero no al revés. Estas controladoras pueden llegar a conectar hasta 16384 dispositivos, formando un árbol.
• RAID. La información se divide en bloques, estando separados en discos diferentes, y con datos redundantes, lo que supone una mayor seguridad para la información, evitando pérdida de datos. También el tiempo de acceso es mucho menor, ya que se transmite desde varios discos en paralelo. Este tipo de arquitectura puede ser implementada tanto de forma software como hardware, aunque esta última es la más usada ya que presenta la ventaja de que es independiente de la plataforma en que se instale. Existen siete niveles de configuración de RAID (dedicaremos un post a ellos).

Controladora RAID

 

 

 Tarjetas sintonizadoras

Sintonizan tanto canales de televisión como de radio, redireccionando la señal desde la antena hasta la tarjeta gráfica, permitiendo así poder ver la televisión en nuestro ordenador. El tipo de señal captada puede ser tanto analógica como digital.

Pueden ser tanto internas como externas. Las primeras suelen ir en slot PCI, mientras que las segundas conectadas en USB.

 

Tarjeta sintonizadora USB

 

 

Tarjetas para USB

Los puertos USB permiten la conexión en caliente de prácticamente todo tipo de dispositivos, desde ratones, impresoras, teclados, hasta escáneres, pasando por discos duros externos. 

Anteriormente eran usados para dispositivos lentos como ratón o teclado, pero hoy día se usan para prácticamente todo tipo de ellos.

Presentan grandes ventajas como la facilidad de uso, la robustez, el bajo coste o la flexibilidad.

Controladora USB

Han salido al mercado diferentes versiones:

• USB 1.0. Tenía una velocidad de 12 Mbps, y salió al mercado en 1996 de la mano de DEC, IBM, Intel, Microsoft, y otras importantes compañías.
• USB 1.1. Pequeñas diferencias con la anterior versión, sobre todo para solucionar problemas en la especificación, facilitando el trabajo a los desarrolladores. Algunos de los primeros creadores abandonaron el proyecto. Salió a la luz en 1998.
• USB 2.0. Los integrantes de este proyecto eran Compaq, Intel, Microsoft, NEC, HP, Philips y Lucent. La velocidad aumenta a 480 Mbps, muy superior a la anterior, aunque es compatible con la anterior versión. Salió al mercado en 2000.
• USB 2.0 OTG (USB On The Go). Permite a un puerto USB actuar como servidor o como dispositivo, permitiendo la comunicación de unidades USB sin la intervención del ordenador. El modo de uso debe seleccionarse cambiando los roles del puerto USB. 

 

Tarjetas puertos IEEE-1394

Leído "i e cubo 1394", es un puerto de comunicación serie, que transmite a 400 Mbps. También es llamado puerto FireWire, nombre dado en un principio por Apple.

Son usados principalmente para máquinas fotográficas digitales o videocámaras, aunque tienen más usos.

Su tecnología es muy parecida a la USB, y existen diversas variaciones:

• IEEE 1394a. Datos con una longitud máxima de cable de 4,5 m mediante fibra óptica. Velocidad de transferencia de 400 Mbps.
• IEEE 1394b. Longitud máxima del cable de 100 m, pero deben existir un concentrador para alcanzar esta distancia. Velocidad de transferencia de hasta 800 Mbps.
• IEEE 1394. Longitud máxima de 100 m de cable, alcanza velocidades de hasta 3,2 Gbps.

Estos puertos FireWire pueden venir integrados en placa base, o bien conectados externamente mediante slot PCI o PCI-Express.

Controladora IEEE-1394

 

 

Otras tarjetas

Existen otro tipo de tarjetas controladoras como son las tarjetas de escáner, capturadoras de vídeo, tarjetas de módem, de fax...

Desarrollarlas aquí haría el post interminable y pesado de leer.

Controladora de escáner