8. Tarjetas De ExpansióN

TEMA 3
8. TARJETAS DE EXPANSIÓN

TARJETAS DE EXPANSIÓN

Las tarjetas de expansión son dispositivos con diversos circuitos integrados y
controladores que, insertadas en sus correspondientes ranuras de expansión, sirven
para ampliar la capacidad de un ordenador.
Las tarjetas de expansión más comunes sirven para añadir memoria, controladoras de
unidad de disco, controladoras de vídeo, puertos serie o paralelo y dispositivos de
módem internos.
Por lo general, se suelen utilizar indistintamente los términos placa y tarjeta para
referirse a todas las tarjetas de expansión.
En la actualidad las tarjetas suelen ser de tipo PCI, PCI Express o AGP. Como ejemplo
de tarjetas que ya no se utilizan tenemos la de tipo Bus ISA.
En la mayoría de los casos es necesario instalar el programa que hace que las diferentes
tarjetas funcionen de manera correcta, a este programa se le denomina driver.
Gracias al avance en la tecnología USB y a la integración de audio/video en la placa
base, hoy en día se emplean cada vez menos.

TARJETA SINTONIZADORA CAMPTURADORA DE TELEVISÓN

Una tarjeta sintonizadora (o capturadora) de televisión es un periférico que permite
ver los distintos tipos de televisión en la pantalla de ordenador. La visualización se
puede efectuar a pantalla completa o en modo ventana. La señal de televisión entra en la
toma de antena de la sintonizadora y puede proceder de una antena (externa o portátil) o
bien de la emisión de televisión por cable.
Este periférico puede ser una tarjeta de expansión, generalmente de tipo PCI, o bien un
dispositivo externo que se conecta al puerto USB. En los modelos externos es el
procesador del ordenador quien
realmente hace todo el trabajo.
En cambio algunos modelos
internos realizan la codificación
de la grabación por hardware; es
decir que es la propia tarjeta
quien la hace, liberando de esa
tarea al procesador del
ordenador. En consecuencia, en
un mismo ordenador se podrá
efectuar una grabación de calidad
a mayor resolución con una
sintonizadora interna que con una
externa.
Las sintonizadoras se distribuyen
junto a sus drivers y un software
que permite la sintonización,
memorizado, visualización y
grabación directa o programada de los canales. También existe software gratuito de
terceros que funciona con cualquier tarjeta sintonizadora y que en muchos casos mejora
la calidad de la visualización y de la grabación obtenida por el software original de la
sintonizadora:

CENTRO MENESIANO ZAMORA JOVEN

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Las sintonizadoras permiten la visualización de teletexto y disponen de mando a
distancia por infrarrojos. Adjuntan un receptor para dicho mando, que se conecta a un
puerto del ordenador. Es posible utilizar el mando para manejar otras aplicaciones del
ordenador mediante software específico

 Tipos:
Actualmente existen distintos tipos de sintonizadora, según el tipo de emisión de
televisión que queramos recibir en el ordenador:
• Analógicas. Sintonizan los canales analógicos recibidos por antena (la televisión
"de toda la vida") y/o por cable (por ejemplo de la compañía Ono).
• Digitales. Las de tipo DVB-T (las más habituales) sintonizan los canales de la
televisión digital terrestre TDT, que se recibe por antena. Las de tipo DVB-C
sintonizan los canales de la televisión digital por cable, pero no los de TDT.
Actualmente no hay modelos "combinados" DVB-T/C.
• Satélite. Sintonizan los canales de la televisión recibidos por antena parabólica
(por ejemplo, del satélite Hispasat).

También existen modelos híbridos, que son capaces de sintonizar al mismo tiempo dos
a más de estos tipos de emisión. Algunos modelos añaden también la sintonización de
radio FM.

MODEM

Un módem es un dispositivo que sirve para
modular y desmodular una señal llamada
portadora mediante otra señal de entrada
llamada moduladora. Se han usado modems
desde los años 60 o antes del siglo XX,
principalmente debido a que la transmisión
directa de las señales electrónicas inteligibles, a
largas distancias, no es eficiente. Por ejemplo,
para transmitir señales de audio por el aire, se
requerirían antenas de gran tamaño (del orden de
cientos de metros) para su correcta recepción.

 Tipos de módems:
Los módems han adquirido gran popularidad
entre la gente de bajos conocimientos técnicos
gracias a su uso en el PC, sin embargo los
módems son usados en un sin fín de aplicaciones, como las comunicaciones telefónicas,
radiofónicas y de televisión.
Se pueden clasificar de diferentes maneras, siendo una de ellas la clasificación por el
tipo de moduladora empleada, teniendo así los módems digitales, en los cuales la
moduladora es una señal digital y los módems analógicos, en donde la moduladora es
una señal analógica


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TARJETA GRAFICA

Una tarjeta gráfica, tarjeta de vídeo, tarjeta aceleradora de gráficos o adaptador
de pantalla, es una tarjeta de expansión para una computadora, encargada de procesar
los datos provenientes de la CPU y transformarlos en información comprensible y
representable en un dispositivo de salida, como un monitor o televisor.
Algunas tarjetas gráficas han ofrecido funcionalidades añadidas como captura de vídeo,
sintonización de TV, decodificación MPEG-2 y MPEG-4 o incluso conectores Firewire,
de ratón, lápiz óptico o joystick.

 Componentes:

GPU
La GPU, —acrónimo de «Graphics Processing Unit», que significa «Unidad de
Procesado de Gráficos»— es un procesador (como la CPU) dedicado al procesamiento
de gráficos; su razón de ser es aligerar la carga de trabajo del procesador central y,
predominante en las
funciones 3D. La
mayor parte de la
información
ofrecida en la
especificación de
una tarjeta gráfica
se refiere a las
características de la
GPU, pues
constituye la parte
más importante de
la tarjeta. Dos de las
más importantes de
dichas
características son
la frecuencia de
reloj del núcleo, que
en 2006 oscilaba entre 250 MHz en las tarjetas de gama baja y 750 MHz en las de gama
alta, y el número de pipelines (vertex y fragment shaders), encargadas de traducir una
imagen 3D compuesta por vértices y líneas en una imagen 2D compuesta por píxeles.

Memoria de vídeo
Según la tarjeta gráfica esté integrada en la placa base (bajas prestaciones) o no,
utilizará la memoria RAM propia del ordenador o dispondrá de una propia. Dicha
memoria es la memoria de vídeo o VRAM. Su tamaño oscila entre 128 MB y 1 GB. La
memoria empleada en 2006 estaba basada en tecnología DDR, destacando DDR2,
GDDR3 y GDDR4. La frecuencia de reloj de la memoria se encontraba entre 400 MHz
y 1,8 GHz.
Una parte importante de la memoria de un adaptador de vídeo es el Z-Buffer, encargado
de gestionar las coordenadas de profundidad de las imágenes en los gráficos 3D.


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RAMDAC
El RAMDAC es un conversor de digital a analógico de memoria RAM. Se encarga de
transformar las señales digitales producidas en el ordenador en una señal analógica que
sea interpretable por el monitor.

Salidas

Salidas SVGA, S-Video y DVI de una tarjeta gráfica
Los sistemas de conexión más habituales entre la tarjeta gráfica y el dispositivo
visualizador (como un monitor o un televisor) son:
• SVGA: estándar analógico de los años 1990;
diseñado para dispositivos CRT, sufre de ruido
eléctrico y distorsión por la conversión de
digital a analógico y el error de muestreo al
evaluar los píxeles a enviar al monitor.

• DVI: sustituto del anterior, fue diseñado para
obtener la máxima calidad de visualización en
las pantallas digitales como los LCD o
proyectores. Evita la distorsión y el ruido al
corresponder directamente un píxel a
representar con uno del monitor en la resolución
nativa del mismo.

• S-Video: incluido para dar soporte a televisores,
reproductores de DVD, vídeos, y videoconsolas.

Otras no tan extendidas en 2007 son:

• Vídeo Compuesto: analógico de muy baja
resolución mediante conector RCA.

• HDMI: tecnología de audio y vídeo digital cifrado sin
compresión en un mismo cable.


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 Interfaces con la placa base:
En orden cronológico, los sistemas de conexión entre la tarjeta gráfica y la placa base
han sido, principalmente:
• ISA: arquitectura de bus de 16 bits a 8 MHz, dominante durante los años 1980;
fue creada en 1981 para los IBM PC.
• MCA: intento de sustitución en 1987 de ISA por IBM. Disponía de 32 bits y una
velocidad de 10 MHz, pero era incompatible con los anteriores.
• EISA: respuesta en 1988 de la competencia de IBM; de 32 bits, 8.33 MHz y
compatible con las placas anteriores.
• VESA: extensión de ISA que solucionaba la restricción de los 16 bits,
duplicando el tamaño de bus y con una velocidad de 33 MHz.
• PCI: bus que desplazó a los anteriores a partir de 1993; con un tamaño de 32 bits
y una velocidad de 33 MHz, permitía una configuración dinámica de los
dispositivos conectados sin necesidad de ajustar manualmente los jumpers. PCI-
X fue una versión que aumentó el tamaño del bus hasta 64 bits y aumentó su
velocidad hasta los 133 MHz.
• AGP: bus dedicado, de 32 bits como PCI; en 1997 la versión inicial
incrementaba la velocidad hasta los 66 MHz.
• PCIe: interfaz serie que desde 2004 empezó a competir contra AGP, llegando a
doblar en 2006 el ancho de banda de aquel. No debe confundirse con PCI-X,
versión de PCI.

 Dispositivos refrigerantes:

Conjunto de disipador y ventilador
Debido a las cargas de trabajo a las
que son sometidas, las tarjetas gráficas
alcanzan temperaturas muy altas. Si no
es tenido en cuenta, el calor generado
puede hacer fallar, bloquear o incluso
averiar el dispositivo. Para evitarlo, se
incorporan dispositivos refrigerantes
que eliminen el calor excesivo de la
tarjeta. Se distinguen dos tipos:
• Disipador: dispositivo pasivo (sin partes móviles y, por tanto, silencioso);
compuesto de material conductor del calor, extrae este de la tarjeta. Su eficiencia
va en función de la estructura y la superficie total, por lo que son bastante
voluminosos.
• Ventilador: dispositivo activo (con partes móviles); aleja el calor emanado de la
tarjeta al mover el aire cercano. Es menos eficiente que un disipador y produce
ruido al tener partes móviles.
Aunque diferentes, ambos tipos de dispositivo son compatibles entre sí y suelen ser
montados juntos en las tarjetas gráficas; un disipador sobre la GPU (el componente que
más calor genera en la tarjeta) extrae el calor, y un ventilador sobre él aleja el aire
caliente del conjunto.


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 Alimentación:

Hasta ahora la alimentación eléctrica de las tarjetas gráficas no había supuesto un gran
problema, sin embargo, la tendencia actual de las nuevas tarjetas es consumir cada vez
más energía. Aunque las fuentes de alimentación son cada día más potentes, el cuello de
botella se encuentra en el puerto PCIe que sólo es capaz de aportar una potencia de 150
W. Por este motivo, las tarjetas gráficas con un consumo superior al que puede
suministrar PCIe incluyen un conector (PCIe power connector) que permite una
conexión directa entre la fuente de alimentación y la tarjeta, sin tener que pasar por la
placa base, y, por tanto, por el puerto PCIe.
Aún así, se pronostica que no dentro de mucho tiempo las tarjetas gráficas podrían
necesitar una fuente de alimentación propia, convirtiéndose dicho conjunto en
dispositivos externos.

TARJETA DE RED

Una tarjeta de red permite la comunicación entre diferentes aparatos conectados entre
si y también permite compartir recursos entre dos o más equipos (discos duros, CD-
ROM, impresoras, etc). A las tarjetas de red también se les llama adaptador de red o
NIC (Network Interface Card, Tarjeta de Interfaz de Red en español). Hay diversos
tipos de adaptadores en función del tipo de cableado o arquitectura que se utilice en la
red (coaxial fino, coaxial grueso, Token Ring, etc.), pero actualmente el más común es
del tipo Ethernet utilizando un interfaz o conector RJ-45.
Aunque el término tarjeta de red se suele asociar a una tarjeta de expansión insertada
en una ranura interna de un ordenador o impresora, se suele utilizar para referirse
también a dispositivos integrados en la placa, como las interfaces presentes en la
videoconsola Xbox o los modernos notebooks. Igualmente se usa para expansiones con
el mismo fin que en nada recuerdan a la típica tarjeta con chips y conectores soldados,
como la interfaz de red para la Sega Dreamcast, las PCMCIA, o las tarjetas con
conector y factor de forma CompactFlash y Secure Digital SIO utilizados en PDAs
Cada tarjeta de red tiene un número de identificación único de 48 bits, llamado
dirección MAC (no confundir con Apple Macintosh). Estas direcciones hardware únicas
son administradas por el
Institute of Electronic and
Electrical Engineers
(IEEE). Se denomina
también NIC al chip de la
tarjeta de red que se
encarga de servir como
interfaz de Ethernet entre
el medio físico (por
ejemplo un cable coaxial)
y el equipo (por ejemplo
un ordenador personal o
una impresora). Es un
chip usado en
computadoras o
periféricos tales como las tarjetas de red, impresoras de red o sistemas integrados para


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conectar dos o más dispositivos entre sí a través de algún medio, ya sea conexión
inalámbrica , cable UTP, cable coaxial, fibra óptica, etcétera.

 Token Ring:
Las tarjetas para red Token Ring han caído hoy en día casi en
desuso, debido a la baja velocidad y elevado coste respecto de
Ethernet. Tenían un conector DE-9. También se utilizó el conector
RJ-45 para las NICs (tarjetas de redes) y los MAUs (Multiple
Access Unit- Unidad de múltiple acceso que era el núcleo de una
red Token Ring)

 ARCNET:
Las tarjetas para red ARCNET utilizaban principalmente
conectores BNC y/o RJ-45

 Ethernet:
Las tarjetas de red Ethernet utilizan conectores RJ-45
(10/100/1000) BNC (10), AUI (10), MII (100), GMII (1000).
El caso más habitual es el de la tarjeta o NIC con un conector
RJ-45.

Con la entrada de las redes Gigabit y el que en las casas sea frecuente la presencias de
varios ordenadores comienzan a verse tarjetas y placas base (con NIC integradas) con 2
y hasta 4 puertos RJ-45, algo antes reservado a los servidores.
Pueden variar en función de la velocidad de transmisión, normalmente 10 Mbps ó
10/100 Mbps. Actualmente se están empezando a utilizar las de 1000 Mbps, también
conocida como Gigabit Ethernet y en algunos casos 10 Gigabit Ethernet, utilizando
también cable de par trenzado.

 WiFi:
También son NIC las tarjetas inalámbricas o wireless, las
cuales vienen en diferentes variedades dependiendo de la
norma a la cual se ajusten, usualmente son 802.11a, 802.11b
y 802.11g. Las más populares son la 802.11b que transmite a
11 Mbps con una distancia teórica de 100 metros y la 802.11g
que transmite a 54 Mbps.


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TARJETA DE SONIDO

Una tarjeta de sonido o placa de sonido es una tarjeta de expansión para
computadoras que permite la entrada y
salida de audio bajo el control de un
programa informático llamado
controlador (en inglés Driver). El típico
uso de las tarjetas de sonido consiste en
proveer mediante un programa que actúa
de mezclador, que las aplicaciones
multimedia del componente de audio
suenen y puedan ser gestionadas. Estas
aplicaciones multimedia engloban
composición y edición de video o audio,
presentaciones multimedia y
entretenimiento (videojuegos). Algunos
equipos tienen la tarjeta ya integrada,
mientras que otros requieren tarjetas de
expansión.

 Características generales:
Una tarjeta de sonido típica, incorpora un chip de sonido que por lo general contiene el
Conversor digital-analógico, el cual cumple con la importante función de "traducir"
formas de ondas grabadas o generadas digitalmente en una señal analógica y viceversa.
Esta señal es enviada a un conector (para audífonos) en donde se puede conectar
cualquier otro dispositivo como un amplificador, un altavoz, etc. Para poder grabar y
reproducir audio al mismo tiempo con la tarjeta de sonido debe poseer la característica
"full-duplex" para que los dos conversores trabajen de forma independiente.
Los diseños más avanzados tienen más de un chip de sonido, y tienen la capacidad de
separar entre los sonidos sintetizados (usualmente para la generación de música y
efectos especiales en tiempo real utilizando poca cantidad de información y tiempo del
microprocesador y quizá compatibilidad MIDI) y los sonidos digitales para la
reproducción.

 Funcionalidades:
Las operaciones básicas que permiten las tarjetas de sonido convencionales son las
siguientes:
• Grabación
La señal acústica procedente de un micrófono u otras fuentes se introduce en la
tarjeta por los conectores. Esta señal se transforma convenientemente y se envía
al computador para su almacenamiento en un formato específico.
• Reproducción
La información de onda digital existente en la máquina se envía a la tarjeta. Tras
cierto procesado se expulsa por los conectores de salida para ser interpretada por
un altavoz u otro dispositivo.
• Síntesis
El sonido también se puede codificar mediante representaciones simbólicas de
sus características (tono, timbre, duración...), por ejemplo con el formato MIDI.
La tarjeta es capaz de generar, a partir de esos datos, un sonido audible que
también se envía a las salidas.


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Aparte de esto, las tarjetas suelen permitir cierto procesamiento de la señal, como
compresión o introducción de efectos. Estas opciones se pueden aplicar a las tres
operaciones.

 Interfaz con placa madre:
Sirve para transmitir información entre la tarjeta y el computador. Puede ser de tipo
PCI, ISA, USB, etc.

 Buffer:
La función del buffer es almacenar temporalmente los datos que viajan entre la máquina
y la tarjeta, lo cual permite absorber pequeños desajustes en la velocidad de transmisión.
Por ejemplo, si la CPU no envía un dato a tiempo, la tarjeta puede seguir reproduciendo
lo que tiene en el buffer; si lo datos llegan demasiado rápido, se van guardando. Lo
mismo pasa en sentido inverso.

 DSP:
Procesador de señal digital. Es un pequeño microprocesador que efectúa cálculos y
tratamientos sobre la señal de sonido, liberando así a la CPU de ese trabajo. Entre las
tareas que realiza se incluye compresión (en la grabación) y descompresión (en la
reproducción) de la señal digital. También puede introducir efectos acústicos tales como
coros, reverberación, etc.
Los DSP suelen disponer de múltiples canales para procesar distintos flujos de señal en
paralelo. También pueden ser full-duplex, lo que les permite manipular datos en ambos
sentidos simultáneamente.

 ADC:
Conversor analógico-digital. Se encarga de transformar la señal de sonido analógica en
su equivalente digital.

 DAC:
Conversor digital-analógico. Su misión es reconstruir una señal analógica a partir de su
versión digital. Para ello el circuito genera un nivel de tensión de salida de acuerdo con
los valores que recibe, y lo mantiene hasta que llega el siguiente. En consecuencia se
produce una señal escalonada, pero con la suficiente frecuencia de muestreo puede
reproducir fielmente la original.

 Sintetizador FM (modulación de frecuencia):
La síntesis por modulación de frecuencias implementa uno de los métodos de sintetizar
sonido a partir de información simbólica.

 Mezclador:
El mezclador tiene como finalidad recibir múltiples entradas, combinarlas
adecuadamente, y encaminarlas hacia las salidas. Para ello puede mezclar varias señales
(por ejemplo, sacar por el altavoz sonido reproducido y sintetizado) o seleccionar
alguna de ellas (tomar como entrada el micrófono ignorando el Line-In). Este
comportamiento se puede configurar por software.
Tanto las entradas como las salidas pueden proceder de la tarjeta o del exterior. El
mezclador suele trabajar con señales analógicas, aunque también puede manejar
digitales (S/PDIF).


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 Conectores:
Son los elementos físicos en los que deben conectarse los dispositivos externos, los
cuales pueden ser de entrada o de salida.
Casi todas las tarjetas de sonido se han adaptado al estándar PC 99 de Microsoft que
consiste en asignarle un color a cada conector externo, de este modo:

Color Función

Rosa Entrada analógica para micrófono.

Azul Entrada analógica "Line-In"

Verde Salida analógica para la señal estéreo principal (altavoces frontales).

Negro Salida analógica para altavoces traseros.

Plateado Salida analógica para altavoces laterales.

Salida Digital SPDIF (que algunas veces es utilizado como salida
Naranja
analógica para altavoces centrales).

Los conectores más utilizados para las tarjetas de sonido a nivel de
usuario son los mini-jack al ser los más económicos.

Con los conectores RCA se consigue mayor calidad ya que utilizan
dos canales independientes, el rojo y el blanco, uno para el canal
derecho y otro para el izquierdo.

A nivel profesional se utilizan las entras y salidas S/PDIF,
también llamadas salidas ópticas digitales, que trabajan
directamente con sonido digital eliminando las pérdidas de
calidad en las conversiones.

Para poder trabajar con dispositivos MIDI se necesita la entrada y
salida MIDI.


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PRÁCTICA 12

1. ¿Qué son las tarjetas de expansión?

2. Tipos de tarjetas de expansión que conozcas.

3. ¿Qué tipos de sintonizadoras de televisión podemos encontrar?

4. ¿Para qué se utiliza un modem?

5. ¿Qué es una tarjeta gráfica? Explícalo con tus palabras, no vale copiar literalmente
del tema.

6. Enumera las partes de una tarjeta de video y explica brevemente para qué sirven cada
una.

7. ¿Por qué se le ponen ventiladores y disipadores a las tarjetas gráficas?

8. ¿Por medio de qué conexiones se pueden conectar las tarjetas gráficas a la placa
base? Indica sólo las más conocidas o actuales, no las que ya no estén en uso.

9. ¿Qué salidas puede tener una tarjeta de vídeo? ¿De ellas cuál o cuáles son las que
tiene tú ordenador?

10. Dibuja un conector SVGA, otro S-Vídeo y otro HDMI.

11. ¿Por qué se supone que un futuro las tarjetas gráficas puedan tener fuentes de
alimentación independientes?

12. ¿Para qué se utilizan las tarjetas de red?

13. ¿Cuál es el modelo mas utilizado de tarjeta de red en la actualidad? ¿Indica
brevemente sus características?

14. ¿Para qué se utilizan las tarjetas Wifi? ¿Cuáles son sus características?

15. ¿Para que se utiliza una tarjeta de sonido?

16. ¿En tu ordenador la tarjeta de sonido esta integrada en la placa o por el contrario
esta pinchada en la placa?

17. Indica que conectores tiene tu tarjeta de sonido y para que sirven cada uno de ellos.

18. ¿Qué tipos de conectores se pueden utilizar para conectar dispositivos a nuestra
tarjeta de sonido?

19. Comprueba cuáles son las tarjetas que tienes puestas en tu placa base (red, vídeo...),
y comprueba cual es su marca, bien mirándola en la propia placa o bien en el sistema.


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20. Sin quitar la tarjeta de tu ordenador, busca su drivers (programas que lo hacen
funcionar) en Internet y descárgalos a tu ordenador, comprobando que corresponden
con el dispositivo en cuanto a marca y modelo se refiere.

21. Desinstala el controlador correspondiente. Abre tu ordenador y quita el dispositivo.
Comprueba en el sistema en donde no aparece ya el dispositivo, e indícame donde lo
has mirado. En el caso de que el controlador que estemos quitando sea la tarjeta de
video y al quitarla de nuevo no nos dejase acceder al sistema hasta que estuviese
configurada, indícamelo también.

22. Vuelve a montar la tarjeta en su sitio de manera que quede correctamente instalada
utilizando los drivers que con anterioridad habíamos descargado en nuestro ordenador.

23. Si el material de la clase lo permite, vamos a instalar una tarjeta de nueva
adquisición, con su drivers correspondientes.

24. De igual manera que en el apartado anterior, vamos a conectar 2 dispositivos nuevos
USB (si es posible, una memoria flash y la capturadora de televisión de las que
disponemos en el aula). Comprueba cuales son las diferencias en las instalación entre
ellas y también las diferencias con las tarjetas que habíamos instalado anteriormente.


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