ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS - MANUAL DE PRÁCTICAS

P á g i n a | 34

IMAGEN 60: CUADRO DE DIÁLOGO DE SALIDA

De clic en “Ok” para desplegar la interface del emulador y la ventana de seguimiento del código:

IMAGEN 61: INTERFACE DEL EMULADOR Y VENTANA DE CÓDIGO ORIGINAL

PASO 6: Ubique la pantalla del emulador (ícono rojo) y presione el botón “Reload” para recargar el
programa; esto lo devolverá a la primera instrucción sin que se inicie automáticamente:

IMAGEN 62: UBICACIÓN DEL BOTÓN “RELOAD” DE LA INTERFACE DEL EMULADOR

P á g i n a | 35
PASO 7: Manipule la escala de tiempo entre instrucciones mediante el control deslizante “step delay
ms” a su valor máximo, para lograr la ejecución del programa más lenta disponible; esto no es riguroso,
por lo que puede modificar el control según lo requiera.

IMAGEN 63: CONTROL DE TIEMPO DE EJECUCIÓN DE LA INTERFACE DEL EMULADOR

PASO 8: Dando clic continuamente en el botón “Single Step”, y apoyándose con la ventana del
código original (ícono amarillo), realice el seguimiento de la ejecución y cómo los registros actualizan
su valor:

IMAGEN 64: SEGUIMIENTO DEL CÓDIGO Y ACTUALIZACIÓN DE VALORES EN EL REGISTRO A

Note que en la ventana de código original se destaca la instrucción actual, y cómo se desplaza
conforme avanza el programa; las instrucciones de la parte superior a la marca amarillan ya fueron
ejecutadas; en la interface del emulador, hay un apartado llamado “Registers” que nos muestra los
valores de todos los registros internos del procesador 8086. En la imagen 64 se muestra que se ha
ejecutado la instrucción MOV AH,12, que asigna el valor 12 decimal al registro A en su parte alta; En
la sección “Registers” la parte alta se destaca con la letra H, mientras que la parte baja con L, y a la
izquierda el registro correspondiente; El valor cargado, si bien fue declarado en formato decimal, el
valor se representa en formato hexadecimal (0C= 12), y se destaca en azul por ser el valor más
reciente.

P á g i n a | 36

IMAGEN 65: SEGUIMIENTO DEL CÓDIGO Y ACTUALIZACIÓN DE VALORES EN EL REGISTRO C

IMAGEN 66: SEGUIMIENTO DEL CÓDIGO Y ACTUALIZACIÓN DE VALORES EN EL REGISTRO D

PRUEBAS A EJECUTAR POR PARTE DEL ALUMNO
Ejecute los siguientes códigos, generando archivos independientes por función y compruebe el
comportamiento de los registros y del código:

PRUEBA 2 PRUEBA 3 PRUEBA 4

ROTACIÓN A LA DERECHA ROTACIÓN A LA IZQUIERDA INCREMENTO A 1

P á g i n a | 37

PRUEBA 5 PRUEBA 6 PRUEBA 7

COMPLEMENTO A 1 DECREMENTO A 1 FUNCIÓN LÓGICA AND

PRUEBA 8 PRUEBA 9 PRUEBA 10

FUNCIÓN LÓGICA OR FUNCIÓN LÓGICA NOT FUNCIÓN LÓGICA XOR

PRUEBA 11 PRUEBA 12

SUMA ARITMÉTICA SUMA LÓGICA

P á g i n a | 38

RESULTADOS Y CONCLUSIONES

Al final de la práctica, el alumno conocerá la estructura básica de un programa en lenguaje
ensamblador de un procesador básico, cuyas funciones conforman el set o repertorio de instrucciones
de su diseño. Así mismo, reflexionará sobre las semejanzas y diferencias entre la programación en
lenguajes de alto nivel con el de bajo nivel, y cómo la acción de compilar un programa a base de
los primeros se transforma al formato del segundo.

EVALUACIÓN

CRITERIOS/INDICADORES EXCELENTE BUENO SUFICIENTE INSUFICIENTE

CODIFICACIÓN DE (33 Puntos) (27 Puntos) (23 Puntos) (0 Puntos)
CÓDIGOS
Se codifican correctamente Se codifican correctamente Se codifican al menos el No se codifican los códigos
ANÁLISIS DEL todos los códigos sugeridos al menos el 90% de los 85% de los códigos en su totalidad o es menor
EMULADOR
en las pruebas. códigos sugeridos en las sugeridos en las pruebas. al 85%
REPORTE DE pruebas.
PRÁCTICA Se comprueba todos los Se cumple con el 70% del No se presentan resultados
resultados de los códigos en Se cumple al menos con el contenido del rubro o lo que existen no cumplen
85% del contenido del rubro EXCELENTE
el emulador y de manera con lo indicado.
matemática en libreta de EXCELENTE. El alumno utiliza el formato
datos o con conversores de de prácticas suministrado El alumno utiliza el formato
El alumno utiliza el formato por el docente, al menos el de prácticas suministrado
sistemas numéricos de prácticas suministrado 60% las secciones están por el docente, pero menos
El alumno utiliza el formato por el docente, al menos el del 50% de las secciones
de prácticas suministrado 80% las secciones están correctamente
por el docente, todas las documentadas, sus están correctamente
correctamente evidencias y resultados son documentadas, sus
secciones están documentadas, sus poco claros, aunque siguen evidencias y resultados son
correctamente evidencias y resultados son las especificaciones de imprecisos, y no se siguen
documentadas, sus claros y siguen las las especificaciones de
evidencias y resultados son especificaciones de formato.
claros y siguen las formato.
especificaciones del formato.

formato.

BIBLIOGRAFÍA

Ferradal, S. (2000). Digital II: Conceptos básicos sobre la programación en Assembler. Rosario,
Argentina: Departamento de Sistemas e Informática, Universidad Nacional de Rosario.

P á g i n a | 39

PRÁCTICA 2: OBTENCIÓN DE PARÁMETROS DE RENDIMIENTO DE UNA MEMORIA
RAM

INTRODUCCIÓN:

MEMORIA PRINCIPAL DEL SISTEMA:
Las memorias son los dispositivos de almacenamiento de datos e instrucciones en una computadora. Llamamos
sistema de memoria al conjunto de estos dispositivos y los algoritmos de hardware y/o software de control de
los mismos. Diversos dispositivos son capaces almacenar información, lo deseable es que el procesador tuviese
acceso inmediato e ininterrumpido a la memoria, a fin de lograr la mayor velocidad de procesamiento.
Desafortunadamente, memorias de velocidades similares al procesador son muy caras. Por esta razón la
información almacenada se distribuye en forma compleja en una variedad de memorias diferentes, con
características físicas distintas.

Una clasificación funcional de las memorias es la siguiente:

a) Memoria interna: Constituida por los registros internos de la CPU.

b) Memoria central (o principal): Almacena programas y datos, es relativamente grande, rápida y es accedida
directamente por la CPU a través de un bus.

c) Memoria secundaria: Se usa para el almacenamiento de programas del sistema y grandes archivos. Su
capacidad es mucho mayor que las anteriores, pero más lenta y el acceso a la misma por parte de la CPU en
indirecto. Las principales tecnologías son la magnética y la óptica.

Se pueden definir algunos parámetros generales aplicables a todas las memorias:

a) Unidad de almacenamiento: Bit.

b) Capacidad de almacenamiento: Cantidad de bits que puede almacenarse. Si bien la unidad de
almacenamiento es el bit, muchas veces se usa el byte. Así encontramos capacidades en Kb (1Kb = 1024 bytes),
en Mb (1Mb = 1024 Kb), en Gb (1Gb = 1024 Mb), etc. Las memorias se consideran organizadas en palabras,
cada palabra es un conjunto de bits a los cuales se accede simultáneamente.

c) Tiempo de acceso (ta): Es el que se tarda en leer o escribir una palabra en la memoria desde el momento
que se direcciona. La velocidad de acceso ba=1/ta se mide en palabras/segundo.

d) Tipo de acceso: Acceso aleatorio: cuando el tiempo de acceso es similar para cualquier posición Acceso
serie: cuando el tiempo de acceso depende de la posición que ocupa la palabra dentro de la memoria.

Los programas que se ejecutan en el ordenador, así como los datos de las variables que utilizan estos programas,
deben estar almacenados en un lugar accesible para el microprocesador. Este lugar es lo que se denomina
memoria, y físicamente está formada por una serie de circuitos integrados comunicados con el
microprocesador por un bus de direcciones y un bus de datos.

Los chips, de memoria de un ordenador pueden ser de los tipos: ROM (Read Only Memory —Memoria de sólo
lectura—), que son aquellos, cuya característica principal es almacenar la información de forma permanente,
dicha información no se borra cuando se apaga el equipo. Por ejemplo, el BIOS, que contiene el software de
arranque y las rutinas básicas de entrada y salida. En la actualidad no se emplean memorias de tipo ROM, sino
memorias EEPROM (Electrically Programmable ROM), o la Flash ROM, pudiéndose regrabar la información que
contienen, y de esta forma, actualizar con facilidad los programas y rutinas de inicio.

P á g i n a | 40

Por otro lado, están los chips de memoria RAM (Random Access Memory —Memoria de acceso aleatorio—),
que son aquellos en los que la información puede ser leída y modificada tantas veces como se quiera. Esta
información se borra cuando se apaga el PC. Es en la RAM donde se cargan las aplicaciones del usuario en el
momento de ser ejecutadas, así como los valores de las variables que utilizan estos programas.

TECNOLOGÍA DE DOBLE TRANSFERENCIA DE DATOS (DDR):
Estas memorias utilizan ambos flancos del reloj para realizar las operaciones, de allí que reciben el nombre de
Double Data Rate (Transferencia de Datos Doble). Son un desarrollo estándar realizado por un conjunto de
fabricantes para enfrentar el diseño patentado de Rambus. Por razones de mercadeo los nombres comerciales
de este tipo de memorias han sido bastante confusos, en particular porque hacen mención a la "frecuencia
equivalente" que tendría una memoria SDRAM "clásica" que solo hiciera una operación por ciclo.

Las versiones disponibles comercialmente para DDR son:

 DDR-200: reloj de 100 MHz (equivale a 200 MHz, también denominada PC-200)
 DDR-266: reloj de 133 MHz (equivale a 266 MHz, también denominada PC-266)
 DDR-333: reloj de 167 MHz (equivale a 333 MHz, también denominada PC-333)
 DDR-400: reloj de 200 MHz (equivale a 400 MHz, también denominada PC-400)

Las memorias DDR2 son la evolución tecnológica de las DDR, con un diseño pensado en aumentar la frecuencia
de trabajo. Son técnicamente incompatibles (trabajan a otro voltaje de alimentación y poseen un encapsulado
totalmente distinto).

Las variantes disponibles son:

 DDR2-400: reloj de 200 MHz (equivale a 400 MHz, también denominada PC2-3200)
 DDR2-533: reloj de 266 MHz (equivale a 533 MHz, también denominada PC2-4200)
 DDR2-667: reloj de 333 MHz (equivale a 667 MHz, también denominada PC2-5300)
 DDR2-800: reloj de 400 MHz (equivale a 800 MHz, también denominada PC2-6400)

Las memorias DDR3 son el siguiente paso en la evolución tecnológica de las DDR, con mayor la frecuencia de
trabajo y menor consumo (basado en un voltaje de trabajo menor). También son técnicamente incompatibles
con las DDR2 y las DDR.

Las variantes disponibles son:

 DDR3-800: reloj de 400 MHz (equivale a 800 MHz, también denominada PC3-6400)
 DDR3-1066: reloj de 533 MHz (equivale a 1066 MHz, también denominada PC3-8500)
 DDR3-1333: reloj de 667 MHz (equivale a 1333 MHz, también denominada PC3-10600)
 DDR3-1600: reloj de 800 MHz (equivale a 1600 MHz, también denominada PC3-12800)

IMAGEN 67: TRANSFERENCIA DE DATOS EN UNA MEMORIA RAM CONVENCIONAL (SDRAM)

P á g i n a | 41

IMAGEN 68: TRANSFERENCIA DE DATOS CON TECNOLOGÍA DDR

TAMAÑO DE LOS BUSES:
Nos especifica el tamaño o formato de los datos que se almacenan en la memoria RAM. El tamaño
del bus de Datos está en función del tamaño de palabra de la memoria (Actualmente: 64 bits = 8
Bytes) y el de direcciones está en función de la capacidad de almacenamiento.

FRECUENCIA DE TRABAJO:
Nos indica el número de operaciones que puede realizar por segundo. Se mide en Hz. En las Memorias
DDR, la frecuencia impresa o indicada por el fabricante se denomina “Frecuencia Virtual”; La
“Frecuencia Real” es la mitad de la frecuencia Virtual.

CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO:
Es el total de información que puede almacenar los chips de memoria. Entre más chips de memoria
existan, mayor es la capacidad de la memoria para almacenar información. El almacenamiento se
mide en Bytes.

VELOCIDAD DE TRANSFERENCIA O ANCHO DE BANDA:
Cantidad de información transferida en un segundo. Se mide en MB/s. Para las memorias con
tecnología DDR, el resultado de la tasa de transferencia se multiplica por 2.

LATENCIAS:
Periodos de tiempo que utiliza la memoria para realizar una operación determinada (Lectura o
Escritura). Entre más cortas sean las latencias, teóricamente la respuesta de la memoria será más
rápida. Se miden normalmente en ciclos de reloj o en escala de tiempo.

Latencia de CAS (Column Address Strobe) Latencia de Selección de Dirección de Columna
Latencia de mayor importancia en una Memoria. Básicamente es el tiempo de espera o de retraso
que le toma a la Memoria acceder a un dato en una celda y realizar la transferencia.
Latencia de RAS a CAS (tRCD) Latencia de Selección de Dirección de Fila a Selección de Dirección
de Columna

P á g i n a | 42
Es el tiempo que tarda entre la activación de la línea (RAS) y la columna (CAS) donde los datos se
almacenan en la memoria. Cuanto menos tiempo haya entre estas dos señales los datos se leen más
rápido.
Precarga de RAS (tRP) Precarga de Selección de Dirección de Fila
Después de que se recopilan los datos de la memoria, se emite un comando llamado precarga: que
cierra la fila de la memoria que estaba siendo utilizada permitiendo así activar una nueva fila. El tRP
es el tiempo que tarda entre el comando de precarga y la emisión del próximo comando activo.
Retardo de Activación a Precarga (tRAS)
Tiempo que transcurre después de que un comando activo se emite, y un comando de precarga tRP.
Ningún comando puede ser emitido hasta que haya transcurrido el tRAS. Por lo tanto, este parámetro
"dice" a la memoria cuando se puede empezar a leer (o a escribir) en una fila diferente.

IMAGEN 69: ANÁLISIS DE LATENCIAS DE UNA MEMORIA

P á g i n a | 43

OBJETIVO:

Analizar y obtener los parámetros principales, mediante ejemplos básicos, que determinan el
rendimiento de una memoria RAM.

METODOLOGÍA:

 Analizar de forma matemática los diferentes factores de rendimiento para memorias RAM
o Tamaño de buses de datos y direcciones (Organización)
o Frecuencia de Trabajo
 Frecuencia Real (Para SDRAM y DDR-RAM)
 Frecuencia Virtual (Sólo DDR-RAM)
o Capacidad de Almacenamiento
o Velocidad de Transferencia de Información o Ancho de Banda
 Para SDRAM
 Para DDR-RAM
o Latencias
 CAS
 RAS
 tRCD
 tRP
 tRAS

MATERIAL Y EQUIPO NECESARIO:

 Calculadora Científica
 Lápiz, Goma, Sacapuntas
 Libreta de Notas

CORRESPONDENCIA CON LA ASIGNATURA:

UNIDAD NOMBRE TEMA(S) Y ACTIVIDADES, COMPETENCIAS U
2 MEMORIAS SUBTEMA(S) OBJETIVOS
2.1.- Organización
Conocer el análisis matemático
Básica para determinar los factores de
rendimiento de una Memoria RAM
2.2.- Acceso a los
Datos y en sus formatos comunes.

Temporización

P á g i n a | 44

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:

PRUEBA 1: ANÁLISIS Y CÁLCULO PARA EL TAMAÑO DE LOS BUSES
En esta prueba se analizará diferentes organizaciones de memorias RAM en formato 2D, y los
elementos para determinar el tamaño de los buses de direcciones y de datos con el procesador:

ORGANIZACIÓN DE CAPACIDAD TAMAÑO DE BUS DE TAMAÑO DE BUS DE DATOS
MEMORIA (BYTES) DIRECCIONES (BITS) (BITS)

48x8
512x16
4028x4
20x32

TABLA 1: EJEMPLOS PARA LA PRUEBA 1, ESPACIOS VACÍOS

La organización de memorias en 2D indica, mediante dos números, el número de palabras y el tamaño
de palabra o dato, de la siguiente manera:

MxN

M: NÚMERO DE PALABRAS, N: TAMAÑO DE PALABRAS

Por ejemplo, una memoria organizada en 4x4, indica que está conformada por 4 palabras y la
capacidad de cada una es de 4 bits. En los ejemplos de la tabla 1 se puede deducir lo siguiente:

 48x8: 48 palabras de 8 bits
 512x16: 512 palabras de 16 bits
 4028x4: 4028 palabras de 4 bits
 20x32: 20 palabras de 32 bits

Para llenar la columna CAPACIDAD (BYTES) se debe realizar lo siguiente:

1. Multiplicar el número de palabras por el tamaño en bits
2. Dividir el resultado por 8 (1 Byte = 8 bits)
3. Anotar el resultado

ORGANIZACIÓN DE CAPACIDAD TAMAÑO DE BUS DE TAMAÑO DE BUS DE DATOS
MEMORIA (BYTES) DIRECCIONES (BITS) (BITS)

48x8 48 Bytes

512x16 1024 Bytes

4028x4 2014 Bytes

20x32 80 Bytes

TABLA 2: EJEMPLOS PARA LA PRUEBA 1, COLUMNA 2 LLENA

Para llenar la tercera columna, se debe considerar lo siguiente:

Para obtener el número de líneas que un CPU teórico requerirá para referenciar todas las palabras de
la memoria (es decir, asignar una dirección numérica que sirve de identificador), se deben analizar

P á g i n a | 45

las potencias del sistema binario y el número de combinaciones que nos ofrece. Esto puede ser visto
con la tabla siguiente:

base potencia bits
2
2 12
2
2 24
2
2 38
2
2 4 16
2
2 5 32
2
2 6 64

7 128

8 256

9 512

10 1024

11 2048

12 4096

TABLA 3: POTENCIAS DE 2

Para llenar la columna TAMAÑO DE BUS DE DIRECCIONES (BITS), se debe realizar lo siguiente:

 Analizar el número de palabras de la organización presentada
 Buscar una potencia cuyo resultado sea EXACTO o LIGERAMENTE MAYOR.

o No puede ser menor porque se quedarían palabras sin referenciar
o Si la potencia seleccionada supera el número de palabras, asegurarse que sea lo más

justo posible.
 Anotar los resultados

Para el ejemplo de 48x8:

base potencia bits

24 16

25 32

26 64

27 128

28 256

TABLA 4: ANÁLISIS DEL BUS DE DIRECCIONES PARA EL EJERCICIO DE LA MEMORIA 48X8

Note que hay que referenciar 48 palabras, y la potencia que puede cubrir es la potencia 6, por tanto,
el bus de direcciones debe ser de 6 bits; de 5 bits hacia abajo no hay capacidad suficiente para
referenciar el total de palabras, mientras que de 7 bits o más, aunque hay capacidad, siempre se
debe tomar en cuenta que se debe buscar el valor más justo.

Para el ejemplo de 512x16:

base potencia bits

27 128

28 256

29 512

2 10 1024

2 11 2048

TABLA 5: ANÁLISIS DEL BUS DE DIRECCIONES PARA EL EJERCICIO DE LA MEMORIA 512X16

P á g i n a | 46

En esta memoria se requieren 9 bits, cuyo resultado es exacto, a comparación del ejemplo anterior.

Para el ejemplo de 4028x4:

base potencia bits

2 10 1024

2 11 2048

2 12 4096

TABLA 6: ANÁLISIS DEL BUS DE DIRECCIONES PARA EL EJERCICIO DE LA MEMORIA 4028X4

En este ejemplo se requieren de 12 bits para referenciar el total de palabras.

Para el ejemplo de 20x32:

base potencia bits

23 8

24 16

25 32

26 64

27 128

TABLA 7: ANÁLISIS DEL BUS DE DIRECCIONES PARA EL EJERCICIO DE LA MEMORIA 20X32

En este ejemplo se requieren 12 bits para referenciar el total de palabras.

ORGANIZACIÓN DE CAPACIDAD TAMAÑO DE BUS DE TAMAÑO DE BUS DE DATOS
MEMORIA (BYTES) DIRECCIONES (BITS) (BITS)

48x8 48 Bytes 6 bits

512x16 1024 Bytes 9 bits

4028x4 2014 Bytes 12 bits

20x32 80 Bytes 5 bits

TABLA 8: EJEMPLOS PARA LA PRUEBA 1, COLUMNAS 2 Y 3 LLENAS

Para llenar la columna TAMAÑO DEL BUS DE DATOS (BITS) se debe realizar lo siguiente:

1. Analizar el tamaño de palabra de la organización propuesta
a. En la organización en 2D, el segundo número indica el tamaño de la palabra en bits.

2. Anotar el resultado

ORGANIZACIÓN DE CAPACIDAD TAMAÑO DE BUS DE TAMAÑO DE BUS DE DATOS
MEMORIA (BYTES) DIRECCIONES (BITS) (BITS)

48x8 48 Bytes 6 bits 8 bits

512x16 1024 Bytes 9 bits 16 bits

4028x4 2014 Bytes 12 bits 4 bits

20x32 80 Bytes 5 bits 32 bits

TABLA 9: EJEMPLOS PARA LA PRUEBA 1, TABLA LLENA

P á g i n a | 47

PRUEBA 2: VELOCIDAD DE TRANSFERENCIA O ANCHO DE BANDA
En esta prueba, se realizará el cálculo matemático del ancho de banda o velocidad de transferencia
de información dados el tamaño del bus de datos y la velocidad o frecuencia de trabajo, así como
el formato estándar en cómo se especifica el ancho de banda:

ANCHO DEL BUS DE DATOS FRECUENCIA DE TRABAJO ANCHO DE BANDA ANCHO DE BANDA
(CONVENCIONAL) (CON DDR)

8 bits 200 MHz ANCHO DE BANDA

16 bits 670 MHz

32 bits 300 MHz

64 bits 800 MHz

NOMBRE DEL MÓDULO TECNOLOGÍA DDR

PC2 – 1800

PC3 – 8500

PC2 – 1240

PC3 – 10600

TABLA 10: EJEMPLOS PARA LA PRUEBA 2, ESPACIOS VACÍOS

Para calcular la tasa de transferencia de datos o ancho de banda de una memoria convencional:

VSRAM= frecuencia (MHz) x Ancho del bus de datos (bytes)

Para las memorias con tecnología DDR, el resultado de la tasa de transferencia se multiplica por 2:

VDDR= 2 x [frecuencia (MHz) x Ancho del bus de datos (bytes)]

La nomenclatura del ancho de banda en memorias con tecnología DDR, se indica mediante el
formato PC, el cual se muestra como sigue;

PCx YYYY

x: Versión de la tecnología DDR Ancho de Banda (MB/s)

Para llenar la primera parte de la tabla realice lo siguiente:

 Para el tamaño del bus de datos, dividir el total de bits entre 8, para obtener el equivalente en
Bytes.

 Para la columna Ancho de banda (Convencional), multiplicar el equivalente en Bytes del bus
de datos por la frecuencia de trabajo propuesta.

 Para la columna Ancho de Banda (Con DDR), multiplicar el resultado anterior por dos.
 Anotar los resultados

Para la segunda parte de la tabla realice lo siguiente:

 Analizar el dato numérico que indica la versión DDR
 Analizar el número que indica el valor indicado del ancho de banda
 Anotar los resultados

P á g i n a | 48

ANCHO DEL BUS DE DATOS FRECUENCIA DE TRABAJO ANCHO DE BANDA ANCHO DE BANDA
(CONVENCIONAL) (CON DDR)

8 bits 200 MHz 200 MB/s 400 MB/s
2680 MB/s
16 bits 670 MHz 1340 MB/s 2400 MB/s
12,800 MB/s
32 bits 300 MHz 1200 MB/s ANCHO DE BANDA
1800 MB/s
64 bits 800 MHz 6400 MB/s 8500 MB/s
1240 MB/s
NOMBRE DEL MÓDULO TECNOLOGÍA DDR 10600 MB/s

PC2 – 1800 DDR2

PC3 – 8500 DDR3

PC2 – 1240 DDR2

PC3 – 10600 DDR3

TABLA 11: EJEMPLOS PARA LA PRUEBA 2, TABLA LLENA

PRUEBA 3: CÁLCULO DE LATENCIAS
Para la última prueba, se hará el análisis del formato en que las latencias de una memoria se
presentan, y su conversión de pulsos de reloj a tiempo a partir de la frecuencia dada:

FRECUENCIA LATENCIA DE LATENCIA DE PRECARGA DE RETARDO DE
NOMENCLATURA (CON TECNOLOGIA CAS (CL) (En RAS A CAS RAS (tRP) ACTIVACIÓN A

DDR) segundos) (tRCD) (En segundos) PRECARGA
(tRAS)
(En segundos)
(En segundos)

CL 8-12-24-24 1333 MHz
CL 12-20-30-35 2400 MHz
CL 7-10-15-16 800 MHz
CL 9-13-21-21 1600 MHz

TABLA 12: EJEMPLOS PARA LA PRUEBA 3, ESPACIOS VACÍOS

Para obtener los resultados de las columnas vacías, realice lo siguiente:

 Analice el formato en que la nomenclatura se presenta con los tres formatos siguientes:

IMAGEN 70: NOMENCLATURA DE LATENCIAS CAS

P á g i n a | 49

IMAGEN 71: NOMENCLATURA DE LATENCIAS (FORMATO COMPLETO)

La imagen 71 es el que se muestra en la Tabla 12, en la primera columna, y note que el orden se
respeta.

 Analice la frecuencia dada en cada caso
o Recuerde: si no se indica otra cosa, la frecuencia dada es Virtual, por lo que para el
análisis matemático se debe dividir dicho valor entre 2, para obtener la frecuencia de
trabajo o Real.
o Obtenga el periodo de la frecuencia real bajo la siguiente expresión:

1
=

FRECUENCIA DADA FRECUENCIA REAL SUSTITUCIÓN PERIODO DE LA SEÑAL
1333 MHz 666.5 MHz T = 1/666.5 MHz 12 ns

2400 MHz 1200 MHz T = 1/1200 MHz 10 ns

800 MHz 400 MHz T = 1/400 MHz 17.5 ns

1600 MHz 800 MHz T = 1/800 MHz 11.25 ns

TABLA 13: EJEMPLO DE OBTENCIÓN DE LA FRECUENCIA REAL Y EL PERIODO PARA LA PRUEBA 3

 Multiplique el periodo obtenido por el total de ciclos de reloj indicado por latencia:

P á g i n a | 50

NOMENCLATURA FRECUENCIA LATENCIA DE CAS LATENCIA DE PRECARGA DE RETARDO DE
REAL RAS A CAS RAS ACTIVACIÓN A

CL 8-12-24-24 8 x 666.5 MHz = 12 x 666.5 MHz = 24 x 666.5 MHz = PRECARGA
24 x 666.5 MHz =
666.5 MHz 12 ns 18 ns 36 ns
36 ns

TABLA 14: CONVERSIÓN DE LATENCIAS, DE CICLOS DE RELOJ A TIEMPO EN SEGUNDOS

 Complete y anote los resultados de cada columna:

NOMENCLATURA FRECUENCIA (CON LATENCIA DE CAS (CL) LATENCIA DE RAS A PRECARGA DE RAS RETARDO DE
TECNOLOGIA DDR) (En segundos) CAS (tRCD) (tRP) ACTIVACIÓN A
CL 8-12-24-24 PRECARGA (tRAS)
CL 12-20-30-35 (En segundos) (En segundos) (En segundos)
CL 7-10-15-16
CL 9-13-21-21 1333 MHz 12 ns 18 ns 36 ns 36 ns

2400 MHz 10 ns 16.6 ns 24.9 ns 29.05 ns

800 MHz 17.5 ns 25 ns 37.5 ns 40 ns

1600 MHz 11.25 ns 16.25 ns 26.25 ns 26.25 ns

TABLA 15: EJEMPLOS PARA LA PRUEBA 3, TABLA LLENA

RESULTADOS Y CONCLUSIONES:

Al término de la práctica, el alumno será capaz de deducir y analizar matemáticamente los
parámetros principales de una memoria RAM, sea mediante programas de análisis de hardware, hojas
de especificaciones u overviews, o bien en los sitios oficiales de los fabricantes o de compra/venta,
los cuales le servirán para tomar decisiones al seleccionar una para aplicaciones específicas.

EVALUACIÓN:

Los resultados de los ejercicios están mostrados en las tablas 9, 11 y 15; de manera adicional se puede
realizar una lista de cotejo con los resultados de cada apartado.

BIBLIOGRAFÍA

Facultad Regional Mendoza, U. (-). Unidad 3: Memorias Electrónicas. Mendoza, Argentina: Universidad
Tecnológica Nacional.

Ferradal, S. (2000). Digital II: Conceptos básicos sobre la programación en Assembler. Rosario,
Argentina: Departamento de Sistemas e Informática, Universidad Nacional de Rosario.

P á g i n a | 51

PRÁCTICA 3: ANÁLISIS DEL DIAGRAMA DE UNA TARJETA MADRE Y COMPONENTES
COMPATIBLES
INTRODUCCIÓN

TARJETA MADRE (MOTHERBOARD):
La tarjeta madre, Placa Base o Motherboard, es la placa principal donde se conectan todos los
elementos físicos de la computadora. En esencia es un circuito impreso que da soporte a la
comunicación, alimentación y transmisión/recepción de información.

IMAGEN 72: MODELO CONVENCIONAL DE TARJETA MADRE

FIRMWARE BIOS:
El firmware BIOS, que realiza los diagnósticos básicos, reconocimiento de dispositivos, pruebas de
encendido, etc.

IMAGEN 73: BIOS CONVENCIONAL

P á g i n a | 52
JUMPERS:
Estos elementos permiten la unión de pines en elementos que requieren una configuración fija y
modificable, como ciertos valores de BIOS, velocidades del procesador, entre otros.

IMAGEN 74: JUMPER

SOCKET O ZÓCALO:
El Socket del procesador es el elemento de conexión física del procesador con la tarjeta madre;
dependiendo de su versión o modelo, algunos procesadores son compatibles con la conexión.

IMAGEN 75: SOCKETS (FORMATO PGA [IZQ.] Y FORMATO LGA [DER.])

SLOTS O RANURAS DE LA MEMORIA RAM:
Los Slots o ranuras son conectores específicos en los que se colocan los elementos de hardware
interno, desde la memoria principal hasta las tarjetas de expansión o dispositivos de almacenamiento.
Estos slots permiten la conexión física de las memorias RAM a la tarjeta madre; dependiendo de la
tecnología de transferencia de datos (SD o DDR) éstos tienen una forma física acorde a la memoria.

P á g i n a | 53

IMAGEN 76: SLOTS DE MEMORIA CONVENCIONALES

ARQUITECTURA DE MEMORIA MULTICANAL:
Los procesadores actuales soportan tecnología de memoria multicanal, la cual permite multiplicar el
ancho de banda teórico de los DIMM instalados en la tarjeta madre. Los canales se identifican por un
color de contraste.

IMAGEN 77: DISTINCIÓN DE PARES MULTICANAL

Conexión de un solo canal (Single Channel): Este modo permite operaciones de ancho de banda en
un solo canal (Ancho de banda estándar de la memoria) cuando sólo se conecta una Memoria RAM

P á g i n a | 54
o bien cuando hay varias memorias, pero su capacidad no es igual; si entre canales hay DIMM’s con
velocidades distintas, el sistema ocupará la de menor velocidad.

IMAGEN 78: EJEMPLOS DE COENXIÓN DE MEMORIAS RAM EN CANAL SIMPLE

Conexión en canal doble o dual (Dual Channel): Este modo permite un mejor rendimiento de las
DIMM’s (duplicar el ancho de banda teórico de la memoria principal) y se logra si se cubre lo siguiente:

• Entre los canales pares las DIMM tienen la misma capacidad
• Cuando las configuraciones de las DIMM coinciden en cada canal

• Si las velocidades son distintas, se utiliza la memoria más lenta.

IMAGEN 79: EJEMPLOS DE COENXIÓN DE MEMORIAS RAM EN CANAL DUAL

Conexión en canal triple (Triple Channel): Este modo permite una reducción el promedio de latencias
de la memoria principal al acceder de forma secuencial a los DIMM y distribuyendo el
almacenamiento de datos en pequeñas fracciones en vez de llenar un DIMM y luego acceder al
siguiente. Se deben considerar los siguientes puntos al utilizar esta configuración:

P á g i n a | 55
• Los DIMM deben tener la misma capacidad y las mismas latencias (mismo modelo), formando

grupos de 3
• Con alguna que sea distinta en parámetros, se habilita modo de canal dual

• El procesador y la tarjeta madre deben ser compatible con tecnología de triple canal.

IMAGEN 80: EJEMPLOS DE COENXIÓN DE MEMORIAS RAM EN CANAL TRIPLE

Conexión en canal cuádruple (Quad Channel): Este modo se logra cuando 4 DIMM’s (o múltiplos de
4) se conectan en slots para canal cuádruple; para habilitarlo se debe considerar lo siguiente:

• Los DIMM deben ser idénticos en capacidad y en configuración.
• Con un DIMM que sea distinto se habilita modo de canal dual

• La tarjeta madre debe tener slots para canal cuádruple
• El procesador debe ser compatible para canal cuádruple

IMAGEN 81: EJEMPLOS DE COENXIÓN DE MEMORIAS RAM EN CANAL CUÁDRUPLE

P á g i n a | 56
SLOTS O RANURAS PCI-PCIe:
Estos slots permiten la conexión física de hardware adicional, como tarjetas de expansión, discos de
almacenamiento y unidades lectoras; éstas normalmente son buses estándar normalizados, salvo los
cableados de panel frontal y de energía.

IMAGEN 82: EJEMPLOS DE SLOTS PCI

La nomenclatura de los slots PCI-E (xN) indican el total de carriles de información que pueden enviar
a la tarjeta madre. Entre mayor sea el número, indica que el puerto es capaz de enviar mayor
información a la tarjeta madre (Mayor Ancho de Banda).

IMAGEN 83: FORMATO DE SLOTS PCIE

P á g i n a | 57
SLOTS O RANURAS IDE/ATA:
Estándar de comunicación paralelo, utilizado para conectar discos duros y unidades de disco flexible
y ópticas. Dependiendo del tamaño de la ranura, permite la conexión sólo de determinadas unidades

IMAGEN 84: SLOTS IDE

IMAGEN 85: CABLES PARA CONECTORES IDE (34 PINES [IZQ.], 40 PINES [CENTRO] Y 80 PINES[DER.])

SLOTS O RANURAS SATA:
Versión serial del protocolo ATA, de mayor velocidad de transferencia; exclusiva para discos duros
compatibles con dicha tecnología.

P á g i n a | 58

IMAGEN 86: SLOTS SATA

CABLES DE PANEL FRONTAL:
Los Cables del panel frontal, los cuales llevan energía a los indicadores de encendido o lectura de
disco duro, y también energía a los conectores USB o señales a los conectores de Audio en el
gabinete.

IMAGEN 87: CONFIGURACIÓN DE CONEXIONES DEL PANEL FRONTAL

P á g i n a | 59
CONECTORES DE SUMINISTRO DE ENERGÍA:
Conectores provenientes de la Fuente de la computadora que brindan los voltajes de alimentación
necesarios para todos los dispositivos.

IMAGEN 88: CONECTORES DE FUENTE ATX

PLUGS O CONECTORES:
Los conectores o plugs son los enlaces físicos de la tarjeta madre con los periféricos y otros cableados
para transmisión/recepción de datos.

IMAGEN 89: DISPISCIÓN CONVENCIONAL DE PLUGS

P á g i n a | 60

IMAGEN 90: PLUGS COMUNES

CHIPSETS:
Los Chipsets son circuitos integrados que sirve de nexo entre los elementos externos y los elementos
internos de una computadora con el procesador. Puede ser visto como el sistema nervioso central del
equipo de cómputo.

IMAGEN 91: DISPISICIÓN CONVENCIONAL DE CHIPSETS

P á g i n a | 61
Chipset Puente Norte (Northbridge): El Northbridge conecta el procesador, la memoria principal, con
algunos buses PCI y el bus AGP (gráficos), o cualquier otro que tenga tecnología DMA, siendo el
chipset más importante y más rápido.

IMAGEN 92: ESQUEMA Y UBICACIÓN FÍSICA DEL CHIPSET NORTHBRIDGE

Chipset Puente Sur (Southbridge): El Southbridge conecta las tarjetas o elementos conectados a los
buses PCI, ISA, los controladores ATA, SATA, IDE, el BIOS, los puertos USB y los demás elementos externos.
Toda la información que llega al Southbridge pasa al Northbridge y por último a la memoria o el CPU
según se requiera.

IMAGEN 93: ESQUEMA Y UBICACIÓN FÍSICA DEL CHIPSET SOUTHBRIDGE

FACTOR DE FORMA:
Independientemente de la marca, el modelo y las prestaciones de una tarjeta madre, existen normas
que indican las dimensiones, características mecánicas, distribución de componentes, entre otros,
que se denominan Factores de Forma:

 Formato XT (Extended Technology)
o Formato base de la IBM PC 5160 lanzada en 1983. El tamaño es exactamente igual al de
una hoja tamaño carta, y el único conector externo era para el teclado.

P á g i n a | 62

IMAGEN 94: FORMATO XT

 Tecnología AT (Advanced Technology)
o Formato de la IBM PC/AT de 1986. Es una de las tarjetas madre más grandes en ser
construidas (30.5 cm x 30.5 cm). Ampliamente usado desde su lanzamiento hasta 1995.

IMAGEN 95: FORMATO AT

P á g i n a | 63
 Tecnología ATX (Advanced Technology Extended)

o Creado por un grupo de desarrollo liderado por Intel®, introdujo la distribución de
conectores externos como un panel frontal, y define el Conector ATX de Energía de 24
pines, con voltajes múltiples de +3.3 V, +5.0 V y +12.0 V y los de bajo poder -3.3 V, -5.0 V
y -12.0 V. El formato aún se utiliza con variantes en el diseño y el tamaño

IMAGEN 96: FORMATO ATX

 Tecnología ITX (Information Technology Extended)
o Formato basado en las especificaciones de las Micro-ATX y las Flex-ATX, que busca
integrar lo más posible los componentes de la tarjeta madre, que incluye hardware para
gráficos integrado directamente en el chipset.

IMAGEN 97: FORMATO ITX

P á g i n a | 64
 Tecnología BTX (Balanced Technology Extended)

o Formato poco difundido y poco aceptado, en especial porque sus componentes eran
incompatibles con ATX, excepto en la fuente de alimentación. Se creó con el fin de
evitar los problemas de refrigeración y de ruido que provocaban las ATX.

IMAGEN 98: FORMATO BTX

P á g i n a | 65

OBJETIVO:

Analizar el diagrama de una tarjeta madre, obtenida de su manual de usuario, para ubicar sus
secciones físicas e investigar mediante internet los elementos de hardware compatibles con ella.

METODOLOGÍA:

 Utilizar el manual de usuario de la tarjeta madre Gigabyte GA-F2A85X-UP4 (Facilitado por el
docente) y la tarjeta física.

 Identificar tanto en el diagrama como en su versión física los siguientes componentes:
o Socket
o Slots de Memoria
o Slots PCI/PCIe
o Slots IDE/ATA
o Slots SATA
o Conectores de Energía
o Conectores Multifunción
o Batería del BIOS
o BIOS
o Chipsets
o Plugs

MATERIAL Y EQUIPO NECESARIO:

 Equipo de Cómputo con software visualizador de archivos PDF
 Manual de Usuario de tarjeta madre Gigabyte GA-F2A85X-UP4
 Tarjeta Madre Gigabyte GA-F2A85X-UP4 (Física o en Imagen)
 Conexión a Internet
 Libreta de Notas

CORRESPONDENCIA CON LA ASIGNATURA:

UNIDAD NOMBRE TEMA(S) Y SUBTEMA(S) ACTIVIDADES, COMPETENCIAS U
3 OBJETIVOS
4 BUSES Y PUERTOS ESTÁNDAR 3.3 – Tipos de Puertos
Estándar Investigar la interconexión que
EL CHIPSET, SU EVOLUCIÓN Y presentan los diferentes elementos que
LA CAPACIDAD DE UNA 4.3.- Las
COMPUTADORA Características de los constituyen una computadora.

Chipsets Actuales Buscar la configuración y
características de diferentes chipsets en

textos, manuales de fabricante,
páginas de internet, etc.

P á g i n a | 66

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:

PRUEBA: ANÁLISIS DEL DIAGRAMA Y UBICACIÓN DE PARTES

En esta prueba, se utilizará el esquema de la tarjeta madre Gigabyte GA-F2A85X-UP4, como es
mostrada en su manual de usuario, para ubicar los elementos señalados en la metodología.

IMAGEN 99: DIAGRAMA DE LA TARJETA MADRE DE ESTUDIO

P á g i n a | 67
Socket
El socket o el zócalo de la tarjeta madre se ubica tanto en el diagrama como en la imagen como se
muestra:

IMAGEN 100: SOCKET (DIAGRAMA Y FORMA FÍSICA)

Se puede apreciar que el formato del socket es para procesador PGA (arreglo de pines), modelo
FM2, exclusivo de procesadores AMD.
Slots de Memoria
Los slots de memoria RAM se ubican de la siguiente manera:

IMAGEN 101: SLOT DE MEMORIA (DIAGRAMA Y FORMA FÍSICA)

Se aprecia que hay 4 slots para tecnología DDR3, con tecnología de canal dual, dado el contraste
de colores en cada par.

P á g i n a | 68
Slots PCI/PCIe
Los slots PCI y PCIe se hallan tanto en el diagrama como en la imagen tal y como se muestra:

IMAGEN 102: SLOTS DE EXPANSIÓN (DIAGRAMA Y FORMA FÍSICA)

Se puede apreciar que existe únicamente un slot PCI y seis PCI Express: 3 versión X1, 1 versión X16, 1
versión X8 y 1 versión X4.
Slots SATA
Tanto en el diagrama como en la imagen los conectores SATA se muestran a continuación:

IMAGEN 103: PLUGS SATA (DIAGRAMA Y FORMA FÍSICA)

En la imagen 103 se muestra la ubicación física de los conectores SATA; en total se cuentan con 7 de
ellos.

P á g i n a | 69
Conectores de Energía
En el diagrama, los conectores de energía (incluyendo los conectores exclusivos para ventiladores)
se señalan a continuación:

IMAGEN 104: CONECTORES DE ENERGÍA (DIAGRAMA)

En la tarjeta física dichos conectores se hallan tal y como se muestra:

P á g i n a | 70

IMAGEN 105: CONECTORES (FORMA FÍSICA)

Se pueden observar los conectores ATX y el propio para el CPU (extensión del P4); se cuenta con 1
conector para el ventilador que viene en cada disipador y 4 conectores para ventiladores a colocar
en el gabinete.

P á g i n a | 71
Conectores Multifunción
El diagrama de la tarjeta madre muestra los diferentes conectores multifunción. Se analizarán de
manera detallada cada uno de ellos de manera individual, visualizando ubicación física, forma y
asignación de pines:

IMAGEN 106: COENCTORES MULTIFUNCIÓN (DIAGRAMA)

Conector de Panel Frontal
Este conector estándar contiene los indicadores de encendido, de lectura disco duro, así como las
extensiones para los botones de encendido y de reset del panel frontal; este modelo contiene
además los pines para conexión de un speaker o buzzer y detector de remoción de cubiertas:

IMAGEN 107: CONECTOR PANEL FRONTAL (FORMA FÍSICA)

IMAGEN 108: CONECTOR PANEL FRONTAL (DIAGRAMA)

P á g i n a | 72

Conectores USB
Existen 4 módulos de conexión para conectores USB frontales, en versión 2.0:

IMAGEN 109: COENCTORES FRONTALES USB

IMAGEN 110: DIAGRAMA DE CONECTOR FRONTAL USB Y DIAGRAMA DE PINES

Adicionalmente hay un conector USB 3.0 (que se ubica a un costado de los slots de memoria y el
conector de energía ATX), como se detalla a continuación:

IMAGEN 111: COENCTOR FRONTAL USB 3.0

P á g i n a | 73

IMAGEN 112: DIAGRAMA PANEL FRONTAL USB 3.0 Y DIAGRAMA DE PINES

Conector para comunicación serial (COM)
Conector para comunicación serial, únicamente utilizable mediante un cable especial. Sus
características se muestran a continuación:

IMAGEN 113: CONECTOR COM (DIAGRAMA Y FORMA FÍSICA)

Conector para Módulo de Plataforma de Confianza (TPM)
Este conector permite la conexión de elementos compatibles con tecnología TMP, que permite, entre
otras cosas, la encriptación de información, generación de claves, etc.

P á g i n a | 74

IMAGEN 114: CONECTOR TPM (DIAGRAMA Y FORMA FÍSICA)

Conector de Audio
El conector de audio se utiliza para activar las funciones de conectores frontales de audio tipo Jack
3.5 mm, tanto para salida como entrada, para los gabinetes que contienen estas funciones:

IMAGEN 115: COENCTOR DE AUDIO FRONTAL (DIAGRAMA Y FORMA FÍSICA)

Batería del BIOS
La batería del BIOS se muestra tanto en el diagrama como de manera física de la siguiente manera:

IMAGEN 116: BATERÍA (DIAGRAMA Y FORMA FÍSICA)

P á g i n a | 75
BIOS
En este modelo de tarjeta madre se cuenta con la tecnología DualBIOS® de Gigabyte®, la cual consta
de dos chips, uno que es la BIOS principal o maestra (M - BIOS) y una de respaldo o de fábrica (B –
BIOS) en caso de que la principal resulte dañada o modificada:

IMAGEN 117: BIOS DE LA TARJETA MADRE (DIAGRAMA Y FORMA FÍSICA)

Chipsets
De acuerdo al diagrama, se cuenta con únicamente un chipset, el modelo AMD A85X (protegido por
un disipador de calor), que se halla en la siguiente ubicación:

IMAGEN 118: CHIPSET (DIAGRAMA Y FORMA FÍSICA)

P á g i n a | 76
Plugs
Los múltiples conectores estándar de comunicación, audio y video se muestran tanto en el diagrama
como en forma física de la siguiente manera:

IMAGEN 119: PLUGS CON VISTA LATERAL (DIAGRAMA Y FORMA FÍSICA)

Una vista frontal de los conectores se muestra a continuación:

IMAGEN 120: PLUGS CON VISTA FRONTAL (DIAGRAMA Y FORMA FÍSICA)

Los conectores señalados corresponden a las siguientes tecnologías y tipos de señal:

P á g i n a | 77

a) Conector PS/2 para teclado o ratón
b) Conectores USB versión 3.0
c) Conector de video analógico VGA
d) Conector de video digital de alta definición DVI-D de enlace doble (Dual Link)
e) Conector de salida óptica de audio digital
f) Conector de audio/video digital en alta definición HDMI
g) Conector de audio/video digital de alta definición DisplayPort
h) Conectores USB versión 2.0
i) Conector eSATA (SATA externo)
j) Conector LAN RJ45
k) Conector de salida de audio Jack 3.5 mm para Subwoofer o Bocina Central
l) Conector de salida de audio Jack 3.5 mm para Bocina Trasera
m) Conector de salida de audio Jack 3.5 mm para Bocina Lateral
n) Conector de entrada de audio Jack 3.5 mm para dispositivos reproductores.
o) Conector de salida de audio Jack 3.5 mm para Bocinas en Estéreo o Audífonos.
p) Conector de entrada de audio Jack 3.5 mm para Micrófono

RESULTADOS Y CONCLUSIONES:

Al término de la práctica, el alumno identificará y reconocerá los elementos principales en una tarjeta
madre, independientemente de su modelo, comparando lo reflejado en los documentos oficiales
como manuales u hojas de datos, así como su forma y ubicación físicas. De igual manera podrá
identificar las especificaciones técnicas que son importantes para la expansión del hardware de una
computadora.

EVALUACIÓN:

CRITERIOS/INDICADORES EXCELENTE BUENO SUFICIENTE INSUFICIENTE
IDENTIFICACIÓN DE (24Puntos)
COMPONENTES (34 Puntos) (27 Puntos) El alumno realiza la (0 Puntos)
ELEMENTALES identificación entre
El alumno realiza El alumno realiza la el 90% y el 80% de los El alumno no realiza
IDETIFICACIÓN DE correctamente la identificación de al componentes la identificación de
COMPONENTES identificación de menos el 90% de los mostrados en el
PARTICULARES procedimiento. los componentes
TODOS los componentes mostrados en el
REPORTE DE PRÁCTICA componentes mostrados en el El alumno se limita a procedimiento, o
mostrados en el procedimiento. la identificación de bien lo realiza en
procedimiento. forma incorrecta.
El alumno investiga e El alumno identifica los componentes
algunos de los que sólo se muestran El alumno no
identifica en el procedimiento. identifica los
correctamente los componentes que componentes que
componentes que no se muestran en el El alumno utiliza el no se muestran en el
no se muestran en el procedimiento, pero formato de prácticas procedimiento.
procedimiento, pero que forman parte sus
que forman parte de suministrado por el El alumno utiliza el
sus funciones y/o funciones y/o docente, al menos el formato de prácticas
aplicaciones.
aplicaciones. 60% las secciones suministrado por el
El alumno utiliza el El alumno utiliza el están correctamente docente, pero
formato de prácticas formato de prácticas documentadas, sus
suministrado por el menos del 50% de las
docente, todas las suministrado por el secciones están
docente, al menos el correctamente
secciones están
correctamente 80% las secciones
documentadas, sus están correctamente
documentadas, sus

P á g i n a | 78

evidencias y evidencias y evidencias y documentadas, sus
resultados son claros resultados son claros resultados son poco evidencias y
resultados son
y siguen las y siguen las claros, aunque
especificaciones del especificaciones de siguen las imprecisos, y no se
siguen las
formato. formato. especificaciones de
formato. especificaciones de
formato.

BIBLIOGRAFÍA

Gigabyte. (2009). GA-F2A85X-UP4 User's Manual Rev. 1001. California, Estados Unidos.

Instituto de Computación, F. d. (-). Arquitectura del Computador 1: Memorias. Montevideo, Uruguay:
Universidad de la Reública Uruguay.

Instruments, N. (2018). National Instruments México. Obtenido de
http://digital.ni.com/public.nsf/allkb/039001258CEF8FB686256E0F005888D1

P á g i n a | 79

PRÁCTICA 4: ANÁLISIS DE LA ESTRUCTURA FÍSICA DE UNA ARDUINO UNO

INTRODUCCIÓN:

ARDUINO® UNO R3

La UNO es una tarjeta basada en el microcontrolador ATmega328P. Tiene 14 pines de entrada/salida
(de los cuales 6 pueden ser usadas como salidas PWM), 6 entradas analógicas, un cristal de 16 MHz,
conexión USB, un Jack de poder, una cabecera ICSP y botón de reset. Contiene todo lo que requiere
para poyar al microcontrolador; simplemente se conecta a una computadora mediante un cable
USB o a un adaptador AC/DC o batería para empezar.

Microcontrolador Atmega328P
Voltaje de Operación 5V

Voltaje de Entrada (recomendado) 7-12V

Voltaje de Entrada (Límite) 6-20V

E/S Digitales 14 (6 proveen salida PWM)

Pines de Entrada Analógicos 6

Corriente DC por Pin E/S 20 mA

Corriente DC para Pin 3.3V 50 mA

Memoria Flash 32 KB (0.5 KB usada por el bootloader)

SRAM 2 KB (ATmega328P)

EEPROM 1 KB (ATmega328P)

Velocidad del Reloj 16 MHz

Largo 68.6 mm

Ancho 53.4 mm

Peso 25 g

TABLA 16: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LA ARDUINO UNO

IMAGEN 121: ARDUINO UNO REVISIÓN 3

P á g i n a | 80

OBJETIVO:

Identificar cada uno de los componentes de la tarjeta Arduino UNO y conocer sus funciones
principales.

METODOLOGÍA:

 Identificar los elementos físicos principales de una Arduino UNO:
o Microcontroladores.
o Pines de Programación.
o Conexiones de Comunicación y Suministro de Energía.
o Elementos de Reseteo.
o LED’s indicadores.
o Pines de Suministro de Voltaje
o Pines Digitales y Analógicos
o Pines de Comunicación

 Realizar las anotaciones necesarias
 Realizar las pruebas sugeridas

RECURSOS MATERIALES Y EQUIPO NECESARIO:

 1 Arduino UNO REV 3 (Original o Genérica)
 Libreta de Notas
 PC o Laptop

CORRESPONDENCIA CON LA ASIGNATURA:

UNIDAD NOMBRE TEMA(S) Y ACTIVIDADES, COMPETENCIAS U
5 SUBTEMA(S) OBJETIVOS
ARQUITECTURAS
EMBEBIDAS O 5.3 – Características Investigar la configuración y
y uso de elementos programación de diferentes
MICROCONTROLADORES microcontroladores, en manuales
(MCU’s) del de fabricante, páginas de internet,
microcontrolador
etc.

Analizar el conjunto de terminales y
sus señales de interfaz con que
cuenta un microcontrolador
seleccionado.

P á g i n a | 81

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:

PRUEBA 1: IDENTIFICACIÓN DE ELEMENTOS BÁSICOS DE LA TARJETA ARDUINO® UNO

Para esta actividad, se debe comparar lo mostrado en la imagen de este manual destacado en un
cuadro rojo, identificar el elemento en la tarjeta física y tomar una fotografía.

Microcontrolador Atmel® AVR ATmega 328P
El CPU de una UNO es el microcontrolador ATmega 328P. Este elemento es el que se programa y
gestiona todo lo que indique el código realizado por el usuario.

IMAGEN 122: ARDUINO UNO, UBICACIÓN DEL MICROCONTROLADOR ATMEGA 328P

Microcontrolador Atmel® AVR ATmega 16U2
El microcontrolador Atmega 16U2 es un firmware que realiza la transformación del código elaborado
en el Software de Arduino a los códigos AVR que configuran el CPU de la tarjeta. Viene pre-
programado con un bootloader que permite la reprogramación de la tarjeta sin necesidad de otro
hardware externo, y se comunica utilizando el protocolo STK500.

P á g i n a | 82

IMAGEN 123: ARDUINO UNO, UBICACIÓN DEL MICROCONTROLADOR ATMEGA 16U2

Pines de Interfaz de Programación y Comunicación Serial ICSP
Si el usuario requiere programar la tarjeta sin utilizar el puerto USB, puede utilizar los pines ICSP para
programar el bootloader directamente al Atmega 328P en forma serial, ya sea con una tarjeta
programadora o por medio de módulos de comunicación TTL a Serial. Sirve además como elemento
de comunicación para módulos de expansión compatibles con protocolo SPI.

IMAGEN 124: CONFIGURACIÓN DE PINES ICSP

P á g i n a | 83

IMAGEN 125: ARDUINO UNO, UBICACIÓN DE PINES ICSP

Puerto de Programación USB-B
Este puerto USB – B hembra es la conexión más usual para alimentación y programación de la tarjeta.
Se comunica directamente con el Atmega 16U2 para la programación o actualización del código, y
brinda soporte para comunicación serial vía puerto COM en la PC.

IMAGEN 126: ARDUINO UNO, UBICACIÓN DEL PUERTO USB-B

Botón de Reseteo Manual
Éste botón se emplea para resetear manualmente la tarjeta en caso de presentarse un error en la
ejecución de un código, o como inicialización del mismo. Al pulsarlo no se borra el código
programado, solo reinicia los registros y los datos que se hayan quedado almacenados dentro del
CPU.