Agenda 2.1 Buses de computadoras (PCI, ISA, etc)
2.2 Puerto serie, paralelo y USB.
2.3 Puerto de audio. 2.4
GPIB. 1
Agenda 2.5 Conversión Análogo-Digital
y Digital-Análogo. 2.6 Tarjetas de
adquisición de datos comerciales. 2.7
Software comercial para la adquisición de datos. 2
2.1 Buses de computadora (PCI, ISA, etc.)
Definición La idea de las transferencias internas de datos
que se dan en un sistema computacional en funcionamiento. En el
bus todos los nodos reciben los datos aunque no se dirijan a
todos los nodos, los nodos a los que no van dirigidos simplemente
lo ignoran. bus es el conjunto de conductores eléctricos
en forma de pistas metálicas impresas sobre la tarjeta
madre del computador, por donde circulan las señales que
corresponden a los datos binarios del lenguaje máquina con
que opera el Microprocesador.
Tipos de Bus Bus de Datos: dispositivos del hardware. Bus de
Direcciones: del microprocesador. Bus de Control: CPU con las
demás unidades.
Bus ISA El ancho de banda máximo del bus ISA de 16 bits es
de 16 Mbytes/segundo. La arquitectura XT es una arquitectura de
bus de 8 bits usada en los PCs. Precede al la arquitectura AT de
16 bits usada en las máquinas compatibles IBM PC AT. El
bus XT tiene cuatro canales DMA, de los que tres están en
los slots de expansión. De esos tres, dos están
normalmente asignados a funciones de la máquina. El BUS
clásico de un PC (ISA BUS) se compone de dos partes:
La clásica de 8 bits, perteneciente a los PC, XT y
AT. La extensión de 16 bits de los AT.
Historia del Bus ISA ISA, es una arquitectura de bus creada por
IBM en 1980 en Boca Raton, Florida para ser empleado en los IBM
PCs. ISA se creó como un sistema de 8 bits en el IBM PC en
1980, y se extendió en 1983 como el XT bus architecture.
El nuevo estándar de 16 bits se introduce en 1984 y se le
llama habitualmente AT bus architecture. Diseñado para
conectar tarjetas de ampliación a la placa madre, el
protocolo también permite el bus mastering aunque
sólo los primeros 16 MiB de la memoria principal
están disponibles para acceso directo. El bus de 8 bits
funciona a 4,77 MHz (la misma velocidad que el procesador Intel
8088 empleado en el IBM PC), mientras que el de 16 bits opera a 8
MHz (el de Intel 80286 del IBM AT).
Está también disponible en algunas máquinas
que no son compatibles IBM PC, como el AT&T Hobbit (de corta
historia), los Commodore Amiga 2000 y los BeBox basados en
PowerPC. En 1987, IBM comienza a reemplazar el bus ISA por su bus
propietario MCA (Micro Channel Architecture) en un intento por
recuperar el control de la arquitectura PC y con ello del mercado
PC. El sistema es mucho más avanzado que ISA, pero
incompatible física y lógicamente, por lo que los
fabricantes de ordenadores responden con el Extended Industry
Standard Architecture (EISA) y posteriormente con el VESA Local
Bus (VLB). Los usuarios de máquinas basadas en ISA
tenían que disponer de información especial sobre
el hardware que iban a añadir al sistema. Aunque un
puñado de tarjetas eran esencialmente Plug-and-play
(enchufar y listo), no era lo habitual. Frecuentemente
había que configurar varias cosas al añadir un
nuevo dispositivo, como la IRQ, las direcciones de
entrada/salida, o el canal DMA. MCA había resuelto esos
problemas, y actualmente PCI incorpora muchas de las ideas que
nacieron con MCA (aunque descienden más directamente de
EISA).
Bus PCI El bus PCI (Peripheral Component Interconnect) ó
Interconexión de Componente Periférico es un bus de
ancho de banda elevado, independiente del procesador. Comparado
con otros buses, el PCI proporciona mejores prestaciones para E/S
de alta velocidad. El estándar actual permite el uso de 64
líneas de datos a 33 MHz, para una velocidad de
transferencia de 264 MB/s, ó 2.112 GB/s. El PCI ha sido
diseñado para ajustarse, económicamente, a los
requisitos de E/S de los sistemas actuales; se implementa con muy
pocos circuitos integrados y permite que otros buses se conecten
a él.
Historia del Bus PCI Intel empezó a trabajar el PCI en
1990 pensando en sus sistemas Pentium. Muy pronto Intel
cedió sus patentes al dominio público. El resultado
ha sido que el PCI ha sido ampliamente adoptado y se esta
incrementando su uso en las computadoras personales,
estaciones de trabajo y servidores. La versión actual es
PCI 2.0.
El bus PCI puede configurarse como un bus de 32 ó 64 bits.
Las 50 líneas de señal obligatorias se dividen en
los grupos funcionales siguientes: Terminales de sistema
Terminales de direcciones y datos Terminales de control de
interfaz Terminales de arbitraje Terminales para señales
de error Además la especificación PCI define 50
señales opcionales, divididas en los siguientes grupos
funcionales: Terminales de interrupción Terminales de
soporte de cache Terminales de extensión a bus de 64 bits
Terminales de prueba (JTAG / Boundary Scan)
Bus PCI – Express PCI-Express (anteriormente conocido por las
siglas 3GIO, 3rd Generation I/O). Se basa en un sistema de
comunicación serie mucho más rápido, apoyado
principalmente por Intel. Es confundido con el puerto PCI-X el
cual es más rápido pero presenta problemas de
instalación. Este bus está estructurado como
enlaces punto a punto, full-duplex, trabajando en serie. En PCIE
1.1 (el más común en 2007) cada enlace transporta
250 MB/s en cada dirección. PCI-Express está
pensado para ser usado sólo como bus local. La velocidad
superior del PCI-Express permitirá reemplazar casi todos
los demás buses, AGP y PCI incluidos. Este conector es
usado mayormente para conectar tarjetas graficas. PCI-Express no
es todavía suficientemente rápido para ser usado
como bus de memoria Marcas como Ati Technologies y nVIDIA entre
otras tienen tarjetas graficas en PCI-Express.
Bibliografía Bus PCI (2008) recuperado el 24 de Febrero
del 2008 de, http://akimpech.izt.uam.mx/Web_jr/ami213.htm Bus ISA
(2008) recuperado el 24 de Febrero del 2008 de Wikipedia la
Enciclopedia Libre, http://es.wikipedia.org/wiki/Bus_ISA Bus PCI
Express (2008) recuperado el 25 de Febrero del 2008 de Wikipedia
la Enciclopedia Libre, http://es.wikipedia.org/wiki/PCI-Express
Bus PCI Express (2008) recuperado el 25 de Febrero del 2008 de,
http://www.hispatech.com/articulos/html/ibap/pciexpress/pag1.php
2.2 Puertos Serie, Paralelo y USB
Puerto Serie Los puertos son interfaces de comunicación
que pueden ser físicas y lógicas. Los puertos
sirven de E/S para los sistemas de cómputo. El puerto
más simple y a su vez estandarizado es el serie. 15
Puerto Serie En un puerto en serie los datos son transmitidos bit
por bit. La cual generalmente es simplex pero se pueden
transmitir en varios sentidos. Generalmente se sigue el
estándar RS-232 para la comunicación por puerto
serie, generalmente recibe el nombre de puerto COM
(communications) 16
Puerto Serie Las computadoras actuales ya no poseen este tipo de
puertos aunque aun se encuentra muy presente en dispositivos
industriales por que son sencillos, baratos y con mucho soporte
para periféricos. Los primeros puertos serie tenían
25 pines los más recientes presentan 9 pines. 17
Puerto Serie Son puertos lentos de 19.2 Kbits/s aunque algunos
llegan a más velocidad (115.2 Kb/s). Esta es su principal
desventaja por lo que ha sido sustituido por otros tipos de
puertos como USB y Firewire. Existen otras tecnologías
como Serial-ATA para mejorar la comunicación de los buses
de datos. 18
Puerto Serie Generalmente los parámetros de un puerto
serie son: 9600/8N1 que indica una velocidad de 9600 Kb/s, 8 bits
de transmisión, no hay bit de paridad, y hay un bit de
parada. Los cables no deben soportar más de 15 metros. Se
utiliza la UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmiter)
19
RS-232C 20
Puerto Paralelo La transmisión de datos a través de
un puerto paralelo se hace byte tras byte (8 bits) por lo que en
teoría la comunicación es más rápida
que un puerto serie. El puerto paralelo mejor conocido es el de
la impresora (LPT) llamado Centronics (IEEE 1284) pero no es el
único tipo disponible. 21
Puerto Paralelo El puerto Centronics sirve también para
conectar otros tipos de dispositivos como escáneres,
redes, unidades Zip, para conectar dos PCs, etc. El puerto LPT1
está asociado a la dirección de memoria 0x378.
Otras variantes del puerto paralelo son el Parallel-ATA 22
Puerto USB El estándar actual de comunicaciones entre
dispositivos periféricos. Fue creado en 1996 por un
conjunto de empresas. En general brindan energía
suficiente para conectar dispositivos pero en algunos casos se
requiere de energía extra para poder funcionar. 23
USB El puerto USB (Universal Serial Bus) maneja velocidades de
transmisión elevadas lo cual permite que se puedan
conectar varios dispositivos a la vez. En la versión 1.0
se tiene una velocidad de 1.5 Mb/s, en la 1.1 de 12 Mb/s, en la
2.0 de 480 Mb/s y se espera que en la 3.0 se obtengan hasta 4.8
Gb/s 24
USB 25 Existen dos variantes de los conectores Ay B de diferentes
tamaños: micro, mini, hembra y macho.
Firewire Conocido como IEEE 1394 y como i.link por parte de Sony.
Es un puerto con funcionalidades muy similares al USB. Su
velocidad es en su versión 1.0 de 400 Mb/s y en la 2.0 de
800 Mb/s. La extensión máxima del cable es de hasta
4.5 metros. 26
Firewire Generalmente está mas presente en computadoras
Mac. Sirve para interconectar dispositivos de altas prestaciones
como cámaras fotográficas y de video digital,
discos SCSI y uno de sus puntos fuertes es que puede funcionar
como cable de red con altas prestaciones. 27
2.3 Puertos de Audio
Los micrófonos La señal de audio que obtiene un
micrófono es analógica. El proceso para digitalizar
la onda analógica se lleva a cabo mediante un muestreo,
que permite que los sonidos puedan ser procesados usando el
lenguaje binario.
Muestreo La frecuencia de muestreo es el número de
muestras de señal que se recogen cada segundo. Si se
recogen más muestras, la calidad el sonido aumenta, pero
en cuanto a adquisición de datos, se aumenta
también el espacio que ocupa la toma de datos en
bits.
Tarjeta de sonido ¿QUE ES LA TARJETA DE SONIDO? La tarjeta
de sonido es un dispositivo que se conecta a la placa base del
ordenador, o que puede ir integrada en la misma. Reproduce
música, voz o cualquier señal de audio. A la
tarjeta de sonido se pueden conectar altavoces, auriculares,
micrófonos, instrumentos, etc.
El pitido que oímos cuando arrancamos el ordenador ha sido
durante muchos años el único sonido que ha emitido
el PC, ya que en un principio no fue pensado para manejar sonido,
el altavoz interno servía únicamente para comunicar
errores al usuario. Pero el gran cambio surgió cuando
empezó a aparecer el software que seguramente más
ha hecho evolucionar a los ordenadores desde su aparición:
los videojuegos. Además de esto, un poco más tarde
en plena revolución de la música digital, cuando
empezaban a popularizarse los instrumentos musicales digitales,
apareció en el mercado de los PC compatibles una tarjeta
que lo revolucionó, la tarjeta de sonido SoundBlaster. Por
fin era posible convertir sonido analógico a digital para
guardarlo en nuestro PC, y también convertir el sonido
digital que hay en nuestro PC a analógico y poder
escucharlo por nuestros altavoces. Posteriormente aparecieron el
resto de tarjetas, todas más o menos compatibles con la
exitosa SoundBlaster original, que se convirtió en el
estándar indiscutible.
TIPOS DE TARJETAS Podemos clasificar las tarjetas de sonido
según los canales que utilizan. Las tarjetas más
básicas utilizan un sistema 2.1 estéreo, con una
salida de jack, a la que podemos conectar dos altavoces. Las
tarjetas cuadrafónicas permiten la reproducción de
sonido envolvente 3D. Estas tarjetas disponen de dos salidas
analógicas, lo que permite conectar sistemas de altavoces
4.1 o 5.1. También suelen incluir la interfaz S/PDIF, para
el sistema Dolby Digital. Existen otras tarjetas con conectores
para otros dispositivos, que normalmente tienen un uso
profesional o semiprofesional, como los MIDI.
Conexiones Una tarjeta de sonido puede tener las siguientes
conexiones: una entrada de línea, entrada para
micrófono, salida de línea, salida amplificada,
conector MIDI y conector para Joystick.Las entradas de
línea, salida y micrófono suele ser un minijack, un
estándar de conexión de sonido de calidad media,
que es el comúnmente utilizado en los dispositivos
portátiles, como los reproductores de CD.
Conexiones
Otro tipo de conexión es el RCA. Mientras que en el
minijack, los dos canales de estéreo van juntos, en los
RCA los canales van por separado, por lo que ofrecen mayor
calidad. Las entradas y salidas MIDI nos permiten conectar
instrumentos digitales, de manera que son imprescindibles si
disponemos de uno de estos aparatos. La entrada nos permite pasar
el sonido al ordenador, y la salida permite que una
melodía se reproduzca en el instrumento, a partir de una
partitura que tenemos en el ordenador.
LabVIEW
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