La placa mare, placa base o targeta mare (en anglès motherboard) és la targeta de circuits impresos central a l'ordinador que conté el microprocessador, la memòria RAM del sistema, circuits electrònics de suport, la ROM i ranures especials (slots) que permeten la connexió de targetes adaptadores addicionals. Aquestes targetes solen dur a terme funcions de control de perifèrics, com monitors, impressores, unitats de disc, etc.
Funcionament La majoria de plaques mare que es produeixen avui dia estan dissenyades per a ordinadors basats en el disseny d'IBM (IBM-Compatibles), els quals són el 90% de les vendes d'ordinadors. La placa mare és el component que agrupa tots els altres i permeten que la resta de components puguin comunicar-se entre si.
Les plaques mare també s'utilitzen en molts altres dispositius electrònics com telèfons mòbils, cronòmetres, rellotges, etc.
Una placa base típica conté el microprocessador, la memòria principal i altres components essencials. Altres components com l'emmagatzemament extern, els controladors de vídeo i so, i altres perifèrics, hi poden ser afegits bé com a targetes d'expansió (amb protocols com PCI) o a través de cables, tot i que en els ordinadors moderns és cada vegada més comú integrar alguns d'aquests dispositius directament a la placa base (els controladors de vídeo i so, el controlador de xarxa ethernet, ports USB, etc.).
Un dels components més importants de les plaques base és el chipset de suport al microprocessador, un conjunt de circuits integrats que proporcionen interfícies per a la comunicació de la CPU amb diversos busos i components externs. Aquest chipset determina en cert grau les funcions i prestacions de la placa base. El chipset es compon de NorthBridge i SouthBridge. El NorthBridge controla les funcions d'accés cap a i entre el microprocessador, la memòria RAM, el port gràfic AGP, i les comunicacions amb el SouthBrigde. El SouthBridge controla els dispositius associats com són la controladora de discs IDE, els ports USB, FireWire, SATA, RAID, ranures PCI, ranura AMR, ranura CNR, ports d'infrarojos, disquetera, Ethernet i una llarga llista amb tots els elements que podem imaginar integrats en la placa mare.
Les plaques base inclouen, com a mínim: Sòcol per instal·lar-hi un o més microprocessadors. Sòcols per instal·lar-hi la memòria principal del sistema (típicament en forma de mòduls DIMM que contenen xips DRAM). Xips de memòria no volàtil (normalment Flash ROM en les plaques base modernes) que contenen el firmware (també anomenat microprogramari) del sistema o BIOS. Un generador de rellotge que produeix el senyal de rellotge del sistema per sincronitzar els diferents components. Sòcols per a targetes d'expansió (que interaccionen amb el sistema a través dels busos suportats pel chipset). Connectors d'alimentació, que reben l'electricitat de la font d'alimentació i la distribueixen a la CPU, el chipset, la memòria principal, i les targetes d'expansió.
Components lang=ca|miniatura|300px|Diagrama d'una placa base típica.
Una placa base típica admet els següents components:
Connectors d'alimentació d'energia elèctrica. Sòcol de CPU (monoprocessador) o sòcols de CPU (multiprocessador). Ranures de RAM. Chipset.
Connectors d'alimentació
miniatura|Connectors de la font d'alimentació de tipus ATX2 per a PC: (1) mini molex per a FDD. (2) Molex universal: per a dispositius IDE, HDD i unitat de disc òptic. (3) per a dispositius SATA. (4) per a targetes gràfiques de 8 pins, separable per 6 pins. (5) per a targeta gràfica de 6 pins. (6) per a placa base de 8 pins. (7) per CPU P4, combinat per al connector de la placa base de 8 pins a 12 V. (8) ATX2 de 24 pins. Per a un o varis d'aquests connectors d'alimentació, una alimentació elèctrica proporciona a la placa base els diferents voltatges i intensitats necessaris per al seu funcionament.
Ports de CPU
alt=Placa base|miniatura|Placa base per a ordinador personal d'escriptori amb els seus components típics i interfícies. Aquest model va ser fabricat per Foxconn en 2007 usant la disposició microATX, una de les més utilitzades per a ordinadors personals. El sòcol de CPU (socket) és un receptacle que encasta el microprocessador i ho connecta amb la resta de components a través del bus frontal de la placa base.
Si la placa base disposa d'un únic sòcol per a microprocessador, es denomina monoprocessador. En canvi, si disposa de dos o més sòcols, es denomina placa multiprocessador.
Ranures de RAM
Les plaques base consten de ranures (slots) de memòria d'accés aleatori, el seu nombre és de 2 a 8 ranures en una mateixa placa base comuna.
En elles s'insereixen aquestes memòries del tipus convenient depenent de la velocitat, capacitat i fabricadora requerida segons la compatibilitat de cada placa base i la CPU.
Joc de xips
El joc de xips o chipset és una sèrie o conjunt de circuits electrònics, que gestionen les transferències de dades entre els diferents components de l'ordinador (processador, memòria, targeta gràfica, unitat d'emmagatzematge secundari, etcètera).
El chipset, generalment es divideix en dues seccions: NorthBridge: gestiona la interconnexió entre el microprocessador, la memòria RAM i la unitat de processament gràfic. SouthBridge: gestiona la interconnexió entre els perifèrics i els dispositius d'emmagatzematge, com els discos durs o les unitats de disc òptic.
Les noves línies de processadors d'escriptori tendeixen a integrar el mateix controlador de memòria dins del processador.
Altres components importants El rellotge: regula la velocitat d'execució de les instruccions del microprocessador i dels perifèrics interns. La CMOS: una petita memòria que preserva certa informació important (com la configuració de l'equip, data i hora), mentre l'equip no està alimentat per electricitat. La pila de la CMOS: proporciona l'electricitat necessària per operar el circuit constantment i que aquest últim no s'apagui perdent la sèrie de configuracions guardades, com la data, hora, seqüència d'arrencada... La BIOS: un programa registrat en una memòria no volàtil (antigament en memòries ROM, però des de fa temps s'empren memòries flaix). Aquest programa és específic de la placa base i s'encarrega de la interfície de baix nivell entre el microprocessador i alguns perifèrics. Recupera, i després executa, les instruccions del registre d'arrencada principal (Master Boot Record, MBR), o registrades en un disc dur o un dispositiu d'estat sòlid, quan arrenca el sistema operatiu. Actualment, els ordinadors moderns substitueixen el MBR per la taula de particions GUID (GPT) i el BIOS per Extensible Firmware Interface (EFI). El bus frontal o bus davanter (front-side bus o FSB): també anomenat bus intern, connecta el microprocessador al chipset. Està caient en desús enfront de HyperTransport i Quickpath. El bus de memòria connecta el chipset a la memòria temporal. El bus d'expansió (també anomenat bus I/S): uneix el microprocessador als connectors d'entrada/sortida i a les ranures d'expansió. Els connectors d'entrada/sortida que compleixen normalment amb la norma PC 99; aquests connectors inclouen: Els ports sèrie, per connectar dispositius antics. Els ports paral·lels, per a la connexió d'impressores antigues. Els ports PS/2 per connectar teclat i ratolí; aquestes interfícies tendeixen a ser substituïdes per USB. Els ports USB (en anglès Universal Serial Bus), per exemple, per connectar diferents perifèrics, com per exemple: ratolí, teclat, memòria USB, telèfons intel·ligents, impressores. Els connectors RJ-45, per connectar-se a una xarxa informàtica. Els connectors VGA, DVI, HDMI o DisplayPort per a la connexió del monitor d'ordinador o projector de vídeo. Els connectors IDE o Serial ATA, per connectar dispositius d'emmagatzematge, així com discos durs (HDD), dispositius d'estat sòlid (SSD) i unitats de disc òptic. Els connectors jacks d'àudio, per connectar dispositius d'àudio, per exemple: altaveus i auriculars (codi de color: verd), i micròfons (codi de color: rosat). Les ranures d'expansió: es tracta de receptacles (slots) que poden acollir plaques o targetes d'expansió (aquestes targetes s'utilitzen per agregar característiques o augmentar el rendiment de l'ordinador; per exemple, una targeta gràfica es pot afegir per millorar el rendiment 3D). Aquests ports poden ser ports: ISA (Industry Standard Architecture) interfície antiga, PCI (Peripheral Component Interconnect), AGP (Accelerated Graphics Port) i, PCIe o PCI-Express, són els més recents.
Amb l'evolució dels ordinadors, cada cop més característiques s'han integrat en la placa base, així com a circuits electrònics per a la gestió del vídeo, de so o de xarxes, evitant així l'addició de targetes d'expansió: interfície gràfica integrada o unitat de processament gràfic (GPU, Graphics Processing Unit, o IGP, Integrated Graphic Processor); interfície integrada d'àudio o so; interfície integrada Ethernet o ports de xarxa integrats ((10/100 Mbit/s)/(1 Gbit/s)).
En la placa també existeixen diferents conjunts de pins, anomenats jumpers o ponts, que serveixen per configurar altres dispositius: JMDM1: Serveix per connectar un mòdem pel qual es pot encendre el sistema quan aquest rep un senyal. JIR2: Aquest connector permet connectar mòduls d'infrarojos IrDA, havent de configurar la BIOS. JBAT1: S'utilitza per poder esborrar totes les configuracions que com a usuari podem modificar i restablir les configuracions que vénen de fàbrica. JP20: Permet connectar àudio en el panell frontal. JFP1 i JFP2: S'utilitza per a la connexió dels interruptors del panell frontal i els leds. JUSB1 i JUSB3: És per connectar ports USB del panell frontal.
Tipus de bus
miniatura|Targeta mare Dell T3600 Els busos són espais físics que permeten el transport d'informació i energia entre dos punts de l'ordinador.
Els busos generals són cinc:
Bus de dades Els busos de dades són les línies de comunicació per on circulen les dades externes i interns del microprocessador.
Bus d'adreça El bus d'adreça és la línia de comunicació per on viatja la informació específica sobre la localització de l'adreça de memòria de la dada o dispositiu al qual es fa referència.
Bus de control El bus de control és la línia de comunicació per on es controla l'intercanvi d'informació amb un mòdul de la unitat central i els perifèrics.
Bus d'expansió Els busos d'expansió són el conjunt de línies de comunicació encarregat de portar el bus de dades, el bus d'adreça i el de control a la targeta d'interfície (entrada, sortida) que s'agrega a la placa principal.
Bus del sistema Tots els components de la placa base es vinculen a través del bus del sistema, mitjançant diferents tipus de dades del microprocessador i de la memòria principal, que també involucra a la memòria elegància de nivell 2. La velocitat de transferència del bus de sistema és determinada per la freqüència del bus i l'ample.
Formats de plaques mare Hi ha molts formats de plaques mare, depenent del lloc on es vulguin posar, depenent de les circumstàncies i mida de la caixa. miniatura|500px|center|Mides estàndards de les plaques mare Les plaques base necessiten tenir moltes dimensions compatibles amb les caixes que les contenen, de manera que des dels primers computadors personals s'han establert característiques mecàniques, anomenades factor de forma. Defineixen la distribució de diversos components i les dimensions físiques, com per exemple el llarg i ample de la targeta, la posició dels forats pels cargols de subjecció i les característiques dels connectors.
Amb els anys, diverses normes es van anar imposant.
XT 1983: XT (sigla en anglès de eXtended Technology, «tecnologia estesa») és el format de la placa base de l'ordinador IBM PC XT (model 5160), llançat en 1983. En aquest factor de forma es va definir una grandària exactament igual al d'una fulla A4 i un únic connector extern per al teclat.
AT