¿Qué es plug and play?

Plug-and-play o PnP (en español "enchufar y usar") es la tecnología que permite a un dispositivo informático ser conectado a una computadora sin tener que configurar, mediante jumpers o software específico (no controladores) proporcionado por el fabricante, ni proporcionar parámetros a sus controladores. Para que sea posible, el sistema operativo con el que funciona el ordenador debe tener soporte para dicho dispositivo.

No se debe confundir con hot plug, que es la capacidad de un periférico para ser conectado o desconectado cuando el ordenador está encendido. Plug-and-play tampoco indica que no sea necesario instalar controladores adicionales para el correcto funcionamiento del dispositivo. Plug and Play no debería entenderse como sinónimo de "no necesita controladores".

Los periféricos plug-and-play deben estar completamente libres de jumpers y de interruptores. Esto no es absolutamente cierto en la realidad. Afortunadamente, la mayoría de los dispositivos funcionan correctamente con su configuración de fábrica.

El dispositivo también debe ser capaz de "anunciarse" por sí sólo al sistema operativo. De esta manera, el propio sistema operativo es capaz de cargar los controladores adecuados.

Finalmente, el dispositivo debe ser totalmente configurable desde el controlador del sistema operativo. Lo que incluye la selección de su rango de direcciones de entrada/salida e interrupciones a utilizar. Esto evita la intervención del usuario. Anteriormente, esta asignación era responsabilidad de la BIOS del ordenador, requiriendo una configuración manual en el sistema operativo.

Un poquito de Historia

Distintos fabricantes de la industria decidieron formar un consorcio con el objetivo de promover un estándar de industria que simplificara el uso de periféricos: la tecnología Plug & Play. Esto requería innovaciones tanto en el hardware como en el sistema operativo. Ambos debían estar diseñados para esta tecnología. Se incorporó en las últimas revisiones de ISA, aunque no fue hasta la llegada del bus PCI cuando el estándar comenzó a funcionar correctamente.

El primer sistema operativo de Microsoft en incorporar plug-and-play fue Windows 95. No obstante, la realidad de este sistema operativo respecto a las prometidas bondades, sumado a los fracasos de Plug and Play en el bus ISA, le hizo valerse el apelativo de plug-and-pray ("enchufar y rezar") entre los usuarios.

Especificaciones del Puerto PCI-Express

PCI Express es un nuevo desarrollo del bus PCI que usa los conceptos de programación y los estándares de comunicación existentes, pero se basa en un sistema de comunicación serie mucho más rápido. PCI Express es abreviado como PCI-E o PCIe, aunque erróneamente se le suele abreviar como PCI-X o PCIx. Sin embargo, PCI Express no tiene nada que ver con PCI-X que es una evolución de PCI, en la que se consigue aumentar el ancho de banda mediante el incremento de la frecuencia, llegando a ser 32 veces más rápido que el PCI 2.1. Su velocidad es mayor que PCI-Express, pero presenta el inconveniente de que al instalar más de un dispositivo la frecuencia base se reduce y pierde velocidad de transmisión.

Es un sistema flexible que reemplazará al PCI, al PCI-X y al AGP. PCI Express tiene el mismo interfaz de software que el PCI, pero las tarjetas son física y electrónicamente incompatibles. Mientras estaba en desarrollo, PCI Express era conocido como Arapaho o 3GIO. Fue desarrollado por Intel en 2004, y transmite datos en forma serial (a diferencia del PCI que es paralelo).

Transmisión de datos en forma serial ralizada por PCI-E

 Transmisión de datos en paralelo ralizada por PCI o PCI-X 

PCIe 1.1 puede transferir datos a 250 MB/s en cada dirección por carril. Con un máximo de 32 carriles, PCIe permite una velocidad combinada de transferencia de 8 GB/s en cada dirección. Para poner esto en perspectiva, un sólo carril permite una transferencia del doble de datos que un PCI normal, cuatro carriles permiten la misma velocidad que la versión más rápida del PCI-X 1.0, y ocho carriles permiten una transferencia comparable a versión más rápida de AGP.

Una de las caracteristicas de PCIe  es que se pueden integrar multiples lanes (es decir, ampliar el ancho de banda) para formar un unico enlace. Las tarjetas y ranuras PCI Express se definen por su número de lanes que forman el enlace, normalmente uno, cuatro, ocho o dieciséis lanes dando lugar a configuraciones llamadas x1, x2, x4, x8, x12, x16. La notación x1, x2, x4  se refiere al número de lanes disponibles o ancho del bus.

En PCIe cada dispositivo esta conectado al switch. Este recurso compartido rutea el tráfico del bus y establece conexiones punto a punto entre cualquier par de dispositivos en el sistema. Esta comunicación está dividida en paquetes discretos de datos que el switch rutea. La CPU puede comunicarse con cualquier dispositivo PCIe estableciendo un enlace de comunicación a traves del switch.

A diferencia de las antiguas tecnologías de arquitectura de buses paralelos, PCI Express garantiza a cada dispositivo su propio ancho de banda y al centralizar el ruteo de tráfico y la gestion de recursos en el switch, se pueden priorizar paquetes de manera que las aplicaciones en tiempo real pueden obtener un acceso inmediato al switch.

 Otras caracteristicas de PCI Express:

- Permite conexión en caliente (hot-plug)
- Permite cambio en caliente (hot-swap)
- Gestión integrada de errores.
- Implementa funciones de ahorro de energía.

Especificaciones del puerto PCI-X

PCI-X (PCI eXtendido) es un tipo de bus y estándar de tarjeta de expansión interna que supera al bus PCI por su mayor ancho de banda exigido por servidores. Es una versión con el doble de ancho del PCI, ejecutándose hasta cuadruplicar la velocidad de reloj.

No debe confundirse con PCI-Express (PCI-E or PCIe), una arquitectura de bus distinta que está reemplanzado a PCI-X

PCI-X revisó el estándar convencional PCI doblando la velocidad máxima de procesador (de 66 MHz a 133))1 y de ahí la cantidad datos intercambiada entre el procesador del ordenador y los periféricos. El bus PCI convencional soporta hasta 64 bits a 66 MHz (aunque cualquier uso sobre los 32 bits a 33 MHz sólo se ha visto en sistemas de gama alta) y los estándares de buses adicionales mueven 32 bits a 66 MHz o 64 bits a 33 MHz. La cantidad de datos máxima teórica con PCI-X es 1.06 GB/s, comparada con los 133 MB/s del PCI estándar. PCI-X también mejora la tolerancia a fallos de PCI permitiendo, por ejemplo, a las tarjetas defectuosas ser reinicializadas o extraídas en caliente (sin el apagado de la máquina).

PCI-X normalmente es compatible hacia atrás con la mayoría de tarjetas basadas en el estándar PCI 2.x o posterior,1 dando lugar a que una tarjeta PCI se puede instalar en una ranura PCI-X, si dispone de la distribución correcta de voltajes y (si se inserta en una ranura de 32 bits) nada obstruye la parte saliente del conector. Originalmente el bus PCI tenía un bus de 5 voltios. Más tarde en la revisión 2.x, el bus tenía una interconexión de voltaje dual. En 3.0 se cambió a únicamente 3,3 voltios. El bus PCI-X no es compatible con las tarjetas más antiguas de 5 voltios pero las nuevas de 3,3 funcionarán en una ranura PCI-X.1

Este bus representa otro tipo de extensión del bus PCI 32 bits a utilizar un ancho de bus de 64 bits pero con un clock mucho más elevado que le permite superar el ancho de banda de los 4 Gbytes/seg en las motherboard implementando la última revisión de PCI-X 2.0.

Físicamente si bien parece similar al conector PCI 64 bits pues tiene el mismo largo y los mismos "tramos" de pines, la posición relativa del "tramo corto" de conectores es distinta en ambos casos, pues en la PCI-X está en un extremo, mientras que en las PCI 64 bits se encuentra en la parte central de la placa.

Especificaciones del Puerto AGP

AGP: Accelerated Graphics Port o AGP (en español "Puerto de Gráficos Acelerados") es una especificación de bus que proporciona una conexión directa entre el adaptador de gráficos y la memoria. Es un puerto (puesto que sólo se puede conectar un dispositivo, mientras que en el bus se pueden conectar varios) desarrollado por Intel en 1996 como solución a los cuellos de botella que se producían en las tarjetas gráficas que usaban el bus PCI. El diseño parte de las especificaciones del PCI 2.1.

El puerto AGP es de 32 bits como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8 canales más adicionales para acceso a la memoria de acceso aleatorio (RAM). Además puede acceder directamente a esta a través del puente norte pudiendo emular así memoria de vídeo en la RAM. La velocidad del bus es de 66 MHz.

El bus AGP cuenta con diferentes modos de funcionamiento.

    AGP 1X: velocidad 66 MHz con una tasa de transferencia de 266 MB/s y funcionando a un voltaje de 3,3V.
    AGP 2X: velocidad 133 MHz con una tasa de transferencia de 532 MB/s y funcionando a un voltaje de 3,3V.
    AGP 4X: velocidad 266 MHz con una tasa de transferencia de 1 GB/s y funcionando a un voltaje de 3,3 o 1,5V para adaptarse a los diseños de las tarjetas gráficas.
    AGP 8X: velocidad 533 MHz con una tasa de transferencia de 2 GB/s y funcionando a un voltaje de 0,7V o 1,5V.

Estas tasas de transferencias se consiguen aprovechando los ciclos de reloj del bus mediante un multiplicador pero sin modificarlos físicamente..

El puerto AGP se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas gráficas, y debido a su arquitectura sólo puede haber una ranura. Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a un lado de las ranuras PCI.

A partir de 2006, el uso del puerto AGP ha ido disminuyendo con la aparición de una nueva evolución conocida como PCI-Express, que proporciona mayores prestaciones en cuanto a frecuencia y ancho de banda. Así, los principales fabricantes de tarjetas gráficas, como ATI y nVIDIA, han ido presentando cada vez menos productos para este puerto.