¿Qué puertos podemos hallar en la PC?
A lo largo de la historia, hubo en la PC una gran cantidad de buses de expansión, así como los puertos externos para la conexión de dispositivos de entrada y de salida.
Serie vs. paralelo
Para empezar con este tema de la transmisión de datos desde la PC y hacia ella, vamos a comentar algo básico, como son las diferencias entre las interfaces de conexión en serie y en paralelo.
Seguramente hayan oído nombrar varias veces este tipo de interfaces, así que vamos a resumir cómo es la transferencia en una y otra: en una comunicación serie, los datos se pasan uno por uno, es decir, uno tras otro (con un solo cable); en cambio, en una comunicación paralela se usan varios cables para transmitir varios datos en simultáneo.
A simple vista, parece mucho más adecuada una comunicación en paralelo, puesto que es más rápida al transferir varios datos al mismo tiempo. Sin embargo, hay algunas ventajas que puede tener la conexión en serie, una de las cuales (tal vez la más importante) es la simplicidad de conexión. Al haber menos cables, es posible utilizar mayores tensiones y, de tal forma, realizar una comunicación que no pierda la señal ni siquiera a largas distancias (además de que es más económico desde el punto de vista del material). Este es el caso del teléfono, por ejemplo, que utiliza solamente dos vías de transmisión (una entrante y otra saliente), y permite extensiones bastante grandes sin debilitación de la señal.
Puerto serie
Una de las interfaces más antiguas de la PC, y de la mayoría de las microcomputadoras de la época de su inicio, es la serie. Más específicamente, las PCs soportan el estándar RS-232, que es una conexión que se utilizaba en terminales de comunicación desde la década del ’60. La especificación del RS-232 demuestra un conector macho de 25 pines, aunque en el ámbito de las PCs generalmente no se utilizan tantos, y usar nueve de ellos resulta suficiente. Así es como vemos puertos serie DB25 (que se usaban en módems antiguos) y DB9 (típicos para el mouse). También los puertos infrarrojos (empleados en notebooks y PDAs) utilizan la interfaz serie, puesto que sería muy difícil recibir correctamente dos o más señales distintas al mismo tiempo mediante una vía inalámbrica.
Los datos
Para finalizar con la descripción del medio de transmisión, podemos definir tres formas distintas de comunicación: simplex (se envían datos en un solo sentido), half duplex (se envían en ambos sentidos, pero uno por vez) y full duplex (en ambos sentidos simultáneamente).
Por otro lado, hay que destacar que no todos los bits enviados son de datos exclusivamente. Es decir, algunos de ellos están designados para control. Por lo general, cuatro de cada doce bits son de control, algo que obviamente reduce bastante el rendimiento general. Digamos que entre ellos se encargan de 'enmarcar' un byte de datos, a fin de diferenciarlo del anterior y el siguiente, como también detectar errores en la transmisión. Específicamente, estos bits son el de inicio, los de fin o parada (generalmente dos) y el de paridad.
El Uart
Ahora sí, tenemos que pensar en un tema bastante serio: internamente, las PCs pueden trabajar con bytes, es decir, no saben separar los bits de cada byte e ir mandándolos uno por uno. Entonces, estamos en graves problemas, porque en el bus de datos utilizado para los puertos serie se envían 8 bits en simultáneo, y hace falta algún dispositivo que se encargue de 'serializarlos'. Este es el UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmiter), que normalmente tiene un determinado buffer donde va guardando los bytes por serializar o paralelizar (en el caso de la recepción). Es también el que, salvando las limitaciones de la interfaz, nos da la velocidad máxima a la que se pueden transmitir datos por el puerto serie, llegando a los 115.200 bps en el estándar actual de las PCs.
Puerto paralelo
El puerto paralelo es la segunda interfaz introducida por IBM en la PC, a principios de la década del ’80. Como ya comentamos, la ventaja frente al serie es la velocidad de transferencia: cuando, con el UART 8250 que se usaba en la época, el puerto serie no superaba transferencias de 9600 bps, el puerto paralelo era capaz de enviar hasta 150 KB/s.
El puerto paralelo utilizado por las PCs es de 25 pines (con un conector DB25 hembra), de los cuales ocho son utilizados para el envío de datos. La mayoría de los restantes están pensados para funciones específicas de impresoras (como 'sin papel', 'ocupado', etc.), puesto que la conexión con una es el principal motivo por el cual IBM agregó este puerto a la PC.
Justamente por esta razón es que el puerto paralelo original (SPP) permitía sólo el traspaso de datos en una direcciÒn, aunque bien se podría aceptar que los datos se enviasen en ambas direcciones en un modo half duplex, o bien full duplex usando para la otra dirección los 8 pines que comúnmente se utilizan para descarga a tierra. A este modo bidireccional se lo llamó PS/2, debido a que fue introducido en las viejas computadoras de IBM llamadas con ese nombre. No debemos confundir a este PS/2 con el del teclado y el mouse (podemos ver esta diferencia en el recuadro correspondiente).
Las desventajas del puerto paralelo ya son conocidas: los cables no pueden ser muy extensos (generalmente, dos metros es el máximo) debido al pequeño rango de tensiones que se utilizan. 0 V representa un '0', y 5 V un '1', por lo que se puede notar que no solamente se entrega una tensión bastante más baja que la del puerto serie, sino que la correcta identificación exige una muy buena integridad de la señal.
USB
A mediados de la década del ’90, se empezaba a prever que tanto el puerto paralelo como el serie se estaban quedando viejos, y no solamente por la velocidad de transferencia, sino también por la antigüedad de la tecnología en cuanto al reconocimiento y configuración de los dispositivos conectados a ellos.
Por ese motivo, la gente de Intel le puso énfasis a USB (Universal Serial Bus), una simple –y no por eso menos funcional– forma de comunicación de la PC hacia distintos dispositivos, capaz de reemplazar totalmente a los puertos que describimos anteriormente. Si bien esta tecnología está presente en los motherboards desde los chipsets más avanzados para Pentium (1996), recién comenzó a verse en los motherboards de formato ATX, para Pentium II (1997), y hace sólo unos años comenzó a popularizarse.
Lo primero que podemos mencionar del USB es que los conectores constan de tan sólo cuatro cables: dos son para la transmisión de datos (uno para cada dirección), y los otros dos se usan para la alimentación eléctrica de los dispositivos (de 5 V con una corriente de hasta 0,5 A, o sea, 2,5 W de potencia). Esto último permite utilizar periféricos tales como mouse, pen drives y webcams sin requerir alimentación adicional. Podemos ver que esto se asemeja a la nueva interfaz PCI Express, comentada en USERS #156.
Por otro lado, es interesante destacar que, desde el comienzo, USB apoyó fuertemente la filosofía 'Plug & Play', por lo cual es posible conectar y desconectar dispositivos a estos puertos con el equipo encendido, y éstos serán detectados automáticamente por el sistema operativo. Esto no tendrá ningún riesgo eléctrico, ya que el controlador USB es capaz de dialogar con el dispositivo conectado a fin de brindarle la corriente que necesite según sus especificaciones.
Firewire
Ahora vamos a hablar un poco acerca del estándar IEEE 1394 (o Firewire), que ha sido desarrollado por Apple para sus computadoras de la línea Mac, aunque actualmente está teniendo bastante aceptación en las PCs. Podemos decir que Firewire, a simple vista, se presenta como un competidor directo de USB, dado que también consta de pocos cables, permite la conexión de varios dispositivos en serie (hasta 63), soporta Plug & Play y Hot Swapping (intercambio 'en caliente'). Sin embargo, tiene una diferencia fundamental con el USB, y es que está pensado para trabajar con dispositivos que necesiten transmitir información en tiempo real, generalmente cámaras digitales y placas de adquisición de audio. Por tal razón, soporta principalmente el modo isochronous, que tiene dos características: la primera es que es capaz de sostener altas tasas de transferencia, y la segunda es que requiere buena calidad de cableado para no debilitar la señal.
