Le schede elettroniche
Un sistema elettronico è un dispositivo elettronico realizzato dall”uomo al fine di di eseguire in modo automatico determinati compiti in differenti campi: per esempio un dispositivo elettronico è il ferro da stiro, il televisore, lo smartphone e ovviamente il calcolatore. Un sistema elettronico è costituito da un insieme di schede elettroniche fra loro interconnesse. La scheda elettronica è costituita da un supporto, il circuito stampato sul quale sono assemblati diversi componenti elettrici ed elettronici, unitamente agli accessori (dissipatori, connettori, ecc.) costituenti il circuito. Ogni scheda elettronica si interfaccia con le altre schede dello stesso sistema o di altri sistemi. Le schede elettroniche, in questo modo, si scambiano informazioni al fine di far svolgere al sistema elettronico complessivo le sue proprie funzioni. Fra le varie schede elettroniche esiste quella che ha le capacità di controllo/elaborazione: l’unità centrale.
- Scheda elettronica per l’automazione di cancelli
Il circuito stampato (o PCB, Printed Circuit Board) è un supporto meccanico isolante (in vetronite) su cui sono realizzate sottili piste di rame che permettono la connessione tra di loro dei dispositivi elettronici saldati sullo stesso supporto.
Vediamo il video di “Come è fatta la scheda elettronica”.
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Elenchiamo alcune tipologie di schede elettroniche:
• scheda madre;
• scheda video;
• scheda audio;
• scheda di memoria RAM;
• scheda di rete;
• scheda d’espansione.
Scheda madre
La scheda madre (o motherboard, abbreviata in MB) è la scheda principale di un moderno calcolatore. In essa sono realizzate tutte le piste di rame per interconnettere tutti i componenti interni del computer, CPU, memoria e altre schede elettroniche, BUS e interfacce per periferiche esterne. La funzione principale della MB è di permettere lo scambio di segnali fra le varie schede elettroniche installate attraverso una corretta temporizzazione scandita da un clock interno.
I componenti del computer sono assemblati fisicamente sulla MB attraverso una serie di slot, socket o connettori. La MB è dotata di un software, il BIOS (Basic Input Output System), di gestione e memorizzazione delle impostazioni di configurazione dei componenti hardware installati. Il BIOS è contenuto in un microchip di memoria ROM (EEPROM) di sola lettura (solo il costruttore della MB ha le credenziali, in fase di realizzazione della MB stessa, di scrivere in questa memoria).
Accensione del computer: il POST
Il primo programma che il microprocessore esegue appena viene accesso il computer è il BIOS. A seguito di questa attivazione viene avviata una procedura (routine) detta POST (Power On Self Test). Il POST è una procedura diagnostica che esegue la scansione dei componenti hardware del PC al fine di rilevare eventuali malfunzionamenti o sconnessioni di componenti. Nel caso che la configurazione non è la stessa del precedente avvio, ad esempio perché è stata scollegata la tastiera, l’avvio del computer viene bloccato generando un errore a video. Nel caso invece che un componente di base del PC è malfunzionante o mancante, ad esempio i moduli della memoria RAM o la scheda video, lo schermo ovviamente rimarrà nero e il BIOS provvede a inviare all’altoparlantino del PC un segnale sonoro, costituito da una serie di Beep a codifica del tipo di errore rilevato, al fine di avvertire l’utente del problema. Passato il POST, il microprocessore carica nella memoria RAM il sistema operativo.
Scheda di memoria RAM
La scheda di memoria RAM, o banco di memoria RAM, è una scheda elettronica che ospita la memoria RAM. In passato, quando i circuiti integrati non esistevano ancora o la loro integrazione non era molto spinta, esistevano anche le schede di memoria ROM (Read Only Memory).
Il termine ROM indica un tipo di memoria di sola lettura, presente su chip flash. Per questo motivo la ROM è destinata a contenere un software particolare e importante: il “firmware” del calcolatore o dispositivo in questione. Il firmware è un programma integrato direttamente nel chip elettronico e la sua funzione è quella di avviare il calcolatore (nel senso generale del termine, cioè computer, console, telefonino, dispositivi elettronici, etc.) o la scheda elettronica stessa al fine di interagire con le altre schede del calcolatore attraverso l’utilizzo di una serie di regole (protocolli) e interfacce necessarie per un corretto scambio di informazioni.
Con ROM, spesso si indica anche l’immagine del firmware salvato su una memoria ROM. Dispositivi come le console, e i videogiochi stessi delle console, hanno un loro firmware che indica, rispettivamente, il programma che fa funzione la console o il gioco stesso caricabile su quella console. In quest’ultimo caso, parliamo anche di “cartuccia” o “cartridge” per indicare la scheda di memoria contenente il gioco.
La scheda di memoria RAM, utilizzata nei moderni computer come memoria principale, è volatile e ad accesso diretto. Volatile perché in assenza di alimentazione il suo contenuto viene cancellato, e ad accesso diretto in quanto il tempo di accesso ad una qualsiasi cella di memoria è sempre lo stesso (indipendentemente dalla sua posizione).
Nei moderni computer la tipologia standard più diffusa di memoria RAM è la DIMM (Dual In-line Memory Module, Modulo lineare di memoria a doppia faccia). Le memorie DIMM sono l’evoluzione delle SIMM (Single In-line Memory Module, Modulo lineare di memoria a singola faccia) quest’ultime caratterizzate da contatti presenti solo su una faccia della scheda. Le più comuni famiglie di memorie DIMM attualmente in commercio sono le DDR, DDR2 e DDR3 SDRAM.
Esistono in commercio anche delle schede di memoria RAM non volatile, frutto della nascita delle memorie flash. Queste sono utilizzate come supporto di memoria ausiliario nei computer e in molti altri dispositivi elettroni (per esempio, fotocamere digitali, videocamere, e smartphone). Queste schede di memoria RAM non volatile sono anche chiamate “memory card”.