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Tarjeta Controladora de Disco Duro (HDD)
Es la pieza que integra los conectores de datos y de alimentación, junto con circuitos impresos de cobre y otros componentes, conocida como Tarjeta Controladora de Dispositivo o PCB (Printed Circuit Board). Esta tarjeta controla las cabezas de lectura y escritura usando un “mapa” de los platos internos, para tener acceso a la información contenida en el disco duro. Esta tarjeta también controla el movimiento del motor y del servomotor, sus velocidades, alimentación de los componentes electrónicos, así como la transferencia de datos desde y hacia el disco duro en cuestión.
Sumario
- 1 Tarjeta Controladora (Interfaz) de Disco Duro
- 2 S-ATA o SATA
- 3 Qué es la conexión SATA y para qué sirve
- 4 El disco duro o HDD (Hard Disk Drive)
- 5 Principales Elementos de la Tarjeta Controladora. El microcontrolador: MCU (Micro Controller Unit)
- 6 Memoria (Memory)
- 7 El VCM
- 8 El chip Flash o ROM
- 9 Shock Sensor (sensor de choque)
- 10 TVS
- 11 ¿Las tarjetas controladoras son intercambiables?
- 12 Síntomas de falla de PCB
- 13 Enlace Externo
- 14 Fuentes
Tarjeta Controladora (Interfaz) de Disco Duro
La tarjeta controladora, o simplemente "controlador", es una pieza de hardware que actúa como interfaz entre la placa base y los otros componentes de la computadora. Por ejemplo, los discos duros, unidades ópticas, impresoras, teclados y ratones requieren controladores para funcionar. La mayoría de las computadoras tienen todos los controladores necesarios integrados en la placa base como chips, no como tarjetas de tamaño completo. A parte, estas tarjetas que sirven como interfaz para la placa madre, los discos duros poseen su propia tarjeta controladora que permite el acceso a los datos del disco en cuestión, de esta pieza es la que estaremos tratando en los epígrafes posteriores.
Dicho sea de paso, la tarjeta controladora de los disco duros se encargan también de: gestionar la energía, mantener la rotación y el movimiento de diferentes partes del disco en niveles operativos, realizar la corrección de errores, y controlar el flujo de datos que entran y salen de los platos magnéticos donde se almacena la información; por lo que es, básicamente, el cerebro del disco duro.
En la imagen se muestranlos elementos principales, marcados en rojo, que permiten la rotación de los platos magnéticos controlado por el circuito integrado llamado driver que se verá en lo adelante.
S-ATA o SATA
Serial ATA o SATA (Serial Advanced Technology Attachment) es un interfaz de transferencia de datos entre la placa base y algunos dispositivos de almacenamiento, como puede ser el disco duro, lectores y regrabadoras de CD/DVD , etc. Serial ATA sustituye a la tradicional Parallel ATA/P-ATA/IDE IntegratedDevelopmentEnvironment). El término SATA significa Serial Advanced Technology Attachment, que en español sería algo así como accesorio de tecnología avanzada en serie. Además del nombre SATA, también te lo vas a poder encontrar en algunos sitios como Serial ATA o S-ATA.
Qué es la conexión SATA y para qué sirve
La tecnología SATA ofrece una arquitectura "de punto a punto", lo que quiere decir que ofrece una conexión física directa entre el puerto y el dispositivo. Cada uno de los dispositivos se conecta a un puerto diferente, lo que evita las interferencias del estándar PATA y el tener que configurar un dispositivo como maestro y otro como esclavo.
Todos los dispositivos utilizan la misma interfaz de conexión o conector, por lo que no hay diferentes tipos de conectores dependiendo del dispositivo que vas a utilizar. La misma ranura va a servir para conectar discos duros mecánicos de 3,5 o 2,5 pulgadas, lectores de unidades ópticas o unidades de almacenamiento sólido SSD.
Si observas un disco duro, verás que tiene dos ranuras diferentes con las que conectarse. La pequeña es la interfaz SATA, mientras que la grande es el conector de alimentación para darle al disco duro la energía que necesita para funcionar. Los conectores SATA empezaron a llegar en el año 2003, y se han mantenido como el gran estándar dentro de las conexiones para discos duros hasta el día de hoy. Sin embargo, su liderazgo está empezando a mermar debido a la llegada de una tecnología que hace las veces de sucesora, y es el estándar M.2 (Next Generation Form Factor) que empezamos a ver en muchas unidades SSD.
El disco duro o HDD (Hard Disk Drive)
El disco duro, Hard Disk Drive o HDD, es un dispositivo usado para guardar y recuperar informacion, que se almacena en platos giratorios cubiertos con material magnético. Un disco duro conserva los datos aun si se encuentra apagado. La lectura se realiza de manera aleatoria (randomaccess), lo que significa que los bloques individuales de datos son escritos y leídos de manera no secuencial. Un disco duro típico consiste en uno o más discos rígidos rotatorios (platters), que son accesibles a través de cabezas de lectura y escritura, montadas en un brazo actuador. Los datos son transmitidos al MCU (Micro Controller Unit), que es un mini procesador empotrado en la tarjeta controladora.
Principales Elementos de la Tarjeta Controladora. El microcontrolador: MCU (Micro Controller Unit)
El corazón de la PCB es el chip más grande ubicado en el centro, llamado Micro Controller Unit o MCU. En discos modernos, el MCU consiste en una unidad central de proceso (CPU), que se encargade hacer todos los cálculos, y un canal de lectura/escritura (read/write channel), que es una unidadespecial que convierte las señales análogas del cabezal de lectura a información digital durante elproceso de lectura, y transforma información digital a señales análogas cuando el disco necesitaescribirse. La MCU también tiene puertos de entrada y salida (I/O ports), para controlar toda la PCB y transmitirlos datos vía la interfaz SATA.
Memoria (Memory)
El chip de memoria es del tipo DDR SDRAM. El tamaño de la memoria define el tamaño del caché disponible del disco. Esta PCB tiene un chip Samsung de 32 Mb DDR, lo que en teoría significa que el disco tiene 32 Mb de caché (y esa información se puede encontrar en la hoja de producto del disco), aunque no es completamente cierto, porque la memoria se divide lógicamente en memoria para el buffer, caché y firmware.
El CPU consume también parte de la memoria para almacenar algunos módulos de firmware. Hasta donde sabemos solo los discos Hitachi/IBM muestran el tamaño real del cache en sus hojas de producto, y para discos de otras marcas solo podemos calcularlo aproximadamente.
El VCM
El siguiente chip es el que controla el motor de la bobina o VCM (Voice Coil Motor Controller). Este es el responsable de la mayor parte del consumo de energía de la PCB, y gestina la rotación del motor, así como el movimiento del brazo del cabezal. El núcleo de este controlador trabaja a temperaturas de 100 grados centígrados (212 Fahrenheit).
El chip Flash o ROM
El chip Flash (un chip de 8 contactos también conocido como ROM), guarda parte de la información del firmware del disco. Cuando encendemos el disco, el MCU lee el contenido del chip Flash hacia la memoria e inicia el código. Sin este código el disco ni siquiera pudría girar. Algunas veces no hay chip Flash en la PCB, lo que significa que el contenido de la Flash está integrado al MCU.
Shock Sensor (sensor de choque)
El sensor de choque (shock sensor) puede detectar cuando se aplica una fuerza excesiva de choque en el disco, y manda una señal al VCM. El VCM inmediatamente estaciona las cabezas y detiene la rotación de los platos. Esto teóricamente protege el disco de daños interno, aunque la mayoría de las veces no es posible y se producen daños físicos irreversibles en los platos magnéticos, sobre todo cuando el HDD sufre una caída repentina en superficies duras. En algunos discos estos sensores se usan también para la detección de vibraciones ligeras y para estabilización del movimiento de cabezal. Estos discos generalmente tienen dos sensores de este tipo.
TVS
Otros dispositivos de protección son los llamados Transient Voltage Suppression diode o TVS diode. Cuando el TVS detecta picos de voltaje se destruye y crea un corto circuito entre el conector de poder y la tierra física. Existen dos diodos de este tipo, para 5V y 12V.
¿Las tarjetas controladoras son intercambiables?
En ocasiones, la placa electrónica del disco duro queda averiada por el exceso de temperatura a que ha sido sometido, por lo que no queda otra solución que comprar otro HDD o intentar repararlo, siempre que sea posible. Unos de los elementos que se descomponen, con regularidad, son los diodos que actúan como elementos de protección de las tensiones de 5 volts y 12 volts, de los cuales se comentó ya. Otras veces quien sufre de problemas de funcionamiento es el chip (Driver) que domina el motor que mueve los platos, y en otras ocasiones la CPU de la placa o MCU. Cuando estamos en presencia de estos casos, podemos optar por sustituir el chip con problemas por otro chip procedente de una placa lógica con el mismo número de PCB. Pero existe un gran problema si se decide por esta solución, sucede que cada disco es hecho con características específicas y los fabricantes introducen cambios de sus partes o firmware constantemente, a veces con pocos días de diferencia, por lo que no es raro encontrar discos de la misma marca y capacidad, pero con componentes o firmware distintos.
Además, la tarjeta contiene información acerca de los sectores dañados, que resulta exclusiva del disco en el que está instalada. Esta información debe coincidir con los datos correspondientes en el área de sistema, que están grabados en los platos originales.
No obstante, podemos comprar por internet placas lógicas con el mismo número de PCB que requiere nuestro disco duro a un valor módico, por lo que le toca decidir si es más factible cambiar algún chip de la tarjeta que requiere mayor conocimiento (sin garntía de éxito) o sustituir completamente la placa averiada por una placa nueva.
Síntomas de falla de PCB
Un disco duro puede sufrir diferentes tipos de averías y en muchos de ellos es posible extraer la información cuando se nos impide acceder mediante software. Muchas de estas averías se deben a fallos en la placa o tarjeta lógica del disco y una forma de identificar este problema es cuando conectas el disco duro a una fuente de alimentación externa éste no vibra. Lo cual quiere decir que no recibe ninguna señal electrónica para que giren los platos del disco.
Los siguientes síntomas pueden ser resultado de una PCB dañada. Los porcentajes que le siguen representan la posibilidad de que el problema sea la tarjeta controladora.
- El disco duro no gira. No se escucha sonido ni se percibe movimiento. (~80%)
- El disco duro no gira. Se escucha un zumbido. (~20%)
- El disco duro gira bien, pero no es reconocido en el Administrador de dispositivos o en el BIOS. (~20%)
- El disco es reconocido, con valores diferentes a los reales (0 Gb de capacidad, incorrecto número de serie o modelo, etc.). (~30%)
- Hay un olor a quemado que proviene del disco duro o de la tarjeta controladora. (~75%)
- Puede verse un componente quemado en la tarjeta controladora. (~75%)
- El disco duro hace sonidos repetitivos (click-clic-clic). (~20%)
- Es extremadamente lento al leer. (~10%)
- El disco duro desaparece después de un tiempo, y ya no es detectado por el administrador de dispositivos o por el sistema. Puede sentirse muy caliente. (~40%)
Reemplazar PCB tarjeta controladora de disco duro
Cambiar la lógica es una tarea sencilla, lo más complicado es encontrar un disco duro exactamente igual para hacerle el cambio de la placa lógica. El principal requisito que debe de tener en cuenta es que la placa sea sustituida por la de un disco exactamente igual en número de PCB.
Una vez sustituida la placa por la otra, es necesario cambiar el BIOS actual por el de la placa lógica antigua.
Enlace Externo
Fuentes
- https://techlib.net/definition/controllercard.html#
- https://sites.google.com/site/edurneorradre02/fuha/el-disco-duro/indice/interfaz-de-un-disco-duro/sata
- https://www.xataka.com/basics/conexion-sata-que-sirve-tipos-velocidades
- https://es.harddriveparts.com/cambiar_placa_disco_duro.html
- https://www.hdd-parts.com/12010303.html
