任东晓电子科技大学成都学院2009年2月.ppt
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1、任东晓电子科技大学成都学院2009年2月 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第二章第二章 主板主板2.1 主板的分类主板的分类2.2 主板的结构主板的结构2.3主板的选购主板的选购 2.3.1 选购原则选购原则 2.3.2 主板选购主板选购 2.3.3 主板产品主板产品2.4 主板的故障维护主板的故障维护2.1 主板的分类主板的分类 主主板板又又叫叫主主机机板板、系系统统板板和和母母板板,它它安安装装在在机机箱箱内内,是是微微机机最最基基本本的的也也是
2、是最最重重要要的的部部件件之之一一。主主板板一一般般为为矩矩形形电电路路板板,上上面面安安装装了了组组成成计计算算机机的的主主要要电电路路系系统统,一一般般有有BIOS芯芯片片、I/O控控制制芯芯片片、键键盘盘和和面面板板控控制制开开关关接接口口、指指示示灯灯插插接接件件、扩扩充充插插槽槽、主主板板及及插插卡卡的的直直流流电电源源供供电电接接插插件件等等元元件件。主主板板采采用用开开放放式式结结构构其其上上大大都都有有6-8个个扩扩展展插插槽槽,供供微微机机外外围围设设备备的的控控制制卡卡(适适配配器器)插插接接。主主板板的的类类型型和和档档次次决决定定着着整整个个微微机机系系统统的的类类型型
3、和和档档次次,主主板板的的性性能能影影响响着着整整个微机系统的性能。个微机系统的性能。1按主板上使用的按主板上使用的CPU分分 386主板、主板、486主板、奔腾主板等。同一级的主板、奔腾主板等。同一级的 CPU往往也还有进一步的划分。往往也还有进一步的划分。2按主板上按主板上I/O总线的类型分总线的类型分 ISA工业标准体系结构总线。工业标准体系结构总线。EISA扩展标准体系结构总线。扩展标准体系结构总线。MCA(Micro Channel)微通道总线。微通道总线。VESA(Video Electronic Standards Association)视视频电子标准协会局部总线,简称频电子标
4、准协会局部总线,简称VL总线。总线。PCI(Peripheral Component Interconnect)外围部件外围部件互连局部总线,简称互连局部总线,简称PCI总线。总线。486级的主板多采用级的主板多采用VL总线,而奔腾主板多采用总线,而奔腾主板多采用PCI总线。总线。3按逻辑控制芯片组分按逻辑控制芯片组分 芯片组是主板的核心组成部分,几乎决定了主板芯片组是主板的核心组成部分,几乎决定了主板的全部功能。到目前为止,能够生产芯片组的厂家的全部功能。到目前为止,能够生产芯片组的厂家有有Intel、VIA、SIS、nVIDIA和和ATI等。等。Intel芯片组芯片组占有最大的市场份额,而
5、且产品齐全,高、中、低占有最大的市场份额,而且产品齐全,高、中、低档以及整合型产品都有。其它的芯片组厂商除档以及整合型产品都有。其它的芯片组厂商除nVIDIA之外主要是在低档产品和整合个领域。之外主要是在低档产品和整合个领域。4按主板结构分按主板结构分(1)AT结构主板,结构主板,IBM PC/A机首先使用而得名,以机首先使用而得名,以前前486、586主板采用主板采用AT结构。结构。(2)Baby AT 袖珍尺寸的主板,比袖珍尺寸的主板,比AT主板内部元主板内部元 器件布局排列更紧凑,因而得名。可以用器件布局排列更紧凑,因而得名。可以用AT电源,也可用电源,也可用ATX电源。很多原装机的电源
6、。很多原装机的一体化主板首先采用此结构一体化主板首先采用此结构。(3)ATX 结构,改进型的结构,改进型的AT(AT extended)主板,主板,Intel在在1995年公布了扩展年公布了扩展AT主板结构,外形在主板结构,外形在Baby-AT的基础上旋转的基础上旋转90度,对主板上元件布局度,对主板上元件布局作了优化,有更好的散热性和集成度,如:增加作了优化,有更好的散热性和集成度,如:增加了主板引出端的有效长度,采用了主板引出端的有效长度,采用7个个I/O插槽,优插槽,优化驱动器连接位置,增强了电源管理功能等,但化驱动器连接位置,增强了电源管理功能等,但需要配合专门的需要配合专门的ATX机
7、箱使用。机箱使用。(4)一体化)一体化(All in one)主板上集成了声音,显示主板上集成了声音,显示等多种电路,一般不需再插卡就能工作,具有高等多种电路,一般不需再插卡就能工作,具有高集成度和节省空间的优点,但有维修不便和升级集成度和节省空间的优点,但有维修不便和升级困难的缺点。在原装品牌机中采用较多。困难的缺点。在原装品牌机中采用较多。(5)NLX结构结构 Intel最新的主板结构,通过重置机箱内最新的主板结构,通过重置机箱内的各种接口,将扩展槽从主机板上分割开,把竖卡的各种接口,将扩展槽从主机板上分割开,把竖卡移到主板边上的方法。最大特点是机箱内的通风散移到主板边上的方法。最大特点是
8、机箱内的通风散热更加良好,系统扩展和升级、维护也比较方便。热更加良好,系统扩展和升级、维护也比较方便。5其它的主板分类方法其它的主板分类方法 按主板的结构特点分类还可分为基于按主板的结构特点分类还可分为基于CPU的主板、的主板、基于适配电路的主板、一体化主板等类型。基于基于适配电路的主板、一体化主板等类型。基于CPU的一体化的主板是的一体化的主板是 目前较佳的选择。目前较佳的选择。按印制电路板的工艺分类又可分为双层结构板、四按印制电路板的工艺分类又可分为双层结构板、四层结构板、六层结构板等;目前以四层结构板的产品层结构板、六层结构板等;目前以四层结构板的产品为主。为主。2.2 主板的结构主板的
9、结构 主板的平面是一块主板的平面是一块PCB印刷电路板,分为四层板和六印刷电路板,分为四层板和六层板。现在的主板多为四层板,有主信号层、接地层、层板。现在的主板多为四层板,有主信号层、接地层、电源层、次信号层。而六层板增加了辅助电源层和中电源层、次信号层。而六层板增加了辅助电源层和中信号层。六层信号层。六层PCB的主板抗电磁干扰能力增强,主板的主板抗电磁干扰能力增强,主板更加稳定。在电路板上面,是错落有致的电路布线;更加稳定。在电路板上面,是错落有致的电路布线;布线上面为棱角分明的各个部件,有插槽、芯片、电布线上面为棱角分明的各个部件,有插槽、芯片、电阻、电容等。当主机加电时,电流会在瞬间通过
10、阻、电容等。当主机加电时,电流会在瞬间通过CPU、南北桥芯片、内存插槽、南北桥芯片、内存插槽、AGP插槽、插槽、PCI插槽、插槽、IDE接接口以及主板边缘的串口、并口、口以及主板边缘的串口、并口、PS/2接口等,随后,接口等,随后,主板根据主板根据BIOS(基本输入输出系统)来识别硬件,并(基本输入输出系统)来识别硬件,并进入操作系统。进入操作系统。1.控制芯片组控制芯片组 芯片组(芯片组(Chipset)是主板的灵魂,它决定了主板性能)是主板的灵魂,它决定了主板性能的好坏和级别的高低,进而影响到整个电脑系统性能的好坏和级别的高低,进而影响到整个电脑系统性能的发挥。主板芯片组的技术含量很高,有
11、能力设计、的发挥。主板芯片组的技术含量很高,有能力设计、生产主板芯片组的厂商不多;此外,主板芯片组须与生产主板芯片组的厂商不多;此外,主板芯片组须与CPU配套,因此目前的主板芯片组主要分为配套,因此目前的主板芯片组主要分为“For Intel”和和“For AMD”两大类,即两大类,即Intel平台主板和平台主板和AMD平台主板。提供芯片组的厂商有平台主板。提供芯片组的厂商有Intel、nVIDIA、VIA、SIS等,他们构成主板芯片组市场中的主流产品。等,他们构成主板芯片组市场中的主流产品。(1)传统的南北桥结构传统的南北桥结构 传统的南、北桥芯片组一般由两块芯片组成,横跨在传统的南、北桥芯
12、片组一般由两块芯片组成,横跨在AGP插槽左右两边。南桥多位于插槽左右两边。南桥多位于PCI插槽的上面;而插槽的上面;而CPU插槽旁边,被散热片盖住的就是北桥芯片。插槽旁边,被散热片盖住的就是北桥芯片。1.控制芯片组控制芯片组 芯片组(芯片组(Chipset)是主板的灵魂,它决定了主板性能)是主板的灵魂,它决定了主板性能的好坏和级别的高低,进而影响到整个电脑系统性能的好坏和级别的高低,进而影响到整个电脑系统性能的发挥。主板芯片组的技术含量很高,有能力设计、的发挥。主板芯片组的技术含量很高,有能力设计、生产主板芯片组的厂商不多;此外,主板芯片组须与生产主板芯片组的厂商不多;此外,主板芯片组须与CP
13、U配套,因此目前的主板芯片组主要分为配套,因此目前的主板芯片组主要分为“For Intel”和和“For AMD”两大类,即两大类,即Intel平台主板和平台主板和AMD平台主板。提供芯片组的厂商有平台主板。提供芯片组的厂商有Intel、nVIDIA、VIA、SIS等,他们构成主板芯片组市场中的主流产品。等,他们构成主板芯片组市场中的主流产品。(1)传统的南北桥结构传统的南北桥结构 传统的南、北桥芯片组一般由两块芯片组成,横跨在传统的南、北桥芯片组一般由两块芯片组成,横跨在AGP插槽左右两边。南桥多位于插槽左右两边。南桥多位于PCI插槽的上面;而插槽的上面;而CPU插槽旁边,被散热片盖住的就是
14、北桥芯片。插槽旁边,被散热片盖住的就是北桥芯片。北桥芯片主要负责北桥芯片主要负责CPU的类型、主板的系统总线的类型、主板的系统总线频率,内存类型、容量和性能,显卡插槽规格,频率,内存类型、容量和性能,显卡插槽规格,处理处理CPU、内存、显卡之间的通信,由于发热、内存、显卡之间的通信,由于发热量较大,因而需要散热片散热。南桥芯片则负量较大,因而需要散热片散热。南桥芯片则负责扩展槽的种类与数量、扩展接口的类型和数责扩展槽的种类与数量、扩展接口的类型和数量,处理存储设备和量,处理存储设备和PCI之间的数据流通。南之间的数据流通。南桥和北桥合称芯片组,像桥梁或纽带一样将系桥和北桥合称芯片组,像桥梁或纽
15、带一样将系统中各个独立器件和设备连接起来形成整体,统中各个独立器件和设备连接起来形成整体,其在很大程度上决定了主板的功能和性能。主其在很大程度上决定了主板的功能和性能。主板中间,紧靠着板中间,紧靠着CPU插槽,上面覆盖着银白色插槽,上面覆盖着银白色散热片的芯片就是主板的北桥芯片。图散热片的芯片就是主板的北桥芯片。图2-2显显示示VIA的一款北桥芯片。的一款北桥芯片。(2)整合芯片组整合芯片组 整合芯片组整合了声卡、显卡、调制解调器、网卡其整合芯片组整合了声卡、显卡、调制解调器、网卡其中一种或多种的主板。因为这种主板将各类常见的设中一种或多种的主板。因为这种主板将各类常见的设备全部备全部“浓缩浓
16、缩”到一块高集成的芯片组中,这样它的到一块高集成的芯片组中,这样它的布局走线会更加简洁,因此相对而言其稳定性更高、布局走线会更加简洁,因此相对而言其稳定性更高、兼容性更好、价格更低兼容性更好、价格更低,但缺点是性能不是很出色,如但缺点是性能不是很出色,如表表2.1所示所示Intel等厂家的整合芯片组性能特点。等厂家的整合芯片组性能特点。2.总线总线 总线是计算机系统各部件或设备之间进行数据交换的总线是计算机系统各部件或设备之间进行数据交换的传输线路,按功能可分为以下几种。传输线路,按功能可分为以下几种。(1)CPU总线包括地址线、数据线和控制线,它用来连接总线包括地址线、数据线和控制线,它用来
17、连接CPU和控制芯片。和控制芯片。(2)存储总线包括地址线、数据线和控制线,用来连接存储总线包括地址线、数据线和控制线,用来连接 存储控制器和存储控制器和DRAM。(3)系统总线也称为)系统总线也称为I/O通道总线,包括地址线、数据线通道总线,包括地址线、数据线和控制线,用来与扩充插槽上的各扩充板卡相连接。和控制线,用来与扩充插槽上的各扩充板卡相连接。系统总线有多种标准,以适用于各种系统。系统总线有多种标准,以适用于各种系统。(4)外部总线用来连接外设控制芯片,如主机板上的)外部总线用来连接外设控制芯片,如主机板上的I/O控制器和键盘控制器。控制器和键盘控制器。3主板上的的插槽与插座主板上的的
18、插槽与插座(1)CPU插座插座 如图如图2.4为典型的为典型的CPU插座。目前流行的插座。目前流行的CPU插座有:插座有:Socket A(462)、Socket 775、Socket 478、Socket AM2等几种,这些等几种,这些CPU插座都采用插座都采用ZIF(Zero Insert Force)标准。)标准。(2)ATX电源插座电源插座 主板、键盘和所有接口卡都由电源插座供电,如图主板、键盘和所有接口卡都由电源插座供电,如图2.5所示。主板上的电源插座共有两种规格,所示。主板上的电源插座共有两种规格,AT规格和规格和ATX规格。规格。AT规格是一种较为传统的插座规格,规格是一种较为
19、传统的插座规格,AT主板的电源插主板的电源插座是座是12芯单列插座,没有防插错结构,电源插座看似芯单列插座,没有防插错结构,电源插座看似连在一起,实际上分为两个插头,其编号为连在一起,实际上分为两个插头,其编号为P8和和P9,插接时应注意将插接时应注意将P8与与P9的两根接地黑线紧靠在一起,的两根接地黑线紧靠在一起,不能把插头插反,否则会烧毁主板。不能把插头插反,否则会烧毁主板。ATX是目前广泛使用的电源插座规格,配合是目前广泛使用的电源插座规格,配合ATX电源电源使用。使用。ATX电源插座是电源插座是20芯双列插座,具有防插错结芯双列插座,具有防插错结构,如果插头反了就插不进去,所以不必担心
20、会烧毁构,如果插头反了就插不进去,所以不必担心会烧毁主板。在软件的配合下,主板。在软件的配合下,ATX电源可以实现软件关机、电源可以实现软件关机、键盘开机和键盘开机和Modem远程唤醒等电源管理功能。远程唤醒等电源管理功能。(3)IDE、FLOPPY接口插座接口插座 IDE是现在普遍使用的外部接口,主要连接硬盘和光是现在普遍使用的外部接口,主要连接硬盘和光驱。采用驱。采用16位数据并行传送方式,体积小,数据传输位数据并行传送方式,体积小,数据传输快。一个快。一个IDE接口只能接两个外部设备。接口只能接两个外部设备。IDE接口为接口为40针双排针插座,一些主板为了方便用户正确插入电针双排针插座,
21、一些主板为了方便用户正确插入电缆插头,取消了未使用的第缆插头,取消了未使用的第20针,形成了不对称的针,形成了不对称的39针针IDE接口插座,以区分连接方向;有的主板还在接口接口插座,以区分连接方向;有的主板还在接口插针的四周加了围栏,其中一边有个小缺口,标准的插针的四周加了围栏,其中一边有个小缺口,标准的电缆插头只能从一个方向插入,以避免连接错误。蓝电缆插头只能从一个方向插入,以避免连接错误。蓝色或红色围色或红色围IDE1、白色为、白色为IDE2。软驱接口用来接软驱,软盘驱动器就是我们平软驱接口用来接软驱,软盘驱动器就是我们平常所说的软驱,现今最常用的是常所说的软驱,现今最常用的是3.5英寸
22、的软英寸的软驱,可以读写驱,可以读写1.44MB的的3.5英寸软盘,英寸软盘,5.25英英寸的软盘已经淘汰,很少会见到。主板上只提寸的软盘已经淘汰,很少会见到。主板上只提供一个软驱接口,为一个供一个软驱接口,为一个34针双排针插座,标针双排针插座,标注为注为Floppy、FDC或或FDD。一些主板为了方。一些主板为了方便用户正确插入电缆插头,把未使用的第便用户正确插入电缆插头,把未使用的第5针针取消,形成了不对称的取消,形成了不对称的33针软驱接口插座以区针软驱接口插座以区分连接方向。一个软驱接口插座可以接两台软分连接方向。一个软驱接口插座可以接两台软盘驱动器,用一根扁平的盘驱动器,用一根扁平
23、的34针数据线进行连接针数据线进行连接软驱。软驱。4)DIMM插槽与插槽与SIMM插槽插槽 内存条插槽的作用是安装内存条,内存是一组或多组内存条插槽的作用是安装内存条,内存是一组或多组具备数据输入出和数据存储功能的集成电路。目前流具备数据输入出和数据存储功能的集成电路。目前流行的内存条有行的内存条有SDRAM、DDR SDRAM和和RDRAM内存内存条。条。SDRAM(Synchronous DRAM)即)即“同步动同步动态随机存储器态随机存储器”,采用,采用168线结构,是赛扬、线结构,是赛扬、P时代时代使用范围最广泛也是最普通的内存了。使用范围最广泛也是最普通的内存了。DDR SDRAM也
24、就是采用了也就是采用了DDR(Double Data Rate SDRAM双数双数据速度)技术的据速度)技术的SDRAM。与普通的。与普通的SDRAM相比,它相比,它们的时钟周期是一样的,但们的时钟周期是一样的,但DDR SDRAM能在时钟脉能在时钟脉冲的上升和下降沿都能传输数据,而冲的上升和下降沿都能传输数据,而SDRAM只在信号只在信号的上升沿时读取数据,因此理论上的上升沿时读取数据,因此理论上DDR SDRAM可提可提供双倍于供双倍于SDRAM的速度,这样也将带来双倍的性能。的速度,这样也将带来双倍的性能。RDRAM(Rambus DRAM):总线式动态随机存储):总线式动态随机存储器,
25、是由器,是由RAMBUS公司与公司与INTEL公司合作提出的一项公司合作提出的一项专利技术,它采用了串行的数据传输模式专利技术,它采用了串行的数据传输模式,数据传输率数据传输率最高可达最高可达800MHZ,而它的总线宽度却仅为,而它的总线宽度却仅为16bit,远,远远小于现在的远小于现在的SDRAM的的64bit。SDRAM内存条共有内存条共有168(82 X 2面)个接触点,面)个接触点,故这种内存又被称为故这种内存又被称为168线内存;线内存;DDR SDRAM有有184个接触点。虽然个接触点。虽然SDRAM内存条内存条和和DDR SDRAM内存条的长度相同,而且其内内存条的长度相同,而且
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