第2章计算机主板精.ppt

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1、第第2章计算机主板章计算机主板第1页，本讲稿共35页第二章第二章 计算机主板算机主板 计算机主板是计算机系统管理硬件的核心载体。它既是连接各个部件的物理通路，也是各部件之间数据传输的逻辑通路。计算机在运行时对系统内的部件和外部设备的控制都必须通过主板来实现，同时计算机整体运行速度和稳定性也在很大程度上取决于主板的性能。图2-1是典型的ATX主板结构图 第2页，本讲稿共35页2.1 主板结构标准主板结构标准 主板的结构标准是指主板上各元器件的布局排列方式和主板的尺寸大小及形状。不同结构之间的差别主要包括尺寸大小和形状、元器件的布局、所使用的电源规格等。2.1.1 ATX结构 ATX主板是目前最常

2、见的主板结构，它是Intel公司在1995年7月提出的。ATX主板有如下特点：1空间增加。第3页，本讲稿共35页2提供标准的I/O面板插座。3硬盘/软盘接口电路设计在主板的边缘，提高了传输数据的速度。4内存条插槽移至主板中间，避免了与硬盘、软盘线挤在一起，内存条更换也更加方便。5使用20针的电源插座。6支持网络唤醒、Modem开机、键盘开机、定时开关机等功能。7支持硬件监视(Hardware Monitoring)功能。第4页，本讲稿共35页 8高级电源配置接口ACPI（Advanced Configuration Power Interface）功能。9STR（Suspend to RAM）

3、技术。2.1.2 Micro ATX结构 Micro ATX结构与ATX结构基本相同，只是减少了部分扩展槽，最多支持四个扩展槽，所以习惯上又称Micro ATX结构主板为小板。通常Micro ATX结构的主板价格便宜，但扩充性不如ATX结构好。2.1.3 NLX结构 NLX结构的主板将强电、扩展槽等部分从原主板上分离出来，单独设置在一块扩展板上，这样就大大提高了主板的可靠性，减少了信号传输中的干扰和衰减，提高了数据传输的速度和质量。第5页，本讲稿共35页 NLX结构的主板由底板和扩展板两个部分组成。如果你的计算机使用的是卧式机箱的话，扩展板将竖插在底板上，而像显卡之类的接口卡则水平插在扩展板上

4、。而对于立式机箱，扩展板将横插在底板上。2.1.4 其它结构 1AT结构。、2Flex ATX结构。3LPX结构。第6页，本讲稿共35页2.2 主板内部插槽主板内部插槽 2.2.1 CPU插槽 在主板上有一个白色正方形、布满插孔的插座就是CPU的插槽。不同类型的CPU使用的CPU插槽结构是不一样的，例如现在流行Celeron CPU使用的是Socket370插槽，而P4 CPU使用的Socket478插槽。2.2.2 内存插槽 在主板上的内存插槽是细长的棕黑色插槽。目前内存条插槽有DIMM 和RIMM两种类型。第7页，本讲稿共35页 2.2.3 AMR和CNR插槽 2.2.4 红外线端口IrD

5、a 红外线端口通讯最大的优点就是简单方便，不需连线即可传输数据，数据传输速度能达到4Mbps，具有较好的保密功能。主板红外线接口为用户使用遥控器、无线鼠标等无线传输设备奠定了基础。使用红外线接口通讯时需安装红外线接口连接器，设置主板上的CMOS红外线接口参数，安装系统软件和协议等。第8页，本讲稿共35页 2.2.5 其它插座 标准ATX主板配有20芯双排长方形电源插座和一字排开的三针CUP风扇的电源插座。20芯电源插座一般都放在靠近主板的边上，而CUP风扇的电源插座有时放在主板的中间，有时放在靠近主板的边上。对于P4主板还有另一组12V四方型插座。主板上还安装有面板信号灯插座，以便用户用来观察

6、计算机工作状态。例如电源指示灯，硬盘工作灯等。第9页，本讲稿共35页2.3 外部设备接口外部设备接口 2.3.1 IDE接口 IDE接口是用来连接IDE设备用的，一般靠近主板边缘，如图2-3所示。通常主板上有两个IDE接口，在主板上分别用IDE1和IDE2表示。每个接口分别可以连接一个主设备(Master)和(Slaver)一个从设置，所以一般主板都可以连接四个IDE设备。IDE接口中有40根针，插座中间有一个小的缺口，该缺口具有防反插和定位的作用，使用IDE数据线时，只有把接头上有箭头状突起边对准这个缺口才能插入。第10页，本讲稿共35页 2.3.2软驱接口 软驱接口是用来连接软驱用的，软驱

7、接口中有34根针，在软驱接口旁边标有FDC或FDD字样，它的结构和IDE接口几乎完全相同。通常情况下，硬盘数据线和软盘数据线上标有红色标记的为1号数据线。2.3.3 串行接口 目前大多数主板都提供了两个9针D型RS-232C异步串行 通 讯 型 接 口，分 别 为 COM1、COM2或 COMA、COMB。串行接口作用是用来连接串行鼠标、外置调制解调器、绘图仪等设备的。第11页，本讲稿共35页 2.3.4 并行接口 并行接口一般用来连接打印机或扫描仪。并口的工作模式主要有三种：1SPP（Single Parallel Port）标准工作模式。2EPP（Enhanced Parallel Por

8、t）增强型工作模式。3ECP(Enhanced Capabilities Port)扩充型工作模式 。注意，并口的工作模式可在CMOS参数中进行设置，其工作模式要和打印机的工作模式一致，否则打印机无法使用。第12页，本讲稿共35页2.3.5 USB接口 1USB2.0规范的主要优点规范的主要优点（1）速度快 （2）连接简单快捷 （3）无需外接电源（4）统一输入输出接口标准（5）支持多设备连接（6）具有高保真音频。（7）良好的兼容性。第13页，本讲稿共35页 2 USB设备连接设备连接 USB电缆分为屏蔽型和非屏蔽型两种，我们通常使用的大多数都是非屏蔽型的USB电缆。下行端口用于连接主机或USB

9、 Hub扩展端口(见图2-7中扁形的接口)，上行端口用于连接具体的USB设备。USB设备的供电通常有两种方式。一种是设备电源由主机的USB接口直接供应。这种设备大多是耗电量不大的纯电路类产品，如USB接口的Modem、USB接口的鼠标等；另一种USB设备需要单独供电，这类设备通常都是机电一体的装置，如USB接口的打印机等。因为这些设备的机械传动部分需要大功率的电源才能驱动，而计算机主板的USB端口只能提供500mA的电流。第14页，本讲稿共35页 3USB规范的组成规范的组成 USB规范由5个部分组成，它们分别是控制器、控制器驱动程序、USB芯片驱动程序、USB设备和针对不同设备的设备驱动程序

10、。4USB规范规范4种不同的数据传输方式：种不同的数据传输方式：按照设备对系统资源需求的不同，USB规范规定了4种不同的数据传输方式。（1）控制方式传送 （2）同步方式传送 （3）中断方式传送 （4）批量方式传送第15页，本讲稿共35页 2.3.6 IEEE1394接口 IEEE1394接口也是一种新型高效、高速的串行接口，通常将IEEE1394接口称为“火线”接口。IEEE1394接口使用六芯电缆，包括两对双绞线信号线和两根电源线。目前IEEE1394接口传输速率最高可达到1.6Gbps，适合连接高速的设备，如数码相机等。它的最大传输电流可达1.5A，传输数据的直流电压可以在8到40v之间变

11、换。IEEE1394接口的互操作性和控制性能得到较大的改善，提高了系统管理能力，比如在系统重新启动后能够以更快的速度对总线进行重新配置。第16页，本讲稿共35页 2.3.7 PS/2接口 PS/2接口仅能用于连接键盘和鼠标，如图2-8所示。PS/2接口来源与IBM公司曾推出的IBM PS/2计算机，虽然IBM PS/2计算机已被淘汰，但PS/2接口却被保留下来，被后来计算机所使用。PS/2接口最大好处就是不占用串口资源。一般情况下，主板都配有两个PS/2接口，上为鼠标接口，下为键盘接口，鼠标的接口为绿色，键盘的接口为紫色。PS/2接口使用6脚母插座，1脚为键盘/鼠标信号，3脚为地线，4脚为+5

12、V电源，5脚为键盘/鼠标时钟信号，2脚和6脚空。第17页，本讲稿共35页 2.3.8 游戏接口/音频接口 游戏接口用于声卡的MIDI接口和游戏杆(Joystick)接口，如图2-10所示。可连接各种MIDI设备。在连接MIDI设备时需要向声卡的制造商购买一条MIDI转接线，包括两个圆形的5针MIDI接口和一个游戏杆接口，由于它们的信号是分离的，所以游戏杆和MIDI设备可以同时使用。现在很多主板将声卡集成在主板上，因此主板上提供了音频接口，如图2-9所示。其中Line Out 接口是用来连接扬声器或耳机的，Line in接口用来与外接CD播放器、磁带播放器或其它音频设备连接，MIC接口是用来与话

13、筒相连的。第18页，本讲稿共35页2.4 主主 板板 总总 线线 总线就是联接计算机中各部件的一组物理信号线及相关的控制电路，是计算机各部件之间传输信息的通道，它好比连接计算机系统各个部件之间的桥梁。一般来说，总线大致可以分为系统总线、外部总线和内部总线三类。决定总线性能的主要有总线时钟频率和总线宽度，总线数据传输速率或总线带宽是指在总线上每秒钟传输的最大字节数(MB/S)。它们的相关计算公式为：数据传输速率=总线时钟频率总线宽度/8 第19页，本讲稿共35页 2.4.1 ISA总线 ISA总线又称“工业标准结构”(ISA-Industry Standard Architecture)总线。I

14、SA总线是总线的元老，ISA总线数据宽度只有16位，时钟频率为8.3MHz，数据传输率只有16MB/S。ISA总线的主要缺点是不能动态地分配系统资源，CPU占用率高，插卡的数量亦有限。ISA总线已被。2.4.2 PCI总线 PCI(Peripheral Component Interconnect)总线，又称外部设备互连总线。PCI总线或插槽是目前主板上最常见的，也是最多的插槽了，现在所有的主板都有它的踪影。第20页，本讲稿共35页 PCI总线定义了32位数据总线，工作频率为33MHz，同时支持10个外部设备。在PCI总线V2.2规范中，可扩展为64位，工作频率为66MHz。PCI总线是一种不

15、依附于某个具体处理器的局部总线。当PCI 总线是32位、工作频率为33MHz 时数据传输率为132MB/S；当PCI 总线是64位、工作频率66MHz 时数据传输率可达到528MB/S。PCI总线插槽每边有62线，共124线，由于扩展卡定位挡片占据了4个位置，所以实际有120个触点。64位的PCI总线插槽是在32位的PCI插槽基础上进行延长，每边增加32线，共增加64线。第21页，本讲稿共35页 PCI总线插槽分为5V供电电源和3.3V供电电源两种，如图2-12和2-13所示。图 2-12 5V电源PCI总线扩展插槽引脚图 图 2-13 3.3V电源PCI总线扩展插槽引脚图第22页，本讲稿共3

16、5页 2.4.3 PCI-X总线 PCI-X总线可使用32位/64位宽度的总线，其工作频率提升到133MHz，允许的最大带宽达1066MB/S。PCI-X总线具有如下特点：1PCI-X总线允许目标设备仅与单个PCI-X设备间进行数据交换，提高了目标设备与PCI-X设备间进行数据交换的速度。2如果PCI-X总线设备没有任何数据传送，总线会自动将PCI-X设备暂停，以减少PCI设备间的等待时间。3PCI-X总线有可变的工作频率。目前PCI-X总线可以支持66/100/133MHz三种频率，而在未来，它还将提供更多的频率支持。第23页，本讲稿共35页 2.4.4 AGP总线 AGP(Accelera

17、ted Graphics Port)图形加速端口是在PCI总线基础上专门针对3D图形处理开发的高性能总线，AGP直接与主板的北桥芯片相连，让视频处理器与系统主内存直接相连，即在使用AGP芯片的显示卡与主存之间建立专用通道，使3D图形数据直接传送到主存，而不需要经过PCI总线。这避免了经过窄带宽的PCI总线而形成系统瓶颈的现象，增加3D图形数据传输速度。AGP接口的发展经历了AGP1、AGP2、AGP Pro，AGP4、AGP8等阶段。AGP1总线数据宽度为32位，工作频率为33MHz，并利用时钟的上升沿和下降沿同时传输数据，数据传输率可达264MB/s。第24页，本讲稿共35页 AGP2总线数

18、据宽度仍为32bit位，工作频率66MHz，数据传输率可达528MB/s，比AGP1快一倍。同样AGP4数据传输率可达1GB/s，而AGP8数据传输率高达2GB/s。目前常用的AGP接口有AGP4、AGP8及AGP Pro接口，AGP扩展槽通常是棕色，其位置通常在主板的中间，一般主板上只有一个AGP扩展槽。AGP Pro插槽用来解决显示卡供电电源不足的问题。当前的AGP插槽最大能向显示卡提供25W的功率，而AGP Pro插槽结构能够向显示卡提供50W，甚至是110W的功率。AGP Pro插槽在结构上做了较大的改进，其长度要比普通的AGP插槽要长近一半，以保障AGP显卡拥有足够的工作电流，有效地

19、保障了显卡的稳定性。第25页，本讲稿共35页 AGP Pro插槽完全向下兼容，即普通的AGP显卡可以插在AGP Pro插槽上，但AGP Pro的显卡不能在普通的AGP插槽上使用。AGP Pro技术又规定了与附近PCI插槽的距离，按照严格的标准规定，对于AGP Pro50(50W)显示卡需要在附近空出1根PCI插槽的位置，而对于AGP Pro110(110W)显示卡则需要在附近空出2根PCI插槽的位置，以便AGP Pro显示卡散热。第26页，本讲稿共35页2.5 主 板 芯 片 组 第27页，本讲稿共35页 Intel公司把主板芯片不同功能的器件分成两个部分，这两个部分称为南桥芯片(South

20、Bridge Chip)和北桥芯片(North Bridge Chip)，通常将南桥芯片和北桥芯片统称为主板芯片组。从i845G主板芯片组图中我们可以知道：南桥芯片(i82801DB，ICH4)主要负责管理PCI、USB总线、IDE接口、网卡、BIOS以及其它周边设备的数据传输；而北桥芯片(i845G，GMCH)主要负责管理CPU、AGP总线以及内存之间的数据传输等功能。第28页，本讲稿共35页 2i875主板芯片组 Intel公司推出了前端总线FSB为800MHz的主板芯片组i875P，它支持在处理器外频为200MHz时，P4处理器前端总线提高到800MHz，处理器的带宽提高到6.4Gb/S

21、，支 持 AGP 8x等。对 应 的 南 桥 芯 片 ICH5R（Intel 82801ER）提供对Serial ATA、RAID等功能支持。该 芯 片 组 主 要 特 点 是 支 持 性 能 加 速 技 术PAT（Performance Acceleration Technology）、双通道DDR（Dual DDR）技 术，支 持 传 输 流 架 构CSA（Communication Streaming Architecture）。第29页，本讲稿共35页 3北桥连接技术 目前南北桥连接技术主要有如下四种：（1）Intel公司采用Hub Architecture（Hub架构）。（2）威胜（

22、VIA）公司推出的8位VLink总线。（3）矽统（SiS）公司采用MuTIoL技术。（4）AMD公司推出的HyperTransport技术。第30页，本讲稿共35页2.6 主主 板板 跳跳 线线 主板上的跳线实际是一组用来改变主板电路工作状态的开关。主板上常见跳线开关有如下几种：1清除开机口令跳线。2BIOS升级跳线。3系统总线频率跳线和CPU工作电压跳线。第31页，本讲稿共35页2.7 主主 板板 技技 术术 1防病毒技术：如防BIOS写入保护功能，在BIOS中固化反CIH病毒程序等。2免跳线技术“：通过BIOS程序或其它软件改变主板上的参数，而不需要打开机箱了。3温控监测技术：采用温度检测

23、和系统散热管理功能，用以防止过热而影响系统速度，或烧坏关键部件。4、其它技术：主板设计人性化，语音诊断技术第32页，本讲稿共35页2.8 主主 板板 选选 购购 主板作为计算机的核心部件，起着连接计算机各主要部件的作用，主板犹如一座高楼大厦的主体结构，再好的CPU、内存条也要靠主板支持才能发挥出其优势。1注意主板的芯片组注意主板的芯片组 芯片组决定着一块主板的主要性能，对系统的发挥起着关键的作用。2注意主板的制造工艺注意主板的制造工艺 检查主板质量可从以下几方面入手：（1）主板是否全新。第33页，本讲稿共35页 （2）主板做工要精细。（3）结构布局要合理，要利于散热。（4）主板还应配有主板驱动

24、程序以及印刷质量精美、解释详细的使用说明书。（5）完善的售后服务体系。3注意主板的可扩展性注意主板的可扩展性 如果希望主板能最大限度地支持未来的硬件设备，最好的方法就是选购采用了最新芯片组的主板。4注意整合型主板注意整合型主板 5注意主板注意主板BIOS功能功能 第34页，本讲稿共35页2.9 主板故障分析与排除主板故障分析与排除 故障现象1：在一块P4主板上安装Windows XP操作系统时，在安装的初始阶段，计算机屏幕上突然出现一个黑色矩形区域，随后计算机就停止安装了。故障分析：这可能是一个与病毒有关的提示。有的主板在BIOS中加入了防止引导区病毒的功能。在安装操作系统时，因操作系统会修改引导区，如果主板具有反病毒功能将会造成操作系统无法安装。故障排除：进入主板BIOS设置，发现BIOS Features Setup中的“Virus Warning”(病毒警告)选项被设置成“Enabled”(允许)了。将其修改成“Disabled”(禁止)后，重新安装Windows XP时，便顺利安装了。第35页，本讲稿共35页