主板的基础知识.pdf

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1、MHAC 会主板维修系列教材之一PC主板基础知识顺达电脑厂有限公司Prepared by:yu.xiaREV：R032004.7.6MHAC 会目金条绪言.3第一章重月您基磁.3第 一 雷 结 横 原 理.3第二f f S 1十算檄 成部件.5第 二 章 主 板 架 情.10第一 M 5 主板架横概述.10第 二 官 方 主流主板架横.11第 三 章 晶 片 .14第一食方主晶片.14第二W 5其他晶片.16第 四 章 主 板 隆 流排.20第 一 流 排 概述.20第 二 主 流 隆 流排.21第 三 流 排 展望.29第 五 章 主 流 主 板.30第 一 第 概 述.30第 二 主 流

2、主 板.30第三 主板比率交.45参考资料MHAC 会.4 6绪 言言 卜 算檄槿 繁多，一般可分焉大型重月窗、小型重月窗以及微型重月窗。我凭一般所口 I兄的多篇微型重月倒，如桌上型霜月凝D e sk top)、本雷：(N ote b ook)等。造些微型霜月辍廉泛用於日常的生活和工作中，其硬醴言殳言上和软醴支援都是金 固人使用，我 年 号 耦 之:B他 人 重 月 窗(PC，P e rsona l C om pute r)。在不特别 明的情况下，本文所1善的重月窗都是指微型霜月辍。一 台 重月窗(C om pute r)的主要部件集合在一起就是重月第的主檄，造些主要部件一般系且装在一现P C

3、 B(P ri nte d C i rc ui t B oa rd，印刷雷路板)上。所以我耦道瑰吊目装了重月第主要部件的PCB:B主檄板，曾耦主板(M B，Ma i n B oa rd)或母板(M B，Moth e r B oa rd)。本 文 原 理 入 手，主要 述常前主流主板的基本知，封主板的樊展前沿稍有涉及。其内容主要介貂重月窗主板的系且成、架横、晶 片 系 且(C h i pse t)和隆流排(B us)。第一章重月窗基磁第 一I B重月辍的结情原理1.1重月图基本 成：一彳固重月辍系统按其原理由五彳固部分系且成：算 器、控制器、geif、输 入 、输出。算 器：:a责资料的 算，遍

4、辑判断:存储原始资料，各槿命令和中urn吉 果控制器：根操事先系合定的命令装出各槿控制资，控制 系统的各他部件输 入 ：原始资料和命令的输入输 出：1十算结果或中(W资料的输出以上五彳固部分系且成了重月辍的硬醴部分Miuc 冬1.2 的基本结情：在 中 基 本 上 有 刖 在 流 勤，一槿是资料，即原始资料、中IW 结果和程式等，另一槿是控制命令。霜月皆五彳固系且成部分之 的结情以及资昌汛流勤模式如下 1:控制信号控制信号数据输入设备运算器控制信号数据输出设备H11.3 的工作原理：重月辍的各系且成部分之IW 如何工作？人给重月辍的各槿命令（即程式），以资料的形式由言己憾醴送入控制器，由控制器

5、 谩解码接燮篇各槿控制信虢，控制输入 的兽勤和停止，控制建算器迤行各槿建算和J 遢理，控制1己 1 意醴的 和嘉，控制输出 输出结果等；在控制器的控制下，首先资料由输入 输入到算器再存储於鼠己惚髓 中，接著在建算J 遢理谩程中，资 料 厚 晒 中 入 建 算 器 谨 行 算，建算的中IW结果要存於言田意醴中，或最彼由建算器 出 输出。1.4：光有硬醴是什麽也做不了的，要重月辍正碓的建行以解决各槿IW 题必需给它褊制各槿程式。焉了遵行、管理和雉修甯月辍所褊制的各槿程式的 和就耦篇软醴。软醴包括系统软醴、鹰用软醴、资料JW 及资料JW 管理系统。在 此，我年号必需封系统勒醴有所瞭解。系统软醴是篇了

6、使用和管理雷月窗的软醴，系统软If包括：1.能被重月倒别的 言和它年号的麋编或解释、编群程序。2.雷月畿的盛控管理程式、就程式（Debug）、故障椀查和粉新程式。3.程式）g（各槿本票型副程式的 和）。/vfiuc 会4.作渠系统(O S O p e r a t i n g S y s t e m)道些歉:醴根摞需要被存储在重月辍系统的各他益己1意 I f中如ROM(唯 看己(t l f，R e a d-o n l y m e m o r y)RAM(随 才 鬃 己 意if，R a n d o m a c c e s s m e m o r y)、R e g i s t e r(寄存器)等。第

7、二IB甯 月 辍 的 余 且 成 部 件2.1 t f算 成 模 型：在上 所 的重月第硬醴(H a r d w a r e)中，人年号往往把建算器、I c l W I f、和控制器合在一起 耦:4第的主檄；而把各槿输入输出(I/O T n p u t O u t p u t*殳借通耦;B重月窗的遇遏言 殳 倩(P e r i p h e r a l)。在主檄部分中又往往把 算器和控制器合在一起耦之篇中央虑理器C P U(C e n t r a l P r o c e s s i n g U n i t)如B l 2所示的是重月第的 成模型，它是由CPU、i c l I S I f、介面重路余

8、且成，通遇三夕条隆流排(B u s)位址隆流排(A B 5 A d d r e s s B u s)，控制隆流排(C B 5 C o n t r o l B u s)和曼向资料隆流排B，Da t a B u s)来建接。姬 模 型2.2 言十算檄系且成：CPUCPU是一台重月第的核心舆窥魂,:f t 责 整 的 控 制 舆 所 有 资 料 的 算。其内部主要由三部分系且成：/vfiuc 会1.内部寄存器障列用来寄存参典建算的资料或系且成寄存器封用来寄存资料的位址。2.累加器和算循亍避辑罩元 是封资料迤行算循亍建算、避 算 的 埸 所。3.指令寄存器 指令解礁器和定日寺及各槿控制信虢的崖生雷路。

9、它就相富於控制器，把用户程式中的指令翻群成一修修相愿的控制信虢，以一定的畤序亵出。CPU内部同棣株用隆流排的结情，舆外部速接的隆流排包括位址隆流排，资料隆流排和控制隆流排。CPU的工作效能很大程度上夬定於位址和瓷料隆流排的位元寞以及工作的频率。2.3 B E W春 己 朦 醴（M e mo r y）分篇内部言由意醴和外部l a t l f，外 部 言 己1 1 If由输入输出控制器展。内 部 言 出 意1 1主要包括RAM和ROM。RAM 圈鬃己fm（R a n d o m a c c e s s me mo r y）RAM裹面的资料可以随檄的 和M，但是只有在一定重屋供系合的情况下资料才可以

10、保存，常失去供重畤资料符完全丢失。我凭平常所 的言田意醴就是指RAM，是r t算檄工作的暂存1 1域，主要存放CPU所要虑理的资料。除此之外，匾於RAM的遢有C a c h e和CMOS RAM等。C a c h e，高速 律福己If I f，也 叫 存，主要解决CPU到 三 己1意 i f停输速度不匹配的矛盾。CPU优 言 己 料 日 寺 速 度 比 较 慢，因此CPU曾把使用频率最多的资料暂存在高速度的 律雅己鹿醴中以提高工作效率。C a c h e按其速度一般分焉雨敏：L I C ach e（一 级 系 爰 存）、L 2 C ach e（二 级 半 爰 存）。目前的1十算器由於高度的集成

11、化，C ach e一般都集成在CPU中，成:B C P U 一彳固重要的性能参数。CMOS RAM也是一槿可言出意醴，因其重路是用CMOS（互未甫型金匾氧化物半醇If，C o m p l e m e n t ar y M e t al-O x i d e-S e m i co n d u ct o r Tr an s i s t o r）情成而得名。它的主要作用是存储言卜算器的硬醴配置和用户资如CPU的型虢，言 己|意11的容量，外1殳的型虢 R T C（即日寺日寺，用户密礁等。一般由霜池供霜以晨期保存。ROM，唯割意撤R e ad-o n l y m e m o r y）。ROM裹面存的资料

12、只供出不可嘉，是在生崖谩程中就已系垩固化了的程式，ROM保存道些程式不需要其他的外界支援，由其物理特性支援。匾於ROM的有B I O S ROM、EPROM等。B I O S ROM主要存得者著自检程式一B I O S（基本输入输出系统，B as i c I n p u tO u t p u t S y s t e m）。B I O S是优硬醴到戟醴引醇（B o o t）f W的橘楔，主要包涵檄上重自检/vfiuc 会程式、系统资殳置程式、系统兽勤自聚程式。E P R O M 1 重氯可褊程唯I 熊己I WI f (E l e ct r i cal l y P r o g r am m abl

13、 e R e ad O n l y M e m o r y)一般在重月窗中用来存得新票性的资料如路I D 等。2.4 介面甯:路隆 流 排CPU典|出意醴以及外官殳之i w 瓷an 的停送是通谩隆流排迤行的，每 系 且 隆流排一般都包涵位址、瓷料和控制三流排。C P U通遇位址隆流排定址-樊送位址到言出意醴或外，彳他位址取得资料。位 址 隆 流 排 越，可定址靶i s 越大。位址隆流排是罩向的。资料彳筐和意醴到C P U和优外1殳到C P U之的傅送是通遇资料隆流排曼向停送的。资料隆流排是曼向隆流排。控制隆流排停送各槿控制信虢，有的是C P U到 看 己 i t i t 和外官殳介面的，有的是

14、由外1殳到C P U的。隆流排控制器CPU舆 三 出 意 i s 和各槿外1殳之i w 通谩隆流排停遮瓷an 的方式是各不相同的，每条且隆流排都由它的介面的重路来控制其工作方式，故我年号也把介面重路也叫隆流排控制器。隆流排控制器其内部主要余且成有刖部分-控制部分和寄存器部分。控制部分接收和亵出各槿控制信虢，控制隆流排中资料的正常停遮。寄存器部分主要用来寄存和 隆流排中停遮的资料。D M A )直 接 言 己 1意1 1 存取(D i r e c t M e m o r y A c c e s s)早期的重月第输入翰J 出是通谩 算器迤行的，在吉出意醴和I/O 言殳借之 没有信虢的直接聊槃，探用

15、了隆流排结横的微檄系统中可以在三出意I I 和外 之I W 直接迤行资的傅输。道槿停输方式的控制器就叫DMA控制器。一般重月窗中有刖彳固DMA控制器，每 彳 固 DMA控制器有四他通道，固定分配系合不同的外。在 DMA工作模式下不需要C P U 的控制和+一算，资料可以直接在 外 言 殳 和 言 出 意 i f 之I W 或 外 官 殳 和 外 官 殳 之 I W 傅 输，大大咸馨了 C P U 的工作负搪，提高重月第的工作效率。DMA工作模式如U 3 :CPUMiTAC 会H 3如上B I，外1殳在需要DMA傅翰的畤候曾彝出一彳固D M A I f求信虢，DMA控制器接到 信虢彳爰向C P

16、U赞出隆流排控制 求信虢，在得到允 彳爰C P U曾樊出允福午隆流排使用信虢，招隆流排的控制耀交系合DMA控 制 器，DMA控制器控制隆流排彳爰再赞出DMA允 傅翰信号虎系合外，始DMA傅 翰。DMA停翰一般用来傅翰大批量的资料，如多媒醴的播放，瓷料的拷具等。中断(I N TE RRU P T)，曾罩地言兑中断是一彳固谩程。道他I遇程可以由虑理器内外部硬醴或歉:醴中断指令引起，即由它俨J赞生中断 求(I RQ，I n t e r r u p t Re q u e s t)，C P U接到中断 求彳爰可以暂畤中止现行程式的轨行，醇去孰行 求中断的那他外1殳或软I f的中断虑理程式，待虑理完 彳度

17、又返回到被中止了的程式。中断有三彳固好虑：一、同步操作。C P U典低速外备殳交换资料畤曾浪费很多畤I W去等待外！理 资 料，引入中断彳爰C P U可以同畤命令多他外官殳同畤工作；二、即畴虑理。封随檄事件能及畤地回愿加妥善虑理。三、故障虞理。能随畤樊现系统中的各槿金昔 自行虑理。中 断 源，引起中断的原因，或能亵出中断申 的来源，耦焉中断源。中断源有以下黑槿：-般的输入输出系统。如 维 维、滑 鼠 等。二、资料通道。如 硬 碟、软黑檄等。三、即 畤 畤。如t f E侍器吉卜畤已到曾亵出中断申。四、故 障 源。五、:式程式而 置的中断源。能 中断谩程的软硬醴系统叫中断系统。中断系统由事I3驰勺

18、中断控制器来控制。t i畤器鼾数器，在控制系统中常常要求有一些即日寺畤，以 现定日寺或延日寺控制，如定畤中断、定畴检测、定畤描描等，也往往要求有能封外部事件言上数的母卜数器。能 现 定 畤、言上数功能的控制器我n耦:B即 畤 控 制 器 R TC(R e a l Ti m eC o n t r o l)R TC控制器具有3彳固通道，其 中：通 道0用作勤憩言己愚醴刷新的定日寺；MiTAC 会通道i 作焉日期和日寺 的日寺 基型；通道2 用於揭磬器中的音彝生器。畤 生 器 我凭知道重月倒是在日寺月辰街C L K 的统一控制下，一他I f f!拍 一 他|直 行拍的工作的。霜月窗中的一脩指令的功能

19、 现，是揩道些功能 分成若干彳固最基本的操 作，1嗔序完成适些基本操作就 了道修指令的规定功能。基本操作的完成是由一些具有命令性 的月辰衡信虢控制重子至泉路各部件完成的。道些命令信虢的出现，在畤!W上必需有殿格的先彳爰J I I I 序。道槿殿格的畤上的先彳爰J 嗔序耦焉畴序(Ti m eO r d e r)碓定畤序必须利用定畤信号虎。在雷月第中定畤信虢由畤 信虢C L K 崖生。畤 信虢 C L K 是由振谩器和畤 生重路提供，它是重月窗一切操作的引一畤木票型和基本控制信 虢，是各槿命令月辰衡信虢和定畤信虢的月底衡源。我俨 耦 C L K 凌生重路篇畤 羟生器 或 合 成 器，它通谩封震谩器

20、提供的基型频率迤行分罪(舆倍频，崖生各槿工作频率提供乐合主板的各彳固部件。显别於R TC 崖生的即日寺畤，我俨耦C L K 焉系统日寺。2.5 外 部 I/O 可分:B三大 :资料表示言殳借、路通言殳借、存锯目殳借。1、资料表示主要功能是在重月辍虑理器和用户之停遮瓷。它主要包括滑鼠(M o us e)、维维(K ey b o a r d)、摇 才 旱、示 器(M o n i t o r)、印表檄(L P T)等等。滑鼠、维然和摇捍都匾於输入，一般通遇平行介面(P I O)或串列介面(S I。)建接主檄如P S/2介面、RS-232介面。示器和印表檄匾於输出官殳借。印表檄通谩加口建接主檄。示器分

21、:B C R T 除趣射小泉像管和L C D 液晶示器雨槿。C RT 通谩VG A介面速接主檄，L C D 通谩D VI 介面速接主檄。2、路 通 的 功能是在虑理器遮资料。其 繁多，包括各槿路 和 路 速 接。3、存道事是指外官己朦醴。它的功能是作:B重月窗|出意醴盾次结情的一部分，一方面搪负存信者重月画彳爰借资料的任矜，一方面遢作:B i t 存或作棠系统交换展的一部分直接参舆重月窗的虞理。它主要包括磁片、光碟等。磁片分篇雨槿，硬碟和歉:碟。硬碟由硬碟勤器(H D D),勤，通谩I D E 介面速接主檄。敕:碟由敕:碟器匾勤器(F D D 满国勤，通谩其事用介面速接主檄。/vfiuc 会光

22、碟分篇唯光碟(CD-ROM)和可光碟(CD-R)。分别由其勤器CD-ROMDriver和CD-R Driver片国勤，通谩IDE介面速接主檄。第二章主板架横第一直有主板架横概述|=|期功能比较军一，结情也比敕曾罩 各彳固元件在主板上的分彳布是褐立的，-I各他1外1殳的I/O控制器也是褐立寡用的。II著 重 月 第 技 循i的樊展，CPU的虑理能力和吉己意的存储能力都来速樊展，外言殳的槿越来越多。於是超大型稹n重路技循i在中得到了廉泛的鹰用。它把原中雄的重路和元件最大限度的集成到了黑他晶片(Chip)内。女 续 CPU比作主板大月窗，那麽道黑他晶片系且成的晶片(Chipset)就是主板的神系圣。

23、它凭在主板上的彳布局形成了一定的格局，道就是主板的架W 同檬的，主板也形成了一定的规格。最早的统一的主板规格:BA T板型，它最初愿用於IBM PC/AT。AT型主板大小:B 13x12英寸。II著重子元件和控制晶片系且集成度的大幅提高，也相愿的推出了尺寸相封较小的Baby AT型主板结横。Baby AT大小:B 13.5x8.5英寸。接下来In te l公司提出了新型主板结横，它的彳布局是“横”板|殳晶十就象把Baby-AT板型放倒了遇来，道棣做增加了主板引出埠的空，使主板可以集成更多的展功能，造就是ATX(AT external)板型。97年In te l公司又提出了 Micro-ATX板

24、型的主板结横，主要是通遇减少PCI和ISA插槽的数量来缩小主板尺寸的。道雨槿板型是目前使用最廉泛的板型。随著新技彼i的不断愿用，现有主板也符焉上谩畤。最近 In te l宣彳布了新的主板规格 BTX(Ba lance Technology Extended)BTX规格的主板能多旬在不樱牲性能的前提下做到最小的H稹。BTX规靶根摞 除需要的不同而表现出3槿檬式：才 票 型BTX规靶尺寸才票型:B 12.8x10.5英寸，Micro BTX烧靶尺寸1票 型;B 10.4x10.5英寸，PicoBTX烧靶尺寸木票型焉8.Ox 10.5英寸。主板的规格虽隹然在不断的燮化，晶片系且也代代更新，但主板的架

25、横郤黑乎没有太大的改建(至少彳怎外觐上看是道檬，常然晶片 的踵流排烧靶是日新月累的)。目前的主板架横大致有三槿：南北槁架情、中心加速架横、整合型架横。随著新言殳借新技循i的醇入，主板上晶片的不断增加，整合度的增大，目前的主板架横也面陶著新MHAC 会的彳布局。第二套有主流主板架横2.1南北槁架情南北槁架情是一槿傅统的主板架横，目前在 本和低端的D e s k t o p 中有少量的愿用。南北槁架横的晶片系且由北槁晶片(N B，N o r t h B r i d g e)和南槁晶片(S B，S o u t h B r i d g e)系 且 成。北槁负责舆C P U 的骄槃加控制言已1 1 醴、

26、A G P、P C I 资料在北槁内部停翰。北槁在主板上高隹C P U 最近，主要起著C P U 舆其他部件之 的槁楔作用而得名。南槁主要负责I/O 介面以及I D E 的控制等，在外部官殳借和北槁之 起著槁楔的作用，因速雕CP U而耦焉南槁。南北槁架横的最 著特徵是南北橘之I W 通谩P CI 隆流排速接，P CI 隆流排同畤逮作篇I/O 介面，成;展外言殳的最主要的介面(I n t e r f a c e)。如 4 是南北槁架情的1鞘E架情I B:南北槁架情MiTAC 会M42.2中心加速架情由於PCI隆流排的停输速率受到带寞和墀i率的限制，成了南北槁架情的傅翰瓶，於是各晶片系印敲商 了各

27、自南北槁之I W褐特的停翰隆流排，大大提高了主板内部的停输速率，道就形成了现在最流行的中心加速架横。同畤有很多晶片 在停统的北槁晶片中加入了111形虑理器（GPU G r a p h i c s P r o c e s s i n g Un i t），就是相富於把以前用AGP i f展槽 展的I I形资料骸示管理器（GD D M，俗耦 卡）内置到北橘中。而在南北槁架情中由北槁控制的P C I隆流排穗而由南槁控制，相 常 於 南 槁 外 挂 卜 的 一 彳 固 官 殳借 事F号 用 来 展 外 。中心加速架情的晶片系且因商的不同命名也各不相同，同畤因各彳固晶片集成的功能略有不同而在架横上也有所差

28、昊。我凭以I n t e l的晶片系且篇例来介貂。I n t e l的晶片 系 且 以GMC H（G r a p h i c s M e m o r y Co n t r o l Hub，Bl形副意I f控制中心）取代傅统的北槁，以I C H（I n p u t O u t p u t Co n t r o l H u b，翰J入输出控制中心）取代傅统的南槁。在GMC H和I CH之以一系且H u b I S流排（也叫H u b L i n k或H u b i n t e r f a c e）结横圈|如下：中心加速架情MiTAC 会2.3 整合型架横主板架横的樊展是优凌窗L辗序到井然有序，晶片

29、的樊展是彳怎褐立分散到高度整合 的。晶片整合度越高，主板的官殳言踩且装越曾罩，晶片的成本也曾降低。於是晶片系且生羟摩商就翥最大可能的把晶片系且整合到一颗晶片中，由此就出现了整合型架情的 主 板。整合型架横的主晶片基本上把傅统南北槁架情中的北橘、南 槁、BI形虑理器晶片整合在一起，包涵了道三他1晶片的所有功能。整合型架横的樊展意 是加大晶片整合度，提高主板内部工作效率。但 因 言 殳 吉 卜或其他原因，祭上整合型架横的性能加未逵到颈期的效果。只是因主板系且装曾罩晶片成本低而在Notebook和移重力PC以及低端Desktop中 有 一 些 用。生羟整合型晶片的摩商主要是SiS（矽统）公 司，我凭

30、以SiS的整合晶片篇例来 介貂整合型架横的结横III如下Bl 6：整合型架横H 6MHAC 会第 三 章 晶 片 第一 主晶片系且1.1 晶片系且曾介所需晶片系且就是把以前禊雄的重路和元件最大限度地集成在黑颗晶片内的晶片系 且 合。它可以是一颗整合晶片，也可以是分成南北槁雨颗的分雕晶片。道裹所 的北槁晶片和南槁晶片是指我年号沿用傅统，雪惯的把接近C P U 的晶片耦焉北槁而把逮高 隹 C P U 的晶片耦焉南槁。晶片 决定一现主板的性能和槽次。因焉晶片系且决定了典之匹配的C P U 和 言 己 I t醴型号虎以及所能建接的外部官殳借。在分雕晶片 中，以北槁焉主晶片，南槁焉典之搭配的辅晶片。目前

31、主要的P C 主板晶片系且生崖商有I n t e l V I A、S i S、n V I D I A、A l i、A T I 等。我年明爵以现今主流的中心加速架横的晶片系且也就是北槁和南槁来作:B主要介貂封象。雎然各摩商的晶片系且命名各昇，南北槁之I W 的速接技循亍也各有事;R，但北槁和南槁的主要作用即分工大致相同。下面我年?就来分别介貂：1.2 北槁晶片系且之所以通俗的耦:B北槁南槁是因:B它优象槁楔一棣架起资料停翰的通道。北槁是资料流程通最大的一座槁楔。因篇任何要停翰的资料都必需通谩北槁到，任何要虞理 算的资料都必需通遇北槁彳隹吉出意I f 中取得。北槁遢是一彳固虑理中心，因篇大部分北槁

32、都集成了1 1 1 形虑理器，所有要 示的圈1 形资料都由北橘虑理输出。北槁有畤被人耦篇四埠控制器。它提供了四彳固建接介面(I n t e r f ac e)：典 C P U 建接的 F S B 介 面；典|出意醴建接的M B u s 介 面；舆南槁速接的介面；舆 形腹理器速接的 A G P 介面或舆 示器速接的V G A 介面。北槁内部功能系且成模系且除了各他1 介面的控制模系且遐有雨彳固主要的模系且：B 2 W I S控制模系且和1 1 形虑理模系且。目前的北槁晶片有了打破傅统的局势，如吉出意醴控制模系且集成到C P U 中，或直接提供接高速外官殳的介面如P C I E x c e s s

33、 等。北槁的框架圈1 如下I 1 7 :MHAC 会RGBA DV北槁框架圈SB interfaceFSB interface图 形 内 存处 理 控 制模 块 模 块AcpImaceMemoryInterfaceinterlaceC qMemoryA:AddressD:DataC:ControlR:RedG:GreenB:BlueH71.3南槁南稿在晶片 中雕然被耦焉ffi助晶片,但 其 碗 片 比 北 蝌 雕 得 多。可以 除了言己虑飕控制和a1形虑理之外，其绘的子系统和外 都由南槁来控制。目前南槁提供的外 介面主要有：PCI介面、IDE介面、USB介面、AC97介面、LPC介面、GPIO

34、介面等。除了 PCI介面之外,一般的介面都直接用来 展符合 介面隆流排烧靶的 。而 PCI介面遢可以通谩不同的槁接器来 展其他不同IS流排规靶的外 如 PCMCIA IEEE 1394等。除了外 介面控制器模系且，南槁内部逮集成了重月辍的其他功能模 :DMA控制器 模 、中断控制器(IRQ)模 系 且、系统管理(SMB)模 系 且、畤器信十数器(RT。模 系 且、高敏雷源管理(ACPI)模 系 且、CMOS模系且等。南槁框架l如下IB 8:Mime 会南槁框架圈Q ADC g AD CGPIO interfacePCI InterfaceADCNBm-erfaceDMA模块RTC模块中断控制模

35、块ACPI模块SMB模块USBinferfaceIDE interfaceCMOS模块AC97 interfaceLPCmsrfaceCIffl8第二IB其他晶片2.1 Super I/O 晶片Super I/O，超级输入输出晶片。之所以耦之篇超级I/O晶 片，是因篇它控制著重月辍最基本的输入输出言殳借，如 滑 鼠、维 黑、印 表 檄、描 描 器、避激檄等。Super I/O 一般通谩LPC隆流排或ISA隆流排典南槁速接。因其余塔 速度比较慢，一 般 接 低 速 的 外 。不同型虢的Super I/O晶片提供的I/O介面稍有不同，最基本的介面有：(Floppy)介 面、PIO介 面、SIO介

36、面、PS/2介 面 等。除了外官殳介面控制模系且外，Super I/O晶片逮集成有一他聿交褛雄的系统功能模系且。根摞型号虎的不同 模系且包涵的功能可能有主彳复位彝生(Rest)、供重正常(PG，PowerGood)信 虢、供重排序及控制、SMBus的介面重IE醇换舆隔雕，以及扇速谩慢幸员警的扇速盛控功能等。MiTAC 会S u p e r I/O 晶片框架f f l 如下11 9 :Super I/O框架圃AD/DLPC/ISA interfaceFDDoppym-ertace系统功能模块PS/2inrerfaceMouseKBSIO interfacePIO interfaceDCGame2

37、.2 BIOS 晶片B I O S 晶片是一果直存 著 基本的输入输出系统(B I O S)程式的唯 可擦除言己I 意醴晶片。它是主板上一最特殊也是最 的晶片，它本身其 就是一彳固程式也可以 是一彳固软I f，因焉它保存著控制重月辍 檄到作渠系统醇入的整彳固遇程的程式。通 俗 地，B I O S 晶片就是固化了戟的硬飕，耦之篇FW-Fi r m w a r e ,软醴硬艘相接合的“固件”。B I O S 程式由三部分系且成：上重自检程式、系 统 瓷 置 程 式、系统兽勤自聚程式。B I O S 程式的主要功能包涵：P C 榭见重自感P O S T，P o w e r O n S e l f T

38、 e s t)、中断服矜、C M O S 置、系统自聚。B I O S 封重月第提供最低级的、最直接的硬醴控制，相富於重月窗硬醴舆软醴程式之i w 的一座槁楔，:a 檄畤螯寸系统的各项硬醴迤行初始化 置和测就,以碓保系统MHAC 会能别正常工作。曾 军 地，常 接通雷源彳及，BIOS符迤行横瞬其内部所有直殳借的自横，包括封 CPU、言 己|意 艘、唯1的己If醴、系统主板、CMOS|己|意艘、加行和串列子系统、软碟和硬碟子系统以及维黑迤行测就。自横沏J就完成彳爰，系统符在指定的 勤器中尊找作渠系统，加向福出意醴中装入作棠系统。BIOS晶片也是通遇LPC隆流排或ISA隆流排典南槁速接。BIOS系

39、且成框架111如下 IB 10:BIOS框架圈BI102.3 H8晶片H8是 Notebook主板上事有的不可缺少的一颗晶片。在瞭解了 BIOS和 Super I/O之 彳 爰，我年号不辘理解H8的系且成。H8和 BIOS 一檬也匾於“固件”，在 Notebook主板上舆BIOS配合使用。不同的是H8除了存程式外遢具有其他管理和控制功能。它的管理和控制功能相富於取代了 Super I/O 的部分功能，主要有控制维维、滑鼠（Touch PAD，斶摸屏）以及管理重源、横祖II温度、控制凰扇速度等作用。H8因：B 同畤具有道些控制作用）所以也叫KBDBIOS。H8舆南槁建接的隆流排和BIOS典南槁速

40、接的隆流排一檬 同:B LPC隆流排或ISA隆流排。2.4 槁接器晶片现代重月陶的外部言殳借槿 越来越多，而前面我年号所 的晶片和晶片系且大多只能提供傅统的外官殳控制介面，篇了解决道他 冏题就出现了槁接控制器晶片，曾耦槁接器。Mime 会槁接器就是在一槿控制介面和另一槿控制介面之建立起-4 固可以互相停遮瓷料的槁才粱。或者 是把一槿隆流排傅遮规第辞事换:B 另一槿烧靶的隆流排停遮方式。槁接模型如H 11：槁接模型A BusQ桥接器BIn-erfaceB Bus外设Bl 11最常见的是PCI橘接器，如 1394控制器、PCMCIA控制器等。1394控制器是把PCI隆流排傅换焉IEEE1394隆流

41、排，用来建接符合 流排规轮的外 如1394硬碟等。PCMCIA控制器是把PCI隆流排傅揆:B PCMCIA隆流排，用来速接符合的 PC Card外1殳如瓢*泉 卡等。如H 12:PCMCIA PC Bus I PC IHI 12MHAC 会第四章踵流排第 一 隆 流 排 概 述1.1 隆流排襟型隆流排(Bu s)是指重月第中多他1 部件之公用的一条且泉，是若干互建信虢小泉的集合，由它情成多低 部件I W 的才票型瓷通路。踵 流 排 的 繁 多，按允 的资料停翰方向分，隆流排可以有罩向停翰隆流排和曼向傅翰隆流排刖槿，曼向傅翰隆流排又可以分禹半曼工和全曼工。按 瓷 僖 送方式又可以分:B 平行踵流

42、排和串列隆流排。按用途分，又可以分篇事用隆流排和共用隆流排。按资料小泉的寞度分，遢可以分焉8 位、1 6位元、3 2 位元隆流排等。在道裹我年号按傅统招隆流排分篇雨槿：一、内部隆流排。也叫主隆流排(H o s t Bu s)或国域隆流排(L o c al Bu s),如速接C P U 的前端隆流排(FS B 5 Fr o n t S y s t e m Bu s),速 接 言 己 I意醴的存信者踵流排(Me m o r y Bu s)等 I/O I S 流排或者能外部隆流排。I/O 系统通遇I/O隆流排舆 建接。I/O 系统中，1/。言殳借的数量和是不断燮化的，焉了遹鹰造槿建化 I/0 1 W

43、介面和隆流排/殳言上者必须遵循一定的I 票型迤行踵流排和I/O 言 殳 借 介 面 目 殳 引-。本 票 型 是 一些指厚互聊的规轮，可以 方面的言殳言十者分别工作，而又能言殳!出互相相容的装置。隆流排才票型的形成大致有三槿途彳空：一是由某些重月窗家首先提出，随彳爰逐渐被其他重月窗商使用而形成的被大家接受和公言忍的所耦事 才票型，如 I B M-A T 隆流排、I S A 隆流排。二是如果踵流排足多句成功，由隆流排事利创始人提出建，符其隆流排规轮由事家给予技优帝和修改，迤而被才票型化系且微如C N S I 或 I E E E 探用而纳入I I 家或阈E 祭襟型。三是由事家小系且在才票型化系且

44、的主持下彳於事 和制言丁隆流排才票型的工作，才 票型以一槿自上而下的方式普及，如 P C I 等。1.2 I/O隆流排彝展概述重 月 窗 技 彼 i 可以 是日新月昊 在重月窗中有重要地位的I/。技循亍也没有停止前迤的步伐，不遇相较其他窗技循亍来i ，I/。技循词J 要骸得冷静得多。自优I B M PC冏世至今，员隹然期屣了包括MCA、V E S A 等在内的多槿隆流排规格，但优整醴来MiTAC 会看，大致只 了 ISA和 PCI隆流排刖彳固喀段。2002年 7 月23日，PCI-SIG正式公彳 布 了 PCI Express 1.0规I S，才森吉著第三代I/O技循亍，也就是3GIO的冏世。

45、如下H 131票示了三代隆流排的赞展史：EISA MCA VESA)1980s 1990sAGP PCI-X PCI EXPRESSOthers-x J2004sffl 131.3 隆流排列表表 1 中列出了目前主板上的大多数隆流排第 二 主 流 隆 流 排2.1 PCI隆流排最早的PC隆流排是IBM公司1981年在PC/XT重月窗探用的系统隆流排，被耦焉/vfiuc 会PC隆流排或者P C/X T踵流排，位元寞8 b i t。1 98 4年IBM推出基於1 6-b i t I n t el 8 0 2 8 6虑理器的P C/A T ，系统隆流排也相愿地J g展:B 1 6位，加被耦呼:g P

46、C/AT隆流排。而:B了I B M PC相容的遇遏/殳借，行渠内便逐渐硅立了以I B M PC隆流排烧轮:B基碘的I S A（工渠才票型架才篝：I n d u s t r y S t a n d a r d A r c h i t ec t u r e）1 8流排。I S A隆流排是PC隆流排的始祖，随彳爰出现了 3 2位的E I S A （E x t en d ed ISA，展I S A）隆流排和V E S A V L B（V E S A L o c a l B u s,由V E S A 的一槿1 1域隆流排）隆流排。I S A隆流排由於停翰速率遇低、C P I H占用率高、估用硬中断资源等

47、，在PC 9 8烧靶中就 始放粢了 IS A隆流排，目前的主板不再提供封IS A介面的支援。EIS A也是由於速度有限,在遢没成篇才票型踵流排之前，在2 0世 系 已9 0年代初的日寺候，就 齐 合P CI隆流排给取代了。PC RPeri p h eral C o mp o n en t I n t erc o n n ec t）周遏言殳借互建隆流排。1 9 9 2年I n t el在 彝 彳 布4 8 6虑理器的同畤提出了 3 2位元的P C I隆流排。彳 爰 由PC I-SI G余且 制定和赞彳布其襟津。最早提出的P C I隆流排工作频率3 3 M Hz，停翰带寞逵到了 1 33MB/s（

48、3 3 M H z X32 b i t/8），比IS A隆流排有了趣大的改善，基本上满足了富畤虑理器的樊展需要。H著封更高性能的要求*1 9 9 3年提出了 6 4-b i t的P CI隆流排 彳爰来又提出把P CI隆流排的频率提升到6 6 M Hz。伺服器和中的高速硬碟和 路遹配器就傅移到了 6 6 M H z/6 4位元P C I隆流排上，现在更是用上了 P C I-X。目前廉泛探用的是3 2位、33 M Hz的P C I隆流排。P C I隆流排是褐立於CP U的系统隆流排，排用了猫i特 的 中 器 官 殳 ，可 示 卡、音效卡、卡、硬碟控制器等高速的遇遏1殳借直接挂卜在P C I隆流排上

49、，打破了停翰瓶颈，使得CP U的性能得到充分的樊挥。P C I隆流排技循亍的服役期已 超遇了 1 0年，目前依然是最主流的隆流排。2.2 AGP隆流排A G P（A c c el erat ed G rap h i c s Po rt）加速形介面。道是 示卡事用的圜或隆流排，非正规踵流排。I n t el於1 9 9 6年7月正式推出A G P1.0 1票举。在I S A平耋中 示卡是由V E S A（i B频重子襟型愤曾）1 0樊的一槿显域隆流排V L B。在P C I平 耋 中 示 卡 由P C I踵流排来J K展。由於P CI隆流排只有1 3 3 M B/S的带 寞，封付音效卡、卡、前宸

50、展卡等 大多数输入/输出言殳 得阵阵有绘，但封於3 D 卡谷口力不优心,加成:B了制系勺 示子系统和整檄性能的瓶。因此，PCI隆流/vfiuc 会排 的 全 甫 充 一A GP隆流排就 而生了。A G P 隆流排是基於P C I 2.1 版规I S 加迤行J8充修改而成，工作频率:B 6 6 M H z，位元寞也是3 2 b i t。A G P 是是:B提高视频带寞而言殳舒一的隆流排，它 示卡典主板的晶片系且直接相建，迤行黠封黑占僖输，可以使3 D 1 形在普通彳固人重月窗上以更快的速度 示。AG P是 一 槿 言 殳 r f用来更快，更平稳地傅送3 D 形的介面。它使用普通他人重月第的主言己