硬件基础03主板和总线.ppt

主板与总线主要内容,3.1 主板外形规格 3.2 主板的构成部件 3.3 芯片组 3.4 Intel 8xx系列芯片组 3.5 系统总线类型、功能及特性,主板构成,向系统各部件提供协调工作的基础时钟电路 控制各部件、设备协调工作的芯片组 实现与外设通信的各接口电路 实现对可用CPU、内存等的支持 总线扩展槽实现对各扩展卡的支持，并为其提供电能 提供访问硬件的基础服务程序，及对硬件参数的修改与设置BIOS和BIOS SETUP程序 保存系统参数及设置的CMOS电路 对其它新硬件、新功能的支持 主板的主要作用是实现各部件间的同步，在各部件及外设间传送数据,三大最基本的：时钟电路、芯片和BIos,3.1 主板外形规格,工业标准的主板外形规格,工业标准的主板外形规格（续）,ATX规范,ATX规范由Intel于1995年7月发布。ATX规范的最新版本是2.03，公布于2000年5月。,ATX布局的改进,内置双高度外部I/O连接器面板,单独键控内部电源连接器,重新布置的CPU及存储器 ，好处有：不会阻挡较大扩展卡的安装与使用，且便于通风,重新布置的内部I/O连接器,改进的制冷,制造成本的降低,ATX主板尺寸,ATX： 305mm244mm Mini ATX： 284mm208mm Micro ATX 244mm244mm Flex-ATX： 229mm191mm,Micro-ATX 1、由Intel在1997年12月推出，它是ATX用于较小的廉价系统的ATX外形规格的改进产品 2、Micro-ATX同标准ATX或mini-ATX的区别如下： 主板宽度变小（9.6英寸244mm而不是12英寸305mm或11.2英寸284mm）。 较少的I/O总线扩展槽（最多4个，多数仅3个）。 较小的电源选择（SFX外形规格）。 3、使用一种称做SPX规格的电源。这种电源有更小的外形尺寸、更小的功率输出、可以没有-5V输出,BTX规范,BTX是英特尔提出的新型主板架构Balanced Technology Extended的简称，是ATX结构的替代者，这类似于前几年ATX取代AT和Baby AT一样。革命性的改变是新的BTX规格能够在不牺牲性能的前提下做到最小的体积。,BTX规范,BTX具有如下特点： 支持Low-profile，也即窄板设计，系统结构将更加紧凑; 针对散热和气流的运动，对主板的线路布局进行了优化设计; 主板的安装将更加简便，机械性能也将经过最优化设计。,BTX规范,3.2 主板的构成部件,主板的构成部件,超级I/O芯片,3.3 芯片组,芯片组,1986年，Chips and Technologies公司引入了82C206的部件，这是一个集成了AT兼容系统中主板芯片的所有主要功能的单芯片。 1994年开始，Intel牢牢地控制着芯片组市场,芯片组体系结构,North/South Bridge体系结构 HUB体系结构,North/South Bridge体系结构,早期Intel芯片组采用North/South Bridge架构，外加超级Super I/O的芯片，构成整个主板系统。,North Bridge：连接了高速处理器总线（200/133/100/66MHz）与慢速AGP（66MHz）及PCI（33MHz）总线,South Bridge：桥接PCI总线（33MHz）与更慢的ISA总线（8MHz），通常还包含2个IDE硬盘控制器接口，1个USB（Universal Serial Bus）接口,HUB体系结构,较新的8xx系列芯片使用HUB体系结构。North Bridge芯片现在被叫做Memory Controller Hub（MCH），South Bridge现在被称做I/O Controller Hub（ICH）由一个特定的HUB接口进行连接。,Memory Controller Hub（MCH）,I/O Controller Hub（ICH）,HUB体系结构的优点,速度更快。HUB接口速率为266MB/sec，是PCI输出的2倍。 PCI负载减少。HUB接口独立于PCI总线，抢占芯片组和Super I/O的PCI总线带宽，从而提高了与PCI总线相连的其他设备的性能。 主板布线减少。而PCI则至少需要路由64个信号，导致电磁接口（EMI）增加，信号衰落以及噪音增强，同时增加了主板制造成本。 HUB接口设计十分经济。,3.4 Intel 8xx系列芯片组,Intel 810、810E和810E2,Intel 810是1999年4月推出，采用的全新的HUB体系结构。 由GMCH 以及ICH组成（810E还包括一个FWH）,Intel 810芯片组系统框图,810芯片组的主要特性,Intel 815、815E和815EP,815和815E芯片组于2000年6月推出，集成了能通过AGP 4x插槽升级的视频。815EP是几个月以后推出的版本，为了降低成本，815EP没有集成视频。这是Intel设计的第一款直接支持PC133 SDRAM内存的芯片组。,Intel 815芯片组系统框图,815芯片组的主要特性,Intel 850,Intel 850是第一款为Intel Pentium 4处理器设计的芯片组，因而也是首款支持NetBurst微体系结构的芯片组。 主要的构成部件 MCH支持400MHz RDRAM内存，带宽达 3.2GBps，也支持1.5V AGP 4x视频卡。 ICH2支持32位PCI 2.2版本，UltraATA 33/66/100,Intel 850芯片组系统框图,Intel 845,845芯片组支持SDRAM内存（845）和DDR SDRAM内存（845D及以上）。,845芯片组的主要特性,Intel 865、875,Intel在2004年4月发布了基于800MHz外频的P4 CPU后，将处理器带宽进一步提升到高达惊人的6.4GB/S速率。它像533MHz外频CPU发布的时候一样，为了适合不同用户的需要，将推出的i865系列分为有865P、865PE、865G、865GV这四款芯片组。,Intel 865、875,865P并不支持800MHz FSB和DDR400内存，只能支持双通道的DDR333。在双通道DDR333内存的支持下，865P芯片组可让533MHz的P4处理器带宽发挥得卓卓有余 865PE是基于865P芯片组改版和升级的主芯片。865PE芯片组在支持800MHz总线和超线程技术的基础上，还增加了对双通道DDR400内存的支持，它在功能上与高端的875P芯片组相当接近。,Intel 865、875,865G芯片组除了支持800MHz总线、超线程技术、双通道DDR400内存之外，还集成了Intel的Extreme Graphics显示图形芯片（集成的显示芯片速度是845G的1.5倍），同时也可支持外接AGP8X显卡。 865GV是865G的精简版，虽然支持800MHz总线、整合了图形核心和支持超线程技术，但只支持单通道DDR400，同时也取消了对AGP 8X的支持。,Intel 865、875,875P不但支持800MHz系统总线、双通道DDR400内存和超线程技术，而且还采用了Intel的性能加速技术（PAT）。此外，还加入了对内存ECC模式（即数据错误检查与更正功能）和Turbo内存模式（一项特殊的内存优化模式）的支持。与它配搭的南桥有ICH5或ICH5R，都可让P4 CPU性能得能充分的发挥，以及为台式机带来最佳的性能。不过，i875P不支持单通道DDR内存，也不支持400MHz总线的P4 CPU。,Intel 865、875系统框图,865、875芯片组主要特性,865、875芯片组主要特性,865、875芯片组主要特性,865、875芯片组主要特性,Intel 848P,在中高端方面，Intel已经推出了865PE跟875P芯片组，对800MHz FSB和双通道DDR400内存提供了稳定的支持，为Pentium 4发挥最佳性能的平台。在中低端方面却只有支持比较落后技术的845PE跟845E芯片组在打拼，显然是力不从心的。因此，Intel为了提高中低端的竞争力，在2004年8月份毅然推出848P芯片组。Intel推出848P的目的是十分明确的,就是配合Intel中低端的CPU，全面取代已经老态龙钟的845E和845PE。从而组成875P-865PE-848P产品线。,Intel 848P系统框架图,848P和865PE唯一的区别在于内存单通道和双通道的支持上。,Intel 915、925,915/925系列芯片组可以认为是分别对865/875系列芯片组的升级版本。 915系列有915P、915G、915GV三款。915G就是915P芯片组的内置显卡型号，而915GV跟915G的分别就是915GV省掉了915G上面的PCI Express x16显卡接口，从而使得价格更低廉。 925系列有925X和925XE两款。,Intel 915、925,CPU支持方面 PCI Express插槽 硬盘的支持方面 音频系统的改进 第三代图形处理外核 全新的ICH6南桥芯片 整合了无线WI-FI网关技术,915/925系列芯片组技术,Intel 915、925系统框架图,915、925芯片组主要特性,915、925芯片组主要特性,915、925芯片组主要特性,915、925芯片组主要特性,VIA 芯片组,VIA 芯片组系统框架图,VIA 芯片组,VIA 芯片组,VIA 芯片组,关于芯片组有几点需要说明： 1、处理器与其它部件或电路模块之间的相互联络是通过芯片组来完成的，芯片组决定了主板上的内存型号及大小、声卡传输方式、处理器类型等。 2、芯片组包括处理器接口、存储器控制器、总线控制器、I/O控制器及其他。主板的所有线路位于芯片组中 。但芯片组不集成串、并口电路。,3.5 系统总线,明确几个定义： 1、主板最少应有三种总线，数据、地址、控制总线 2、主板使用最多的总线有：AGP、PCI、FSB、ISA等 3、主板扩展槽的作用是使扩展卡能连接到相应的总线上,ISA总线及扩展槽,较老版本是8位总线，以4.77MHz速度运行。较新版本是16位总线，以 6MHz速度运行，后来提高为8MHz。 后来，工业上一致同意ISA的8/16位版本的最大标准速度为 8.33MHz以实现向后兼容。,8位ISA（上）、16位ISA（下）,PCI总线图解,PCI总线于1992年发布，目前使用的标准是PCI2.2版，有5种类型。最常使用的是32位/33M的PCI总线,PCI总线类型,PCI总线识别,64位、33M的PCI,64位、64M的PCI,32位、33M的PCI,1、64位的PCI主要用在服务器 2、还有一种PCI也经常用户于服务器：32位/66M，台式一般用32位/33M的PCI,AGP端口,AGP（图形加速端口）是由Intel创建的新总线，专门用作高性能图形及视频支持。 定义了66MHz时钟速度及1x或2x使用3.3V的信号。AGP规范2.0发布于1998年5月，增加了4x信号及1.5V的工作能力。AGP规范最近版本是于 2000年8月发布的AGP 8x。,AGP槽比较,PCI Express总线,PCI总线技术面临的几个的问题： 最高带宽133MB/s 工作频率只有33MHz IRQ共享问题 主板铜布线工艺 设备数目限制,PCI Express总线,2003年7月发布PCI Express PCI Express从名称上来看似乎同PCI有着很大的关系，但实际上这并不是PCI技术的延续（不是新的具有更高带宽的PCI技术，也更不是一个驱动程序或者一个升级补丁） PCI Express不只要取代PCI及AGP的插槽，同时也将是一些电脑内部系统连接接口，如处理器、绘图、网络及磁盘的I/O子系统芯片间的连接。,PCI Express总线,PCI E