电脑主板培训(详解)[1]

主主 板板 培培 训训 资资 料料 第一节第一节 主板及芯片组主板及芯片组 一 主板综述一 主板综述 主板是电脑系统中最大的一块电路板 它的英文名字叫做 Mainboard 或 Motherboard 简称 M B 主板上布满了各种电子元件 插槽 接口等 它为 CPU 内 存和各种功能 声 图 通信 网络 TV SCSI 等 卡提供安装插座 槽 为各种磁 光存储设备 打印和扫描等 I O 设备以及数码相机 摄像头 猫 Modem 等多媒体和 通讯设备提供接口 实际上电脑通过主板将 CPU 等各种器件和外部设备有机地结合起来形 成一套完整的系统 电脑在正常运行时对系统内存 存储设备和其它 I O 设备的操控都必 须通过主板来完成 因此电脑的整体运行速度和稳定性在相当程度上取决于主板的性能 1 主板的分类 主板的分类 不同的 CPU 需要搭配不同的主板 在早期的电脑系统 包括早期的 486 电脑 里 CPU 都是直接焊接在主板上的 到了 486 时代 为了增强用户购买电脑的灵活性和便于用 户升级电脑 就在焊接 CPU 的位置装上了 CPU 插座 而不再将 CPU 焊在主板上 现在根 据主板上所设置的 CPU 安装插座类型分为 Slot 架构和 Socket 架构 其中 Slot 架构中又分 为 Slot 1 Slot 2 和 Slot A 三种 目前 Slot 1 Slot 2 仅用于 Intel 的 CPU 而 Slot A 则仅用 于 AMD 公司的 K7 Athlon 在 Socket 架构中分为 Socket 7 Socket8 Socket 370 和 Socket A 三种 其中 Socket 7 为 586 级 CPU 使用 Socket8 Socket 370 则用于 Intel 的 CPU Socket A 则为 AMD 的 CPU 使用 现在市场里经常看到一些将声卡 显卡的功能集成到主板上的一体化主板 例如 Intel 810 815 主板 Sis620 及 Sis630 主板 VIA 的一些主板 还有将 CPU 部分内存 显卡和声卡都集成在一起的更一体化的 586 主板 例如 Cyrix MediaGX 主板 使用的 CPU 与我们平常所用的各类 Slot 或 Socket 结构 CPU 在安装上不兼容 这种 一体化 主板实 际上是早期 ALL IN ONE 主板的技术拓展 只要接上电源 显示器 键盘和软 硬 盘 就组成了一台最基本的电脑 主板按结构标准分为 ATX Micro ATX Baby AT NLX 和 FLEX 五种 Baby AT 型 型 这种主板是我们以前常用的 它的特征是串口和打印口等需要用电缆 联接后安装在机箱后框上 ATX 和和 Micro ATX 型 型 这种主板是将 Baby AT 旋转 90 度 并将串 并口和鼠标接 口等直接设计在主板上 取消了联接电缆 使串 并 键盘等接口集中在一起 对机箱工 艺有一定要求 Micro ATX 主板与 ATX 基本相同 但通常只有两个 PCI 和两个 ISA 扩展 槽 两个 168 线的 DIMM 内存槽 整个主板尺寸减少很多 需要特制的 Micro ATX 机箱 NLX 型 型 NLX 结构是英语 Now Low Profile Extension 新型小尺寸扩展结构 的意思 这是进口品牌机经常使用的主板 它在将各串 并等接口直接安装在主板上后 专门用一 块电路板将扩展槽设置在上面 然后再将这块插入主板上预留的一个安装接口槽 这样可 以将机箱尺寸做得比较小 FLEX 型 型 比 Micro ATX 主板面积小 1 3 主要用于高度整合电脑中 2 主板基础知识 主板基础知识 如果把中央处理器 CPU 比喻为整个电脑系统的心脏 那么主板上的芯片组就是整个身 体的躯干 在电脑界称设计芯片组的厂家为 Core Logic Core 的中文意义是核心或中心 光由字面的意义就足以看出其重要性 对于主板而言 芯片组几乎决定了这块主板的功能 进而影响到整个电脑系统性能的发挥 芯片组是主板的灵魂 芯片组 Chipset 是主板的核心组成部分 按照在主板上的排列位置的不同 通常分 为北桥芯片和南桥芯片 北桥芯片提供对 CPU 的类型和主频 内存的类型和最大容量 ISA PCI AGP 插槽 ECC 纠错等支持 南桥芯片则提供对 KBC 键盘控制器 RTC 实 时时钟控制器 USB 通用串行总线 Ultra DMA 66 100 EIDE 数据传输方式和 ACPI 高级能源管理 等的支持 其中北桥芯片起着主导性的作用 也称为主桥 Host Bridge 除了最通用的南北桥结构外 目前芯片组正向更高级的加速集线架构发展 Intel 的 8xx 系列芯片组就是这类芯片组的代表 它将一些子系统如 IDE 接口 音效 MODEM 和 USB 直接接入主芯片 能够提供比 PCI 总线宽一倍的带宽 达到了 266MB s 下面就来具体介绍主板的各部分技术特点 1 1 印制电路板 印制电路板 PCB PCB PCB 是所有组件赖以 生存 的基础 它实际是由几层树脂材料粘合在一起的 内 部采用铜箔走线 名为 迹线 一块典型的 PCB 共有四层 最上和最下的两层叫做 信号层 中间两层则叫做 接地层 和 电源层 见图 1 将接地和电源层放 在中间 这样便可更容易地对信号线作出修正 当需要安装双处理器 或者处理器引脚数量超过 425 根时 就要求主板达到六层 这是由于信号线必须相距足够远的距离 以防止 相互干扰 六层板可能有三个或 四个信号层 一个接地层 以及一个或两个电源层 以提供足够的电力供应 为使系统正常工作 信号迹线的布局与长度是至关重要的因素 它的设计宗旨是 尽量避免由于其它迹线的干扰 造成信号失真 一条迹线过长 或者信号频率过高 相互干扰的可能性便会大增 所以要求在相邻的两条迹线之间 留出足够大的间距 有些迹线必须限制它的最大长度 以确保信号的 完整性 比如同处理器连接的那 些迹线 与同一个设备连接的迹线在长度上都必须接近 但不是所有的设备与迹线都有 此要求 或者说 长度的区别必须在一个容许的公差范围之内 即便主板全部采用最高品质的电子元件制造 仍有可能不稳定 这正是由于迹线 布局有误 使信号不易保持完整性 要想知道信号是否完整 普通的视波器没有任何 帮助 只有使用一些更专业的设备对其进行测量 对超频者来说 这一点尤其重要 因为超频后 往往要求主板在标称的规格之外运行 若布局不佳 可靠性及稳定性便 会大打折扣 2 2 电压调节器 电压调节器 同主板连接的不同组件需要不同的电压 最常用的包括 5V BIOS 芯片 实时钟芯 片 键盘控制器等 和 3V 二级缓存 芯片组 SDRAM 芯片等 而处理器要求的电 压可以高达 3 5V 也可以低于 2V 以下 电压调节器主要不是用来防止电压骤升 而是 用来得到所期望的稳定电压 主机电源直接向主板提供 5V 的电压所以只有部分设备 才需要更改这个电压 电 压调节有两个办法 要么使用名为 VRM 的一种插入模块 要么使用一个电压调节电路 焊接到 PCB 上的一个集成电路 如果是老式的奔腾处理器 通常都要用到两个电 压调节器 一个用于提供 I O 电压 3 3V 1 5V 等 另一个用于提供处理器内核电 压 由于主板需要支持不同类型的处理器 所以必须支持一定范围内的电压输出 在 老主板上 这可以通过跳线实现 通过不同的跳线组合 使电压调节器输出所期望的 在允许范围内的电压 新主板则大多能自动侦测电压 不再需要用跳线来调节 在一 定程度上保证了安全 许多老用户可能对 双电压 CPU 记忆犹新 因为它们的内核电压和 I O 电压是不 同的 而一些更老的 CPU 比如老奔腾和一些比较新的 IDT CPU 只要求 3 3V 或 3 5V 的电压 它们称作 单电压 CPU 3 3 电容 电容 电容其实是保证主板质量的关键环节 电容主要用于保证电压和电流的稳定 处 理器的耗电量处于极不稳定的状态 可能突然增大 也可能突然减少 特别是在执行 了一条 HALT 待机 指令 或者恢复至正常工作状态的时候 而对电压调节器来说 无论如何都不可能立即对这些变化作出响应 这就好像一座拦江的水坝 尽管它能控 制水流的速度 但仅凭它自身的力量是无法保证江水一直稳定流动的 所以 需要与 水库配合 通过放水或蓄水 来稳定水的流速 铝电容的缺点在于 随着使用年限的增加 它会快速呈 干涸 趋势 最终失去 电容能力 此外 这种电容的准确度不高 易受高温的影响 而钽电容有效地解决了 这些问题 挑选电容时 另一个重要的因素是 ESR Equivalent Series Resistance 等效串 联电阻 值 通常 需要将几个电容并行联置 以便有效地保护电路 并保持一个较 低的电阻值 电阻越大 消耗的电压越高 发热就越厉害 发热不是主要的 CPU 所要 求的瞬间大电流才是最重要的 所以 ESR 值越低越好 设计电容时 各个电容的排 列位置和 ESR 值是两项非常重要的因素 甚至比制造材料还来得重要 4 4 时钟生成器 时钟生成器 任何计算机设备都是以时钟的 滴答 为基本步调工作的 但是 并非每个设备 都在 监听 相同的时钟 ISA PCI AGP USB 和系统总线分别以不同的速度运行 所以都要求专门的时钟信号 处理器也要求一个专门的时钟信号 同步内存芯片 比 如用于 L2 缓存的 SRAM 和用于主内存的 SDRAM 也要求自己的时钟 时钟生成器可以提 供所有这些时钟信号 每种主板芯片组都具备一定的 计时 能力 但却并不提供实际的时钟信号 时 钟生成器芯片便是为具体的主板芯片组设计的 用于决定可选的系统时钟范围 以及 相关的 PCI 总线速度 AGP 总线的工作速度则不一定要由时钟生成器来决定 440BX 芯 片组便是这样的一个例子 ISA 和 USB 时钟是固定的 要由时钟芯片来决定 主板厂商会根据选用的是什么芯片组 配备多少个 PCI SDRAM 插槽 以及要支持 多大范围内的系统总线速度 以此来决定时钟生成器芯片的设计 即使芯片组本身允 许不同的 PCI 分频 1 4 1 2 等 时钟生成器芯片也有可能不允许 而且主板厂商 也不会采用这种时钟生成器芯片 许多人都奇怪系统和 PCI 总线速度在不同的主板上 为何有不同的实现方法 答案便在于时钟生成器芯片的能力有别 5 5 BIOSBIOS 和和 RTCRTC 计算机要想运行一种操作系统 必须使用一个 引导 或 自举 程序 这个程 序从一个已知的内存位置载入 并提供访问关键设备的一些信息 以完成操作系统的 载入 例如 这个程序必须载入软驱和硬盘的设备信息 以及基本的显示信息 这样 一来 等接力棒交到操作系统手中时 才有足够的前提完成后续的装载 在 PC 上 这些引导信息保存在一片快闪内存 Flash Merory 芯片中 名为 BIOS 基本输入 输出系统 可保存 256KB 4MB 的数据 在主板出厂时预先录好 以后想升级这些信息 便必须使用专门的程序 用新数据覆盖老数据 我们称之为 BIOS 升级 或者 BIOS 的 烧录 PC 加电后 首先经历的一个名为 加电自检 POST 的过程 它可识别出安装 了什么处理器 多大内存以及 BIOS 上定义的各个设备是否都能正常工作 完成后 引 导程序会在每个可引导设备的特定位置寻找一系列特定的指令 满足条件的第一套指 令会载入内存 并加以执行 如一切通过 这些指令便会完成引导过程 并开始装载 操作系统 要想使 BIOS 知道自己需要支持哪些设备 必须提供一片特殊的 CMOS 集成电路 其中包含了由用户指定的参数 在识别出处理器之后读入 这个电路实际是集成到 实时钟 RTC 芯片内的 后者负责对具体的日期和时间进行跟踪 要想显示出 CMOS 中的参数 可在加电自检过程中进入一个特殊的菜单 通常按 DEL 键 便可唤出 这个菜单 然后人工修改或输入 作出的改动必须保存下来 以便下次启动时生效 倘若设备设置有误 便可能无法装载操作系统 或者在进入操作系统后 无法访 问设备 RTC 和 CMOS 只有在有供电的前提下 才能维持由用户定义的参数 这个电力 是由主板上的一个小电池提供的 如电池失效 或断开 CMOS 中的数据便会丢失 必 须在下次引导的时候重新输入 6 6 其他组件 其他组件 芯片组集成的控制器越来越多 不知大家是否还记得 早期的 IDE 和软盘控制器 是各自独立的 但今天的新芯片组已包括了大多数必要的控制器 以支持常用的一系 列设备 比如键盘 PS 2 鼠标和 USB 设备等等 当然 这样做会增加芯片组的成本 所以除非极其常用的东西 否则仍然需要独 立出去 如 SCSI 控制器等 假如主板厂家想支持一种芯片组本身不支持的设备 便必 须增加一个独立的控制器芯片 例如 有些厂家试图提早提供对 UDMA 66 硬盘的支持 所以在板上集成了一个单独的 IDE 控制器 这样一来 便可多支持四个通道和八个设 备 比如升技的 BE6 7 7 主板制造规格 主板制造规格 现在的主板大多采用 ATX 规格 这是 1995 年由 Intel 颁布的一项标准 取代流行 了许久 但缺点甚多的 AT 结构 ATX 的新增特性包括 集成 I O 连接器 ATX 要求将 I O 端口集成到主板上 不再从上面 引出 从而减轻了安装的难度 也提高了可靠性 集成 PS 2 鼠标接口 驱动器不易挡住主板 ATX 主板看起来就像 AT 主板旋转了 90 度 所以将整 个板子都展现出来了 操作更方便 处理器不再和扩展卡的安装发生冲突 处理器从主板靠近扩展槽的前方位置 移到主板的后上部 接近电源 这样一来 用户可以轻松地安装一张全长的扩展卡 不必担心会碰到 CPU 电源进行了重大改进 主板集成一个 20 针电源插座 而 AT 主板是两个插座 靠在一起 散热更佳 3 3V 1 5V 供电 大部分主板采用 ATX 电源提供的 3 3V 1 5V 电压供电 8 8 芯片组 芯片组 主板上最重要的组件恐怕就是芯片组 前面说过 芯片组决定了能够支持哪些处 理器 可使用什么内存以及主板具有的其它大量功能 直到最近 Intel 仍是芯片组市 场的龙头老大 但威盛 VIA 矽统 SiS 扬智 ALi 超微 AMD 的芯片组 出货量也在逐渐增加 终于形成了对 Intel 的真正威胁 9 9 主板接口技术新生代主板接口技术新生代 认识认识 AMR CNR 和和 ACR A AMR 说起 AMR Audio Modem Riser 声音和调制解调器插卡 规范 它是 1998 年 Intel 公司发起并号召其它相关厂商共同制定的一套开放工业标准 旨在将数字信号与模 拟信号的转换电路单独做在一块电路卡上 因为在此之前 当主板上的模拟信号和数字信 号同处在一起时 会产生互相干扰的现象 而 AMR 规范就是将声卡和调制解调器功能集 成在主板上 同时又把数字信号和模拟信号隔离开来 避免相互干扰 这样做既降低了成 本又解决了声卡与 Modem 子系统在功能上的一些限制 由于控制电路和数字电路能比较 容易集成在芯片组中或主板上 而接口电路和模拟电路由于某些原因 如电磁干扰 电气接 口不同 难以集成到主板上 因此 Intel 公司就专门开发出了 AMR 插槽 目的是将模拟电 路和 I O 接口电路转移到单独的 AMR 插卡中 其它部件则集成在主板上的芯片组中 AMR 插槽的位置一般在主板上 PCI 插槽 白色 的附近 比较短 大约只有 5 厘米 外观呈 棕色 如图 1 最早体现 Intel 这一构思的产品当属它自己发布的 810 芯片组 因为在 i810 芯片组的 ICH 输入输出控制芯片 中就整合了 AC 97 控制器和 Modem 控制器 只要搭配一 块 AMR 声卡或一块 AMR Modem 卡就可以实现软声卡或软 Modem 的功能 不过由于现在 绝大多数整合型主板上都集成了 AC 97 音效芯片 所以 AMR 插槽主要是与 AMR Modem 配合使用 但由于 AMR Modem 卡比一般的内置软 Modem 卡更占 CPU 资源 使用效果 并不理想 而且价格上也不比内置 Modem 卡占多大优势 故此 AMR 插槽正逐渐成为整合 型主板的一块 鸡肋 B CNR 为顺应宽频网络技术发展的需求 弥补 AMR 规范设计上的不足 Intel 适时 推出了 CNR Communication Network Riser 通讯网络插卡 标准 与 AMR 规范相比 新的 CNR 标准应用范围更加广泛 它不仅可以连接专用的 CNR Modem 还能使用专用的家庭 电话网络 Home PNA 并符合 PC 2000 标准的即插即用功能 最重要的是 它增加了对 10 100MB 局域网功能的支持 以及提供对 AC 97 兼容的 AC Link SMBus 接口和 USB 1 X 或 2 0 接口的支持 另外 CNR 标准支持 ATX Micro ATX 和 Flex ATX 规格的 主板 但不支持 NLX 形式的主板 AMR 支持 从外观上看 CNR 插槽比 AMR 插槽比较 相似 也呈棕色 但前者要略长一点 如图 2 而且两者的针脚数也不相同 所以 AMR 插 槽与 CNR 插槽无法兼容 在主板支持方面 目前只有基于 Intel 的 815 815E 芯片组的主 板提供了 CNR 插槽 而且从 i815E 芯片组的南桥芯片 ICH2 所整合的功能可以看出 CNR 支持的插卡类型有 Audio CNR Modem CNR USB Hub CNR Home PNA CNR LAN CNR 等 不过 基于 i815 芯片组 南桥芯片为 ICH 的主板只能使用 Audio CNR 和 Modem CNR 两种插卡 虽然现在市场上还没有相应的 CNR 插卡产品问世 但随着 i815 E 及其相 关主板的日渐成熟 CNR 的前景比较乐观 C ACR ACR 是 Advanced Communiation Riser 高级通讯插卡 的缩写 它是 VIA 威盛 公 司联合 AMD 3Com Lucent 朗讯 Motorola 摩托罗拉 NVIDIA Texas Instruments 等 世界著名厂商于今年 6 月推出的一项开放性行业技术标准 其目的也上为了拓展 AMR 在 网络通讯方面的功能 ACR 不但能够与 AMR 规范完全兼容 而且定义了一个非常完善的 网络与通讯的标准接口 ACR 插卡可以提供诸如 Modem LAN 局域网 Home PNA 宽 带网 ADSL Cable Modem 无线网络和多声道音效处理等功能 由于现在很多主板上已 经开始淘汰 ISA 插槽 所以 ACR 插槽也大多会设计放在原来 ISA 插槽的地方 ACR 插槽 采用 120 针脚设计 兼容普通的 PCI 插槽 但方向正好与之相反 如图 3 这样可以保证两 种类型的插卡不会混淆 作为一种新生事物 ACR 的市场接受度要靠时间来检验 尽管 ACR 和 CNR 标准都包含了 AMR 标准的全部内容 但这两者并不兼容 甚至可以说是互 相排斥 两者最明显的差别是 CNR 放弃了现有的基础架构 即放弃了对 AMR 标准的兼 容 而 ACR 标准在增加了众多新功能的同时保留了与 AMR 的兼容性 到底谁是网络和通 讯插卡标准竞争的最终赢家 让我们拭目以待 10 主板认证规格 主板认证规格 作为连接电脑各部件的中枢和纽带 主板在电脑中的地位举足轻重 因此 它的质量 好坏直接影响着整个系统能否正常运行 而判断一块主板质量好坏的最根本标准就是看它 所选用的电子元器件及整体电路设计等方面是否符合各种权威性的认证规格 现在世界上 关于主板的主要认证标准有 CE FCC PC 99 ISO9001 9002 14001 C TicK NSTL 等 A CE 认证 认证 我们常常会在主板上看到有 CE 字样的标志 这就是欧盟所推行的一种 证明产品符合指令规定要求的合格产品标志 CE 就是 欧盟 拉丁文的缩写 CE 标志是强 制性的 通行证 它要求主板产品必须保护使用者的健康安全及符合环保基本要求 CE 标 志认证的产品范围很广 除主板外 显示器 电源 光驱 乃至键盘等大多数电脑配件上 都可看到它的 踪迹 B FCC 认证 认证 FCC 是美国联邦通信委员会的英文缩写 它是一项关于电子产品在电 磁辐射方面的规范 着重对数字设备及开关电源等发出的辐射噪音量进行了限制 要测试 主板是否符合 FCC 标准 应先拆卸机箱用 47 CFR 15 31 标准进行测试 如果主板通过测试 则说明该主板具备了低辐射的特性 可使用各种材质的机箱进行组装 FCC 认证主要是 针对能产生高频信号的电脑配件 它分为 A B 两类 其中 B 类技术要求更严格 C PC 99 认证 认证 PC 99 认证规格是由微软 Intel 等公司共同制定推广的一项业界标 准 PC 99 的认证规定极多 如对总线设计发展的限制 人体工学环保等 在主板设计方 面主要规范了产品的设计要求 它提出主板的设计必须符合人体工学的要求 产品布局必 须合理 以保证安装者能正常装配使用主板 此外主板各接口必须采用有色标识以方便识 别 这些都无疑大大的方便了使用者 使不熟悉主板设备的使用者也能尽快的安装好相应 的接口设备 D ISO9001 9002 14001 认证 认证 ISO9001 9002 14001 是 ISO 国际化标准组织 所颁布的 有关产品方面的标准 其中 ISO9001 9002 是第一个质量管理和质量保证系列标准 ISO9000 当中的两种 符合这两种标准的主板说明其质量和设计方面都达到了较高的水平 ISO14001 是第二个环境管理性系列标准的一种 达到该标准的主板说明其用料及生产过程 均符合绿色环保的要求 E NSTL 认证 认证 NSTL 国际软件检测协会 是国际上权威的计算机软件和硬件认证机 构 也是公认的 2000 年兼容性认证机构 NSTL 开发的测试工具 YMARK2000 是一个 公开用来检测电脑系统是否有 Y2K 千年虫 问题的行业标准 具有 NSTL 标志的主板说明 在不存在 Y2K 问题 3 主板的秘密 主板的秘密 供电系统 供电系统 一台计算机 它里面各种集成电路 功率管等 消耗的电源是非常可观的 因此必须有一个稳定的供电系统 对于其他部分 包括 PCI ISA 设备 由于自己已经有了 稳压电路 它们是直接连到 ATX AT 电源的 但像 AGP CPU 南 北桥等 由于功耗大 要求的稳定性高 不能直接用 ATX AT 电源送过来的电压 所以必须在主板上面设置稳压 电路 专供某一器件使用 1 滤波电容 和前面说的一样 这里的滤波电容是为了滤除布线过长所产生的干扰 当然 容量越大 效果越好 但是 这里要说明的是 大容量的电容的卷铂效应 就是由 于大电容内部的导电铂的长度 面积过大 很明显 不容易滤除高频干扰信号 解决的办 法是用多个比较小的电容 如 4 个 1000uF 的当作 4000uF 并且在这里用上比较小的独石 电容 0 1uF 以下 这样容量既可以设得很高 而且也避免了卷铂效应 2 主板的 CPU AGP 稳压电路是采用三极管或场效应管的开关稳压电路 但在这么 大的电流下 不会再采用三端稳压了 我们经常在主板上看到切了管帽的三极管 场效应管 它们就是 CPU 南桥 北桥的供电稳压系统的重要组成部分 3 滤波线圈其实是一个电感 它可以防止浪涌电压和电压畸变 加上磁心是为了增 强电感的 u miu 值 可以用较少的线圈取得更好的效果 4 稳压控制 为了产生更准确的电压和随时监察电压的变化 要用上一块专用的芯 片对三极管或场效应管组成的开关稳压进行控制 这块芯片还可以对电压进行采样 然后 再改变和 BIOS 之间的控制端 在 BIOS 中显示出各种工作电压 5 二极管 二极管的仍然在这里起降压作用 转接卡也可以归在主板里 转接卡并不单单是把 SOKET 的 CPU 转到 solt 1 上面那么 简单 有些转接卡还提供频率调整和电压调整 但你看看转接卡 就会怀疑它了 那样光 秃秃的东西 怎么会有那么大的威力呢 事实上 转接卡只是把主板和 CPU 之间的各个识 别信号脚进行处理而已 我们还记得在 celeron 300A 时代吗 为了给 CPU 加上电压超频 我们曾经在一些 CPU 的引脚上用胶布 指甲油等东西进行绝缘 从而改变 CPU 的核心电 压 我们所屏蔽的引脚 就是 CPU 的电压识别信号引脚 转接卡本身并不能改变原来的任 何地方 也就是说 主板原来支持的电压 频率 转接卡什么才能支持 如果原来主板不 支持 那么任何转接卡也无能为力 那些在转接卡上面的集成电路 也只不过是一个逻辑 电路而已 增强对主板的支持范围 甚至把它拆下来 转接卡也有可能正常工作 在主板的环境中 高频率运行的器件很多 这样就很容易造成相互之间高频干扰 所 以在许多集成电路的电源引脚附近 会有很多小电容 滤除这些高频干扰 频率发生器 频率发生器 CPU 的频率是由外频 倍频决定的 当然 外频就是总线和芯片组的工 作频率了 它们的工作频率是怎样产生的呢 是频率发生器 事实上 频率发生器是一个 调整芯片组频率的元件 它通过对晶振的引脚施加电压 来产生抖动的时钟信号 然后经 过分频 输出可变的频率给芯片组和主板的其他部分 例如 AGP PCI ISA USB super 24MHZ SDRAM 等 以前调整频率是通过跳线进行的 这样可以通过跳线的 短接 开路 来改变一些电压或电阻之类的频率发生器的识别信号来 达到改变频率的目的 但现在的主板很多是在 BIOS 中修改的 它们是不是就不再依靠频 率发生器了呢 当然不是 但可以通过软件来调整频率的主板所用的频率发生器芯片和一 般通过跳线用的不一样 这种芯片中 有一个串行数据口 里面存放着芯片的 PLL 倍频数 据 通过修改寄存器的值 就可以修改时钟发生器的输出频率 温度检测 温度检测 检测温度的探头有两种 一种集成在处理器之中 依靠 BIOS 的支持 另 一种是外置的 在主板上面可以见到 这些通常是一颗热敏电阻 无论那一种 它们都是 通过温度的改变来改变自身的电阻值 让温度检测电路探测到电阻的改变 从而改变温度 示数 电压检测 电压检测 电压检测和温度检测的原理差不多 但不再是热敏电阻 而是通过电压取 样 得到一个非常微小的电压信号 和数字万用表的电压测试电路很相似 4 全面了解主板之图解主板 全面了解主板之图解主板 常常听到许多电脑初学者向笔者们了解主板的知识或许多电脑爱好者总是将主板的结 构搞得含糊不清 闹出一些笑话来 我们始终觉得 对电脑硬件知识的普及应该从最基础 的知识抓起 千里之行 始于足下 当你对这些看似基本的知识有了一个较明了清楚 的了解的时侯 也正是你电脑水平提高的时侯 这点对于许多电脑爱好者而言是迫切需要 的 主板是一台电脑中的躯干中枢 了解清楚了它 那么你对电脑硬件也十知五六了 笔 者们为此整理撰写了一些资料 请往下看 1 1 图解主板图解主板 这就是主板的主要部件名称图 下面我们就对其分别做一详细的解释 以便你能更好 的了解它 A A 线路板线路板 PCB 印刷电路板是所有电脑板卡所不可或缺的东东 它实际是由几层树脂材料粘合在一起 的 内部采用铜箔走线 一般的 PCB 线路板分有四层 最上和最下的两层是信号层 中间 两层是接地层和电源层 将接地和电源层放在中间 这样便可容易地对信号线作出修正 而好的主板的线路板可达到六层 这是由于信号线必须相距足够远的距离 以防止电磁干 扰 六层板可能有三个或四个信号层 一个接地层 以及一个或两个电源层 以提供足够 的电力供应 为使系统正常工作 信号迹线的布局与长度是至关重要的因素 它的设计宗 旨是尽量避免由于其它迹线的干扰 造成信号失真 要求在相邻的两条迹线之间 留出足 够大的间距 有些迹线必须限制它的最大长度 以确保信号的最小衰减等等 这些对于超 频爱好者来说更为重要 另外 线路板要想在电脑上做主板使用 还需制成不同的板型 下面我们就来给大家 简单介绍一下常见的主板板型 AT 板型是一种最基本板型 其特点是结构简单 价格低廉 其标准尺寸为 33 2cmX30 48cm AT 主板需与 AT 机箱电源等相搭配使用 而 Baby AT 是 AT 架构主板的改进型 它结构布局更为合理 可支持 AT ATX 电源 由于 ATX 架构的流行其已 渐成黄花之势 而 ATX 板型则像一块横置的大 AT 板 这样便于 ATX 机箱的风扇对 CPU 进行 散热 而且板上的很多外部端口都被集成在主板上 并不像 AT 板上的许多 COM 口 打印口 都要依靠连线才能输出 另外 ATX 还有一种 Micro ATX 小板型 它最多可支持 4 个扩充槽 减少了尺寸 降低了电耗与成本 而 NLX 板 它比较受品牌机厂商青睐 其外形像是插了 一块显示卡的主板 由两个部分构成 一个部分是布有逻辑控制芯片和基本输入输出端口 的基板 另一部分具有 AGP PCI ISA 等插槽的附加板则像显示卡一样插在基板的特殊端 口中 这样做可以增加空间 拆装方便 B CPUB CPU 插座插座 CPU 插座是主板上最重要的东东了 少一根 PCI 插槽无所谓 可少了它电脑可就成了 废物一个了 主流的 CPU 插座主要有 SOCKET370 和 SOCKET A 两种 其中 SOCKET370 支持的 是 PIII 及新赛扬 CYRIXIII 等处理器 而 SOCKET A 支持的则是 AMD 的毒龙及雷鸟等处理 器 另外还有的 CPU 插座类型为支持奔腾 奔腾 MMX 及 K6 K6 2 等处理器的 SOCKET7 插座 支持 PII 或 PIII 的 SLOT1 插座及 AMD ATHLON 使用过的 SLOTA 插座等等 SOCKET A SLOT1 C C 主板芯片组主板芯片组 主板芯片组是主板的灵魂与核心 它主要由南桥芯片 SOUTH BRIDGE 和北桥芯片 SORTH BRIDGE 组成 其中北桥芯片是 CPU 与其它外部设备连接的桥梁 AGP PCI DRAM 及南桥等设备都要通过不同的途径与它相连 南桥与北桥芯片共同组成了 南北桥芯片组 南桥芯片主要用来与 I O 设备及 ISA 设备相连 并负责管理中断及 DMA 通 道 让设备工作得更顺畅 值得一提的是 INTEL 的 I810 I815 系列芯片组不再以南北桥来 组成 而是由 ICH GMCH FWH 等芯片组成 主流的主板芯片组有 INTEL 的 I810 I815 I815E BX 系列 VIA 的 694X KT133 KT133A MVP4 系列 SIS 的 SIS630 540 SIS630S SIS730S 等系列等等 D D 供电电路供电电路 主板的供电电路是主板的重要组成部分 它一般由电容 稳压块 滤波线圈 稳压控制 集成电路块等元器件组成 它能让主板工作得更稳定 a 电感 常会在主板上看见这种铜线缠绕的线圈吧 这个线圈叫电感 电感主要分为磁心 电感和空心电感两种 前者电感量大常用在滤波电路 后者电感量较小 常用于高频 电路 好的电感线圈 如果是采用单线绕制 铜线应该粗大 间隔均匀 如果采用多 股铜线绕制 每股线之间要相隔均匀 而且在圆周上分布也尽量均匀 应该注意两个 电感线圈切忌放在一起 因为这样很容易产生互感 使主板的电磁兼容性能大大降低 b 电容 这就是电解电容 也叫直立电容 在 CPU 插槽旁边的电路称为 5V 滤波电路 一些 比较好的主板都采用 2200 F 以上的电容 如何认电容 电容常见的标记方式采用的 是直接标记 其常用的单位有 pF uF 两种 如电解电容 470uF 另如瓷片电容 2200pF 等等 很容易的就能认出 但一些小容量的电容 却采用的是数字标示法 其一般有 三位数 第一 二位数为有效的数字 第三位数为倍数 既表示后面要跟多少个 0 例 如 343 表示 34X1000pF 另外 如果第三位数为 9 表示 10X 1 而不是 10 的 9 次方 例如 479 表达为就是 4 7pF 除此之外 常见的电容还有钽电容 铝电容等等 c 稳压块 稳压块也是电源电路中常见的元器件 常见的为三端稳压集成块 三端稳压块外 围电路比较简单 除了单独使用外 在许多新型主板上常常组成阵列 二相或三相 三端稳压块电路来获得更好的稳压效果 提高系统的稳定性与超频性 E PCIE PCI 总线总线 PCI peripheral component interconnect 总线插槽是主板上最常见的东东了 可以说现在所有的主板上都有它的踪影 它是由 Intel 公司推出的一种局部总线 它定义 了 32 位数据总线 且可扩展为 64 位 它为显卡 声卡 网卡 MODEM 等设备提供了连接 接口 它的工作频率为 33MHz PCI 总线主板插槽的体积比原 ISA 总线插槽还小 其功能比 VESA ISA 有极大的改善 支持突发读写操作 最大传输速率可达 132MB s 可同时支持多 组外围设备 另外为了解决 PCI 总线的瓶颈问题 出现了 PCI X 新总线 它能通过增加电 脑中央处理器与打印机 网卡等外围设备之间的数据流量来提高电脑的性能 F AGPF AGP 总线总线 AGP 图形加速端口 Accelerated Graphics Port 是近几年主板上发展起来的最重要 的东东之一 它直接与主板的北桥芯片相连 且该接口让视频处理器与系统主内存直接相 连 避免经过窄带宽的 PCI 总线而形成系统瓶颈 增加 3D 图形数据传输速度 而且在显存 不足的情况下还可以调用系统主内存 所以它拥有很高的传输速率 这是 PCI 等总线无法 与其相比拟的 AGP 接口的发展经历了 AGP1X 2X PRO 4X 8X 等等阶段 其传输速度也从最 早的 AGP1X 的 266MHz S 的带宽发展到了 AGP8X 的 2GB S AGP8X AGP8X 是 Intel 制定的新一代的图像传输规格 它将作为下一代的个人电脑 及工作站的新显示标准 AGP Accelerated Graphics Port 是由 Intel 公司所制订的显 示接口标准 速度已由最初的 AGP 1x 264 MBytes sec 3 3v 到现在的 AGP 4x 1 GBytes sec 1 5v 因为 AGP 拥有高速频宽 所以广受众多显示芯片厂家的支持 推出了 很多支持 AGP 4X PRO 的不同产品来以满足用户对图像运算 高画质要求的要求 Intel 宣 布的 AGP8x 依旧使用 32 bit 的总线架构 而速度方面则提升至 533MHz 及支持 2GBytes sec 是 AGP4x 的两倍 速度的提升 即代表了显示芯片制造商能更好的利用 AGP 8x 的优点来充份发挥显示芯片的效能 G ISAG ISA 总线总线 ISA 总线插槽是主板插槽的元老了 它为主板的发展做出了不可或缺的贡献 虽然已 接近淘汰 可许多如声卡 MODEM 等老设备还是离不开它 所以 VIA 的主板芯片组依然提 供了对它的支持 ISA 缺少一个中枢寄存器 不能动态地分配系统资源 CPU 占用率高 插 卡的数量亦有限 如果几个设备同时调用共享的系统资源 很容易出现冲突现象 早期的 ISA 设备非常难安装 不仅要设置跳线或 DIP 开关来控制 I O 地址 甚至中断和时钟速度 也要通过手工来完成 1993 年英特尔和微软共同制订了 PNP ISA 标准 支持既插既用用软 件来控制各种设置 H AMRH AMR 总线总线 AMR 总线插槽其全称为 AUDIO MODEM RISER 音效 调制解调器插槽 它用来插入 AMR 规 范的声卡和 MODEM 卡等等 采用了这种标准可通过其附加的解码器可以实现软件音频和调 制解调器功能 AMR 插卡用 AC Link 通道与 AC97 Audio Codec 97 音频多媒体数字信号 编解码器 1997 年标准 主控制器或主板相连 声卡 MODEM 和视频卡上均有接口 模拟电 路 解码器 控制器和数字电路 控制器和数字电路很容易集成在主板上或整合在芯片组 中 而接口电路和模拟电路部分集成在主板上则有一定困难 例如由于电磁干扰 电话接 头 电信标准的不同 MODEM 的调制解调电路和接口电路就不宜集成在主板上 所以做成 子卡形式 既容易升级 又避免了信号失真和 SNR 信噪比受到影响 除 AMR 之外 一些新主板上出现了 CNR 和 NCR 插槽 这是怎么回事呢 CNR 是 INTEL 发布来用来替代 AMR 的技术标准 它将 AMR 上支持的 AC97 MODEM 扩充到可支持 1Mbit s 的 HOMEPNA 或 10 100Mbit s 的以太网 提供两个 USB 接口 支持 SMB 控制总线 支持电源 管理功能 CNR 的推出 扩展了网络应用功能 但它最大的遗憾在于和 AMR 不兼容 而 NCR 是 AMD 和 VIA 等厂家推出的网络通讯接口标准 NCR 采用了反向 PCI 插槽 其特点和 CNR 差不多 但它与 AMR 卡完全兼容 I I 内存插槽内存插槽 内存插槽也是主板上必不可少的东东 目前常见的内存插槽为 SDRAM DDR 插槽 其它 的还有 EDO 和 RDRAM 内存插槽 需要说明的是不同的内存插槽它们的引脚 电压 性能功 能都是不尽相同的 不同的内存在不同的内存插槽上不能互换使用 a SDRAMa SDRAM Synchronous Synchronous DRAM DRAM 接口接口 SDRAM 同步动态内存接口 168 线 带宽 64 位 工作电压 3 3v 它支持 PC66 100 133 150 等不同的规范 SDRAM 与早期内存产品的设计思路完全不同 它可以在 一个时钟周期内进行数据的读写 从而节省了等待时间 SDRAM 现在已经成为显存市场上 的主导产品 这主要是因为其低廉的价格和较佳的性能 通常 SDRAM 工作在 100MHz 状态下 而最新的 SDRAM 显存带宽可以达到 200MHz 这当然是速度的一个飞跃 b DDRb DDR DRAMDRAM DOUBLEDOUBLE DATADATA RATERATE DRAMDRAM 接口 接口 DDR 是由台湾省 VIA 威盛提出并大力推广的新一代内存接口规范 DDR 的主要特点在于 它能利用时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据 因此不需提高工作频率就可成倍提高 DRAM 的速度 而且制造成本不高 更利于普及 从实际功能上来看 在 100MHz 下 DDR SDRAM 的 理论带宽可达 1 6GB S 在 133MHz 在则可达 2 1GB S 预计在今年 DDR 将成为市场的主流 产品 c RAMBUSc RAMBUS DRAMDRAM 接口接口 RAMBUS 内存是基于 RAMBUS 接口的 SDRAM 内存的后续产品 它以 2 条 8 位宽的数据通 道传输数据其时钟频率就可达 400MHz RAMBUS 存储器除了具备 3 倍左右 SDRAM 内存的带宽 外 它还具备耗电量更低等优点 然而在 DDR 内存的强力竟争下 RAMBUS 内存恐难有大作 为 J IDE J IDE 软驱接口软驱接口 I IDE Intelligent Drive Electronics 接口是用来连接硬盘和光驱等设备而设的 而软驱接口顾名思义它是用来连接软盘驱动器的 流行的 IDE 接口有 ATA33 66 100 ATA33 又称 Ultra DMA 33 它是一种由 INTEL 公司制定的同步 DMA 协定 传统的 IDE 传输使用数据触发信号的单边来传输数据 而 Ultra DMA 在传输数据时使用数 据触发信号的两边 因此它具备 33MB S 的传输速度 而 ATA66 100 则是在 Ultra DMA 33 的基础上发展起来的 它们的传输速度可反别达到 66MB S 和 100MB S 要想达到以上速度 除了主板芯片组的支持外 还有使用一根 ATA66 100 专用 40PIN 的 80 线的专用 EIDE 排线 IDE 接口是于 1989 年由 Imprimus Western Digital 西部数据 与 Compaq 康柏 这三家公司确立的 它只需用一概电缆将它们与主板或接口卡连接起来就可以了 把盘体 与控制器集成在一起的做法减小了硬盘接口的电缆数目与长度 数据传输的可靠性也得到 了增强 硬盘制造起来也就变得更容易 因为厂商不需要再担心自己的硬盘是否跟其它厂 商生产的控制器兼容 对用户而言 硬盘的安装也变得更为方便 1996 年 ATA 的增强型 接口 ATA 2 EIDE Enhanced IDE 正式确立 它是对 ATA 的扩展 其增加了 2 种 PIO 和 2 种 DMA 模式 把最高传输率提高到了 16 7MB s 这是老 IDE 接口类型的 3 4 倍 同时 它引进了 LBA 地址转换方式 突破了老 BIOS 固有 504MB 的限制 支持最高可达 8 1GB 的硬 盘 其两个插口分别可以连接一个主设备和一个从设置 从而可以支持四个设备 两个插 口也分为主插口和从插口 由于 IDE 只具有 16 7MB s 的数据传输率 各大厂商又联合推出了 Multiword DMA Mode3 接口 它也叫 UltraDMA 它的突发数据传输率达到了 33 3MB s 此接口类型使用 40 针的接口电缆 并且向下兼容 大家现在熟悉的 Ultra ATA 33 接口也即是此接口类型 接 在 Ultra ATA 33 标准后推出的即为 Ultra ATA 66 及 100 接口 Ultra ATA 100 的突发数 据传输率达到 100MB s 由于它具有这么高的传输率 原来为 5MB s 数据传输率设计的 40 针接口电缆已不能满足 ATA66 100 的需求 因此在 Ultra ATA 66 的接口电缆中增加了 40 根地线 以减小数据传输时的电磁干扰 K K 外部设备接口外部设备接口 ATX 主板的外部接口都是统一集成在主板后半部的 现在的主板一般都符合 PC 99 规 范 也就是用不同的颜色表示不同的接口 以免搞错 一般键盘和鼠标都是采用 PS 2 圆口 只是键盘接口一般为蓝色 鼠标接口一般为绿色 便于区别 而 USB 接口为扁平状 可接 MODEM 光驱 扫描仪等 USB 接口的外设 而串口可连接 MODEM 和方口鼠标等 并口一般连 接打印机 USB 通用串行总线是由个人电脑协会和电讯工业厂家 包括 Compaq DEC IBM Intel Microsoft NEC 等 共同开发的 它将计算机外设的即插即用功能设 在机箱外 这样免去了安装卡片到计算机插孔的麻烦 重新精简和配置了系统 USB 将 会取代串行口和平行口成为安装 PC 机外设的标准方法 它的出现使 PC 机对显示器的 控制象对调制解调器或打印机一样容易 不仅如此 USB 还能连接复合设备 你甚至可 以通过显示器把键盘或者鼠标接入你的系统 USB 标准具备以下特点 允许