第5章（主机板）.ppt

第1、5章总线和芯片组目录、5.1总线概念、类型和性能PC总线开发和演化ISA总线、PCI总线、PCIExpress总线5.2芯片组概念英特尔公司早期芯片组英特尔公司8系列、9系列芯片组5.3主板主板主板主板主板主板配置主板标准、2，5.1总线3354概念、PC iexpress总线5.2芯片组概念总线配置通常根据传输信号称为三条总线：地址总线、数据(总线databus)、控制总线(Controlbus)。总线是数据总线、地址总线和控制总线的通用术语。总线特性：高速：满足对CPU的外部访问要求标准：其他设备可以连接到计算机主机系统公共：所有外部设备共同使用，3，5.1总线3354概念，3总线操作数据信号：传输信息；地址信号：描述信息的存储位置，无论是存储还是端口的寄存器，信息的存储都有地址。控制信号：描述当前总线状态，包括存储读/写控制、端口读/写控制、中断请求/响应信号和DMA控制信号。4，5.1总线类型；总线类型片上总线：指CPU内部的总线，用于连接CPU内部的各种功能部件。片上公共汽车一般不对外开放。处理器总线：CPU针总线称为前端总线(FSB)，也称为系统总线。目前多总线计算机的系统总线一般不对外开放。也就是说，与前面的公共汽车相比，是比前面的公共汽车慢的计算机周围的公共汽车。I/O总线向外部开放，在计算机主板上形成扩展槽外部总线。连接计算机外部设备，总线特征的连接通道，现代微型计算机中最具代表性的是通用串行总线USB片间总线：芯片1级总线，普通线路数非常少，使用串行传输，速度不高，连接到一个系统的多芯片，一般为I2C，SPI。5，5.1总线性能，总线宽度总线宽度指示可以同时传输的数据位数。总线时钟频率总线的传输时钟频率。频率越高，总线运行得越快。总线带宽带宽实质上是指在给定时间内可以传输的最大数据量，即每秒传输的最大正常状态数据速率的MB数。总线带宽=总线的位宽8总线的操作时钟频率(字节/秒)；6，5.1总线标准的内容为充分利用总线的作用，每个总线标准的技术规格或特性必须具体明确，通常为机械特性：模块插件的机械大小、总线插头、插座的规格和位置等：电气特性：总线信号的逻辑级别、噪声容限和负载容量等功能特性：提供每个总线信号的名称和功能定义。规程特性：描述了每个总线信号的操作过程和时序关系。7，5.1总线PC总线开发和演化，8086/286时代行业标准体系结构(isa)单总线结构，ISA中的大多数信号直接来自CPU，是处理器总线的扩展。386/486时代ISA的新32位总线(主要是MAC、EIAS和VL-Bus)。奔腾时代的FSB PCI ISA多总线模式。Pentium 4期间，ISA汇流排会逐步停产。为了满足显示适配器的高速需求，出现了专用于AGP显示的界面。Pentium d/ee时代FSB PCIExpress PCI的多重汇流排模式。更快的PCIExpress的出现成为PCI的备用总线标准，PCI将长期保留在内存中。、8，5.1总线ISA总线、16位ISA的基本指标如下：数据线宽16位，一次传输需要2个时钟周期。地址线宽24位，内存寻址空间16MB；最大时钟频率8.33MHz，最大传输带宽8.33 MB/秒；中断功能，总线上16个中断通道中的10个中断请求信号线；支持总线中具有8个DMA通道的请求和响应信号的DMA。电源部分，包括4个5、-5、12、-12V直流电源集。总线扩展槽(98针):9，5.1总线ISA总线，ISA信号线databit 0到15，16位数据线；Address0到23，24位地址行；IRQx，中止申请行；MEMR、MEMW、内存读取、写入控制行；IOR、IOW、端口读取、写入控制行；DRQx、DMA申请信号线；DACKx、DMA响应信号线；CLK，公共汽车手表；5Vdc、-5Vdc、12Vdc、-12Vdc、电源线。10，5.1总线ISA总线，ISA总线简单读取内存周期时序，11，5.1总线3354PCI总线，奔腾时代的标准I/O总线，PCI的基本版本为32位宽度，总线时钟33MHz，带宽为133 MB/秒。PCI版本类型：12，5.1总线PCI总线、PCI时钟独立于CPU频率，从而增加CPU时钟的可用空间并延长PCI的生命周期。PCI总线使用数据/地址行多路复用技术来传递分时传输数据和地址，并减少针脚数量。具有允许多个主设备共存的总线仲裁机制，CPU不再是总线的主人，而是每个主设备通过总线仲裁机制获得总线许可证的主设备。支持线性拆分传输。对于顺序寻址，可以一次寻址并多次发送数据。支援随插即用(PlugPlay)。PCI总线具有自动识别和自动配置外围设备的功能。外围设备或外围设备接口卡可以在连接到系统时自动分配系统资源，例如端口地址、中断号、DMA通道号配置等。13，5.1总线PCI总线、PCI总线扩展槽PCI扩展槽具有32位和64位两种位宽度，64位扩展槽与32位扩展槽兼容。PCI总线具有5V和3V电压插槽类型。32位扩展槽的插针编号由A1至A62/B1至B6264位扩展槽的插针编号为A1至A94/B1至B94，14，5.1总线PCIExpress总线，PCIExpress连接结构由一个或多个基本串行连接组成，x1，x1一个x1连接有4对差分信号，一个x16连接在每个方向有16对差分信号。最多的连接是x32的连接。x32PCI-Express可以在每个方向实现10 GB/秒的波特率(2.5Gb/sec328bit)。扣除初始时钟信号的20%，实际带宽为8 GB/秒。15，5.1总线PCIExpress总线，新技术，高性能：PCIExpress总线使用串行点对点物理连接、时钟移植技术。非常少的针脚，非常高的性能。灵活的配置：根据连接的硬件设备，可以使用不同的频率相互通信。灵活连接：PCIExpress总线可以“从机箱中出来”。PCIExpress可以像当前USB一样通过计算机接口连接到设备。多协议：PCIExpress可以使用多个不同的信号协议，包括自己的协议。热插拔：此外，所有PCIExpress设备都具备高级电源管理和监控功能，以支持热插拔。更正错误：PCIExpress中的内存错误更正等功能成为标准功能。16，5.1总线PCIExpress总线，当前计算机总线结构：PCI-ExpressX16 PCI-ExpressX1 PCI，当前大多数PC(少数两个高级主板)PCI-Ex16，PCI目前，PCI-Ex16主要用于图形卡。17，5.2芯片组概念，构成现代PC主板的三大半导体部件CPU，内存，芯片组。18，5.2芯片组英特尔早期芯片组，英特尔440芯片组南北桥结构：北桥芯片连接CPU、内存和AGP显示接口。Southbridge连接IDE、USB并创建ISA总线。其他接口通过ISA总线扩展。北桥和南桥通过PCI总线连接。，南北桥结构芯片组，19，5.2芯片组英特尔早期芯片组，英特尔8系列芯片3354集线器结构更改为原始北桥芯片MCH(内存控制中心)，南桥芯片ICH(I/OControlHub)。将连接到MCH和ICH的通道更改为专用高速通道。PCI总线由ICH扩展。取消ISA。20，5.2晶片组 Intel早期晶片组，21，5.2晶片组3354 Pentium 4的8系列晶片组，22，5.2晶片组3354 Intel Pentium 4的8系列晶片组，FSB: NetBurst架构，400MHz以上前端汇流排的Pentium 4。是CPU外部频率的4倍。CPU接口为64位，CPU的连接带宽为648400=3.2 GB/秒双通道DDRSDRAM自支持DDRSDRAM。其中865/875支持双通道。单通道DDR266的最大带宽为2.1 GB/秒。双通道DDR266的最大带宽为4.2 GB/秒。从Ht: 848/865/875开始支持超线程技术。USB2.0:完成从USB1.1到USB2.0的转换，从848/865/875开始支持USB2.0。SATA:从865/875开始支持SATA。SATA初始版本速度为150MB/sec，将逐步取代ATA(IDE)接口。AGP8X: AGP4X到AGP8X: AGP接口。从848/865/875开始支持AGP8X。AGP8X的传输带宽为2.133 GB/秒。(默认AGP带宽是初始PCI版本的2倍，为266MB/sec)，23，5.2芯片组3354Intel865PE芯片组，AC97规范：删除声卡上成本最高的数字信号处理器(DSP)，并特别编写驱动程序，使CPU负责信号处理，以便CSAPCIExpress:启动PCI-E支持。HDAudio:基本指标为24位/96KHz或24位/192KHz，DVD-Audio纯音乐光盘(6声道，每个通道24位/96KHz)，其指标高于当前最高音质水平。AC97的默认指标是6通道，信号质量为16位/48 khz。相当于CD。25，5.2芯片组英特尔9系列芯片组，英特尔915/925系列芯片组的MCH，26，5.2芯片组英特尔9系列芯片组，用于915/925的ich6:用于不同等级主板的4种型号，无线fidelity(wi-fi)Wi-Fi速度最高可达11Mb/sec。100米左右。采用27，5.2芯片组Intel9系列芯片组、英特尔925x和ICH6R的奔腾4 ee系统、基于直接媒体接口(DMI): PCI-E技术的MCH-ICH连接通道、带宽2 GB/，使用双通道DDR2-533:最高8.5GB/sce带宽。matrix RAID:与RAID0和RAID1组合相同的Intel特有RAID模式。28，5.2芯片组3354Intel9系列芯片组，英特尔945/955系列芯片组：英特尔双核处理器支持。其中945只能支持PentiumD系列双核，不能支持PentiumExtremeEdition系列，955芯片组没有此限制。由29，5.3板组成，包含PCB板的电路模块集成了以下组件：晶片组；CPU插槽、内存栏插槽；电源插座、电源调节转换电路；总线扩展槽；串行、并行、USB、键盘、鼠标和其他外部接口(音频、LAN、显示器、电话线等) :多种内部接口，包括ATA/S-ATA接口、软驱接口、AGP接口、BIOS芯片和CMOS(其他集成电路芯片。，30，5.3主板配置，AMR接口插槽，PCI总线扩展槽，音频接口，AC97解码芯片，AGP接口，CPU插槽，北桥芯片，电源插槽，内存插槽，软盘插槽，ATA插槽，电池，BIOS 主电源插槽、ATA插槽、S-ATA插槽、软盘插槽、CPU电源插槽、32、5.3主板配置、标准ATX主板上的背板插槽、33，5.3主板3354结构标准、AT和BabyAT结构：原始IBMPC AT主板大小为1312英寸。巴亚特的大小是13.58.5英寸。ATX结构：目前最常用的结构标准。ATX结构的底板大小为129.6英寸。MiniATX结构：小型ATX结构。Mini-ATX结构的底板大小为11.28.2英寸。机箱结构与ATX相同。34，5.3主机板结构标准，MicroATX结构：Intel corporation建议的主机板结构。主要通过减少PCI和ISA插槽数量来减小主板大小。Micro-ATX结构的底板大小为9.69.6英寸。35，5.3主机板结构标准，Flex-ATX结构：Intel在Micro-ATX之后发表的较小主机板，特别是为了允许在价格低廉、小型、消费者导向应用程式类型系统的新电脑设计中进行变更。Flex-ATX主机板大小只有9.07.5寸。36，工作和实验，名词有FSB，ISA，PCI，PCIExpress，PCI-X，AGP，IHA，MCH，ICH，SATA，HDAudio说明公共汽车的主要特点。公共汽车有什么类型？与PCI总线和以前的ISA相比，