主板知识介绍.ppt

主板知识,主板部件介绍,主板：mainboard,它是电脑中最大的一块电路板，是电脑系统中的核心部件，它的上面布满了各种插槽（可连接声卡/显卡/MODEM/等）、接口（可连接鼠标/键盘等）、电子元件，它们都有自己的职责，并把各种周边设备紧紧连接在一起。它的性能好坏对电脑的总体指标将产生举足轻重的影响。,中央处理器:CPU(CentralProcessingUnit）,通常也称为微处理器。它被人们称为电脑的心脏。它实际上是一个电子元件，它的内部由几百万个晶体管组成的，可分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分。其工作原理为：控制单元把输入的指令调动分配后，送到逻辑单元进行处理再形成数据，然后存储到储存器里，最后等着交给应用程序使用。,芯片组：Chipset,是构成主板电路的核心。一定意义上讲，它决定了主板的级别和档次。它就是“南桥”和“北桥”的统称，就是把以前复杂的电路和元件最大限度地集成在几颗芯片内的芯片组。,北桥芯片（NorthBridge）,是主板芯片组中起主导作用的最重要的组成部分，也称为主桥（HostBridge）。一般来说，芯片组的名称就是以北桥芯片的名称来命名的，例如英特尔845E芯片组的北桥芯片是82845E，875P芯片组的北桥芯片是82875P等等。北桥芯片负责与CPU的联系并控制内存、AGP、PCI数据在北桥内部传输，提供对CPU的类型和主频、系统的前端总线频率、内存的类型（SDRAM，DDRSDRAM以及RDRAM等等）和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持，整合型芯片组的北桥芯片还集成了显示核心。北桥芯片就是主板上离CPU最近的芯片，这主要是考虑到北桥芯片与处理器之间的通信最密切，为了提高通信性能而缩短传输距离。因为北桥芯片的数据处理量非常大，发热量也越来越大，所以现在的北桥芯片都覆盖着散热片用来加强北桥芯片的散热，有些主板的北桥芯片还会配合风扇进行散热。因为北桥芯片的主要功能是控制内存，而内存标准与处理器一样变化比较频繁，所以不同芯片组中北桥芯片是肯定不同的，当然这并不是说所采用的内存技术就完全不一样，而是不同的芯片组北桥芯片间肯定在一些地方有差别。已经发布的AMDK8核心的CPU将内存控制器集成在了CPU内部，于是支持K8芯片组的北桥芯片变得简化多了，甚至还能采用单芯片芯片组结构。这也许将是一种大趋势，北桥芯片的功能会逐渐单一化，为了简化主板结构、提高主板的集成度，也许以后主流的芯片组很有可能变成南北桥合一的单芯片形式（事实上SIS老早就发布了不少单芯片芯片组）。,南桥芯片（SouthBridge）,是主板芯片组的重要组成部分，一般位于主板上离CPU插槽较远的下方，PCI插槽的附近，这种布局是考虑到它所连接的I/O总线较多，离处理器远一点有利于布线。相对于北桥芯片来说，其数据处理量并不算大，所以南桥芯片一般都没有覆盖散热片。南桥芯片不与处理器直接相连，而是通过一定的方式与北桥芯片相连。南桥芯片负责I/O总线之间的通信，如PCI总线、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等，这些技术一般相对来说比较稳定，所以不同芯片组中可能南桥芯片是一样的，不同的只是北桥芯片。所以现在主板芯片组中北桥芯片的数量要远远多于南桥芯片。例如早期英特尔不同架构的芯片组Socket7的430TX和Slot1的440LX其南桥芯片都采用82317AB，而近两年的芯片组845E/845G/845GE/845PE等配置都采用ICH4南桥芯片，但也能搭配ICH2南桥芯片。更有甚者，有些主板厂家生产的少数产品采用的南北桥是不同芯片组公司的产品，例如以前升技的KG7RAID主板，北桥采用了AMD760，南桥则是VIA686B。南桥芯片的发展方向主要是集成更多的功能。,南桥芯片,I/O控制芯片,I/O控制芯片(输入/输出控制芯片)提供了对并串口、PS2口、USB口，以及CPU风扇等的管理与支持。常见的I/O控制芯片有华邦电子(WINBOND)的W83627HF、W83627THF系列等，例如其最新的W83627THF芯片为I865/I875芯片组提供了良好的支持，除可支持键盘、鼠标、软盘、并列端口、摇杆控制等传统功能外，更创新地加入了多样新功能，例如，针对英特尔下一代的Prescott内核微处理器，提供符合VRD10.0规格的微处理器过电压保护，如此可避免微处理器因为工作电压过高而造成烧毁的危险。此外，W83627THF内部硬件监控的功能也同时大幅提升，除可监控PC系统及其微处理器的温度、电压和风扇外，在风扇转速的控制上，更提供了线性转速控制以及智能型自动控转系统，相较于一般的控制方式，此系统能使主板完全线性地控制风扇转速，以及选择让风扇是以恒温或是定速的状态运转。这两项新加入的功能，不仅能让使用者更简易地控制风扇，并延长风扇的使用寿命，更重要的是还能将风扇运转所造成的噪音减至最低。,频率发生器芯片,频率也可以称为时钟信号，频率在主板的工作中起着决定性的作用。我们目前所说的CPU速度，其实也就是CPU的频率，如P41.7GHz，这就是CPU的频率。电脑要进行正确的数据传送以及正常的运行，没有时钟信号是不行的，时钟信号在电路中的主要作用就是同步；因为在数据传送过程中，对时序都有着严格的要求，只有这样才能保证数据在传输过程不出差错。时钟信号首先设定了一个基准，我们可以用它来确定其它信号的宽度，另外时钟信号能够保证收发数据双方的同步。对于CPU而言，时钟信号作为基准，CPU内部的所有信号处理都要以它作为标尺，这样它就确定CPU指令的执行速度。时钟信号频率的担任，会使所有数据传送的速度加快，并且提高了CPU处理数据的速度，这就是我们为什么超频可以提高机器速度的原因。要产生主板上的时钟信号，那就需要专门的信号发生器，也称为频率发生器。,(接上)但是主板电路由多个部分组成，每个部分完成不同的功能，而各个部分由于存在自己的独立的传输协议、规范、标准，因此它们正常工作的时钟频率也有所不同，如CPU的FSB可达上百兆，I/O口的时钟频率为24MHz，USB的时钟频率为48MHz，因此这么多组的频率输出，不可能单独设计，所以主板上都采用专用的频率发生器芯片来控制。频率发生器芯片的型号非常繁多，其性能也各有差异，但是基本原理是相似的。例如ICS950224AF时钟频率发生器，是在I845PE/GE的主板上得到普遍采用时钟频率发生器，通过BIOS内建的“AGP/PCI频率锁定”功能，能够保证在任何时钟频率之下提供正确的PCI/AGP分频，有了起提供的这“AGP/PCI频率锁定”功能，使用多高的系统时钟都不用担心硬盘里面精贵的数据了，也不用担心显卡、声卡等的安全了，超频，只取决于CPU和内存的品质而已了。,AC97声卡芯片,AC97，这是一个由Intel、Yamaha等多家厂商联合研发并制定的一个音频电路系统标准。主板上集成的AC97声卡芯片主要可分为软声卡和硬声卡芯片两种。所谓的AC97软声卡，只是在主板上集成了数字模拟信号转换芯片(如ALC201、ALC650、AD1885等)，而真正的声卡被集成到北桥中，这样会加重CPU少许的工作负担。所谓的AC97硬声卡，是在主板上集成了一个声卡芯片(如创新CT5880和支持6声道的CMI8738等)，这个声卡芯片提供了独立的声音处理，最终输出模拟的声音信号。这种硬件声卡芯片相对比软声卡在成本上贵了一些，但对CPU的占用很小。,板载ALC650声卡芯片,板载声卡优缺点因为板载软声卡没有声卡主处理芯片，在处理音频数据的时候会占用部分CPU资源，在CPU主频不太高的情况下会略微影响到系统性能。目前CPU主频早已用GHz来进行计算，而音频数据处理量却增加的并不多，相对于以前的CPU而言，CPU资源占用率已经大大降低，对系统性能的影响也微乎其微了，几乎可以忽略。“音质”问题也是板载软声卡的一大弊病，比较突出的就是信噪比较低，其实这个问题并不是因为板载软声卡对音频处理有缺陷造成的，主要是因为主板制造厂商设计板载声卡时的布线不合理，以及用料做工等方面，过于节约成本造成的。而对于板载的硬声卡，则基本不存在以上两个问题，其性能基本能接近并达到一般独立声卡，完全可以满足普通家庭用户的需要。集成声卡最大的优势就是性价比，而且随着声卡驱动程序的不断完善，主板厂商的设计能力的提高，以及板载声卡芯片性能的提高和价格的下降，板载声卡越来越得到用户的认可。板载声卡的劣势却正是独立声卡的优势，而独立声卡的劣势又正是板载声卡的优势。独立声卡从几十元到几千元有着各种不同的档次，从性能上讲集成声卡完全不输给中低端的独立声卡，在性价比上集成声卡又占尽优势。在中低端市场，在追求性价的用户中，集成声卡是不错的选择。,显示芯片,显示芯片是指主板所板载的显示芯片，有显示芯片的主板不需要独立显卡就能实现普通的显示功能，以满足一般的家庭娱乐和商业应用，节省用户购买显卡的开支。板载显示芯片可以分为两种类型：整合到北桥芯片内部的显示芯片以及板载的独立显示芯片，市场中大多数板载显示芯片的主板都是前者，如常见的865G/845GE主板等；而后者则比较少见，例如精英的“游戏悍将”系列主板，板载SIS的Xabre200独立显示芯片，并有64MB的独立显存。主板板载显示芯片的历史已经非常悠久了，从较早期VIA的MVP4芯片组到后来英特尔的810系列，815系列，845GL/845G/845GV/845GE，865G/865GV以及即将推出的910GL/915G/915GL/915GV等芯片组都整合了显示芯片。而英特尔也正是依靠了整合的显示芯片，才占据了图形芯片市场的较大份额。目前各大主板芯片组厂商都有整合显示芯片的主板产品，而所有的主板厂商也都有对应的整合型主板。英特尔平台方面整合芯片组的厂商有英特尔，VIA，SIS，ATI等，AMD平台方面整合芯片组的厂商有VIA，SIS，NVIDIA等等。从性能上来说，英特尔平台方面显示芯片性能最高的是ATI的Radeon9100IGP芯片组，而AMD平台方面显示芯片性能最高的是NVIDIA的nForce2IGP芯片组。,网卡芯片,网卡芯片是指整合了网络功能的主板所集成的网卡芯片，与之相对应，在主板的背板上也有相应的网卡接口（RJ-45），该接口一般位于音频接口或USB接口附近。板载网卡芯片以速度来分可分为10/100Mbps自适应网卡和千兆网卡，以网络连接方式来分可分为普通网卡和无线网卡，以芯片类型来分可分为芯片组内置的网卡芯片（某些芯片组的南桥芯片，如SIS963）和主板所附加的独立网卡芯片（如RTL8100B,RTL8139系列）。部分高档家用主板、服务器主板还提供了双板载网卡。,板载RTL8100B网卡芯片,同步突发内存：SDRAM（SynchronousBurstRAM）,是双存储体结构，也就是有两个储存阵列，一个被CPU读取数据的时候，另一个已经做好被读取数据的准备，两者相互自动切换，使得存取效率成倍提高。并且将RAM与CPU以相同时钟频率控制，使RAM与CPU外频同步，取消等待时间，所以其传输速率比EDODRAM快了13%。SDRAM采用了多体（Bank）存储器结构和突发模式，能传输一整数据而不是一段数据。,DDRRAM（DoubleDataRate）,它的速度比SDRAM提高一倍，其核心建立在SDRAM的基础上，但在速度和容量上有了提高。对比SDRAM，它使用了更多、更先进的同步电路。而且采用了延时锁定回路提供一个数据滤波信号。当数据有效时，存储控制器可使用这个数据滤波信号来精确定位数据，每16次输出一次。DDR本质上不需要提高时钟频率就能加倍提高SDRAM的速度，它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿读出数据，因此，它的速度是标准SDRAM的两倍。,电源IC：PWM,主板的电源部分都是采用开关电源，它们由PWM芯片控制MOS管来调节电压，有几个线圈就是几相供电。主板必须采用专业的PWM芯片。因为现在芯片要求的电压已经精到0.001V的水平，一般的电路很难有可靠的保障。开关电源是目前广泛采用的供电方式，PWM控制器IC芯片提供脉宽调制，并发出脉冲信号，使得场效应管MOSFET1与MOSFET2轮流导通。电流圈L0与L1是作为储能电感使用并与相接的电容组成LC滤波电路。,工作原理是这样的：当负载两端的电压（CPU需要的电压）要降低时，通过MOSFET场效应管的开关作用，外部电源对电感进行充电并达到所需的额定电压。当负载两端的电压升高时，通过MOSFET场效应管的开关作用，外部电源供电断开，电感释放出刚才充入的能量，这时的电感就变成了电源继续对负载供电。随着电感上存储能量的消耗，负载两端的电压开始逐渐降低，外部电源通过MOSFET场效应管的开关作用又要充电。依此类推在不断地充电和放电的过程中就行成了一种稳定的电压，永远使负载两端的电压不会升高也不会降低，这就是开关电源的最大优势。还有就是由于MOSFET场效应管工作在开关状态，导通时的内阻和截止时的漏电流都较小，所以自身耗电量很小，避免了线性电源串接在电路中的电阻部分消耗大量能量的问题。,MOS管,MOS管，也就是开关电源场效应管，主板上控制CPU和各部分电压的元件是电源IC和场效应管，主要的分压功能是靠MOS管来实现的，MOS管就是平时看到一般有散热片的元件。主板的每个重要部分，如CPU、内存、芯片组都有一个相对应的MOS管供给其稳定的电压。MOS管的大小只是它的一种封装方式和它的散热功率有关。现在的开关电源的效率一般在80-90之间，以80为例，那么我们要向芯片提供100W的功率，那么因为功率只有80，剩余的电能就要变成热量由MOS管来散发掉，这个热功率大约有20W，如果我能把电源部分的效率提高到90，那么我们向芯片提供100W的功率，本身的能量消耗大概就只有10W。80效率的MOS管为了散发出去的20W的热量，必须采用比较大的封装形式，也就是比较大一点的MOS管，而90效率的MOS管因为只需要散发出去10W的能量，所以就可以采用比较小一点的封装形式。,电容：Capacitance,电容作为主板上主要的滤除干扰和稳定电压的电子元件,它的质量直接影响到主板工作的稳定性.同时电容质量也直接影响着主板的寿命.首先是看电容的使用温度,一般有85C和105C两种,不过现在一般都是105摄氏度的电容,你要是主板上电容是85摄氏度,那这款主板的质量就很差劲,电容所标注的使用温度越高,电容的漏电容就越小,其稳定性越好.其次看电容主要看生产厂家,比如说最好的电容生产厂家蓝宝石(Rubycon),另外还有SANYOOTS等.举个例子，一般OST电容只能在105摄氏度的极限温度下使用1000小时，而蓝宝石电容可以使用6000小时以上。尽管这是一个极限温度，但是从大量的数据来看，使用高品质电容的主板要比低劣电容的主板寿命至少能延长2年。,保险电阻,保险电阻得作用就是起到保险丝的作用，同时其自身有一定的阻值，能限制电流的大小。可以使电脑主板具有自恢复的功能，这种保险电阻常常被设计在键盘鼠标接口、USB接口、显卡、串口、并口线路中。分为以下几种：1、多次重复使用的保险电阻，其作用时当通过其电流过大时，就会熔断，阻止电流的通过。当故障排除后，又会自动恢复让电流通过，这样一来就增加的主板工作的稳定性。2、一次性使用的保险电阻，当有短路等情况是，它就自动烧毁，不可恢复。3、普通的0欧姆电阻，这种电阻虽然不是为保险目的而设计，但在短路等情况下还是会烧断，并且不可恢复，虽然会产生很重的臭味，但也算能起作用。4、跳线，如果要短路就直接烧芯片。,基本输入/输出系统：BIOS（Basic-Input-&-Output-System）,直译过来后中文名称就是“基本输入输出系统”。它的全称应该是ROM-BIOS，意思是只读存储器基本输入输出系统。其实，它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序，它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、系统设置信息、开机上电自检程序和系统启动自举程序。,CMOS,CMOS是电脑主板上的一块可读写的RAM芯片