计算机组装与维护课件

计算机组装与维护主讲教师：董如楠E-Mail：neudrn@（32学时）第二章2024/5/5第三章主板主板又叫母板(Motherboard)、主机板(MainBoard)或系统板(SystemBoard)，是微机中最基本最重要的部件之一，是电脑内部各种配件的载体，各种配件通过主板联系在一起，配件之间的数据传输，都是通过主板来实现的。主板性能的好坏，将直接影响整个系统的运作情况。

PS:每一种新型CPU的出现，都会推出与之配套的主板控制芯片组，否则新型CPU的性能就无法或正常发挥出来。2024/5/5第三章主板

主板的分类

主板的结构

主板的组成芯片组及控制芯片介绍主板的供电单元主板生产厂商主板选购2024/5/53.1主板的分类

主板的分类按照CPU插槽分类

按照控制芯片组分类

按照主板结构分类2024/5/53.1.1按照CPU插槽分类Intel系列CPU（a）（b）（c）Socket478（a）LGA775（b）LGA1366（c）2024/5/53.1.1按照CPU插槽分类AMD系列CPU

（a）

（b）

（c）

（d）AMDCPU插槽Socket754Socket940SocketAM2SocketAM32024/5/53.1.2按照主板芯片组分类芯片组（Chipset）是主板上最重要的部件之一，主板的功能主要取决于芯片组。因此每推出一种新型的CPU，就会推出与其配套的主板芯片组。现在研发PC主板芯片组的公司主要是Intel、AMD两家，各自仅适合各自的平台。因此我们也常常按芯片组来给主板分类，例如，Intel845芯片组主板、Intel865芯片组主板、Intel965芯片组主板和IntelP35芯片组主板。2024/5/53.1.3按照主板结构分类生产主板时都遵循行业规定的技术结构标准，以保证主板在安装时的兼容性和互换性。按照主板上各元器件的排列方式、主板尺寸大小和主板形状等的不同，主板可分为AT、Baby-AT、ATX、MicroATX、MiniITX以及BTX等结构。ATX标准的ATX主板俗称大板，最大尺寸为12英寸×9.6英寸（305mm×244mm），有5~8个扩展插槽，4条内存插槽，只要是ATX主板其尺寸与元件布局都相差不多。2024/5/53.1.3按照主板结构分类MicroATX俗称小板，是Intel公司1998年推出的新的主板，以降低主板制造成本和对电源的需求。MicroATX主板缩减了ATX主板长度，变成9.6英寸×9.6英寸（244mm×244mm）的正方形。其主板孔位、高度限制与ATX相同，但PCI扩展槽和其他接口相对减少了，有3~4个扩展插槽，2~4条内存插槽。

2024/5/53.1.3按照主板结构分类MINIITXMiniITX主板的尺寸非常小，尺寸仅为170mm×170mm，只有手掌大小，用于小空间、相对低成本的场合，如HTPC、汽车、机顶盒以及网络设备中的计算机。MiniITX主板仅有1条扩展插槽（PCI-E或PCT），有1~2条内存插槽，有的MiniITX主板只能用笔记本内存。MINIITX2024/5/53.1.3按照主板结构分类BTXBTX主板是Intel公司推出的新型主板架构BalancedTechnologyeXtended的简称，BTX主板能够在不牺牲性能的前提下做到体积最小，但目前仍未广泛使用2024/5/53.2主板的结构从外部观察鼠标、键盘口同轴电缆音频接口COM口USB口网卡口音频接口1394口打印机接口2024/5/53.2主板的结构1RJ-45网络接口主板上的板载网络接口几乎都是RJ-45接口，RJ-45是8芯线。2eSATA接口SATA→eSATA/USB直接将大硬盘外置2024/5/53.2主板的结构目前主板上常见的音频接口有两种：如上图所示的6声道（3个3.5mm插孔）和如下图所示的8声道（6个3.5mm插孔）。浅蓝色：音源输入端口。草绿色：音频输出端口。粉红色：传感器端口。橙色：中置或重低音音箱端口。黑色：后置环绕音箱端口。灰色：侧边环绕音箱端口。3音频接口2024/5/53.2主板的结构4光纤音频接口现在某些型号的主板也配备了光纤音频接口，如图所示。5同轴音频接口有些主板配备了单个输出的接口（黄色），而有些主板则提供完整的输出（黄色）、输入接口（红色），如下右图所示。2024/5/53.2主板的结构6VGA接口

VGA接口是最常见的显示设备视频信号输出接口之一，主要连接显示器，一般为蓝色，有15个针脚，也叫做D-SUB接口。集成主板上都有VGA接口插槽，如图所示。7DVIDVI主要连接LCD等数字显示设备，DVI有两种，如左图所示，一种是DVI-D，只能接收数字信号；另外一种是DVI-I，可同时兼容模拟和数字信号，通过转换接头可连接到VGA接口上，如右图所示。2024/5/58HDMI

最新的主板和显示卡上已经开始配备HDMI（HighDefinitionMultimediaInterface，高清晰多媒体接口）插槽。9DisplayPort接口

DisplayPort接口的外观如图所示。3.2主板的结构2024/5/510串行接口串行接口插槽如图所示。11并行接口并行（PRN、LPT）接口简称并口，是采用并行通信协议的扩展接口。3.2主板的结构2024/5/53.2从内部观察

3.2主板的结构2024/5/53.3主板的组成1PCB基板PCB（PrintedCircuitBoard：印刷电路板）

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分有4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。好的主板多采用6层及其6层以上的PCB板结构，并在中间加入了屏蔽层来避免各层间的信号干扰现象，以达到运行稳定性的要求。2024/5/53.3主板的组成1PCB基板2盎司纯铜PCB，其实就是在PCB的电源层与接地层中采用比往常厚一些的纯铜箔材质，以降低PCB的电阻，提高PCB的导热性。2盎司=28.35克

2，成本有所增加。2024/5/52CPU插槽3.3主板的组成3内存插槽在CPU插座内一般都有一个温度探头，用来探测CPU的温度，并将测得的温度在主板BIOS中显示出来2024/5/53.3主板的组成3内存插槽240针DDR2DIMM插槽

SIMM（SingleInlineMemoryModule，单内联内存模块）内存条通过金手指与主板连接，内存条正反两面都有金手指，可以在两面提供不同的信号，也可以提供相同信号。SIMM就是一种两侧金手指都提供相同信号的内存结构，它多用于早期的FPM和EDDDRAM，在内存发展进入SDRAM时代后，逐渐被DIMM技术取代。RIMM

是Rambus公司生产的RDRAM内存采用的接口类型，它与DIMM的外型尺寸差不多，金手指也是双面的，也有184Pin的针脚，在金手指的中间部分有两个靠的很近的卡口。由于RDRAM内存价格较高，在市场很少见到，RIMM接口也就难得一见了。184针DIMM插槽

DIMM（DualInlineMemoryModule，双列直插内存模块）目前流行的内存条有DDR、DDR2、DDR3SDRAM三种，与之对应的内存插槽均属于DIMM。但是他们之间也有区别，DDR内存采用184Pin，金手指每面有92Pin，金手指上只有一个卡口。DDR2内存则为240Pin结构，金手指每面有120Pin，与DDR内存一样，金手指上也只有一个卡口，但是卡口的位置与DDR内存稍微有一些不同，因此两种插槽是无法兼容的。168针SDRDIMM插槽

2024/5/53.3主板的组成3内存插槽双通道技术双通道内存技术其实是一种内存控制和管理技术，它依赖于芯片组的内存控制器发生作用，在理论上能够使两条相同规格的内存条所提供的宽带增长一倍。比如两个667内存条可以组成双通道，两条800内存也可以组成双通道，比如最新的1333内存。只要是频率一样就可以。2024/5/53.3主板的组成4显卡插槽AGP插槽(AcceleratedGraphicsPort)

颜色多为深棕色，位于北桥芯片和PCI插槽之间。表示图形加速端口，AGP的传输标准可分为AGP1.0（AGP1X和AGP2X），AGP2.0(AGP4X)，AGP3.0（AGP8X）3种。在PCIExpress出现之前，AGP显卡较为流行。其中AGP1X的传输带宽理论上可达到266MB/s，AGP8X的理论传输带宽可达到2133MB/s。倍数越大理论传输带宽也就越高，其性能也更好。AGP1×/2×AGP4×AGP8×2024/5/53.3主板的组成4显卡插槽PCIExpress：最新的总线和接口标准，是由Intel公司提出的，主要用于全面取代传统的PCI插槽标准和AGP插槽标准，以实现外部总线标准的统一。PCI-E插槽标准的数据传输速率最高可达10GB/s以上，并且还有很大的提升潜力。该标准的规格很多，根据总线位宽不同可分为×1、×4、×8、×16、×32模式，能满足现在和将来一定时间内出现的各种设备需求。2024/5/53.3主板的组成5PCI插槽PCI插槽是Intel公司1991年推出的基于PCI局部总线（PeripheralComponentInterconnect，外围组件扩展接口）的扩展插槽，其颜色一般为乳白色，通常位于主板上AGP插槽的下方。其位宽为32位或64位，工作频率为33MHz,最大数据传输率为133MB/s(32位)和266MB/s(64位)。PCI总线能自动识别外部设备，能插显卡、声卡、网卡、电视卡、视频采集卡等扩展卡。PCI插槽是主要的扩展插槽，通过插接不同的扩展卡可以获得目前微机所能实现的几乎所有外接功能，是名副其实的“万用”扩展插槽。2024/5/53.3主板的组成5数据线接口IDE接口用来连接硬盘和光驱等IDE存储设备，主板上IDE接口一般有两个：IDE1和IDE2，为40针双排针插槽。在接口边的PCB上标有IDE编号，通常蓝色的IDE接口为IDE1，白色（或黑色）的为IDE2。FDC接口比IDE接口稍短一点。目前市场上的软驱规格统一，所以不必担心型号问题。2024/5/53.3主板的组成5数据线接口SATA（SerialATA

）是新一代硬盘、光驱接口，仅用4根针脚就能完成所有的工作，分别用于连接电源、连接地线、发送数据和接收数据，目前常见的SATA接口为7针结构。SATA1.0的数据传输数率为1.5Gbit/s，SATA2.0为3.0Gbit/s，SATA3.0为6.0Gbit/s。SATA接口的设备没有主、从之分，支持热插拔功能。2024/5/53.3主板的组成5数据线接口SCSI接口多用于服务器和高端工作站，目前主流的SCSI接口规范为SCSI80和SCSI160，传输速率分别为80MB/s和160MB/s。SCSI80接口为孔状80线插槽。2024/5/5芯片组（Chipset）是保证系统正常工作的重要控制模块，起着协调和控制数据在CPU、内存和各部件之间传输的作用，一块主板的、性能和技术特性都是由主板芯片组的特性来决定的。芯片组总是与某种类型的CPU配套，每当推出一款新规格的CPU时，就会同步推出相应的主板芯片组。

芯片组按芯片数量可分为单芯片组和南、北桥芯片组；按是否整合显示卡，分为整合芯片组和非整合芯片组。芯片组也可以集成显示卡、声卡和网卡等部件。对于两片组成的南、北桥结构的主板上都有两块面积比较大的芯片。按照地图“上北下南”的标记方法，靠近CPU插槽的芯片称为北桥芯片，靠近PCI插槽的芯片称为南桥芯片。3.4主板芯片组及控制芯片1芯片组2024/5/5北桥芯片（NorthBridgeChipset）：也称为主桥，是主板上离CPU最近的芯片（CPU插槽和PCI-E插槽之间），这是考虑到北桥芯片与处理器之间的通信最密切，为提高通信性能而缩短传输距离。北桥负责与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、主频、HT或QPI、DMI总线频率、内存的类型和最大容量、PCI-E插槽等支持，整合型芯片组的北桥还集成了显示核心。总体来说，北桥芯片主要承担高速数据传输设备的连接。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以加强其散热，有些主板的北桥芯片还会配合风扇进行散热。3.4主板芯片组及控制芯片1芯片组2024/5/53.4主板芯片组及控制芯片1芯片组南桥芯片（SouthBridgeChipset）南桥芯片一般位于主板上离CPU插槽较远的下方，PCI插槽附近，这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，南桥芯片数据处理量不是很大，一般没有覆盖散热片。主要负责低速I/O总线之间的通信，如PCI总线、PCI-E×1或×4、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高速电源管理等。由于这些设备的速度都比较慢，所以将他们分离出来让南桥芯片控制，这样北桥高速部分就不会受到低速设备的影响，可以全速运行。主板上众多功能都依靠南桥芯片来控制，当然它是需要和其他功能芯片共同合作来实现的。2024/5/53.4主板芯片组及控制芯片1芯片组单一芯片（SingleChipset）随着主板集成技术的提高，许多主板芯片组已经开始用一块单一芯片来代替南桥芯片和北桥芯片（把南、北桥两片芯片集成到一片芯片组中）主板芯片组也逐渐开始集成显卡、声卡、调制解调器和网卡等部件。芯片组就像桥梁或纽带一样，将系统中各个独立的器件和设备连接起来形成一个整体。I3-500,i5-600采用单核心，但实际上北桥被移至CPU基板上，还是传统意义上的南北桥。I7把北桥大部分功能都集成到CPU里，没有南北桥之分了。2024/5/53.4主板芯片组及控制芯片1芯片组如图所示为CPU中集成有内存控制器（AMDAthlonII、IntelCorei）的南、北桥结构组成的主板示意图。2024/5/53.4主板芯片组及控制芯片主流芯片组生产厂家Intel英特尔AMDNvidia

Via威盛SIS矽统ATI2024/5/53.4主板芯片组及控制芯片主流芯片组Intel平台1)Intel的5系列芯片组

5系列芯片组的用户定位如下：

X58是针对高端用户的芯片组。

P系列是针对主流市场的芯片组。有P57和P55。

H系列是针对入门级市场的整合芯片组。有H57和H55（是H57的简化版）。

Intel5系列主流芯片组规格见表3-3。5系列平台都只支持DDR3内存。2024/5/53.4主板芯片组及控制芯片2024/5/53.4主板芯片组及控制芯片主流芯片组Intel平台2）．Intel的6系列芯片组2011年1月，Intel公司在发布第二代Corei（SandyBrige）处理器时，一起发布了与SandyBrige处理器配套的6系列芯片组，采用单芯片设计，包括P67、H67、H61，其规格见表3-4。

2024/5/53.4主板芯片组及控制芯片主流芯片组AMD平台1）．AMD800系列芯片组

AMD800系列主流芯片组规格对比见下表。2024/5/53.4主板芯片组及控制芯片

880G+SB810芯片组的外观，如图所示。2024/5/53.4主板芯片组及控制芯片2）．AMD900系列芯片组

AMD900系列主板芯片组规格见表。2024/5/53.4主板芯片组及控制芯片2BIOS单元BIOS全称是ROM-BIOS（ROMBasicInputOutputSystem），即只读存储器基本输入输出系统。BIOS程序是硬件与操作系统之间的接口程序，负责解决硬件的即时要求，并按软件对硬件的操作要求具体执行。BIOS程序包括：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。2024/5/5由于BIOS是只读的，无法保存用户设置的数据。用户在BIOS中设置的各向参数要保存在CMOS中。CMOS通常是指主板上一块可读写的RAM芯片，他存储了系统的时钟信息和硬件配置信息等，系统加电引导机器时先读取CMOS信息，初始化系统各部件状态。现在也常保存在南桥芯片中的RAM单元中。关机后为了维持BIOS设置参数和主板上系统时钟的运行，主板上都装有一块电池。在电池旁边都有一个用来清除BIOS用户设置参数的跳线或DIP开关，用户在错误地设置了BIOS参数或忘记BIOS口令后，可通过放电来恢复出厂默认设置。3.4主板芯片组及控制芯片3CMOS2024/5/5现在板载声卡已成为主板的标准配置，几乎所有新出的主板都集成了符合AC’97规范的音频编解码芯片Codec，能够提供高品质的6或8声道音效输出。常见的声卡控制芯片有Realtek（瑞昱）公司的ALC650/655/850/861//888等。4音频控制芯片3.4主板芯片组及控制芯片2024/5/55网卡控制芯片许多主板上都集成了具备网卡功能的芯片（10/100/1000Mbit/sFastEthernet控制器），主板上常见网卡控制芯片主要有10/100M的RealTek公司的RTL8100(8139C/8139D芯片)系列芯片以及威盛网卡芯片等。一些中高端主板上集成了千兆网卡芯片等，如Intel的i82547EI、Marvell(3COM)的88E1111等等。

3.4主板芯片组及控制芯片2024/5/56时钟发生器

时钟发生器的作用总结为：在主板启动时提供初始化时钟信号，让主板能够启动。在主板正常运行时提供各种总线所需要的时钟信号，以协调内存芯片的时钟频率从而保证电脑的稳定。3.4主板芯片组及控制芯片2024/5/57硬件监控芯片主板上通常有、两块专门用于监控硬件工作状态的硬件监控芯片，当它与各种传感元件（电压、温度、转速）配合时，便能在硬件工作状态不正常时，自动采取保护措施或及时调整相应元件的工作参数，以保证电脑中各配件工作在正常状态下。比较常见的硬件监控芯片有华邦公司的W83697HF和W83627HF，SMSC公司的LPC47M172，ITE公司的IT8705F，ASUS公司的AS99172F等。硬盘监控芯片一般位于主板边缘。

3.4主板芯片组及控制芯片2024/5/5

为了提高显示卡的性能，现在新推出的集成显示卡的主板上会有一颗用做显存的内存芯片，显存芯片一般位于北桥芯片附近，如图所示。例如，AMD890GX板载128MBDDR3-1333MHz独立显存，显存芯片通常使用SAMSUNG或Hynix的内存颗粒。8板载显存3.4主板芯片组及控制芯片2024/5/51主板电源插座3.5主板电源插座及供电单元

安装IntelCorei和AMDAthlonⅡ级别CPU的主板的ATX电源插座都是24针双列插座有的主板还另外提供一个4针或8针的12V电源插座，这个通常是为高功耗的CPU提供电力支持的。1主板电源插座安装IntelCorei和AMDAthlonⅡ级别CPU的主板的ATX电源插座都是24针双列插座1主板电源插座安装IntelCorei和AMDAthlonⅡ级别CPU的主板的ATX电源插座都是24针双列插座1主板电源插座安装IntelCorei和AMDAthlonⅡ级别CPU的主板的ATX电源插座都是24针双列插座1主板电源插座安装IntelCorei和AMDAthlonⅡ级别CPU的主板的ATX电源插座都是24针双列插座1主板电源插座安装IntelCorei和AMDAthlonⅡ级别CPU的主板的ATX电源插座都是24针双列插座有的主板还另外提供一个4针或8针的12V电源插座，这个通常是为高功耗的CPU提供电力支持的。1主板电源插座安装IntelCorei和AMDAthlonⅡ级别CPU的主板的ATX电源插座都是24针双列插座2024/5/52CPU风扇接口4针风扇接口首先出现在LGA775主板上，可根据CPU传感器测量的温度来智能调节风扇转速。

还有一些CHA_FAN的插座，这些都是用来给散热器供电的，大家如果添加了散热器，可以通过这些接口来为风扇供电。

3.5主板电源插座及供电单元

2024/5/53供电单元供电单元是指为CPU、内存控制器、集成显示卡等部件供电的单元。主板供电回路的主要部分一般都位于主板CPU插座附近，如下图所示为6相供电电路。键盘控制器和BIOS芯片等部件+5V；内存和AGP通道等系统I/O

+3.3V；CPU的核心电压不一样，主流CPU1.5V左右。3.5主板电源插座及供电单元

2024/5/53.6主板主