主机板基本架构解说

1、主機板基本架構解說,Prepared by Eric_Sun 05/27/2006,個人電腦 主機內部圖 Top View Rear Side View 主機板架構 &主機板架構方塊圖 Data Transmission CPU , GMCH , AGP , ICH , PCI , USB BIOS ,Super I/O , ATX , Clocking ASUSTek Current Business,Table of Contents,個人電腦,主機內部圖,Top View,GMCH,ICH,PCI Slot,Memory,ATX Power,CPU Socket,Super I/O,BI

2、OS,LAN Chip,倍頻IC,Floppy,IDE,Audio Chip,AGP Slot,Serial Port 串行口,VGA Port VGA或CRT接口,K/B 键盘口,USB Port 通用串行接口,LAN connect 网络接口,Mouse 鼠标,Parallel Port 并行口,Audio Port 音频输入/输出接口,Rear Side View,主机箱后面板的接口,主機板架構,CPU,GMCH,ICH,FWH,Hub Interface HL 11:0,FWH3:0,主機板架構方塊圖,Super I/O,SDRAM/DDR,VGA,AGP,USB,IDE,PCI,HA

3、 31: 0 ,HD 63: 0,K/B Ms,Parallel,Infrared,Serial,Floppy,LAN,Control,Control,AD 31: 0 ,Host BUS,HCLK,PCI BUS,MD 63: 0 ,MA 15: 0 ,Control,HCLK,48MHZ,33MHZ,33MHZ,25MHZ,14MHZ,32.768KHZ,SCLK,CPU,GMCH,ICH,FWH,HA,HD,Hub Link,LPC,Data Transmission,Super I/O,中央處理器：是整個電腦系統的重要運算核心。在傳統教科書對CPU的定義中，CPU由控制單元(CU)、算

4、術與邏輯運算單元(ALU)與記憶體單元(MU)所組成。早期中大型電腦的CPU，其實是以設計複雜的電路板形式呈現，半導體科技的進步，廠商將CPU電路以晶片的形式製造出來，這種CPU晶片又稱微處理機或處理器(Micro Processor或Processor)。 CPU 按位元分类: 8Bits : Intel 8080 16Bits : Intel 8086, 80286 32Bits : Intel 80386, 80486, Pentium , Pentium2 , Pentium3 , Pentium4 64Bits : Intel ltanium,CPU ( Central Proces

5、sing Unit ),CPU Socket,CPU 底視圖,CPU俯視圖,又稱為北橋晶片，譯為圖形記憶體控制集成 ， 負責記憶體和AGP介面的顯示卡及記憶體與CPU處理器之間的溝通。,GMCH (Graphic Memory Control Hub),GMCH,圖形加速埠，由 Intel 所主導的 3D 圖形標準。此標準乃是以 PCI 的標準為基礎所建立之高效能界面，效率為 PCI 的四倍。因為在 3D 圖形 有一個很重要的功能是貼圖 (TEXTURE MAPPING)，經過貼圖後畫面的紋路會變成非常漂亮。但此貼圖需要非常大的傳輸效率，但是PCI的傳輸效率才只有133MB (百萬位元組)。所

6、以才發展出 AGP、AGP2X的傳輸效率有 533MB(百萬位元組)。以應付大量 的資料從 Memory (記憶體) 到 AGP 之間傳輸。目前已發展至8X的階段。,AGP ( Accelerated Graphics Port ),AGP SLOT,又稱為南橋晶片，譯為輸入及輸出控制集成。負責PCI、軟碟 、硬碟、 USB裝置、滑鼠、鍵盤 等週邊裝置之控制。,ICH ( I/O Control Hub ),ICH,週邊裝置互連 ，PCI 匯流排由 Intel 在 1993 年所發表，是一高速匯流排。支援 32 bits，33 MHz。最後版本可支援至 64 bits，133MHz(PCI-X

7、)。 但在 PC只支援到 32 bits，33 MHz。,PCI ( Peripheral Component Interconnect ),PCI SLOT,萬用串列匯流排，USB 是為了解決現行 PC 要增加一些週邊設備所造成的困擾 而制定。所有低速的週邊設備都可以接到 USB，例如鍵盤、搖桿、掃瞄器、數位喇叭、數位相機、Modem等。USB目前有兩種版本，USB2.0是基於 USB 1.1 而發展出來的。在效能上增加了 40 倍，USB2.0 向下相容於 USB 1.1 並使用相同的纜線、連接器、軟體介面。USB 2.0 增加了高速版本，可達 480 Mbs，是 USB 1.1 (12M

8、Bs) 的 40 倍。,USB ( Universal Serial Bus ),USB 的ICON,USB接頭,A Firmware program(一種屬於韌體的程式碼)，儲存在ROM、EPROM或Flash ROM記憶體內，提供最基本的硬體初始化(initialize)、周邊控制的必要程式碼。通常由汇编語言(Assembly Language)所寫成。,BIOS ( Basic input / output system ),BIOS (FWH ),對主機板BIOS而言，它最重要的工作有下列幾點: 1.POST(Power On Self Test，開機自我測試)一開機時系統將控制權交給

9、BIOS時，它會針對CPU各項暫存器、旗號等先檢查是否運作正常，接下來會檢查像是8254 timer(可程式化周邊計時晶片)、8259A(可程式化中斷器)、8237DMA controller(DMA控制器)的狀態。 2.初始化-針對動態記憶體(DRAM)、主機板晶片組、顯示卡以及相關周邊的暫存器(register)做初始化初始化(Initialize)的動作，並檢測是否能夠正常工作。所謂初始化的動作就是依照該晶片組的技術文件規定，作一些暫存器填值、改位元或旗號的動作，使得主機板/晶片組的記憶體、I/O功能得以正常運作。 3.記錄系統的設定值，並且儲存在非揮發性記憶體(Non-Volatile

10、 RAM，像是CMOS或Flash Memory(的ESCD區域)。 4.將常駐程式庫常駐於某一段記憶體，提供作業系統或應用程式呼叫。像是INT 10h、INT 13h，INT 15h之類的函式。,BIOS ( Basic input / output system ),Super I/O晶片的沿革甚久。在早期286、386甚至486的初期，當時的主機板都是接一種稱為Multi I/O(或Multi Function)的介面卡，它提供必要的軟/硬碟機介面、印表機介面、兩個串列埠、列印埠以及搖桿介面，隨後IC設計業者將這些必要的I/O介面整合，發展成所謂的Super I/O晶片，供廠商發展Sup

11、er I/O介面卡，或直接整合在主機板上。 Super I/O晶片整合較為中低速率的介面，以定義而論最少都有整合2S1P1G1FD，也就是具備兩個串列埠(Serial Port，COM1COM2)、一個平行列印埠(Parallel Port)、一個遊戲/搖桿介面(GAME/Joystick I/O)，還有一組軟碟機控制介面(FDC Controller)。後期的Super I/O晶片還函蓋了紅外線傳輸介面(Infrared，IR)。,SUPER I/O,Super I/O,ATX 是個人電腦的一種平台，所謂平台是指有一定的外型，主機板及電源供應器等都有一定的規定。ATX 由 Intel 在 1

12、995 年提出，現在已是主機板的主流，新的主機板多是 ATX 平台。其寬度為 12 英吋，長度可為 9.6 英吋。ATX 定義新的外型，主機板及電源供應器，並有下列特點：,ATX 平台,ATX POWER,新的電源供應器. 重新定義 20 pin 的電源插座. 以改善 AT 平台常插錯電源排線之困擾. 直接由電源器供應 3.3V 電壓. 因新的 CPU 及 Chipset 均需要 3.3V. 把常用的 I/O 放在主機板上. 例如 COM port , Parallel port , Mouse , VGA , USB 等. Soft Power 的關機功能. 在電源插座 PS-ON 此腳可控制電源供應器的開關機. 當此腳為低電位時電源供應器就會開機. 為高電位時就關機. 因此可設計成由軟體來關機. 當使用者對作業系統下關機命令時. 作業系統亦可關閉所有的應用程式並利用此腳的功能達到自動關機的動作. 這個功能需要 BIOS 的支援才可達成. 因不同的主機板有各自不同的設計所以需要搭配其自有的 BIOS 才有作用. 系統只需一個風扇. 因 CPU 的位置靠近電源供應器. 系統和 CPU 可共用一個風扇. 磁碟機和 IDE 的插座靠