主板的主要结构与工作原理课件.ppt

1、1主板架構及工作原理主板架構及工作原理2008年年7月月2Agenda 1.主板基本架构主板基本架构 2.主要元件动作原理主要元件动作原理 *CPU-Central Processing Unit *DDR-Double Data Rate SDRAM(Memory)*Northbridge/Southbridge 3CPUP4/PIII/K7North Bridge北橋South Bridge南橋FWHVRM for CPUPower SupplyConnectorAGP 4XVRMfor AGPIDE 1&2USBLEDKeyboardMouseParallelSeriesFloppyDr

2、iveSIORJ45LANAC97 audio CodecAMPCNR riserPCI slotsDDRClock Generator100/133Mhz33MhzAC LinkLPC Bus66MhzHUB Link/Vlink/Zlink100/133/266MhzPC Basic Architecture4CPU 中央处理单元（CPU）是主機板的大脑，计算机系统处理数据的能力主要取决于CPU。CPU本身包含數百萬個電晶體，以細微的線路負責執行運算、邏輯判斷以及控制各項設備等關鍵性任務。主要由运算器和控制器组成，其内部结构可以分为控制单元逻辑单元和存储单元三大部分,通過这三个部分的协调工

3、作，就可以完成各種操作。按照其处理信息的字长,CPU可以分为：四位微处理器、八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。5CPU是怎樣工作的？CPU的工作原理：CPU.其内部结构可分为控制单元，逻辑单元和存储单元三大部分。CPU的工作原理就象一个工厂对产品的加工过程：进入工厂的原料（指令），经过物资分配部门（控制单元）的调度分配，被送往生产线（逻辑运算单元），生产出成品（处理后的数据）后，再存储在仓库（存储器）中，最后等着拿到市场上去卖（交由应用程序使用）。6CPU参数介绍 CPU的外频：外频是CPU的基准频率，也叫前端总线频率和系统总线频率。P4之前的CPU外频就

4、是主板为CPU提供的基准时钟频率。前端总线是CPU和外界交换数据的最主要通道，因此前端总线的数据传输能力对计算机整体性能作用很大，如果没足够快的前端总线，再强的CPU也不能明显提高计算机整体速度。7CPU CPU的主频：CPU主频也叫工作频率，是CPU内核电路的实际运行频率。基本上，CPU的主频=CPU的外频x 倍频系数。总线：CPU透过总线和电脑系统各单元联系。依功能分为三种 1.地址总线：指定资料存取的目的位址；2.数据总线：负责资料的传送；3.控制总线：借此送出控制讯号，以控制地址总线和数据总线8DDR(Double Data Rate)双倍数据速率结构,每个时钟周期传送两个数据（上沿和

5、下沿）何谓双通道？简单来说，就是芯片组可以在两个不同的数据通道上分别寻址、读取 数据。这两个相互独立工作的内存通道是依附于两个独立并行工作 的，内存带宽陡增一倍。9DDRI VS DDR OCD OCD、1011Northbridge/Southbridge Motherboard 上面,CPU主要通过系统总线与北桥做沟通，完成数据、地址、控制讯号的传输.另外,CPU还有一些讯号直接与南桥做沟通,这些讯号是系统发生异常时,南桥发给CPU,让CPU来做初始化、休眠、停止时钟、或者各种中断动作.下面就主要介紹一下chipsets（Northbridge/Southbridge）12Northbri

6、dge 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（North Bridge）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（Host Bridge）。一般来说，芯片组的名称就是以北桥芯片的名称来命名的。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，DDR SDRAM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。13Northbridge 北桥芯片就是

7、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。14Northbridge 由于已经发布的AMD K8（現在已經出現M2，以及更新的）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

8、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）。15Southbridge 南桥芯片（South Bridge）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（不同厂商各种芯片组有

9、所不同），与北桥芯片相连。16Southbridge 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。南桥芯片的发展方向主要是集成更多的功能，例如网卡、RAID、IEEE 1394、甚至WI-FI无线网络等等。17CPUNorthSouthAnalogVideo OutSATAIDEUSBAC97PCI EXPRESSConnectorRTL8100C&8110SB

10、&811SCPCI SLOTFWHSUPER I/OFSBLPC BUSRGBPCI-33HUB LINKSerial ATAATA 33/66/100/133USB 1.0/2.0AC-linkIntel Chipset(7267)DIMM1DIMM2Dual channel DDR IIVRMPCI EXPRESSPCI18CPUNorthSouthPCI-ExpressX16IDEUSB1394 controllerPCI SLOTFWHSUPER I/OFSBLPC BUS16XPCI-33V-LinkDual ATA 33/66/100/133USB 1.0/2.0VIA Chipset(7255)LANDDRIIVRMPCI-ExpressX11XHD CodecALC883AC_linkSATASerial ATA19