电脑主板基础知识(同名105)课件.ppt

1、电脑主板基础知识 一：芯片组介绍 二：主板的结构及功能简介*三：主板的工作原理和基本故障分析*四：考试一：芯片组介绍 芯片组芯片组（ChipsetChipset），是），是主板主板的核心组成部的核心组成部分，联系分，联系CPUCPU和其他周边设备的运作。如果和其他周边设备的运作。如果说说中央处理器中央处理器（CPUCPU）是整个）是整个电脑系统电脑系统的心的心脏，那么芯片组将是整个身体的躯干。脏，那么芯片组将是整个身体的躯干。重要性重要性 在电脑界称设计芯片组的厂家为Core Logic，Core的中文意义是核心或中心，光从字面的意义就足以看出其重要性。对于主板而言，芯片组几乎决定了这块主板的

2、功能，进而影响到整个电脑系统性能的发挥，芯片组是主板的灵魂。芯片组性能的优劣，决定了主板性能的好坏与级别的高低。目前CPU的型号与种类繁多、功能特点不一，如果芯片组不能与CPU良好地协同工作，将严重地影响计算机的整体性能甚至不能正常工作。芯片组的作用芯片组的作用 主板芯片组几乎决定着主板的全部功能，其中CPU的类型、主板的系统总线频率，内存类型、容量和性能，显卡插槽规格是由芯片组中的北桥芯片决定的；而扩展槽的种类与数量、扩展接口的类型和数量（如USB2.0/1.1，IEEE1394，串口，并口，笔记本的VGA输出接口）等，是由芯片组的南桥决定的。还有些芯片组由于纳入了3D加速显示（集成显示芯片

3、）、AC97声音解码等功能，还决定着计算机系统的显示性能和音频播放性能等。现在的芯片组，是由过去286时代的所谓超大规模集成电路：门阵列控制芯片演变而来的。芯片组的分类，按用途可分为服务器/工作站，台式机、笔记本等类型，按芯片数量可分为单芯片芯片组，标准的南、北桥芯片组和多芯片芯片组（主要用于高档服务器/工作站），按整合程度的高低，还可分为整合型芯片组和非整合型芯片组等等。芯片组的功能芯片组的功能 提供了对CPU的支持 提供了内存管理功能 提供了对系统高速缓存的支持 提供了对I/O支持 高度集成的芯片组，大大的提高了系统芯片的可靠性，减少了故障，降低了生产成本 不同领域对芯片组的要求不同领域对

4、芯片组的要求 台式机芯片组要求有强大的性能，良好的兼容性，互换性和扩展性，对性价比要求也最高，并适度考虑用户在一定时间内的可升级性，扩展能力在三者中最高。在最早期的笔记本设计中并没有单独的笔记本芯片组，均采用与台式机相同的芯片组，随着技术的发展，笔记本专用CPU的出现，就有了与之配套的笔记本专用芯片组。笔记本芯片组要求较低的能耗，良好的稳定性，但综合性能和扩展能力在三者中却也是最低的。服务器/工作站芯片组的综合性能和稳定性在三者中最高，部分产品甚至要求全年满负荷工作，在支持的内存容量方面也是三者中最高，能支持高达十几GB甚至几十GB的内存容量，而且其对数据传输速度和数据安全性要求最高，所以其存

5、储设备也多采用SCSI接口而非IDE接口，而且多采用RAID方式提高性能和保证数据的安全性。生产芯片组的公司生产芯片组的公司 到目前为止，能够生产芯片组的厂家有英特尔（美国）、VIA（中国台湾）、SiS（中国台湾）、AMD（美国）、NVIDIA（美国）、Server Works（美国）等几家，其中以英特尔、AMD和nVIDIA的芯片组最为常见。在台式机的英特尔平台上，英特尔自家的芯片组占有最大的市场份额，而且产品线齐全，高、中、低端以及整合型产品都有，VIA、SiS等几家加起来都只能占有比较小的市场份额，而且主要是在中低端和整合领域。在台式机的AMD平台上，AMD占有较大的市场份额，NVIDI

6、A占有AMD平台芯片组一部分市场份额，而VIA、SiS依旧是扮演配角，主要也是在中、低端和整合领域。笔记本方面，英特尔平台具有绝对的优势，所以英特尔的笔记本芯片组也占据了最大的市场份额，其它厂家都只能扮演配角以及为市场份额极小的AMD平台设计产品。服务器/工作站方面，英特尔平台更是绝对的优势地位，英特尔自家的服务器芯片组产品占据着绝大多数中、低端市场，而Server Works由于获得了英特尔的授权，在中高端领域占有最大的市场份额，甚至英特尔原厂服务器主板也有采用Server Works芯片组的产品，在服务器/工作站芯片组领域，Server Works芯片组就意味着高性能产品；而AMD服务器/

7、工作站平台由于市场份额较小，主要都是采用AMD自家的芯片组产品。芯片组近况芯片组近况 芯片组的技术这几年来也是突飞猛进，从ISA、PCI到AGP，从ATA到SATA，Ultra DMA技术，双通道内存技术，高速前端总线等等，每一次新技术的进步都带来电脑性能的提高。2004年，芯片组技术又有重大变革，最引人注目的就是PCI Express总线技术，它将取代PCI和AGP，极大的提高设备带宽，从而带来一场电脑技术的革命。另一方面，芯片组技术也在向着高整合性方向发展，例如AMD Athlon 64 CPU内部已经整合了内存控制器，这大大降低了芯片组厂家设计产品的难度，而且现在的芯片组产品已经整合了音

8、频，网络，SATA，RAID等功能，大大降低了用户的成本。芯片组（Chipset）是主板的核心组成部分，可以比作CPU与周边设备沟通的桥梁。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。北桥芯片提供对CPU的类型和主频、内存的类型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持。南桥芯片则提供对KBC（键盘控制器）、RTC（实时时钟控制器）、USB（通用串行总线）、Ultra DMA/33(66)EIDE数据传输方式和ACPI（高级能源管理）等的支持。其中北桥芯片起着主导性的作用，也称为主桥（Host Bridge）。芯片组的识别也非常容易，以Intel 440BX芯片组为

9、例，它的北桥芯片是Intel 82443BX芯片，通常在主板上靠近CPU插槽的位置，由于芯片的发热量较高，在这块芯片上装有散热片。南桥芯片在靠近ISA和PCI槽的位置，芯片的名称为Intel 82371EB。其他芯片组的排列位置基本相同。对于不同的芯片组，在性能上的表现也存在差距。除了最通用的南北桥结构外，目前芯片组正向更高级的加速集线架构发展，Intel的8xx系列芯片组就是这类芯片组的代表，它将一些子系统如IDE接口、音效、MODEM和USB直接接入主芯片，能够提供比PCI总线宽一倍的带宽，达到了266MB/s。二：主板的结构及功能简介 主板，又叫母板(Motherboard)或主机板，是

10、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。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。主板的主要组成 主板虽然档次和品牌很多，但是其组成和技术基本一致，除CPU接口和芯片组不同外，其组成结构几乎相同。下面我们以ATX主板为例，如图3-1所示，看一看主板上的主要组成部件及其功能。图3-2 主板CPU插槽内存插槽AGP插槽PCI插槽北桥芯片CMOS电池IDE插槽外围接口ATX电源接口南桥芯片BIOS芯片软驱插槽PC

11、B基板图3-1 ATX主板2.1 PCB基板 PCB（Printed Circuit Board：印刷电路板）由多层构成，在每一层PCB板上都密布有信号走线。在系统运行的时候，信号线间难免会出现电磁干扰现象，最终导致信号不稳定和系统运行不稳定。因此，一般除了对走线的布局及间距进行改进外，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。2.2 CPU插槽 目前，主流CPU的插槽多采用ZIF（Zero Insert Force）标准，常见的CPU插槽类型有Socket 478、Socket 754、Socket 939、LGA

12、775和Socket AM2等，现在市场上主流CPU的插槽为Socket AM2插槽和LGA 775插槽。AMD的Socket AM2插槽采用全新设计，有940根针脚，如图3-2所示。这种类型的微处理器内建DDR2内存控制器，可以支持最高DDR2 800MHz的内存。图3-2 Socket AM2 CPU插槽 Intel的LGA 775插槽如图3-3所示，它与Socket接口不同，LGA 775接口的CPU底部没有传统的针脚，而是775个触点，通过与对应的LGA 775插槽内的775根触针接触来传输信号。LGA 775接口不仅能够提升处理器的信号强度和处理器频率，同时也可以降低生产成本。目前，

13、LGA 775插槽已经成为Intel桌面CPU的标准接口。LGA 775插槽，是Intel 925X Express和Intel 915 Express芯片组，所采用的接口类型，支持Pentium 4和Pentium 4 Extreme Edition处理器。图3-3 LGA775 CPU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。2.3 主板芯片组 芯片组(Chipset)是主板的灵魂和中枢，它不仅负责主板上各种总线之间数据和指令的传输，而且还承担着硬件资源的分配与协调任务。按照芯片组在主板上位置的不同，通常可分为北桥芯片和南桥芯片

14、。靠近CPU的那块芯片称为北桥芯片，它主要负责CPU、内存和显示卡之间的数据、指令的交换、控制和传输任务。南桥芯片负责外部存储器（硬盘和光驱）以及其他硬件资源（USB、PCI和ISA等设备）的控制、调配及传输任务。主板芯片组几乎决定着主板的全部功能，其中主板芯片组几乎决定着主板的全部功能，其中CPU的类型、主板的系统总线频率，内存类型、的类型、主板的系统总线频率，内存类型、容量和性能，显卡插槽规格由芯片组中的容量和性能，显卡插槽规格由芯片组中的北桥芯北桥芯片片决定的；决定的；扩展槽的种类与数量、扩展接口的类型和数量扩展槽的种类与数量、扩展接口的类型和数量（如（如USB2.0/1.1，IEEE1

15、394，串口，并口，笔，串口，并口，笔记本的记本的VGA输出接口）等，由芯片组的南桥决定输出接口）等，由芯片组的南桥决定的。的。有些芯片组由于集成了有些芯片组由于集成了3D加速显示（集成显示芯加速显示（集成显示芯片）、片）、AC97声音解码等功能，还决定着计算机声音解码等功能，还决定着计算机系统的显示性能和音频播放性能等。系统的显示性能和音频播放性能等。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。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。目前，主流芯片组生产厂家有Intel(英特尔公司)、VIA(威盛电子（中国）有限公司)、SiS(矽

16、统科技股份有限公司)、ALI(扬智科技股份有限公司)、AMD(超微半导体（中国）有限公司)、nVIDIA(英伟达公司)和ATI(冶天：已经被AMD兼并)等，其中以Intel、nVIDIA、VIA和AMD最为常见，如图3-4所示。图3-4 主板芯片组2.4 总线扩展槽 总线扩展槽是用于扩展微机功能的插槽，它是总线的延伸，可以用来插接各种板卡，如显卡、声卡、网卡和视频采集卡等。目前使用的总线扩展槽主要有PCI插槽和PCI-E插槽。PCI插槽用于插接PCI总线的板卡，一般为乳白色，如图3-5所示。根据主板的不同，一般有35个PCI插槽。PCI-E插槽大大提高了微机图形接口的吞吐能力，目前多用于插接显

17、卡，PCI-E插槽将会成为今后一段时间内的主流扩展插槽。图3-5 PCI插槽和PCI-E插槽PCI-E插槽PCI插槽2.5 AGP接口插槽 加速图形端口（Accelerated Graphics Port，AGP）插槽是Intel为配合Pentium 处理器的开发而提出的规范标准，用于解决3D图形处理能力不足的问题。AGP不是一种总线结构，它是点对点的连接，即连接控制芯片和AGP显卡。AGP在内存与显卡之间提供了一条直接通道，使得3D图形数据越过PCI总线，直接送入显示子系统，这样就能突破由于PCI总线形成的系统瓶颈，从而达到高性能3D图形的描绘功能。AGP标准可以让显卡通过AGP接口调用系统

18、内存做显存，这是一种解决显卡板载显示内存不足的廉价解决方案。2.6 内存插槽 内存插槽是用来安装内存条的，目前应用比较多的是DDR和DDR 插槽，其中DDR插槽有184个触点，而DDR 插槽有240个触点。随着CPU和主板技术的更新，DDR 内存已经变成主流配置。图3-6 双通道内存插槽DDR内存插槽DDR 内存插槽 对于支持双通道内存的主板，4条内存插槽分别用两种不同的颜色来区分，如图3-6所示，要实现双通道必须成对配置内存。用不同颜色区分就可以方便用户配置双通道，只需将两条完全一样的内存条插入同一颜色的内存插槽中即可。2.7 BIOS单元 BIOS（Basic Input Output S

19、ystem，基本输入输出系统），全称是ROM-BIOS，即只读存储器基本输入输出系统。BIOS程序是微机中最基础、最重要的程序，它为计算机提供最底层、最直接的硬件控制。这段程序固化在计算机主板上的一个ROM芯片中。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。它是连接软件与硬件设备的接口程序，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。简单的说，它是连接计算机硬件与操作系统的桥梁。微机接通电源后，BIOS最先被启动，然后它会对电脑的硬件设备进行完全彻底的检验和测试。如果发现严重故障就停机，不给出任何提示或信号；如果是非严重故障则给出屏幕提

20、示或声音报警信号，等待用户处理；如果未发现问题，则将硬件设置为备用状态。在完成自检后，ROM-BIOS将按照系统CMOS设置中的启动顺序搜寻软硬盘驱动器及CD-ROM/DVD-ROM、网络服务器等有效的启动驱动器，读入操作系统引导记录，然后将系统控制权交给引导记录，由引导记录完成系统的启动。BIOS是主板上唯一可能被病毒攻击的芯片。BIOS中的内容一旦被破坏，主板将不能工作。因此，部分主板商采用了双BIOS芯片技术，当主BIOS被破坏后，后备BIOS就自动生效开始工作。1BIOS芯片主板BIOS主要有Award BIOS、AMI BIOS和Phoenix BIOS三种类型。国内品牌机和组装机的

21、主板上多使用Award BIOS芯片和AMI BIOS芯片，进口品牌机中多使用Phoenix或其它的BIOS芯片。用户在BIOS中设置的各项参数保存在南桥芯片的RAM单元中。关机后，为了维持BIOS的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。另外，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，这样，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。2CMOS与BIOS的区别主板上用来存储BIOS程序的芯片，被称为BIOS ROM；用来保存当前系统的硬件配置信息和用户对某些参数设定的芯片，称为CMOS(Complementary M

22、etal-Oxide Semiconductor互补金属氧化物半导体)RAM。CMOS芯片由主板上的电池供电，即使系统断电，内容也不会丢失。CMOS芯片只有保存数据的功能，而对CMOS中各项参数的修改却要通过BIOS的设定程序来实现。现在的主板厂商大多将CMOS RAM芯片和RTC（Real-Time Clock，实时时钟）集成在南桥芯片中。这样，在主板上只能看到给CMOS RAM供电的电池和BIOS ROM芯片。如图3-7所示。图3-7 BIOS芯片2.8 供电单元 主板上不同的硬件子系统需要不同的电压，主要分为三大类：键盘控制器和BIOS芯片等部件需要+5V电压；内存和AGP通道等系统I/

23、O电压则需要+3.3V；而不同的CPU的核心电压并不一样，现在主流CPU的电压只有1.5V左右。2.9 硬盘和光驱接口 硬盘和光驱都是通过数据线与主板相连的，因此主板上有与硬盘和光驱的数据线连接的接口，以前硬盘和光驱数据线在主板上的接口是IDE接口，现在大多采用SATA接口。SATA接口IDE接口图3-10 硬盘、光驱的接口2.10 板载声卡和网卡控制芯片 声卡是多媒体计算机的重要设备之一，有板载声卡和独立声卡之分，独立声卡是专门用来处理声音的板卡，插在PCI插槽中，而板载声卡是集成在主板上的音效芯片，如图3-11所示。板载音效芯片处理能力不断提升，在2GHz以上处理器的配合下，板载声卡和普通

24、独立声卡之间性能差异越来越小。对于非专业用户来说，板载声卡配上一套好的音箱，效果也不错。随着各种宽带接入方式和网络的普及，网卡已经成为计算机的标准配置之一，并且网卡集成到主板上已经成为主流。而网卡控制芯片，是集成网卡的核心元件，比较常见的有RTL8100B、BCM5702CKMB、Intel RC82540、Intel DA82562ET和Marvel 88E8001-LKJ等，如图3-12所示。图3-11音效芯片图3-12 网卡控制芯片2.11 USB与IEEE 1394控制芯片 通用串行总线（Universal Serial Bus，USB）传输规范有两种：USB 1.0和USB 2.0。

25、USB 2.0为目前的主流，数据传输速率为480Mbps。USB设备具有支持热插拔、无需电源插座、同时支持127个外部设备，并且不会损失带宽等优势。常见的支持USB 2.0功能的控制芯片有VIA的VT6202和NEC的D720100AGM等，如图3-13所示。IEEE 1394也是一种传输速率非常高的传输规范，许多数码摄像机都采用IEEE 1394接口。为了更为有效地支持众多数码产品，许多主板集成了IEEE 1394控制芯片，如图3-14所示。常见的IEEE 1394控制芯片有德州仪器的TSB43AB22A和TSB43AB23和VIA的VT6306等。图3-14 IEEE 1394控制芯片图3

26、-13 USB 2.0控制芯片2.12 时钟发生器 时钟发生器的作用是：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。图3-15 时钟发生器和晶振2.13 硬件监控芯片 主板上通常有一块至两块专门用于监控硬件工作状态的硬件监控芯片，如图3-16所示。当硬件监控芯片与各种传感元件（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

27、公司的IT8705F，ASUS公司的AS99172F等。图3-16 硬件监控芯片2.14 I/O接口面板 主板上的I/O接口面板是CPU与外部设备进行数据交换的桥梁。主板外围设备品种繁多，其相应的接口电路也各不相同，如今主板上自带的I/O接口越来越齐全，如图3-17所示。随着USB设备的大量普及（USB键盘、USB鼠标主USB打印机等），PS/2、LPT和COM等低速接口终究会被USB接口所取代。图3-17 I/O接口PS/2接口LPT接口COM接口USB2.0接口IEEE1394接口音频接口RJ-45网络接口三：主板的工作原理和基本故障分析 开机过程：主机板在未开机的情况下,一般会有两个部分

28、在工作,.一部分是电脑主机板的RTC及CMOS电路,这部分电路负责保存主机板的系统时钟和CMOS设置,一部分是ATX电源提供的+5V VSB电压,它负责提供给南桥的待机电压,使电脑主机板在开机之前一直处于待命状态.当按下电源开关按键时,电脑主机板南桥侦测到电源开关控制电压降为0V时,南桥会输出控制信号将ATX电源的PS-ON为低电平时就开启整个电源,各路电压开始输出给电脑主机板,这时PG信号也会被发送到CPU电路和南桥电路,CPU电路会产生出CPU的核心工作电压;南桥则产生RESET信号给电脑主机板的各个模块或设备,使之处于待工作状态.此时主机板的BIOS芯片里的自举程序启动,它首先引导各个主

29、机板上的设备进行上电自检,包括CPU,内存,显示卡,硬盘,鼠标,键盘,软驱,打印机,光驱等,当这些设备自检通过没有问题后,电脑自举完成,BIOS软件自动寻找操作系统引导记录,并由引导记录进入操作系统,把系统权交给操作系统,从而完成整个启动过程。3.1 CPU在主机板上的供电电压及电路在主机板上的供电电压及电路 CPU是计算机的心脏,CPU核心供电电压是CPU稳定工作的基石.随着晶体管的加工工艺的进步,CPU核心工作电电流也越来越大,现在主流CPU的工作电压一般在1.1V-1.8V之间,最大工作电流已达到50A以上.导致了单相供电不能满足CPU这种低电压,大电流的需求,必须设计成多相供电来应付.

30、DC的转换有两种途径(1)线性调节;(2)开关稳压调节.CPU的供电电路一般采取第二种供电模式.它的工作原理如下所示:该电路的工作过程如下:主机板通电后,ATX电源给主电源控制IC提供PG信号和+5V,+12V供电.主电源控制IC启动内部电路自动侦测VID0-VID4 5个引脚,通过侦测到的这5个引脚对地短路的方式的不同,决定输出多高的电压.主电源控制IC内部根据该电压输出相应的调宽脉冲信号,该信号被从电源IC驱动后输出控制开关场效应管的导通,截止时间.+12V电压经电感和电容组成的LC滤波电路后与开关管组成开关电路,从而输出相应的CPU核心工作电压.该电压再经电感和电容组成LC滤波电路后就可

31、以直接提供给CPU使用了.因为主电源控制IC输出的是调宽脉冲来控制电压的输出,所以CPU这种供电电路称为PWM（Pulse width Modulation）电路,其特点是转换效率高,响应速度快.为了保证CPU供电电压的稳定与安全，还在CPU电路上附加了反馈取样电路，有的还采用了过压，过流等保护电路。反馈取样电路主要是为了保证CPU电压的稳定，它主要通过CPU的额定电压相比较，过高则减少调宽脉冲的脉冲平顶，过低则增加调宽脉冲的脉冲平顶来调整开关场效应管的导通，截止时间，达到恒压的目的。过流，过压电路主要是为了保护CPU在电流过大或电压过高时，不被损坏而设计的。在电脑主机板上CPU的核心工作电压

32、一般除了提供给CPU外，还会提供给主机板的北桥和南桥两个部分。3.2 CPU Socket的分类及的分类及CPU接口的主要信号接口的主要信号2.2.1 常见的CPU Socket主要有以下几种:Slot1;slot2;Socket7;Socket370;Socket423;Socket478;Lga775;Socket754;Socket939;Socket940等2.2.2 CPU Socket主要是与主机板的PCB连接的CPU接口,它有以下几种信号及其作用:供电,复位,时钟,控制信号,地址信号,数据信号等.2.2.3 CPU的复位信号是在CPU工作之前给CPU置零的一种电压信号,没有该信号

33、,CPU就不能正常启动工作了,一般该信号在开机的瞬间有一个电平从低到高的变化.2.2.4 时钟控制信号是控制整台计算机正常有序工作的前提,没有该信号,计算机就没有指令,会动作错乱,没有规律,或者根本不听指挥.2.2.5 地址信号是CPU对数据进行处理和调用并寻找该数据的依据,2.2.6 数据信号就是CPU要处理和调用并寻找该数据的依据资料.2.2.7 控制信号是控制CPU按照用户意图进行工作的指令.3.3 北桥模块的工作原理北桥模块的工作原理 北桥的英文简称为GMCH(Graphics Memory Controi Hub)j即图象,内存控制集线器,它的主要作用是与CPU,内存条,南桥,AGP

34、显示卡等进行数据交换,是一个数据传输通道.南 桥AGP图形处理内存插槽VGA接口PCIETV-OUTCPU时钟控制北 桥北桥的连接方框图是:北桥与各连接模块的关系及关键信号：北桥的供电电压一般有两组或三组,一组由CPU的供电电压提供,它直接取自CPU核心电压;一组是AGP模块的供电电压,它是给AGP模块工作时提供的供电电压.一组是本身的供电电压,一般为1.5V左右.如下图:3.4时钟控制模块的工作原理时钟控制模块的工作原理 时钟控制IC输出的各种频率是由14.318MHZ晶振提供的基准振荡频率进行分频和倍频得到的,然后传送到主机板上的各个设备,让各个设备可以正常地运行.现时钟生产厂商有如下几种

35、:RTM,ICS,CY等.主机板时钟常见的型号有:(1)ICS系列:950213AF,93725AF,950228BF,952607EF等.(2)其它系列:W211BH;W83194BR,RTM560;RTM360等.注:只有VIA的芯片组才会用次时钟IC为内存提供时钟信号,其它的都好似由北桥为内存提供时钟信号.时钟控制的工作方框图时钟控制的主要信号 (1)CPU的频率:随CPU外频的不同输出不同的频率,如:100MHZ,133MHZ,166MHZ,200MHZ等.(2)14.318MHZ晶振:输出基准14.318MHZ频率.(3)北桥控制时钟IC正常工作.与时钟IC相互关联的关系.(4)输出

36、AGP图形卡需要的66MHZ时钟频率.(5)一般情况下输出33MHZ的PCI BUS时钟.(6)输出南桥需要的33MHZ,24MHZ时钟和控制USB的48MHZ的专 用时钟频率.(7)输出BIOS需要的33MHZ的工作时钟.(8)输出I/O需要的33MHZ,24MHZ或100MHZ工作时钟频率.(9)输出AC97IC需要的24.576MHZ时钟(有的则不需要时钟控制IC 供给,由自身24.576MHZ晶振提供)(10)输出PCIE设备需要的100MHZ时钟频率.(11)输出内存需要的时钟,依据芯片组不同,内存不同输出不同的工作时钟频 率,一般VIA芯片组是由次时钟IC提供时钟频率的.3.5内存

37、模块的工作原理内存模块的工作原理内存模块的连接方框图 3.6 AGP图形显示模块的工作原理图形显示模块的工作原理 AGP的英文全称是(Accelerated Graphics Port),中文意思是图形加速处理端口.AGP的前身是PCI BUS,AGP显示卡直接与北桥进行数据处理与传输,大大提高了图形显示的效果与速度.AGP的发展大致经历了3个阶段,即AGP1.0,AGP2.0,AGP3.0 在AGP发展的同时,为了兼顾消费者的利益,AGP规范的各种插槽一般是向下兼容,即4X插槽兼容2X插槽,8X插槽兼容4X插槽,但8X插槽不兼容2X插槽.即8X的显示卡不能插到2X的卡槽上,不然会因电压过高烧

38、坏显卡或损坏主机板.AGP1X,2X的供电电压为3.3V,4X的为1.8V,8X的为1.5V.3.7南桥模块的工作原理南桥模块的工作原理 南桥又名ICH(INPUT/OUTPUT CONTROL HUB)主要提供对K/B MOUSE(键盘鼠标控制器),RTC(实时钟控制器),USB(通用串行总线),UTRA DMA33/66/100/133 EIDE数据传输方式和ACPI(高级电源管理)等I/O设备的支持.南桥主要的作用就是传输数据和管理外围接口设备.南桥的供电一般有3组:一组是CPU的核心供电电压,它直接取自CPU的核心供电电路;二组是南桥的主供电电压,现在较主流的南桥的南桥的主供电电压为2

39、.5V;三组是南桥RTC实时钟供电电压,所有的主板都采用了电池和电源供电电路,它们都为3.3V.3.8 I/O接口的模块的工作原理接口的模块的工作原理3.9其他模块 PCI总线模块的工作原理总线模块的工作原理 AC97模块的工作原理模块的工作原理 USB模块的工作原理模块的工作原理 K/B MOUSE 模块的工作原理模块的工作原理 COM口模块的工作原理口模块的工作原理 LPT模块的工作原理模块的工作原理 GAME的连接方框图的连接方框图 IDE模块的工作原理模块的工作原理3.10基本故障分析 1主板启动电容损坏 故障现象：开机后，电脑没有任何反应，显示器黑屏，CPU风扇也不转动。分析处理：可

40、能是主板的启动电容出了问题，电脑启动时需要一个启动装置，此装置大部分都在主板上，其中有一个启动电容，如果这个电容被损坏，就会出现上述故障现象。拿起主板，仔细观察，你会发现一个铁质的电解电容，它通常被一个金属丝环绕住，特征明显，很容易找到，换一个好的电容，故障就会排除。2系统时钟经常变慢 故障现象：一台使用时间较长的电脑，出现系统时间变慢现象，多次较准，但不久后便会慢很多。分析处理：出现时钟变慢的情况，大多数是主板电池电量不足造成的。如果更换电池后问题没有解决，就要检查主板的时钟电路了。控制电脑系统时钟的电路一般在电池附件，很像电子表中的石英电路。用无水酒精谨慎清洁电路，若故障还存在，需要检查时

41、钟电路。3安装第三条内存后无法启动系统 故障现象：Intel 845D芯片组主板，提供三个DIMM内存插槽，原来安装有两条内存，一切正常，但是安装第三条内存后，系统不能正常启动。分析处理：Intel 845D芯片组只提供4组Banks，即可以支持两条双面内存，或者一条双面、两条单面内存。如果三个内存插槽都使用了双面内存，则不能正常工作。主板故障的四种基本解决办法 主板是整个计算机系统中非常重要的部件，它可以说成是一台计算机的基础躯干，CPU、内存、显卡等其他配件都要安插在主板上以后才能进行正常的工作。另外，CPU及总线控制逻辑、BIOS芯片读写控制、系统时钟发生器与时序控制电路、DMA传输与中

42、断控制、内存及其读写控制、键盘控制逻辑、I/O总线插槽及某些外设控制逻辑也都集成在主板上。因此，主板发生故障的话将会严重的影响到整个PC机系统的正常工作。一般由计算机主板引起的常见故障表现为：开机加电显示器呈黑屏状态，扬声器无声响，键盘被封锁，硬盘驱动器不能引导等。一、清洁法 用毛刷轻轻刷去主板上的赃物（如锡珠、锡渣等），另外，主板上一些插卡、芯片都采用了插脚形式，经常会因为引脚氧化而造成接触不良。对于这样的情况，我们可以用橡皮擦去表面氧化层，然后再重新插接即可。二、观察法 仔细的查看出现问题的主板，看看每个插头、插座是否倾斜，电阻、电容的引脚是否相互虚连、芯片的表面是否烧焦或者开裂，主板上的

43、锡箔是否有烧断的痕迹出现。另外我们还要查看的就是，有没有异物掉进主板的元器件之间。元件是否有错、漏、反等。遇到有疑问的地方，可以借助万用表量一下。三、拔插交换法 主机系统产生故障的原因很多，例如主板自身故障或I/O总线上的各种插卡的故障均可能导致系统的运行不正常。采用拔插检查的方式是确定故障在主板或I/O设备的简捷方法。简单点说也就是在关机的情况下将插卡逐块拔出，每拔出一块插卡后就开机观察一下机器运行状态，如果在拔出某块插卡后计算机运行正常了，那故障原因就是该插卡有故障或相应的I/O总线插槽及负载电路有问题。若拔出所有插卡后计算机启动仍不正常，则故障很有可能就出在主板上。采用拔插交换法实质上就

44、是将同型号插件板，总线方式一致、功能相同的插卡或同型号芯片相互交换，根据故障的变化情况判断故障所在。此法多用于易拔插的维修环境，例如内存在自检的时候出错，就可以交换相同的内存芯片或内存条来确定故障原因。四、电阻、电压测量法 为防止出现意外，我们还应该测量一下主板上的电源+5V与地（GND）之间的电阻值。最简捷的方法就是测量芯片的电源引脚与地之间的电阻。在没有插入电源插头时，该电阻一般为300，最低的也不应该低于100。然后我们再测一下反向电阻值，可能略有差异，但相差不可以过大。如果正反向阻值都很小或接近导通，就说明主板上有短路现象发生，应该检查短路的原因。一般，产生这类现象的原因有以下几种：1

45、.主板上有被击穿的芯片。一般说此类故障较难排除。例如TTL芯片（LS系列）的+5V连在一起，可吸去+5V引脚上的焊锡，使其悬浮，逐个测量，从而找出有故障的芯片。如果不采用吸掉焊锡而直接使用割线的方法，有可能会影响到主板的寿命。2.主板上有损坏的电阻电容。3.主板上存有导电杂物。当排除短路故障后，插上所有的I/O卡，测量+5V，+12V与地是否短路。特别是+12V与周围信号是否相碰。如果手头上正好有一块同样型号的主板时，也可以用测量电阻值的方法测板上的疑点，通过对比，可以很快的发现芯片故障所在。如果在上述步骤还没有见效时，可以将插上电源加电测量。一般测电源的+5V和+12V。当发现某一电压值偏离

46、标准太远时，可以通过分隔法或割断某些引线或拔下某些芯片再测电压。当割断某条引线或拔下某块芯片时，若电压变为正常，则这条引线引出的元器件或拔下来的芯片就是故障所在。实践最重要 我们从上面的几点可以看出来，计算机主板的故障分析和排除不仅仅只是需要我们紧跟当前主板的制造和发展技术，而且还要熟悉和掌握PC机和主板的工作原理，不断总结实际工作中的经验才是最重要的。四：考试习题一.选择题1主板芯片组又称逻辑控制芯片组，通常分为（A）。A南桥芯片，北桥芯片B主，辅助C一级，二级D总线，时钟2芯片组的主要生产厂家有（A,B,C,D）。AIntel公司BVIA公司CSIS公司DALi公司3主板的核心和灵魂是（C

47、）。ACPU插座B扩展槽C芯片组DBIOS和CMOS芯片4AGP接口插槽可以插接下列哪种设备（C）。A声卡B网卡C显卡D硬盘5目前常用的硬盘和光驱数据线分别有（B,C）。A网路线 BIDE CSATA D电源线 6以下那颗芯片是AMD生产的（D）。A B C D 二.填空题 1DDR 内存插槽有240个触点。2BIOS是主板上唯一可能被病毒攻击的芯片。3芯片组的分类，按用途可分为：服务器/工作站，台式机、笔记本等类型。4台式机芯片组要求有强大的性能，良好的兼容性，互换性和扩展性，对性价比要求也最高，并适度考虑用户在一定时间内的可升级性，扩展能力在三者中最高。三.判断题 1主板按结构可分为ATX

48、、BTX和AT主板，目前主流的是AT主板。（X）2BIOS芯片由主板上的电池供电，即使系统断电，内容也不会丢失。（X）3主板性能的好坏直接影响整个系统的性能。（V）4主板上的CMOS电池不能更换。（X）四.问答题 用一两句话谈谈您将如何运用四种基本故障分析法？爱是什么？一个精灵坐在碧绿的枝叶间沉思。风儿若有若无。一只鸟儿飞过来，停在枝上，望着远处将要成熟的稻田。精灵取出一束黄澄澄的稻谷问道：“你爱这稻谷吗？”“爱。”“为什么？”“它驱赶我的饥饿。”鸟儿啄完稻谷，轻轻梳理着光润的羽毛。“现在你爱这稻谷吗？”精灵又取出一束黄澄澄的稻谷。鸟儿抬头望着远处的一湾泉水回答：“现在我爱那一湾泉水，我有点渴

49、了。”精灵摘下一片树叶，里面盛了一汪泉水。鸟儿喝完泉水，准备振翅飞去。“请再回答我一个问题，”精灵伸出指尖，鸟儿停在上面。“你要去做什么更重要的事吗？我这里又稻谷也有泉水。”“我要去那片开着风信子的山谷，去看那朵风信子。”“为什么？它能驱赶你的饥饿？”“不能。”“它能滋润你的干渴？”“不能。”爱是什么？一个精灵坐在碧绿的枝叶间沉思。风儿若有若无。一只鸟儿飞过来，停在枝上，望着远处将要成熟的稻田。精灵取出一束黄澄澄的稻谷问道：“你爱这稻谷吗？”“爱。”“为什么？”“它驱赶我的饥饿。”鸟儿啄完稻谷，轻轻梳理着光润的羽毛。“现在你爱这稻谷吗？”精灵又取出一束黄澄澄的稻谷。鸟儿抬头望着远处的一湾泉水回

50、答：“现在我爱那一湾泉水，我有点渴了。”精灵摘下一片树叶，里面盛了一汪泉水。鸟儿喝完泉水，准备振翅飞去。“请再回答我一个问题，”精灵伸出指尖，鸟儿停在上面。“你要去做什么更重要的事吗？我这里又稻谷也有泉水。”“我要去那片开着风信子的山谷，去看那朵风信子。”“为什么？它能驱赶你的饥饿？”“不能。”“它能滋润你的干渴？”“不能。”其实，世上最温暖的语言，“不是我爱你，而是在一起。”所以懂得才是最美的相遇！只有彼此以诚相待，彼此尊重，相互包容，相互懂得，才能走的更远。相遇是缘，相守是爱。缘是多么的妙不可言，而懂得又是多么的难能可贵。否则就会错过一时，错过一世！择一人深爱，陪一人到老。一路相扶相持，一