1、计算机组装与系统维护技术计算机组装与系统维护技术清华大学出版社清华大学出版社第二章第二章第二章第二章 计算机主板计算机主板本章重点内容了解计算机主板的作用及类型了解计算机主板的作用及类型掌握主板上的各类接口类型掌握主板上的各类接口类型掌握主板的各组成部分及其功能掌握主板的各组成部分及其功能第二章第二章 计算机主板计算机主板本章难点内容计算机主板上的各类接口类型计算机主板上的各类接口类型计算机主板的各组成部分及其功能计算机主板的各组成部分及其功能第二章第二章 计算机主板计算机主板2.1 主板简介与类型主板简介与类型第二章第二章 计算机主板计算机主板2.1.1 主板简介主板简介第二章第二章 计算机
2、主板计算机主板2.1.2主板的作用主板的作用 主板实际上就是一块电路板，通过电路连接了各式各样的电子零件。当计算机工作时由输入设备输入数据，由CPU来完成大量的数据运算，再由主板负责组织输送到各个设备，最后经输出设备显示出来。输入设备就是键盘、鼠标等，输出设备就是显示器、打印机之类，所有输入输出过程都要靠主板上的系统芯片（南北桥芯片）来控制。第二章第二章 计算机主板计算机主板2.1.3 主板类型主板类型1按芯片组分1）Intel的产品2）VIA的芯片组产品3）NVIDIA的芯片组产品采用Intel芯片组的MSI主板 采用VIA芯片组的主板 采用NVIDIA芯片组的主板 第二章第二章 计算机主板
3、计算机主板2按CPU接口类型分 引脚式、卡式、触点式、针脚式等 3按功能分 1）PnP功能主板2）节能功能主板3）免跳线主板 能源之星标志 第二章第二章 计算机主板计算机主板4按印刷电路板制作工艺分 计算机主板是由众多电子元器件以及各类插槽组合而成的，为了固定这些元器件，需要PCB印刷电路板。PCB板的基板是由绝缘隔热、不易弯曲的树脂材料制成的，其表面可以看到的细小线路材料是铜箔，它们是连接各元器件的导线，其中布满元器件的那一面称为“零件面”，另一面则是“焊接面”。2.1.3 主板类型主板类型印刷电路板（主板的焊接面）第二章第二章 计算机主板计算机主板 按结构分：由于生产主板必须遵循行业规定的
4、技术结构标准，以保证安装时的兼容性和互换性。行业规定的技术结构标准主要有AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX以及BTX等结构。按主板的设计特点分：基于CPU的主板、基于适配电路的主板、一体化主板等类型。按厂家和品牌分，主板的生产厂家会把主板型号印主板上，可以通过型号来识别。常见的品牌有：华硕(ASUS)、技嘉(GIGABYTE)、微星(MSI)等。2.1.3 主板类型主板类型 部分厂家品牌标识第二章第二章 计算机主板计算机主板2.2主板的结构与组成主板的结构与组成2.2.1主板的结构主板的结构 主板上组合了芯片组、I/O控制芯片
5、、扩展槽、电源插座等部件。主板结构就是根据主板上各元器件的布局排列方式、尺寸大小、形状，所使用的电源规格等制定出的通用标准，所有主板厂商都必须遵循。不同的结构之间的差别主要包括尺寸大小和形状、元器件的布局、所使用的电源规格等。ATX型主板 MATX结构主板 第二章第二章 计算机主板计算机主板2.2.2主板的组成主板的组成内存插槽北桥芯片驱 动 器 接口CPU插座I/O接口电源插座面板插针BIOS芯片PCI插座集成芯片南桥芯片PCI-E插座第二章第二章 计算机主板计算机主板1.CPU插座与插座与CPU插槽插槽 1）Socket插座2）Slot插槽第二章第二章 计算机主板计算机主板2.内存插槽内存
6、插槽 168线SDRAM内存插槽 184线RDRAM内存插槽 184线DDR SDRAM内存插槽 240线DDR2 SDRAM内存插槽 240线DDR3 SDRAM内存插槽第二章第二章 计算机主板计算机主板3.BIOS芯片、CMOS芯片1）BIOS芯片 BIOS负责从开机到完成操作系统引导之前的各个部件和接口的检测、运行管理。在操作系统引导完成后，在CPU的控制下完成对存储设备和I/O设备的各种操作、系统各部件的能源管理等。石英玻璃窗口及贴有避光纸标签的BIOS2）CMOS芯片 一种用电池供电的可读写的RAM芯片，芯片内部保存着当前系统中硬件的配置信息，以备下次启动机器时完成硬件自检。主板芯片
7、组是主板的核心，性能的优劣，直接决定主板性能。主板芯片组厂商一般都将芯片组卖给主板厂商，由主板厂商来进行主板的生产。芯片组的作用：在BIOS和操作系统的控制下，按规定的技术标准和规范通过主板为CPU、内存条、显卡等部件建立可靠、正确的安装、运行环境，为各种接口的存储设备以及其它外设提供方便、可靠的接口。芯片组将CPU与主板的其他部分连接，继而与计算机的其他部分相连。芯片组从功能上由两个基本部分北桥和南桥组成，一般情况下北桥和南桥各有一个芯片组成，实际上，芯片组按其所包含的芯片个数来分，一共有三种结构：单片式、两片式、三片式。第二章第二章 计算机主板计算机主板 4.芯片组芯片组 CPU和主板上的
8、芯片进行通信,要有导线相连，这些导线的集合就叫总线。从功能上讲，总线分为3类：地址总线、控制总线、数据总线，这些总线统称为外部总线；而在CPU内部，也就是寄存器、运算器、控制器之间的通信是通过内部总线实现的。1）数据总线DB（Data Bus）用于CPU与主存储器、CPU与I/O接口之间传送数据。2）地址总线AB（Address Bus）用于CPU访问主存储器或外部设备时，传送相关的地址。3）控制总线CB（Control Bus）用于传送CPU对主存储器和外部设备的控制信号。第二章第二章 计算机主板计算机主板5总线总线 Cache 是高速缓冲存储器，存取速度远快于一般内存，是一种特殊的存储器。
9、由Cache 存储部件和Cache控制部件组成。Cache 存储部件一般采用与CPU同类型的半导体存储器件，存取速度比内存快几倍甚至十几倍。在CPU与内存之间加入Cache，Cache中存放CPU经常访问的数据，可以大大提高CPU的工作效率。第二章第二章 计算机主板计算机主板6CACHE 主板上各种扩展插槽是用来连接各种输入输出设备，是外部设备与主板之间进行数据交换的通道。第二章第二章 计算机主板计算机主板7扩展插槽扩展插槽ISA插槽PCI插槽AGP插槽2）EISA总线 EISA（Enhanced Industry Standard Architecture,扩展标准工业结构总线）是1988年
10、由Compaq等9家公司联合推出的总线标准。3）VESA总线 VESA（video electronics standard association）总线是 1992年由60家附件卡制造商联合推出的一种局部总线，简称为VL（VESA local bus）总线。4）PCI总线 PCI（peripheral component interconnect）总线是当前最流行的总线之一，是由Intel公司推出的一种局部总线。它定义了32位数据总线，且可扩展为64位。PCI总线主板插槽的体积比原ISA总线插槽还小，功能比VESA、ISA有极大的改善，支持突发读写操作，最大传输速率可达132MB/s，可同时
11、支持多组外围设备。第二章第二章 计算机主板计算机主板 AGP（Accelerated Graphics Port，图形加速端口）插槽是显卡插槽，它在内存与显卡间提供数据通道。AGP不是总线，是点对点的连接，它使控制芯片与AGP显卡直接相连，是Intel公司为提高计算机系统的3D显示速度而开发的，仅用于AGP显卡。第二章第二章 计算机主板计算机主板5）AGP插槽6）Compact PCI PCI总线的电气和软件标准加欧式卡的工业组装标准，是一种新的工业计算机标准。PCI-E即PCI Express，是串行总线，增加带宽可通过增加PCI Express传输通道实现。比起PCI以及更早期的计算机总线
12、的共享并行架构，每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到比PCI更高的带宽。相对于传统PCI总线在单一时间周期内只能实现单向传输，PCI Express的双单工连接能提供更高的传输速率和质量。第二章第二章 计算机主板计算机主板7）PCI-E总线 IDE（集成电子驱动器）接口也称PATA（并行高级技术附件）接口，用来连接硬盘、光驱等设备。第二章第二章 计算机主板计算机主板8）IDE接口 软驱接口用来连接软驱，一般主板上有一个34针（无第5针）的软驱接口，可连接两个软驱，标注为FDC或FDD或Floppy。第二章第二章 计算机主板计算机主
13、板10）软驱接口11）SATA接口 SATA（Serial ATA）接口是串行ATA接口，主要用于连接硬盘、光驱和IDE阵列等存储设备。第二章第二章 计算机主板计算机主板12）AMR、CNR、ACR接口AMR(Audio/Modem Riser，声音/调制解调器插卡)插槽 CNR插槽 ACR插槽 第二章第二章 计算机主板计算机主板8输入输入/输出接口输出接口输入/输出接口（I/O接口）是主板上用于连接各种机箱外部设备的接口。通过这些接口，可以把键盘、鼠标、打印机、扫描仪、优盘、移动硬盘等设备连接到计算机上，还可以实现计算机间的互连。目前主板上常见的输入、输出接口有键盘接口、鼠标接口、串行接口、
14、并行接口、USB接口、IEEE 1394接口等。1）主电源接口 计算机电源通过电缆连接主板电源接口为主板供电。电源接口类型依电源版本或主板标准而定。第二章第二章 计算机主板计算机主板10.电源接口ATX 12V版本标准使用的20针主电源接口 ATX 12V 2.2标准使用的24针主电源接口 目前使用最为广泛的CPU电源接口是4针12V CPU电源接口，如图所示。CPU 12V电源送给其供电电路后，必须经过滤波和稳压才能供CPU使用。多采用两相以上供电电路，每相电路由LC（电感电容）滤波器和MOSFET（金属-氧化物场效应晶体管）稳压芯片及MOSFET驱动芯片组成，也有主板采用LC滤波器与集成电
15、源模块组成电源电路。第二章第二章 计算机主板计算机主板2）CPU电源接口第二章第二章 计算机主板计算机主板3）CPU风扇电源接口4）北桥芯片风扇电源接口5）机箱风扇电源接口 I/O芯片提供对键盘、鼠标、软驱、并口、游戏摇杆等输入输出外围设备的支持，如：Winbond W83627EHF可支持键盘、鼠标、软驱、并口、游戏摇杆等传统功能，也提供对CPU温度的监控以及过压保护（OVP和OTP）。第二章第二章 计算机主板计算机主板11.I/O芯片 板时钟产生电路由石英晶体振荡器与振荡电路模块（分频器）共同组成，为CPU、内存、PCI总线等提供时钟信号。第二章第二章 计算机主板计算机主板12.时钟电路时
16、钟电路 跳线是在主板上可以进行各种硬件设置的设备，通过这些设置可以规定主板安装什么型号和规格的硬件。新型的主机板，需要跳线的地方越来越少。跳线开关（JP）由跳针和跳线帽（也称跳线环、短路环）组成，主要用于设置CPU外频、倍频、电压、清除CMOS内容等。为了跳线方便也有主板提供了DIP开关跳线。第二章第二章 计算机主板计算机主板13.跳线开关 双通道内存控制技术（简称双通道内存技术）是控制和管理内存的技术。能有效地提高内存总带宽，从而适应CPU的数据传输、处理的需要。它的技术核心在于：芯片组(北桥)可以在两个不同的数据通道上分别寻址、读取数据，内存可以达到128位的带宽。第二章第二章 计算机主板
17、计算机主板2.3主板的新技术简介1.双通道内存控制技术双通道内存控制技术 HyperTransport最初由AMD公司在1999年提出，随着AMD 64位平台的发布和推广，其应用也越来越广泛。HyperTransport是一种为主板上的集成电路互连而设计的端到端的总线技术，它可以在内存控制器、磁盘控制器以及PCI总线控制器之间提供更高的数据传输带宽。HyperTransport采用类似DDR的工作方式，即在一个系统时钟周期传输两次数据，这样在400 MHz工作频率下，相当于800 MHz的传输频率。HyperTransport的另一特点就是当数据位宽并非32bit时，可以分批传输数据来达到与3
18、2bit相同的效果。第二章第二章 计算机主板计算机主板2.HyperTransport 由于硬件的安装错误、不兼容或硬件损坏等原因，引起的硬件错误，导致轻则运行不正常，重则系统无法工作的故障。一些主板大厂都有独到的设计，譬如微星主板，用四支LED来反映主板的故障所在。而有的主板则干脆引入了Debug侦错卡的侦错技术，采用了更为直接的数码管来指出故障所在。另外，主板厂商还为主板设计了AGP保护电路，除了起显卡保护作用之外，保护电路还用一个LED发光二极管来告诉用户故障是否由显卡引起。第二章第二章 计算机主板计算机主板3硬件错误侦测1.制造工艺2.芯片组的选择3.升级和扩充4.注意散热性5.BIOS的调节能力6.留意主板的特色功能7.附带的驱动及补丁是否完善第二章第二章 计算机主板计算机主板2.4 主板的选购习题2 1、2、3、4本章教学要求本章教学要求第二章第二章 计算机主板计算机主板
