计算机组装与维护课件第2章-计算机主板

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,计算机组装与维修技术,第,2,章,计算机主板,计算机组装与维修技术,2.2,计算机主板概述,2.3,主板的体系结构,2.1,工作场景导入,本章内容,2.4,主板芯片组,2.5,主板的选购,2.6,回到工作场景,2.7,工作实训营,2.2 计算机主板概述2.3 主板的体系结构 2.1,2.1,工作场景导入,【工作场景】,学习了计算机软硬件的基本构成后，小钱从选购主板开始，实施了自己的,DIY,计划。电脑卖场的销售经理询问了小钱的具体需求,(,办公、看高清电影、玩游戏,),及大致预算后，为他推荐了五款主板：技嘉,GA-890GPA-UD3H,、华硕,M4A88TD-M,、华擎,890GMH/USB3,、双敏,UR880GT,全固态特供版、盈通,A890GX,战神，让其从中选择。,(1),主板的主要部件包括哪些？,(2),主板有哪些主要的技术参数？,(3),主板的选购应注意哪些方面？,2.1工作场景导入【工作场景】,2.2,计算机主板概述,计算机的主板,(Mainboard),或称“系统板”,(Systemboard),，或“母板”,(Motherboard),，是计算机用来连接、协调其他各部件的关键部件。计算机主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，主要有,CPU,插座、南,/,北桥芯片、外设扩展插槽、内存插槽、磁盘接口、电源插座，以及各种,I/O,设备接口等，如图,2-1,所示。,图,2-1,计算机主板的基本结构,2.2 计算机主板概述,计算机主板关系着整个计算机的性能、稳定性和可用性。一台计算机的几乎所有技术都可以从计算机主板中得到体现，因为它是连接其他各部件的，必须要有相应的技术来支持。当然这其中主要决定于主板的芯片组。芯片组是计算机主板上的各种部件接口的提供者，也是对应计算机技术的最终体现者，具体将在后面相应介绍。,2.2,计算机主板概述,计算机主板关系着整个计算机的性能、稳定性和可用性。一台计算机,2.3,主板的体系结构,主板是计算机中最重要的部件之一，是整个计算机工作的基础。主板的中心任务是维系,CPU,与外部设备之间的协同工作，不出差错。下面将对它的体系结构做详细的介绍。,2.3主板的体系结构主板是计算机中最重要的部件之一，是整个计,2.3,主板的体系结构,2.3.1,主板的主要部件,主板所用的,PCB,是由几层树脂材料黏合在一起的，内部采用铜箔走线。一般的,PCB,线路板分为四层或六层，最上和最下的两层是信号层，中间层是接地层和电源层，如图,2-2,所示。,（,a,）,四层印刷电路板,(b),六层印刷电路板,2.3主板的体系结构2.3.1 主板的主要部件,2.3,主板的体系结构,根据主板的不同结构和种类，主板上部件的种类有所区别，但主要的部件都是一致的。如图,2-3,所示为华硕,Commando,主板外观。,图,2-3,华硕,Commando,主板,2.3主板的体系结构根据主板的不同结构和种类，主板上部件的种,11.3 计算机故障的维修方法,2.3.2,主板的结构规范,主板的结构规范指的是主板的尺寸及其上各部件的布局形式以及电子电路所符合的工业设计规范。,主板采用开放式结构，板上一般集成芯片组、各种,I/O,控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯接插件、扩展槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元器件。常见的主板结构规范主要有,AT,、,FullAT,、,BabyAT,、,ATX,、,MiniATX,、,MicroATX,、,LPX,、,NLX,和,FlexATX,等结构。,1.AT,结构,AT,结构是一种工业标准，推出时间较早。,AT,主板尺寸较大，板上可放置较多元件和扩充插槽，主板的左上方有,8,个,I/O,扩充插槽，使用,AT,电源，如图,2-4,所示。,11.3 计算机故障的维修方法2.3.2 主板的结构规范,图,2-4 AT,结构主板,2.3,主板的体系结构,图2-4 AT结构主板2.3主板的体系结构,2.3.3,南北桥体系结构,从英特尔奔腾到奔腾四，再到酷睿，主板上的芯片组的结构和作用都没有太大的变化，一般分为两部分，由两块集成芯片组成，通过专用总线进行连接，这就是我们所称的“桥”。简单来说，桥就是一个总线转换器和控制器，它实现各类微处理器总线通过一个,PCI,总线进行连接的标准，可见，桥是不对称的。在桥的内部包含有兼容协议以及总线信号线和数据的缓冲电路，以便把一条总线映射到另一条总线上。,目前流行的主板上有两块桥，一块负责与,CPU,、内存、显卡连接，另一块与,ISA,、,PCI,总线上的各种板卡、键盘、鼠标、,USB,接口等输入,/,输出设备进行连接。我们习惯上将与,CPU,连接的芯片称为北桥，与,I/O,设备连接的芯片称为南桥。,但是随着酷睿,i3,、,i5,新处理器的出现，由于芯片集成技术的提高，,CPU,生产商将内存控制器及显示控制器都集成到了,CPU,内部，这使得主板上已没有传统意义上的“北桥”，而只有一个相当于“南桥”的芯片了，典型的例子如,H55,主板,。,2.3,主板的体系结构,2.3.3 南北桥体系结构2.3主板的体系结构,2.3.4,主板上的总线及主要技术参数,1.,主板上的总线,所谓总线，笼统地说就是一组进行互连和传输信息,(,指令、数据和地址,),的信号线。计算机的总线都有特定的含义，如“局部总线”、“系统总线”等。,1),局部总线,2),系统总线,3),通信总线,2.3,主板的体系结构,2.3.4 主板上的总线及主要技术参数2.3主板的体系结构,按性质和应用来划分，一般可将总线划分为如下,3,类。,1),局部总线,在以,Windows,为代表的图形用户接口,(GUI),进入,PC,机之后，要求有高速的图形描绘能力和,I/O,处理能力。这不仅要求图形适配卡要改善其性能，也对总线的速度提出了挑战。实际上当时外设的速度已有了很大的提高，如硬磁盘与控制器之间的数据传输率已达,10MB/s,以上，图形控制器和显示器之间的数据传输率也达到,69MB/s,。通常认为,I/O,总线的速度应为外设速度的,3,5,倍。因此原有的,ISA,、,EISA,总线已远远不能适应要求，而成为整个系统的主要瓶颈。,2.3,主板的体系结构,按性质和应用来划分，一般可将总线划分为如下3类。2.3主板的,局部总线是,PC,体系结构的重大发展。它打破了数据,I/O,的瓶颈，使高性能,CPU,的功能得以充分发挥。从结构上看，所谓局部总线是在,ISA,总线和,CPU,总线之间增加的一级总线或管理层。这样可将一些高速外设,(,如图形卡、硬盘控制器等,),从,ISA,总线上卸下,而通过局部总线直接挂接到,CPU,总线上，使之与高速的,CPU,总线相匹配。,而采用,PCI,总线后，数据宽度升级到,64,位，总线工作频率为,33.3MHz,，数据传输率,(,带宽,),可达,266MB/s,。所以采用,PCI,总线大大解决了数据的,I/O,瓶颈，使计算机能够更好地发挥性能。,2.3,主板的体系结构,局部总线是PC体系结构的重大发展。它打破了数据I/O的瓶颈，,尽管,PCI-E,技术规格允许实现,X1(250MB/s),、,X2,、,X4,、,X8,、,X12,、,X16,和,X32,通道规格，但是依目前形式来看，,PCI-E X1,和,PCI-E X16,已成为,PCI-E,主流规格，同时很多芯片组厂商在南桥芯片当中添加了对,PCI-E X1,的支持，在北桥芯片当中添加了对,PCI-E X16,的支持。除去提供极高数据传输带宽之外，,PCI-E,因为采用串行数据包方式传递数据，所以,PCI-E,接口每个针脚可以获得比传统,I/O,标准更多的带宽，这样就可以降低,PCI-E,设备的生产成本和体积。另外，,PCI-E,也支持高阶电源管理，支持热插拔，支持数据同步传输，可为优先传输数据进行带宽优化。,PCI-E,插槽一般较好区分，它与,PCI,插槽的颜色、结构都不一样，无须担心会插错。图,2-8,所示为,PCI,插槽及,PCI-EX1,和,PCI-EX16,两种规格的,PCI-E,插槽。,2.3,主板的体系结构,尽管PCI-E技术规格允许实现X1(250MB/s)、X2、,现在的,PC,机主板上都提供了新的总线插槽,PCI-E(PCI-Express),。,PCI-E,是最新的总线和接口标准，它原来的名称为,3GIO,，喻义为第三代输入,/,输出接口，是由,Intel,公司提出的，交由,PCI-SIG(PCI,特殊兴趣组织,),认证发布后才改名为,PCI-Express,。这个新标准将全面取代现行的,PCI,和,AGP,，最终实现总线标准的统一。,PCI-E,采用了目前业内流行的点对点串行连接，比起,PCI,以及更早期的计算机总线的共享并行架构，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,PCI,所不能提供的高带宽。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-E,的双单工连接能提供更高的传输速率和质量，它们之间的差异跟半双工和全双工类似。,2.3,主板的体系结构,现在的PC机主板上都提供了新的总线插槽PCI-E(PCI,PCI-E,的接口根据总线位宽不同而有所差异，包括,X1,、,X2,、,X4,、,X8,以及,X16,，而,X2,模式将用于内部接口而非插槽模式。,PCI-E,规格从,1,条通道连接到,32,条通道连接，有非常强的伸缩性，以满足不同系统设备对数据传输带宽不同的需求。此外，较短的,PCI-E,卡可以插入较长的,PCI-E,插槽中使用，,PCI-E,接口还能够支持热插拔，这也是个不小的飞跃。,PCI-E X1,的,250MB/s,传输速度已经可以满足主流声效芯片、网卡芯片和存储设备对数据传输带宽的需求，但是远远无法满足图形芯片对数据传输带宽的需求。因此，用于取代,AGP,接口的,PCI-E,接口位宽为,X16,，能够提供,5GB/s,的带宽，即便有编码上的损耗，但仍能够提供约为,4GB/s,左右的实际带宽，远远超过,AGP 8X,的,2.1GB/s,的带宽。,2.3,主板的体系结构,PCI-E的接口根据总线位宽不同而有所差异，包括X1、X2、,2.,主板的主要技术参数,1),速度,现在的多媒体应用使得,CPU,要处理的数据和外设之间交换的数据量大为增加，而,CPU,与内存、,CPU,与外设,(,显示卡、,IDE,设备等,),、外设与外设的数据通道都集成在主板上。主板的速度制约着整机系统的速度。,2),稳定性,计算机的各部件都可能出现性能不够稳定的情况，但都不如主板对系统的影响大。一块稳定性欠佳的主板会在使用一段时间后暴露出其弱点，而这种不稳定性往往以较隐蔽的方式表现出来，例如找不到,IDE,硬盘，显示器无显示，死机等，让人误以为是,CPU,或外设出了问题，而实际上是由于主板的性能不稳定所造成的。,2.3,主板的体系结构,2.主板的主要技术参数2.3主板的体系结构,芯片组,(Chip Set),是主板的核心组成部分,(,见图,2-9),，根据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，下面分别予以介绍。,图,2-9,主板功能图解,2.4,主板芯片组,2.4.1,主板芯片组的结构,芯片组(Chip Set)是主板的核心组成部分(见图2-9),北桥芯片负责,CPU,和内存、显卡之间的数据交换，南桥芯片负责,CPU,和,PCI,总线以及外部设备之间的数据交换。在,ATX,结构的主板中,(,也就是现在绝大多数主板中,),，靠近,CPU,的那个芯片是北桥芯片，它是主板上最