主板的結(jié)構(gòu)/工作理
發(fā)布時間：2008-07-06 閱讀數(shù)： 次 來源：網(wǎng)樂原科技
主板無疑是電腦最核心的部件。目前，奔騰主板市場空前繁榮，據(jù)《計算機(jī)世界報》報導(dǎo)，奔騰主板來自數(shù)十個生產(chǎn)廠家，有近百種之多，如何從這么多種類的主板中選擇呢？本節(jié)將從主板的原理與結(jié)構(gòu)方面出發(fā)，揭開主板的神秘面紗，使讀者對主板能有一個清晰的認(rèn)識，對選購和裝機(jī)都不無益處。
奔騰級AT主板的結(jié)構(gòu)及工作原理
奔騰級主板的結(jié)構(gòu)
下面是奔騰級主板的結(jié)構(gòu)框圖。由圖中可以看到主板上的一些主要部分。
FDC：軟驅(qū)控制器（接口）
USB：通用串行總線（接口）
SIMM：72線內(nèi)存條插槽
DIMM：168線內(nèi)存條插槽
PS／2：PS／22鼠標(biāo)接口
BIOS：基本輸入輸出系統(tǒng)
LPT：并行接口（打印口）
COM1、COM2：串行接口
顯然，主板主要由三類構(gòu)件組成：集成電路、各種插槽插座和一大塊多層電路板。在主板上的眾多集成電路中，有著重要程度上的差別。圖中有陰影的幾個集成電路決定了主板的性能，這幾個集成電路稱為“芯片組”或“套片”，包括PCM芯片、LBX芯片、SIO芯片。
奔騰主板的工作原理
PCI ISA總線奔騰主板中，CPU只與套片（芯片組）直接打交道，套片作為CPU的全權(quán)代表，處理CPU與內(nèi)存、高速緩存、PCI插卡、ISA插卡、硬盤等外部設(shè)備的通信。各芯片的作用如下：
1. PCI、內(nèi)存、Cache控制器（PCMC）芯片
PCMC是“PCI、Cache and Memory Controller”的縮寫，從名字上就可以看出來，它的作用是：管理PCI總線、管理Cache、管理內(nèi)存。
由于PCMC內(nèi)的二級Cache控制器只支持256KB或512KB的二級Cache，于是采用Intel套片的主板就沒有提供其它容量Cache。如果你聽到某個主板聲稱自己支持1024KB的Cache，那就說明它用的肯定不是Intel的套片。
另外，在PCMC內(nèi)還集成有DRAM控制器，負(fù)責(zé)DRAM的刷新、讀寫和被Cache。因此，主板支持的內(nèi)存種類、內(nèi)存的最大容量也不是任意的，主板生產(chǎn)商在這方面依然只能服從這些限制。
2.局部總線加速器（LBX）芯片
LBX是“Local Bus Accellerator”的縮寫，它具有下列主要功能：
◇提供64位的DRAM界面，支持猝發(fā)式讀寫。支持的內(nèi)存讀寫方式和讀寫周期也會影響主板的性能。
◇提供32位的PCI界面。LBX與PCMC一起作為CPU總線到PCI總線的橋梁，提供了PCI總線。
◇提供CUP與內(nèi)存、CPU與PCI總線、內(nèi)存與PCI總線之間的讀寫緩沖，提高數(shù)據(jù)傳輸速度。這些緩沖的大小將影響主機(jī)板的性能。FX套片性能不如HX、VX套片，部分原因就在于其讀寫緩沖較小。
◇某些版本的LBX還支持內(nèi)存校驗(yàn)和糾錯。
3.系統(tǒng)I／O（SIO）芯片
SIO是“System I／O”的縮寫，具有下列主要功能：
◇作為PCI總線到ISA總線的橋梁，提供ISA總線，并且負(fù)責(zé)ISA設(shè)備的仲裁。
◇集成82C54實(shí)時鐘，用于系統(tǒng)時鐘、內(nèi)存刷新、揚(yáng)聲器發(fā)聲。
◇支持X工具總線。X工具總線的作用是連接多功能I／O芯片、鍵盤、實(shí)時鐘和BIOS片選。多功能I／O芯片提供了雙串口、一并口、軟驅(qū)接口。有的I／O芯片還提供了游戲桿接口。
◇集成2個82C59中斷控制器，管理系統(tǒng)硬件中斷。
◇支持CPU的系統(tǒng)管理模式，用于綠色功能，能讓CPU進(jìn)入省電的休眠狀態(tài)或者在需要的時候喚醒CPU。
◇提供2個增強(qiáng)型DMA控制器，支持多種DMA功能。
◇最新的SIO還支持USB總線接口。
奔騰級ATX主板的結(jié)構(gòu)及工作原理
下圖是ATX主板的結(jié)構(gòu)框圖。是當(dāng)前的主流機(jī)采用的主板。
1.ISA擴(kuò)展槽
這種擴(kuò)展槽的顏色一般是黑的，在80X86系列電腦中，除了最早的XT機(jī)的主板，幾乎所有主板都有數(shù)個ISA擴(kuò)展槽，圖中的主板具有4個ISA槽。顧名思義，擴(kuò)展槽是用來擴(kuò)展計算機(jī)功能用的。比如，購買了一塊聲卡，需要一個擴(kuò)展槽，購買了一塊解壓卡，也需要將它插到一個擴(kuò)展槽里。插在Pentium機(jī)ISA槽內(nèi)的卡除了上述兩種外，常見的還有：網(wǎng)卡、SCSI卡、內(nèi)置Modem等。
2.I／O芯片
幾乎所有的Pentium主板都自帶I／O電路。Pentium主板上的I／O芯片最常見的是Winbond公司的W83787和W83786。I／O芯片的功能是提供軟驅(qū)接口、串并行通信口等等。
3.PCI擴(kuò)展槽
同ISA擴(kuò)展槽相比，PCI擴(kuò)展槽的長度要短得多，而且顏色一般都是白的。仔細(xì)觀察，PCI擴(kuò)展槽內(nèi)引線與引線的距離比較近，因此PCI卡上面的引線并不少于ISA卡。常見的PCI卡有PCI顯示卡、PCI接口的SCSI卡和網(wǎng)卡。
4.168線內(nèi)存插槽
168線內(nèi)存可以提供64位線寬的數(shù)據(jù)，因此使用一條就可以啟動Pentium系統(tǒng)。圖中的主板有3個168線內(nèi)存槽，目前新的主板一般有兩個或四個168線內(nèi)存槽，擴(kuò)展內(nèi)存很方便。常見的168線內(nèi)存大多是SDRAM（Synchronous DRAM，同步內(nèi)存），其效率要比EDO和FPM內(nèi)存高，使得整個系統(tǒng)性能也有一定的提升。目前常見的SDRAM的速度是66MHz的，83MHz和100MHz的也開始上市。
5.72線內(nèi)存槽
與168線內(nèi)存相比，其長度顯然短多了。一條72線的內(nèi)存可提供32位線寬的數(shù)據(jù)，由于Pentium芯片是64位的，因此，除了少數(shù)特別設(shè)計的Pentium主板，大部分都需要兩條72線內(nèi)存條才能啟動系統(tǒng)。該主板只有四個72線槽。目前，72線條內(nèi)存正象30線內(nèi)存條一樣遭到淘汰。72線內(nèi)存常見的有EDO RAM（Extended Data Outup RAM，EDO內(nèi)存）和FPM RAM（Fast Page Mode RAM，普通內(nèi)存）。一般EDO RAM的速度為40～60ns，F(xiàn)PM RAM速度為60～70ns。注意，雖然很多系統(tǒng)聲稱支持SD RAM和EDO RAM混用，但最好不要這樣做，這對系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全不利。
6. LPT1、COM1和COM2通信口、USB接口
ATX主板上集成了這幾個串并行通信口。并行通信接口LPT1（俗稱打印口，因?yàn)樗＝哟蛴C(jī)）在上面，兩個串行通信接口COM在下面。AT主板則要用排線把端口連到機(jī)箱上，在主板只有I／O芯片。
COM口上一般可以接鼠標(biāo)、外置Modem等。通過“直接電纜連接”(Windows 95)、Inter link／Inter server(DOS 6.X以上）和Laplink(Pctools高版本）等程序和通信線，這幾個接口也可以用于短距離的微機(jī)間數(shù)據(jù)傳輸。由于并行口傳輸速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于串行口，大量數(shù)據(jù)傳輸時推薦采用并行口。Pentium主板上的并行口一般都可以設(shè)置為EPP(Enhanced Paralel Port，增強(qiáng)并行口）方式，比傳統(tǒng)的SPP(Standard Parallel Port)方式速度更快。
USB即通用串行接口的意思，它可以實(shí)現(xiàn)機(jī)箱外的熱即插即用，而且可連接的設(shè)備多達(dá)127個。不過USB似乎總是“雷聲大、雨點(diǎn)小”，至今未見多少實(shí)際行動，主板上的這兩個USB接口無非是個高級擺設(shè)而已。
7.鍵盤接口
用于外接鍵盤。
8. PS／2鼠標(biāo)接口
俗稱圓口鼠標(biāo)接口，若使用圓口鼠標(biāo)，就可省下一個COM口。
9. ATX電源接口
ATX主板上另一處明顯特征，就是這個電源插座了。ATX電源插座是20芯雙排插座，必須使用ATX電源。相應(yīng)地，ATX電源插頭變成了20芯大插頭。使用ATX電源除了享受軟關(guān)機(jī)的樂趣之外，裝機(jī)時也省了不少事，起碼不用擔(dān)心插錯電源插頭。
10.電容、降壓芯片和扼流圈（電感）
盡管ATX電源可以直接輸出3.XV的電壓，但是很多CPU需要雙電壓或更低的電壓，因此降壓電路還是必要的。在以前的主板中，常常采用線性調(diào)壓電路，“多余的”電壓和功率都消耗在降壓集成電路上了。目前的主板幾乎都采用了開關(guān)電源（Switching Power Supply）調(diào)壓電路，開關(guān)電源的功耗更少，效率更高，可以輸出的功率更大（華碩的P2L97AGP主板就是用的開關(guān)電源調(diào)壓電路），開關(guān)電源需要用容量相對較大的電解電容和扼流圈（一個圓磁環(huán)，上面繞了幾圈漆包線）濾波，保證平直的輸出電壓。
11.二級高速緩存
隨著芯片集成度的提高，Pentium主板上的二級Cache從最初的256K異步緩存發(fā)展到256K同步緩存（可擴(kuò)至512K），后來又發(fā)展到512K在板的同步緩存。在TX主板上，512K同步緩存已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)配置。
12.CPU插座
這是標(biāo)準(zhǔn)的Socket7型插座，這種插座一般都可以支持Intel P54C系列、P55C系列（帶有MMX技術(shù)的Pentium）；AMD的K5和K6系列；Cyrix／IBM的6X86(M1)系列和6X86MX系列。
仔細(xì)觀察CPU插座上的針孔，可以發(fā)現(xiàn)左下角最外層缺了一個孔。這是CPU的定位標(biāo)記。CPU背面的某個角上常有一個白點(diǎn)或缺一小塊，這是表示集成電路1號腳位置，只要將它和插座的定位標(biāo)記對準(zhǔn)，然后插進(jìn)去就可以了。一般插錯了方向是插不進(jìn)去的。
13.EIDE接口
幾乎所有的Pentium主板都提供兩個EIDE接口，總共可以接四個EIDE設(shè)備，如硬盤、光驅(qū)等。若只有一個硬盤和一個光驅(qū)，推薦將硬盤接在IDE1口上，光驅(qū)接在IDE2口上，光驅(qū)和硬盤均跳為Master。這樣接不但可以提高系統(tǒng)的效率，而且可以解決老版本的Windows 95播放VCD的問題。EIDE接口和軟驅(qū)接口的區(qū)別是：EIDE口（40Pin）總是有兩個同樣大的插座并排在一起，且比軟驅(qū)接口長一些。在各種接口的旁邊通常都有圖表示何處是1號針。
14.軟驅(qū)接口
軟驅(qū)接口是34Pin的，目前幾乎所有的機(jī)器都只配一個3英?1.44M的軟驅(qū)。希望以后能將3英?軟驅(qū)淘汰掉，改用Zip或LS－120新型大容量軟驅(qū)。
15.芯片組
芯片組是主板上最重要的部分，一共有兩片，大小略有差別。它的作用通俗地講，就是負(fù)責(zé)指揮、調(diào)度主板上各元件協(xié)同工作，也有將它比作神經(jīng)中樞的。由此習(xí)慣上才會把采用某某芯片組的主板直呼作某某主板（如采用Intel 82430TX芯片組的奔騰主板稱作TX主板，采用Intel 82440FX芯片組的主板叫做FX主板等等）。
上圖采用了Intel的82430TX芯片組。TX芯片組對SDRAM的支持更好，更好地支持帶MMX技術(shù)的CPU芯片（以前的HX和VX主板能支持MMX，但沒有針對MMX進(jìn)行優(yōu)化），支持硬盤的Ultra DMA33模式，大大提高了硬盤的數(shù)據(jù)傳輸速度。Qunatum的Fireball四代支持Ultra DMA33。TX芯片組的兩塊芯片分別是FW82439TX和FW82371AB。
從奔騰時代開始，Intel 的芯片組經(jīng)歷了82430FX、82430HX、82430VX、82440FX、82440LX 、82440BX幾代，其外頻由66MHz到100MHz。
16.電池
電池是用來保持COMS數(shù)據(jù)和時鐘的運(yùn)轉(zhuǎn)而設(shè)的?！暗綦姟本褪侵鸽姵貨]電了，不能保持COMS中存儲的數(shù)據(jù)，關(guān)機(jī)后時鐘也不走了，再開機(jī)要重新設(shè)置COMS中的數(shù)據(jù)，機(jī)器才能啟動。Pentium主板上有用鋰電池的（如圖示主板），也有用全密封電池的（如聯(lián)訊8661主板，電池、時鐘等做在一起，像塊大的集成電路一樣，可以從主板上拔起來）。電池附近常常有一個跳線，如果你的機(jī)器加了密碼，自己忘記了，且不知道通用密碼或沒有通用密碼，就可以用這個跳線放電，然后就可以去掉密碼了──當(dāng)然，你的很多設(shè)置也要重新來過。
17.Flash ROM BIOS
開機(jī)時按Del后進(jìn)入的程序就是BIOS程序。Flash ROM BIOS的好處是升級比較方便，只要有了合適的升級文件（可以從主板廠商的主頁下載），熟練的用戶可以自己升級。一般Flash ROM BIOS有5V和12V兩種寫入電壓，升級時要注意選對合適的寫電壓。主板上一般有跳線選擇，但很多主板上這個跳線是死的，廠家已經(jīng)給你正確選擇了。
18.AGP插槽
新近出品的高性能ATX主板還帶有一個短短的褐色插槽，這便是AGP槽，供插上AGP顯示卡。
目前AGP顯示卡遵循的是66MHz AGP V1.0設(shè)計規(guī)范，峰值傳輸率為266MB／s（1×模式），最高可達(dá)532MB／s（2×模式），大大提高了3D游戲、立體貼圖和多媒體應(yīng)用程序的使用效果。AGP顯示卡的安裝使用與普通顯示卡并無二致，只須把AGP顯示卡直接插在AGP插槽上就行了。
不過在圖形處理加快的同時，也帶來了一些負(fù)面影響，那就是發(fā)熱要厲害多了，以致于某些AGP顯示卡需要加裝專門的散熱風(fēng)扇。
19.紅外線接頭
幾乎每一款A(yù)TX主板上，都有一個標(biāo)有IrDA Port的接頭，稱之為紅外線接頭，其作用是可擴(kuò)充使用紅外線控制的設(shè)備，如打印機(jī)、鍵盤、鼠標(biāo)等等，可去掉討厭的數(shù)據(jù)線，方便設(shè)備的使用和共享?？上?，真正用到此功能的用戶少之又少，基本上也是主板上的一個高級擺設(shè)。
Pentium Ⅱ(多能＋高 能奔騰)主板的結(jié)構(gòu)
目前 Pentium Ⅱ級的主板多數(shù)都是使用的ATX架構(gòu)的主板，其結(jié)構(gòu)工作原理與上述的奔騰級ATX主板基本相同，也由相同幾部分構(gòu)成。
1.CPU插槽
為了適應(yīng)Pentium Ⅱ 芯片的需要，在Pentium Ⅱ 的主板上都設(shè)置有Slot1 CPU SEC插槽，并配有專用的Pentium Ⅱ 芯片支架。不管是ATX架構(gòu)或AT架構(gòu)的Pentium Ⅱ 主板都必 須設(shè)置Slot1 CPU SE插槽才能安裝Pentium Ⅱ 芯片。
2.芯片組
目前在Pentium Ⅱ 的主板上都使用Intel82440LX或Intel82440BX檔次的芯片組。支持A GP（Accelerated Graphics Port）總線接口，可以使用AGP總線的3D圖形視頻加速顯示卡。支持168線的DIMM EDORAM和SDRAM內(nèi)存。提供2組EIDE接口，除了支持PIO Mode 3，PIO Mode 4和DMA Mode 2接口規(guī)范外，還支持Ultra DMA／33接口規(guī)范。可以使用具有紅外線傳輸功能的部件，提供多種系統(tǒng)監(jiān)控功能和電源管理功能等。
3.AGP插槽
目前在Pentium Ⅱ 級的主板上，不論是AT主板，還是ATX主板，都設(shè)置有AGP插槽，以充分發(fā)揮Pentium Ⅱ 芯片3D處理的性能。
4.PCI和ISA插槽
5.168線內(nèi)存插槽
在AT架構(gòu)和ATX架構(gòu)的Pentium Ⅱ 級的主板上，幾乎都只配有168線的DIMM槽，只有極少數(shù)AT架構(gòu)的Pentium Ⅱ 主板上配有72線的DIMM槽(如微星的MS－6118 AT架構(gòu)的主板上， 設(shè)置有三個168線的DIMM槽和二個72線的DIMM槽)。
6.EIDE
與上面的奔騰級主板一樣，在所有的Pentium Ⅱ主板都提供兩個EIDE接口，總共可以接四個EIDE設(shè)備，如硬盤、光驅(qū)等。
7.軟驅(qū)接口
軟驅(qū)接口是34Pin的，目前幾乎所有的機(jī)器都只配一個3英寸1.44M的軟驅(qū)。一些新的Pen tiumⅡ主板都支持軟驅(qū)的新標(biāo)準(zhǔn)Zip或LS－120大容量軟驅(qū)（如華碩的SP98AGP－X主板）?！ ?.通信接口
只要是ATX架構(gòu)的Pentium Ⅱ 主板，在主板上都設(shè)置有一個并行接口LPT1和兩個串行通信接口COM1和COM22。另外，有一個PS／2鍵盤接口和一個PS／2鼠標(biāo)接口。有的主板上還設(shè)置有音頻接口和游戲接口，如華碩的SP98AGP－X主板等。
9.Flash BIOS
10.ATX電源接口
與前述的ATX電源接口一樣，使用ATX電源后可以實(shí)現(xiàn)軟件關(guān)機(jī)、網(wǎng)絡(luò)喚醒開機(jī)等功能。
桂公網(wǎng)安備45010502000253號
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