计算机组成原理第三章主板.ppt

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1、第四章第四章 主主 板板第三章第三章 主主 板板3.1 3.1 主板概述主板概述3.2 3.2 主板的关键部件主板的关键部件 3.3 3.3 总线与接口总线与接口 3.3 3.3 主板的新技术主板的新技术3.5 3.5 主板使用过程中的若干问题主板使用过程中的若干问题3.6 3.6 主板的选择主板的选择 第四章第四章 主主 板板3.1 主板概述主板概述n主板(MotherBoard)又名主机板、母板(MotherBoard)或者系统板(SystemBoard)。在微型计算机中，主板上几乎集中了计算机的主要电路部件和接口电路，CPU、内存条、鼠标、键盘、软硬盘和各种扩充卡等都直接或通过扩充槽安装

2、、接插在主板上。对于电脑主机来说，主板是一切的基础，它既是连接各个部件的物理通路，也是各部件之间数据传输的逻辑通路。第四章第四章 主主 板板在主机板上通常有CPU（中央处理单元），基本存储器ROM（只读存储器，用来保存一些关机后也不能消失的程序和数据，如BIOS）和RAM（随机读写存储器）以及输入/输出(I/O)控制电路、扩充插槽，键盘接口及面板控制开关和指示灯联接用的接插件，直流电源供电接插件等。第四章第四章 主主 板板第四章第四章 主主 板板CMOS电池SATA接口IDE插槽软驱插槽电源插槽内存插槽CPU插槽北桥芯片AGP插槽PCI插槽BIOS芯片南桥芯片第四章第四章 主主 板板3.1.1

3、 主板结构概览主板结构概览主板上主要的部件包括：总线和总线插槽(又称为扩充槽)、CPU插槽、内存插槽、控制芯片组、ROM BIOS、高速缓冲存储器、串行接口、并行接口、USB接口、键盘接口、鼠标接口、软盘接口、IDE接口(可接硬盘和光驱)、电源插座等。最新型的一体化主板甚至还集成了显示卡、声效卡、网络卡、调制解调卡等接口部件，使用户不用再购买这类插卡就可以组成一台多媒体个人计算机。第四章第四章 主主 板板主板的结构有主板的结构有AT主板和主板和ATX主板，最新结构的主板为主板，最新结构的主板为NLX主板主板各种结构的主板之间主要的区别在于各部件在主板上的排列不同、电源的接口外形及控制方式不同排

4、列不同、电源的接口外形及控制方式不同ATX对AT、BabyAT主板布局进行了改进，并且ATX机箱还有下面几项独到的创新：兼容性与可扩充性增强的电源管理第四章第四章 主主 板板AT主板主板第四章第四章 主主 板板ATX主板主板第四章第四章 主主 板板主板按所适合的CPU的接口形式上还分为Socket和Slot两大阵营第四章第四章 主主 板板3.1.2 主板的分类主板的分类1、按主板所适合的CPU分类：386主板、386主板、奔腾主板、Pentium/Pentium Pentium 3主板、Celeron(赛扬)主板、K7主板等；2、按主板所适合的CPU的接口形式分类：Socket(插座)类主板、

5、Slot(插槽)类主板；3、按主板所采用的芯片组类型分类：Intel系列芯片组主板和非Intel系列芯片组主板；4、按主板结构尺寸分类：AT标准结构尺寸主板、袖珍AT结构尺寸主板、ATX（ATextension,AT扩展型）主板、一体化（ALLinone）主板、NLXIntel最新的主板结构第四章第四章 主主 板板显示卡的功能一般整合到北桥芯片中，整合显示卡的一个重要特点就是显示内存采用共享主板上的内存。第四章第四章 主主 板板第四章第四章 主主 板板第四章第四章 主主 板板第四章第四章 主主 板板第四章第四章 主主 板板3.1.3 主板的主要性能指标主板的主要性能指标1.采用何种芯片组芯片组

6、是整个主板的灵魂7.支持的CPU主频及倍率的能力2.支持各种CPU的能力5.I/O与I/O扩展支持能力6.CPU电源电压调节范围3.系统BIOS3.支持的内存容量、类型及板上L2Cache的能力8.其他功能与技术第四章第四章 主主 板板3.2 主板的关键部件主板的关键部件 第四章第四章 主主 板板第四章第四章 主主 板板PCI插槽主板接口CPU插座风扇固定槽内存插槽ATX电源插座IDE接口CMOS电池软驱接口SATA接口AGP插槽南桥芯片北桥芯片第四章第四章 主主 板板第四章第四章 主主 板板3.2.1 主板的基本构成主板的基本构成主板所用的PCB（PrintedCircuitBoard，印刷

7、电路板）是由几层树脂材料粘合在一起的，内部采用铜箔走线。一般的PCB线路板分有四层，最上和最下的两层是信号层，中间两层是接地层和电源层。第四章第四章 主主 板板1.CPU插槽ZIF(ZeroInsertionForce，零插力拔)第四章第四章 主主 板板2.内存插槽内存条插槽的作用是安装内存条，目前流行的内存条有SDRAM、DDRSDRAM和DDR2SDRAM内存条，相应的内存插槽也有三种，如图第四章第四章 主主 板板3.芯片组芯片组一般分为南、北桥芯片。南桥芯片管理IDE、PCI总线与硬件监控；北桥芯片负责管理CPU、AGP总线以及内存间的数据交流。在英特尔的i81X芯片组中，它们分别叫做G

8、MCH和ICH，而合称就是芯片组。第四章第四章 主主 板板3.总线扩展槽主板上的扩展插槽是主板通过系统总线与外部设备联系的通道，用来扩展系统的各种接口卡，(如显示接口卡、声卡、解压卡、调制解调器传真卡等)都插在扩展插槽上。总线扩展槽类型有ISA、EISA、VESA和PCI等。第四章第四章 主主 板板5.AGP插槽AGP接口(AcceleratedGraphicsPort高速图形端口)，AGP插槽就是用来插AGP显示卡用的。第四章第四章 主主 板板第四章第四章 主主 板板6.PCI-E插槽n目前，由Intel等多家厂商联合推出了新一代扩展接口PCI-Express（简称PCI-E）。该接口采用串

9、行传输的方式，与SATA类似，PCI-E规格支持双向数据传输，最低的PCI-Ex1每向数据传输带宽都高达250MB/s，足以应付声卡、网卡和存储设备对数据传输带宽的需求。而PCI-E显卡接口则采用PCI-Ex16规格，其单向传输带宽为16250MB/s=3GB/s，远远高于AGP接口所提供的带宽，未来的显卡都将采用该接口，主板就已不再使用AGP接口了。第四章第四章 主主 板板第四章第四章 主主 板板7.IDE接口IDE接口中有30根针，和IDE数据线里的30条线一一对应。而底座上的那个小小的缺口，同时具有防反插和定位的作用，IDE数据线只有把接头上的那个箭头状突起对准这个缺口，才能插入。8.软

10、驱接口第四章第四章 主主 板板第四章第四章 主主 板板9SerialATA接口插座随着SerialATA（简称SATA）硬盘的出现，SATA接口也开始大量出现在主板上。带有SATA接口的主板如图3-11所示。第四章第四章 主主 板板10.BIOS芯片nBIOS英文BasicInput/outputSystem的缩写，意思是“基本输入/输出系统”。它是操作系统和硬件之间连接的桥梁，负责在电脑开启时检测、初始化系统设备、装入操作系统并调度操作系统向硬件发出的指令，是一个高深莫测的系统模块。nBIOS芯片AWARD，AMI，一小部分是PHOENIX第四章第四章 主主 板板11.缓存CacheSRAM

11、叫静态内存，“静态”指的是当我们将一笔数据写入SRAM后，除非重新写入新数据或关闭电源，否则写入的数据保持不变第四章第四章 主主 板板12.CNR插槽CNR插槽是Intel公司推出i815芯片时同时开发的一种全新的扩展插槽。它的前身是AMR插槽,AMR(Audio/ModemRiser),根据AC97规范所设计的声卡、Modem专用插槽。13.其它常规接口两串一并，串口所遵循的标准为RS-232，插座类型为9针或25针D形插座，用来连接外置Modem、老式鼠标等设备。并口早先使用的是Centronics标准并口，如今遵循的是EPP或ECP规范，用来连接打印机。PS/2接口，一个接口连接键盘，一

12、个接口连接鼠标。在符合PC99规范的主板中，这几个接口的颜色都是按照国际通用标准来确定的。USB接口，随着USB接口的键盘、鼠标、打印机、扫描仪、移动存储器、数码相机、摄像头等新一代外设的登场。第四章第四章 主主 板板第四章第四章 主主 板板第四章第四章 主主 板板第四章第四章 主主 板板第四章第四章 主主 板板第四章第四章 主主 板板第四章第四章 主主 板板第四章第四章 主主 板板3.2.2 主板芯片主板芯片 n主板芯片是主板的灵魂，它决定了主板的功能，并影响着整个电脑系统性能的发挥。主板芯片提供了CPU与各种设备之间的数据交换通道，根据CPU的不同，支持它的主板芯片也各不相同，CPU生产商

13、Intel和AMD都支持自己CPU的芯片，此外，威盛（VIA）、nVidia、矽统（SIS）、扬智（ALi）和ATI等也是主板芯片的主要厂商。第四章第四章 主主 板板 芯片组功能示意图 芯片组厂家提供的功能示意图生产主板芯片组的厂家主要有Intel、AMD、nVIDIA、VIA（威盛）、SiS（矽统）、ALi（扬智）、ATi等。根据CPU的构架，控制芯片组分为不同型号。第四章第四章 主主 板板正如人的大脑分为左脑和右脑，典型的芯片组也正如人的大脑分为左脑和右脑，典型的芯片组也是由北桥芯片与南桥芯片所组成的。其中北桥芯是由北桥芯片与南桥芯片所组成的。其中北桥芯片掌管着片掌管着L2 Cache，决

14、定了支持内存的类型及最决定了支持内存的类型及最大容量，支持大容量，支持AGP高速图形接口，进行高速图形接口，进行PCI桥接桥接及及ECC数据纠错等。南桥芯片掌管着对数据纠错等。南桥芯片掌管着对USB、Ultra DMA3366 EIDE传输、传输、ACPI(高级电源高级电源管理管理)、串并行接口和、串并行接口和ISA的桥接等的桥接等I/O支持。在支持。在Intel现在发布的现在发布的810、820、830、850芯片组中没芯片组中没有南北桥芯片组的说法了，只有相当于北桥概念有南北桥芯片组的说法了，只有相当于北桥概念的的GMCH（Graphic Memory Controller Hub）和和相

15、当于南桥概念的相当于南桥概念的ICH（I/O Controller Hub）第四章第四章 主主 板板芯片组的作用芯片组的作用是在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、图形卡等部件建立可靠、正确的安装、运行环境，为各种IDE接口存储设备以及其他外部设备提供方便、可靠的连接接口。一块主板能不能支持最新型的CPU、内存条以及新型的高速存储设备，实际上，主要取决于芯片组的技术性能。第四章第四章 主主 板板ISA总线（总线（16位）位）IrDAIrDA键盘键盘PS/2(PS/2(鼠鼠)LPTLPTCOM(COM(串）串）软驱软驱系统总线（系统总线（63位）位）PCI

16、总线（总线（32位）位）L2CacheCPURAMAGP北桥北桥EIDE1USB2EIDE2USB1南北桥结构芯片组南桥南桥I/O控制器控制器内存总线内存总线AGP总线总线第四章第四章 主主 板板550MHzIDE2Pentium III北桥北桥330BXAGP南桥南桥PIIX3ECMOS&RTCUSB超级超级I/OIDE1COM1COM2LPT1550MHzL1CacheL2Cache系统总线系统总线 100MHz100MHzPCI 总线总线 33MHzPCI 插槽插槽ISA 插槽插槽ISA总线总线 8MHz内存条内存条ROM BIOS显显示示器器硬盘硬盘光驱光驱软驱软驱键盘鼠标键盘鼠标打印

17、机打印机MODEM66MHz显卡显卡第四章第四章 主主 板板第四章第四章 主主 板板目前比较新的芯片组包含的功能如下：支持各种不同的内存：如EPM、EDO、BEDO、SDRAM、RDRAM等。支持各种高速缓存：PB SRAM、write Back(回写式)、L2高速缓存等。支持双CPU的功能。支持USB总线通用串行总线的功能。支持U1tra DMA33/66/100的功能。支持统一内存体系结构(UMA，Unified Memory Architecture)的功能。支持先进配置电源接口(ACPI，Advanced Configuration Power Interface)的功能。支持加速图形

18、端口(AGP，Accelerated Graphcs Port)的功能。支持较高外频的功能：如75MHz、83MHz、100MHz、133MHz。支持奇偶校验差错检测与纠正校验(Parity/ECC)的功能。采用接脚较多、功能较强、球形阵列(BGA，BallGridArray)封装的结构。第四章第四章 主主 板板流行芯片组流行芯片组 1、Intel公司的芯片组 如i835、i865、i875、i838P、i915、i925、i935及衍生的芯片组等 2、其他公司的兼容芯片组目前在AMD芯片组产品中有两大系列，即支持AMD处理器的KT系列和支持Intel处理器的PT系列常见主板品牌常见主板品牌华硕华硕、微星、技嘉微星、技嘉、联想、钻石、硕泰克联想、钻石、硕泰克 第四章第四章 主主 板板各芯片组厂商第四章第四章 主主 板板最佳性能奖：ASUS P3B266主板主板第四章第四章 主主 板板MSI 835ultra-ARU主板主板第四章第四章 主主 板板主流Pentium3芯片组技术参数对比第四章第四章 主主 板板