《计算机主板》课件.ppt

第2章 计算机主板,2.1 主板结构标准 2.2 主板内部插槽2.3 外部设备接口2.4 主板总线2.5 主板芯片组2.6 主板跳线2.7 主板技术 2.8 主板选购2.9 主板故障分析与排除,第二章 计算机主板,计算机主板是计算机系统管理硬件的核心载体。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。计算机在运行时对系统内的部件和外部设备的控制都必须通过主板来实现，同时计算机整体运行速度和稳定性也在很大程度上取决于主板的性能。,2.1 主板结构标准,主板的结构标准是指主板上各元器件的布局排列方式和主板的尺寸大小及形状。不同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。2.1.1 ATX结构 ATX主板是目前最常见的主板结构，它是Intel公司在1995年7月提出的。ATX主板有如下特点：1空间增加。,2提供标准的I/O面板插座。3硬盘/软盘接口电路设计在主板的边缘，提高了传输数据的速度。4内存条插槽移至主板中间，避免了与硬盘、软盘线挤在一起，内存条更换也更加方便。5使用20针的电源插座。6支持网络唤醒、Modem开机、键盘开机、定时开关机等功能。7支持硬件监视(Hardware Monitoring)功能。,8高级电源配置接口ACPI（Advanced Configuration Power Interface）功能。9STR（Suspend to RAM）技术。2.1.2 Micro ATX结构 Micro ATX结构与ATX结构基本相同，只是减少了部分扩展槽，最多支持四个扩展槽，所以习惯上又称Micro ATX结构主板为小板。通常Micro ATX结构的主板价格便宜，但扩充性不如ATX结构好。,2.1.3 BTX主板 BTX(Balanced Technology Extended)是英特尔提出的新型主板架构，是ATX结构的替代者。BTX主板具有如下特点：（1）支持窄板设计（Low-profile），系统结构，及器件的布局将更加紧凑，更加节省空间,使得散热更加合理，更有效。,（2）BTX规范针对散热和气流的运动，对主板的线路布局进行了优化设计，在整体散热方面做了相当优化的设计。如BTX将CPU转移到主板的前端，靠近外侧，采用封闭式的直线风道，将CPU、北桥、南桥、显卡、内存全部置于此风道上，使得散热效果大大改善。,（3）BTX提供了很好的兼容性。（4）BTX主板采用了有效的散热设计（5）增加了USB接口的数目并减少了传统I/O接口的数目。在Intel的9xx芯片组中，已不提供AGP支持了，传统I/O接口将不再是标准配备。节省下的空间使得BTX主板可以整合等多先进技术，如WiFi（802.11x），多个网卡接口，蓝牙等。,（6）BTX新架构使得机箱内部空间得以最大的条理化，同时，机箱内噪音将得到缓解。（7）BTX架构 目前根据BTX架构板型宽度的不同，BTX架构可分为标准BTX，MicroBTX及Low-profile的PicoBTX，以及未来针对服务器的Extended BTX。a标准BTX规范，此规范相对于标准的ATX规范，提供了7个扩展槽位，可以提供3个以上的3.25和3个以上的5.25驱动器槽，尺寸标准为325.12mm266.70mm，主板有10个螺钉安装孔。,bMicro BTX规范，相对应于Micro ATX规范，提供34个扩展槽位，可以提供1个3.5和最多两个5.25的驱动器槽，尺寸标准为：4.16mm266.70mm，也就是相对于将标准BTX的长度缩短而成，主板有7个螺钉安装孔。cPico BTX规范，主要用于Mini PC产品，体积相对较小，只提供12个扩展槽，提供1个3.5和1个5.25驱动器位。尺寸标准为：.20mm266.70mm，长度进一步缩小，主板有4个螺钉安装孔。,（8）BTX规范中，使用了新的螺丝孔布置方式，保证主板受力的均匀、方便安装，别且提供可选的SRM配件来防止主板变形，保证系统的稳定性，并且具有防电磁干扰界面，无论是在方便安装上还是在安全稳定性上，都有了很大的提高。（9）BTX主板使用的电源仍然属于ATX12V规范，所以用户可以使用现有的ATX电源。BTX标准支持ATX12V，SFX12V，CFX12V和LFX12V。ATX12V适用标准BTX，CFX12V适用于MicroBTX，LFX12V适用于PicoBTX，SFX12V适用于MicroATX。,ITX结构 ITX主板是一种结构紧凑的主板，它是设计用来支持用于小空间、相对低成本的电脑，如图2-3所示。主要用于工业计算机中，如汽车、置顶盒、网络设备中的电脑、银行自助终端和工业控制中。ITX主板包括Mini-ITX、Nano-ITX和Pico-ITX板型。Mini-ITX主板尺寸为17cm x 17cm，电源功率小于100瓦。,2.2 主板内部插槽,2.2.1 CPU插槽 CPU插槽是指CPU与主板之间的连接方式当前Intel 系列的主流CPU插槽是LGA 775插槽、LGA 1366插槽，AMD系列的主流CPU插槽是AM2插槽、AM3插槽。,LGA（Land Grid Array，栅格阵列封装）LGA，也称Socket T，与现在的Socket 478接口相比，最明显的区别就是没有了以往的针状插脚，而是采用金属触点式封装，LGA775共有775个触点。在安装方式上，采用LGA775接口的处理器需要一个安装扣架固定，让CPU可以正确压在SockeT露出来的具有弹性的触须上。,LGA优点：1提高处理器频率 2为64bit时代到来打下基础 3搭配主板新技术,2.2 主板内部插槽,2.2.2 内存插槽 在主板上的内存插槽是细长的棕黑色插槽。目前内存条插槽有DIMM 和RIMM两种类型。,2.2.3 SATA接口2.2.4 IDE接口软驱接口2.2.6 CPU风扇接口主板电源接口,注意：通常情况下，用于接口连接的扁平数据线，如硬盘数据线标有红色标记的为1号数据线。,2.2.红外线端口IrDa 红外线端口通讯最大的优点就是简单方便，不需连线即可传输数据，数据传输速度能达到4Mbps，具有较好的保密功能。主板红外线接口为用户使用遥控器、无线鼠标等无线传输设备奠定了基础。使用红外线接口通讯时需安装红外线接口连接器，设置主板上的CMOS红外线接口参数，安装系统软件和协议等。,2.3 外部设备接口,2.3.5 USB接口 1USB2.0规范的主要优点（1）速度快（480Mbps）（2）连接简单快捷（3）无需外接电源（4）统一输入输出接口标准（5）支持多设备连接（6）具有高保真音频。（7）良好的兼容性。,USB3.0标准 2007年，英特尔、惠普、微软、NEC等拟制定USB3.0标准。USB3.0标准可以支持高达4.8Gbps的数据传输率，接口提供1A以上的，速度是USB2.0十倍。可以和USB1.0和2.0标准向下兼容。强调USB3.0的低功耗和更高的传输协议效率。,据说使用USB 3.0后，传输27GB的数据可以在70秒内完成。其具体规格预计在2008年上半年完成，英特尔2008年推出ICH10南桥的时候就会完全支持USB3.0标准和技术。到2009年上半年，采用USB3.0标准的各种产品将会陆续上市销售。,2 USB设备连接 USB电缆分为屏蔽型和非屏蔽型两种，我们通常使用的大多数都是非屏蔽型的USB电缆。下行端口用于连接主机或USB Hub扩展端口(见图2-7中扁形的接口)。上行端口用于连接具体的USB设备。,3USB规范的组成 USB规范由5个部分组成：控制器：控制器驱动程序 USB芯片驱动程序 USB设备和针对不同设备的设备驱动程序。,4USB规范4种不同的数据传输方式：按照设备对系统资源需求的不同，USB规范规定了4种不同的数据传输方式。（1）控制方式传送（2）同步方式传送（3）中断方式传送（4）批量方式传送,2.3.6 IEEE1394接口 IEEE1394接口也是一种新型高效、高速的串行接口，通常将IEEE1394接口称为“火线”接口。IEEE1394接口使用六芯电缆，包括两对双绞线信号线和两根电源线。目前IEEE1394接口传输速率最高可达到3.2Gbps；它提供的最大传输电流可达1.5A，传输数据的直流电压可以在8到40v之间变换。,IEEE1394接口支持点对点、同步、异步传输。比如在系统重新启动后能够以更快的速度对总线进行重新配置。IEEE1394接口适合多媒体设备，如数码相机、DV、采集卡等。,2.3.7 PS/2接口 PS/2接口仅能用于连接键盘和鼠标，如图2-8所示。PS/2接口最大好处就是不占用串口资源。一般情况下，主板都配有两个PS/2接口，上为鼠标接口，下为键盘接口。鼠标的接口为绿色，键盘的接口为紫色。PS/2接口使用6脚母插座，1脚为键盘/鼠标信号，3脚为地线，4脚为+5V电源，5脚为键盘/鼠标时钟信号，2脚和6脚空。,2.3.4 其他接口1 串行接口 9针D型。串行接口作用是用来连接串行鼠标、外置调制解调器、绘图仪等设备的。2 并行接口 25针D型。并行接口一般用来连接打印机或扫描仪。,3音频接口 现在几乎所有主板上都集成了音效芯片，因此音频接口也成为主板上常见的外部接口，用于话筒、耳机等音频输入和输出设备。,2.4 主 板 总 线,总线就是联接计算机中各部件的一组物理信号线及相关的控制电路，是计算机各部件之间传输信息的通道，它好比连接计算机系统各个部件之间的桥梁。一般来说，总线大致可以分为系统总线、外部总线和内部总线三类。,决定总线性能的主要有总线时钟频率和总线宽度，总线数据传输速率或总线带宽是指在总线上每秒钟传输的最大字节数(MB/S)：数据传输速率=总线时钟频率总线宽度/8,常见的总线有ISA、PCI、AGP、PCI-E等，其中ISA和AGP已经很少使用了。,2.4.2 PCI总线 PCI(Peripheral Component Interconnect)总线，又称外部设备互连总线。PCI总线或插槽是目前主板上常见的总线。PCI总线定义了32位数据总线，工作频率为33MHz，同时支持10个外部设备。在PCI总线V2.2规范中，可扩展为64位，工作频率为66MHz。,当PCI 总线是32位、工作频率为33MHz 时数据传输率为132MB/S；当PCI 总线是64位、工作频率66MHz 时数据传输率可达到528MB/S。PCI总线插槽每边有62线，共124线，由于扩展卡定位挡片占据了4个位置，所以实际有120个触点。64位的PCI总线插槽是在32位的PCI插槽基础上进行延长，每边增加32线，共增加64线。,2.4.4 AGP总线 AGP(Accelerated Graphics Port)图形加速端口是在PCI总线基础上专门针对3D图形处理开发的高性能总线，主要用于显卡连接。AGP1总线数据宽度为32位，工作频率为33MHz，并利用时钟的上升沿和下降沿同时传输数据，数据传输率可达264MB/s。AGP接口的发展经历了AGP1、AGP2、AGP Pro，AGP4、AGP8等阶段。,AGP扩展槽通常是棕色，其位置通常在主板的中间，一般主板上只有一个AGP扩展槽。AGP Pro插槽用来解决显示卡供电电源不足的问题。当前的AGP插槽最大能向显示卡提供25W的功率，而AGP Pro插槽结构能够向显示卡提供50W，甚至是110W的功率。AGP Pro插槽在长度要比普通的AGP插槽要长近一半，以保障AGP显卡拥有足够的工作电流，有效地保障了显卡的稳定性。,2.4.4 PCI Express接口 2002年，由Intel、AMD、DELL、IBM等公司完成该新技术的规范，正式命名为PCI Express，并称之为第三代I/O总线技术。PCI Express接口特点（1）PCI Express采用了目前流行的点对点串行连接。PCI Express当中每个设备都有自己的专用连接，都有专用的上行和下行带宽并且支持双向数据传输，不需要向整个总线请求带宽。有效避免因为共享同一总线带宽导致的性能下降。,(2)PCI Express采用串行数据包方式传递数据，PCI Express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 Express设备生产成本和体积。另外，PCI Express也支持高级电源管理，支持热插拔，支持数据同步传输。(3)PCI Express技术并不适用于那些需要低延时和消耗巨额带宽的地方，在内置处理器之间的连接和处理器到北桥之间的连接还会继续使用并行接口。,4PCI Express的接口根据总线位数不同，可分为PCI Expres X1、PCI Express X2、PCI Express X4、PCI Express X8、PCI Express X16 以及PCI Express X32.其中PCI ExpressX2模式用于内部接口而非插槽模式，以满足不同系统设备对数据传输带宽不同的需求。PCI Express接口支持热拔插功能。PCI Express卡可以支持三种电压分别为+3.3V、3.3Vaux以及+12V。,例如，PCI Express X1规格支持双向数据传输，每向数据传输带宽理想情况为250MB/s，双向数据传输带宽可达500MB/s。PCI Express X1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。图形芯片对数据传输带宽的需求很高，可以采用PCI Express X16。PCI Express X16每向数据传输带宽高达4GB/s，双向数据传输带宽高达8GB/s。,PCI Express X1和PCI Express X16将成为PCI Express主流规格，芯片组厂商在南桥芯片当中增加对PCI Express X1的支持，在北桥芯片当中增加对PCI Express X16的支持。PCI Express x16接口的功耗增加到65W。在兼容性方面，PCI Express在软件层面上兼容目前的PCI技术和设备，目前的驱动程序、操作系统都可以支持PCI Express设备。,2PCI Express2.0 特点PCI Express2.0新增的主要特性如下。（1）PCI Express总线频率提升。每条串行线路的单向数据传输率从250 MB/S提高到500 MB/S，带宽也随之翻倍。（2）可更好地支持未来高端显卡，即使功耗达到225W或者300W。（3）新增“输入输出虚拟化”（IOV）技术，可以让多台虚拟机共享网卡等PCI设备。,（4）PCI Express 2.0数据传输速率并非是固定的，能从软件动态地变更传送速率。（5）PCI Express Cable方式可让PCI设备通过标准化铜缆线接入计算机适用于为高端服务器加入多块网卡作为输入输出扩展模块等场合。,2.5 主 板 芯 片 组 主板芯片组实际上负责主板上各部件的数据传输和管理大规模集成电路。Intel公司根据不同的功能，把主板芯片分成南桥芯片(South Bridge Chip)和北桥芯片(North Bridge Chip)，通常将南桥芯片和北桥芯片统称为主板芯片组。,实际上，主板芯片组按用途还可分为服务器/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）等。,2.5 主 板 芯 片 组,1北桥芯片 北桥芯片在主板芯片组中起主导作用，主要负责管理CPU的类型、主频，前端总线频率、主板的系统总线频率，内存类型、容量和性能，显卡插槽规格（如PCI Express X16），ECC纠错等。整合型芯片组的北桥芯片还集成了显示芯片。,2南桥芯片 南桥芯片主要负责负责扩展槽的种类与数量、扩展接口的类型和数量，I/O总线之间的通信，如PCI Express X1、USB3.0/1.1，IEEE1394，串口，并口，笔记本的VGA输出接口、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等。,3单芯片芯片组对于采用单芯片芯片组的主板，就是将北桥芯片和南桥芯片的功能集成到一块集成电路中。,2.5.2 Intel平台主流芯片组 1.P45主板芯片组 2.X58主板芯片组2.5.3 AMD平台主流芯片组 1.AMD790GX芯片组 2.MCP78系列芯片组,2.6 主 板 跳 线,主板上的跳线实际是一组用来改变主板电路工作状态的开关。主板上常见跳线开关有如下几种：1清除开机口令跳线。2BIOS升级跳线。3系统总线频率跳线和CPU工作电压跳线。,2.7 主 板 技 术,1防病毒技术 2免跳线技术 3温控监测技术 4.防雷技术 5.节能技术 6.交火技术,2.8 主 板 选 购,主板作为计算机的核心部件，起着连接计算机各主要部件的作用，主板犹如一座高楼大厦的主体结构，再好的CPU、内存条也要靠主板支持才能发挥出其优势。1注意主板的芯片组 芯片组决定着一块主板的主要性能，对系统的发挥起着关键的作用。2注意主板的制造工艺 检查主板质量可从以下几方面入手：（1）主板是否全新。,2.8 主 板 选 购,主板作为计算机的核心部件，起着连接计算机各主要部件的作用，主板犹如一座高楼大厦的主体结构，再好的CPU、内存条也要靠主板支持才能发挥出其优势。1注意主板的芯片组 芯片组决定着一块主板的主要性能，对系统的发挥起着关键的作用。2注意主板的制造工艺 检查主板质量可从以下几方面入手：（1）主板是否全新。,（2）主板做工要精细。（3）结构布局要合理，要利于散热。（4）主板还应配有主板驱动程序以及印刷质量精美、解释详细的使用说明书。（5）完善的售后服务体系。3注意主板的可扩展性 如果希望主板能最大限度地支持未来的硬件设备，最好的方法就是选购采用了最新芯片组的主板。4注意整合型主板 5注意主板的保护性能,2.9笔记本主板2.9.1 笔记本主板简介 笔记本电脑的主板和台式机主板有很大的不同，虽然从硬件结构上看两者基本一致，但笔记本电脑的主板绝大多数都是专用的，最多在同一个厂家的同一系列中通用，不同厂家的之间的主板几乎没有可能互换使用。笔记本主板上一般都有两个内存插槽，不过有的笔记本两条插槽不是并排在一起，而是分开放置。,2.9.2 Intel移动芯片组2.9.3 AMD移动芯片组2.9.4 笔记本电脑外部接口,2.9.5 笔记本散热问题 1风扇散热 2散热板散热 3散热管技术 4智能温控系统 5键盘对流散热 6机壳散热方式,2.9 主板故障分析与排除,故障现象1：在一块P4主板上安装Windows XP操作系统时，在安装的初始阶段，计算机屏幕上突然出现一个黑色矩形区域，随后计算机就停止安装了。故障分析：这可能是一个与病毒有关的提示。有的主板在BIOS中加入了防止引导区病毒的功能。在安装操作系统时，因操作系统会修改引导区，如果主板具有反病毒功能将会造成操作系统无法安装。故障排除：进入主板BIOS设置，发现BIOS Features Setup中的“Virus Warning”(病毒警告)选项被设置成“Enabled”(允许)了。将其修改成“Disabled”(禁止)后，重新安装Windows XP时，便顺利安装了。,