项目5主板的故障检测.ppt
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1、2023年8月29日星期二11时29分55秒,1,项目5 主板的故障检测,任务1 了解主板的基本工作原理任务2 主板的故障检测及常见故障处理方法,2023年8月29日星期二11时29分55秒,2,任务1 了解主板的基本工作原理,5.1.1 主板的模块结构功能 主板主要由CPU芯片组(Chipset)、高速缓存(Cache)、系统总线槽、RAM(内存)、系统BIOS(基本输入输出管理系统)及输入输出设备接口等组成。主板的主要功能是支撑和协调主板上的各个功能部件运行工作,为它们提供信息通路和数据通道。计算机的主要电路和核心部件都集成在主板上。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,3,任务
2、1 了解主板的基本工作原理,2023年8月29日星期二11时29分55秒,4,任务1 了解主板的基本工作原理,按其电路功能分为以下几大模块。1CPU模块 CPU模块包括CPU芯片、CPU插座和风扇。CPU的类型不同,CPU的插座也不一样。2内存模块 内存模块包括内存插槽和内存条。内存插槽是连接和放置内存条的地方,它决定着所安装的内存条类型,目前的形式有168线槽(DIMM槽)和184线槽(RIMM槽)。3芯片组(Chipset)芯片组称为控制芯片组(Chipset),由一片或多片超大规模集成电路芯片构成。主要包括以下功能电路。1)总线控制器 其主要功能是执行CPU的命令,根据CPU的状态信号译
3、码出各种控制命令,并代替CPU去下达命令,送往各功能电路,2023年8月29日星期二11时29分55秒,5,任务1 了解主板的基本工作原理,2)计时/计数器 计时/计数器是计算机电路中的辅助时钟发生器,用硬件电路实现分频并产生其他时钟脉冲,供给除CPU以外的其他电路使用,它产生的时钟主要有三种用途:一是系统时钟计时(System Timer CLK),作为系统计时及时间的处理;二是内存刷新时钟(DRAM Refresh CLK),对DRAM进行数据刷新;三是喇叭声音时钟(SPEAK CLK),产生各种声频的时钟,用来控制扬声器发声。3)中断控制器 控制各种硬件向CPU申请中断的优先权。4)DM
4、A通道控制器 芯片组中含有DMA通道控制器,实现8条数据通道DQR0DQR7的控制和管理。目前用DMA通道与计算机直接进行数据交换的设备有软盘、IDE接口的Ultra DMA硬盘、SCSI硬盘和光驱等外部设备,2023年8月29日星期二11时29分55秒,6,任务1 了解主板的基本工作原理,5)实时计时器时钟和CMOS RAM 实时计时器时钟为系统提供日期和时间,当系统关机后,将日期和时间储存在CMOS RAM中,由电池供电,并继续走时。目前随着集成度的发展,芯片组大多被集成为北桥芯片和南桥芯片。北桥芯片是主板上离CPU最近的一块芯片,掌管着L2或L3 Cache、内存接口、CPU接口、AGP
5、高速图形接口及ECC纠错等。南桥芯片负责KBC(键盘控制器)、RTC(实时时钟控制器)、PCI、ISA、USB、Ultra DMA/33(66)EIDE数据传输方式和ACPI(高级能源管理)等。其中北桥芯片起着主导性的作用,也称为主桥。除了最通用的南北桥结构外,芯片组还向更高级的加速集成架构发展,如Intel的8xx系列芯片组,它将一些子系统如IDE接口、音效和USB直接接入主芯片。芯片组的类型将直接影响主板甚至整机的性能。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,7,任务1 了解主板的基本工作原理,4BIOS基本输入输出系统 BIOS主要用于控制管理整个计算机系统的输入输出,BIOS被
6、固化在ROM中,ROM是焊在或插在主板上的一个集成电路芯片,其中保存有计算机系统最重要的基本输入/输出程序、系统设置程序、开机上电自检程序。目前主板上的BIOS ROM芯片都是用Flash ROM,所以可以对它进行升级。5总线扩展槽 可插放各种用途的功能板卡,如显卡、声卡、网卡、视频转接卡等。根据不同的标准,扩展槽有:ISA、PCI 和AGP扩展槽总线。ISA又分为ISA和EISA;PCI分为PCI、PCI 2.1、PCI X和PCI E;AGP分为AGP 1X、2X、4X和8X。这些扩展槽并行排列在主板上,ISA总线扩展槽为黑色;PCI总线扩展槽为白色,但比ISA总线扩展槽短些;AGP扩展槽
7、是离CPU 插座最近的褐色插槽。PCI Express是第三代I/O总线技术,有1X、4X、8X及16X。PCI扩展槽在主板上均有编号,靠近AGP端口的PCI槽一般定为1号,然后依次向ISA槽方向分别编为2至5号。PCI槽编号在某些操作系统或应用软件中可能用到。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,8,任务1 了解主板的基本工作原理,6外设接口 486以上计算机的主板上集成了软硬盘控制器、串并行接口,现在还将网卡、显卡、声卡等都集成在主板上,即所谓的ALL IN ONE主板。目前主板都带有:(1)一个串行接口。用来连接鼠标或Modem等串行设备;(2)一个并行接口。用来连接打印机等并
8、行设备;(3)两个以上USB接口。用来连接USB设备;(4)两个IDE接口。用来连接硬盘或光驱;或两个以上的SATA接口。(5)一个软驱接口。用来连接软盘驱动器;(6)两个PS接口。用来连接键盘和鼠标;(7)三个模拟信号接口。用来连接话筒、扬声器等;(8)一个游戏杆接口。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,9,任务1 了解主板的基本工作原理,5.1.2 主板的总线结构分析 主板上关键的技术是主板的总线技术。计算机的总线就是主板上传输信息的通道。CPU是计算机的大脑,总线就是计算机的中枢神经。主板的总线按传送的信息含义分为数据总线、地址总线和控制总线。CPU要发送或读取任何一个信息都
9、必须通过总线来完成,计算机所有功能部件都挂接在总线上。1.总线结构图 主板总线结构如图5-2、图5-3所示。2总线的分级 一般总线可分为系统总线、局部总线和模块内部总线,2023年8月29日星期二11时29分55秒,10,任务1 了解主板的基本工作原理,2023年8月29日星期二11时29分55秒,11,任务1 了解主板的基本工作原理,前端系统总线(Front Side Bus,简称FSB)是CPU和主板的北桥芯片或者MCH(内存控制集线器)之间的数据通道,即CPU外部总线。前端总线频率即是CPU的端口频率,与内存总线频率相同,但与主板主频(CPU外频)不同。,1)系统总线 是一个64位数据线
10、和32位地址线的同步总线。此总线连接着CPU、Cache、DRAM及北桥芯片。AGP总线与PCI局部总线控制器通过芯片组与系统总线相连。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,12,任务1 了解主板的基本工作原理,Intel的Quad Pumped(4倍并发)总线,可以使系统总线在一个时钟周期内传送4次数据。对于前端总线频率为400MHz的P4处理器(外频为100MHz)来说,Quad Pumped Bus可以在一个时钟周期内,在总线上同时传送四路64bit数据。因此,其前端总线的实际数据传输性能相当于4条100MHz的前端总线之和。最快的P4平台的FSB已经达到了1600MHz。2)
11、局部总线 局部总线是一个32位(或64位)的同步总线。通过PCI局部总线控制器(南桥芯片的一部分)和北桥芯片与高速的系统总线相连,通过PCI-PCI桥和PCI-ISA桥芯片分别与高速的PCI卡相接。桥芯片在此起到了信号速度缓冲、电平转换和控制协议的转换作用。通过桥将两类不同的总线联接在一起。3)模块内部总线 模块内部总线是各电路模块内的信号通道,如存储器模块内的存储器总线、I/O模块内的I/O总线等,接口总线也属于模块内部总线。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,13,任务1 了解主板的基本工作原理,3主板常用总线总线是一组信号线,是在多于2个模块(子系统或设备)间相互通讯的通路。
12、主板上常用的总线类型有ISA、PCI、AGP和EISA。1)ISA总线ISA(即工业标准结构总线),也叫AT总线。数据宽度16位,工作频率为8MHz,数据传输率为8MB/s。可以与8位和16位外部设备相连接。2)EISA总线EISA总线是ISA的扩展,数据宽度32位,32位地址线,最大数据转输率为33MB/s,与ISA全兼容。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,14,任务1 了解主板的基本工作原理,3)PCI总线 PCI总线即外围部件互连总线。其总线数据宽度为32位或64位,工作频率66MHz,最大传输率:在32位时为132MBs,64位时为528MBs。32位PCI总线采用124
13、针连接器,64位PCI用188针连接器。支持即插即用(PnP)。所谓即插即用,是指当板卡插入系统时,系统会自动对板卡所需资源进行分配,如基地址、中断号等,并自动寻找相应的驱动程序。PCI Express是第三代I/O总线技术,有1X、4X、8X及16X。PCI Express接口支持热拔插。用于取代AGP接口的PCI Express接口位宽为16X,能够提供上行、下行24GB/s的带宽,远远超过AGP 8X的2.1GB/s的带宽。,2023年8月29日星期二11时29分55秒,15,任务1 了解主板的基本工作原理,4)AGP总线 AGP即高速图形接口。专用于连接主板上的控制芯片和AGP显卡,在
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