002系统主板.docx
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002系统主板
专题二系统主板
主板来自其英文名称——Motherboard,也可以译做母板。
从“母”字可以看出主板在电脑各个配件中的重要性。
主板不但是整个电脑系统平台的载体,还负担着系统中各种信息的交流,起着让电脑稳定地发挥系统性能的作用。
它是机箱中最大也是最重要的一块电路板,电脑中的芯片(CPU),显示卡、声卡、内存等配件都是通过插槽安装在主板上的。
一、主板概述
主板是整个计算机内部结构的基础,CPU、内存、各种接口卡和外部设备都靠主板来协调工作。
如果主板性能不好,与其相连接部件的性能就不能充分发挥出来。
1、主板的分类
(1)、按总体结构标准分类:
AT主板:
早期主板,元器件位置不合理。
ATX主板:
目前流行主板,由Intel公司提出,将AT主板上的组件旋转90度。
其优点是:
元器件位置布局合理;缩短了软硬盘电缆线的长度;提供了3.3V电压;减少各部件功耗;实现软件关机、定时关机。
(2)、按CPU插座分类:
如下表几种CPU插座的分类比较:
CPU插座名称
所支持的CPU芯片
SOCKET7
用于P54C或P55C奔腾芯片,零插拔力插座
SLOT1
用于PⅡ或PⅢ芯片
SUPER7
用于AMD的K6-2或K6-3芯片
SLOTA
支持AMD公司的Athlon(速龙)芯片
SOCKETA
支持AMD公司的Duron(毒龙)芯片
SOCKET370
支持INTEL公司的Celeron(赛扬)芯片
SOCKET423、478
支持P4芯片
SOCKETA(462)
支持AMD公司的主流CPU
(3)、按总线分类:
ISA:
工业标准总线
PCI:
局部总线
AGP:
加速图形端口
(4)、按主板设置分类:
跳线主板:
总线频率、CPU频率、CPU电压需通过正确跳线才能使用。
免跳线主板:
总线频率、CPU频率、CPU电压由CMOS设置,无需设置跳线。
2、主板的常见型号及主要性能指标
(1)、系统总线频率:
时钟发生器指定给CPU的外频
总线带宽越宽,传输数据就越多;总线速度越快,数据传输速度就越快。
(2)、倍频与外频
CPU的速度=外频×倍频
CPU出厂时已锁定倍频,可以通过提高CPU外频的办法来实现超频。
(3)、CMOS程序设置:
是RAM芯片,用于保存当前系统的硬件配置信息和用户设定的某些参数,由主板电池供电。
(4)、主板Cache(高速缓存器)位于CPU和内存条间,容量小,速度很高。
目前都内嵌于CPU。
3、主板的组成
(1)、CPU插座(见前表)
CPU插座根据CPU封装形式的不同主要分为下面几种:
◆Socket7插座:
Pentium级CPU使用,接近正方形白色扁平插座
◆Socket370插座:
供Celeron或Socket370结构的PentiumⅢCPU使用的,其样子和Socket7完全一样,只是要大一圈。
◆Slot1:
供PentiumⅡ和PentiumⅢ使用的,是一个插卡,CPU安装在卡的槽中。
◆SlotA:
是AMDK7的插槽
◆Slot478:
是IntelPentium4的插槽
◆SocketA:
是AMDAthlonXP专用的CPU插槽。
(2)、主板芯片组
芯片组(Chiset)是主板的核心组成部分,将大量复杂的电子元器件最大限度地集成在一起,采用表面封装形式焊接在主板上,或采用引脚网状阵列封装形式插入主板上的插槽中,有的芯片上覆盖一块散热片。
①作用:
接受CPU的指令,控制内存、总线和接口。
②结构类型及其特点:
南、北桥芯片组:
南桥连接总线和接口,负责支持和管理CPU、内存和图形系统器件;北桥连接主机和CPU,负责支持IDE设备,各种高速串、并行接口和能源管理部分。
两片芯片之间的信息由PCI总线沟通。
南桥、北桥称谓的来源:
按看地图的规则,摆放主板时,有键盘接口一边向北,离CPU插座最近的那块大芯片(多数情况下还带有散热器)是北桥芯片,较远的是南桥芯片。
③流行芯片组简介:
Intel芯片组:
Intel440BX、Intel810、Intel850(支持P4CPU)
VIA(威盛)芯片组:
ApolloPro133、ApolloKT133、ApolloKT266
SIS(矽统)芯片组:
SIS630、SIS635、SIS645(支持P4CPU)
(3)、内存插槽
168线内存插槽,专用于SDRAM,有168个接触点,该插槽上有两个卡口;
184线内存插槽:
专用于DDRAM,有184个接触点,该插槽上有一个卡口;
Rambus内存插槽:
有两个卡口,集中在插槽的中部。
(4)、总线扩展槽(I/O插槽)
①功能:
总线是构成计算机系统的桥梁,是各个部件之间进行数据传输的公共通道。
总线扩展槽是主板上占面积最大的部件,可用于扩展微机的功能,如接插显卡、声卡、Modem卡、网卡、视频采集卡等。
②常见总线扩展槽
三种总线扩展槽
名称
颜色
外形
数据总线宽度
可插的部件
ISA标准总线扩展槽
黑色
长
16位
该卡已淘汰
PCI局部总线扩展槽
白色
短
32位或64位
显卡、声卡、SCSI卡、网卡
AGP图形加速卡扩展槽
褐色
短
32位或64位
AGP显卡
(5)、电源插座
AT主板:
12芯单列插座,两组
ATX主板:
20芯双列插座,可实现软件关机、键盘开机、网卡唤醒。
(6)、CMOS电池
在计算机关闭电源时用来维持CMOS的时钟(系统时间和日期)和数据不丢失。
(7)、CMOS芯片(互补金属氧化物半导体)
CMOS是complementarymetal-oxidesemiconductor的首写字母缩写,中文就是互补金属氧化物半导体,它是一种半导体技术,可以将成对的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)集成在一块硅片上。
该技术通常用于生产RAM和交换应用系统,用它生产出来的产品速度很快功耗极低,而且对供电电源的干扰有较高的容限。
具体到我们这是指电脑主机板上一块特殊的RAM芯片,这一小块RAM通常为128字节或256字节。
CMOSRAM的作用是保存系统的硬件配置和用户对某些参数的设定。
可读可写,属于RAM芯片,用来保存当前系统的硬件配置和用户对某些参数的设定。
容量一般都有128B~256B。
(8)、BIOS芯片(基本输入输出系统)
说到BIOS大家关注过它吗?
其实每当你按下机箱上的power键时,它就认认真真的为你工作了。
那么什么是BIOS呐?
书本上给了我们一个定义:
“BIOS是BasicInput-outputSystem(基本输入输出系统)的缩写,它负责开机时对系统的各项硬件进行初始化设置和测试,以确保系统能够正常工作。
若硬件不正常则立即停止工作,并把出错的设备信息反馈给用户。
BIOS包含了系统加电自检(POST)程序模块、系统启动自举程序模块,这些程序模块主要负责主板与其它计算机硬件设备通讯的作用。
”
简单的说BIOS就是被“固化”在计算机硬件中的一组程序,它为你的计算机提供最低级的、最直接的硬件控制。
BIOS实际上相当于计算机硬件与软件程序之间的一座桥梁,它本身其实就是一个程序也可以说是一个软件。
我们对它最直观的认识就是POST(PowerOnSystemTest)功能,当计算机接通电源后,BIOS将进行检验其内部所有设备的自检,包括对CPU、内存、只读存储器、系统主板、CMOS存储器、并行和串行通信子系统、软盘和硬盘子系统以及键盘进行测试。
自检测试完成后,系统将在指定的驱动器中寻找操作系统,并向内存中装入操作系统。
BIOS(BasicInput/OutputSystem),是主板上的一个惟一贴有标签的ROM芯片
早期主板上的BIOS采用EPROM芯片,一般用户无法更新版本。
目前主板上的BIOS采用FlashROM芯片,用户可用专用软件随时升级,因此BIOS是主板上惟一会被病毒攻击的芯片。
BIOS中的内容一旦被破坏,主板将不能工作。
从功能上看,BIOS分为三个部分:
1自检及初始化程序;
2硬件中断处理
3程序服务请求
BIOS的主要类型:
1AMIBIOS
AMIBIOS是AMI公司出品的BIOS系统软件,最早开发于80年代中期,为多数的286和386计算机系统所采用,因对各种软、硬件的适应性好、硬件工作可靠、系统性能较佳、操作直观方便的优点受到用户的欢迎。
90年代,AMI又不断推出新版本的BIOS以适应技术的发展,但在绿色节能型系统开始普及时,AMI似乎显得有些滞后,AwardBIOS的市场占有率借此机会大大提高,在这一时期,AMI研制并推出了具有窗口化功能的WINBIOS,这种BIOS设置程序使用非常方便,而且主窗口的各种标记也比较直观,例如,一只小兔子表示优化的默认设置,而一只小乌龟则表示保守的设置,一个骷髅用来表示反病毒方面的设置,画笔和调色板则表示色彩的设置。
AMIWinBIOS已经有多个版本,目前用得较多的有奔腾机主板的WinBIOS,具有即插即用、绿色节能、PCI总线管理等功能。
2AwardBIOS
AwardBIOS是AwardSoftware公司开发的BIOS产品,目前十分流行,许多586主板机都采用AwardBIOS,功能比较齐全,对各种操作系统提供良好的支持。
AwardBIOS也有许多版本,现在用得最多的是4.X版
BIOS自检时响铃的含义
①、AwardBIOS
一短:
系统正常启动
二短:
常规错误。
应进入CMOSSetup,重新设置不正确的选项。
一长一短:
RAM或主板出错,内存条故障。
一长二短:
显示器或显示卡错误。
一长三短:
键盘控制器错误。
应检查主板。
一长九短:
主板FlashROM或EPROM错误,BIOS损坏。
不断地响(长声):
内存条未插好或损坏。
不停地响:
电源、显示器与显卡接触不良。
重复短响:
电源有问题。
无声音无显示:
电源有问题
②、AMIBIOS
一短:
内存刷新失败,应更换内存条。
二短:
内存ECC校验错误。
三短:
系统基本内存检查失败,应换内存。
四短:
系统时钟出错。
五短:
中央处理器(CPU)错误。
六短:
键盘控制器错误。
七短:
系统实模式错误,不能更换到保护模式。
八短:
显示内存错误,更换显卡试试。
九短:
ROMBIOS检验和错误。
一长三短:
内存错误。
一长八短:
显示测试错误。
显示器数据线没插好或显卡接触不好。
(9)、接口
主板上的接口
接口名称
英文标识名
数据线位数
备注
软盘接口
FLOPPY或FDD
34芯
接软驱
IDE接口
IDE1和IDE2
40芯
接硬盘或光驱
串行通讯口
COM1、COM2
9芯
接输入设备(鼠标、MODEM)
并行通讯口
LPT1
25芯
接打印机或输出设备
键盘接口
PS/2
6芯
为目前流行键盘接口
鼠标借口
PS/2
6芯
为目前流行鼠标接口
通用串行总线接口
USB
4针方形
高速接口,支持热插拔
(10)、机箱面板指示灯及控制按钮插针
机箱面板指示灯及控制按钮插针说明
主板标注
用途
针数
插针顺序及机箱接线常用颜色
PWRSW
ATX电源开关
2针
1:
黄(+);2:
黑(—)
RESETSW
复位接头,硬件方式重新启动
2针
无方向性接头。
1:
红;2:
黑
POWERLED
电源指示灯接头
2针
1:
绿(+);2:
白(—)
SPEAKER
喇叭接头,使计算机发声
4针
无方向性接头。
1:
红(+5V);4:
黑;2和3短接将启动板上蜂鸣器,开路关闭板上蜂鸣器。
HDDLED
硬盘读写指示灯接头,LED为红色
2针
1:
红(+);2:
白(—)
二、主板中的新技术
1、芯片组中的“整合技术”
“整合技术”是将板卡或其他部件功能整合在芯片中,加强了芯片组的功能。
2、主板的整体设计技术
(1)增强型免跳线设置技术
(2)完善的硬件监控及保护技术
3、新颖的故障检测技术
4、先进的防病毒技术
5、增强型ACPI技术—STR、
6、Socket、Slot双插槽主板技术
三、主板的选购
1、主板选购的原则
1、先选CPU,后配主板。
2、兼容性好,工作稳定性强。
3、主板速度:
即外频、总线速度、由晶体震荡器产生,一般选133MHz或150MHz。
4、可升级性:
包括CPU升级、BIOS升级、内存升级。
5、可扩展性:
增加扩展卡
6、品质:
买品牌主板,如华硕、微星、技嘉、精英、联想等,谨防假冒。
2、主板在选购时的注意事项
主板作为计算机的核心部件,对整个计算机系统的稳定性起着举足轻重的作用,其重要性是显而易见的。
现在电脑市场上的主板牌子越来越多,厂家们做的广告也更加漂亮,常常让“上帝”挑花了眼睛。
那么,在选购主板的时候应该注意哪些地方呢?
下面,笔者就主板在选购时应该注意的问题分为几点向大家介绍一下。
(1)CPU插座与ATX电源接口在主板上的位置
CPU插座在主板上的位置很重要,如果过于靠近主板上边缘,则在一些空间比较狭小或者电源位置设计不合理的机箱里面安装CPU散热片会比较困难,特别是在你想更换散热器而又不想把整个主板拆出来的情况下。
另外,CPU插座与周围的电解电容也不应该靠得太近,否则在安装时有可能损坏电解电容。
ATX电源接口在不同的主板上的位置可谓是千差万别,比较合理的位置应该是在上边缘靠右的一侧或者在CPU插座同内存插槽之间,而不应该出现在CPU插座同左侧I/O接口之间,这样可以避免一些电源的接线过短的尴尬,也不会出现妨碍CPU散热器安装或者影响其周围空气流通的问题。
(2)主板的厚度
下面来看看主板的厚度,可以找两块同型号不同品牌的主板比较,当然是越厚的越好。
再观察主板电路的层数及布线系统是否合理,最简便的方法是把主板拿起来,隔着主板对着光源查看,如果能观察到另一面的布线元件,则说明此主板为双层板,如果观察不到,那么则说明主板就是四层或多层板。
在选购的时候我们应该选四层或多层板的主板。
另外,布线是否合理流畅,也将影响整块主板的性能。
(3)主板芯片组的生产日期
整台计算机的速度不仅仅只是取决于CPU的速度,同时也取决于主板的芯片组的性能。
如果主板上南北桥芯片的生产日期相差较大的话,则需要特别的注意。
一般来说,时间相差最好不要超过三个月,否则将在影响主板性能的同时也直接影响到整个计算机系统的性能。
(4)扩展插槽内弹簧片的弹性
检查的方法是先仔细观察AGP或PCI插槽内弹簧片的位置和形状,再把相应的扩展卡插入插槽后拔出,然后再观察槽孔内的弹簧片位置形状是否与未插卡之前相同,如果有较大偏差的话,就说明该插槽的弹簧片弹性不好,质量较差。
(5)主板上的纽扣电池
主板上的纽扣电池是为保持CMOS数据和系统时钟的运转而设置的。
如果电池一旦没电的话,就不能再继续保持CMOS数据,关机后的系统时钟自然也会停止。
在选购主板时,要注意观察电池是否生锈、漏液。
如果电池生锈,可更换上新电池,如果漏液的话,严重时可导致整块主板因漏液的腐蚀而报废。
所以在选购主板时,主板上的电池也是我们应该特别注意的一个问题。
(6)主板上各部件的焊接质量
主板上各部件焊接的质量直接的影响到整个主板的品质。
在检查主板时,应该仔细观察是否存在虚焊或开焊,必要时可以轻轻的摇动部件,如果发现有轻微晃动的情况,则此主板将不在选购之列。
当然,在选购主板时每个用户会对自己需要选购的主板的标准而各不相同,具体可根据自身的经济条件和工作性质进行选购。
在选购时,除以上质量鉴别的方法外,还需要特别的注意主板的说明书及品牌,如果您的硬件知识不是特别扎实的话,笔者建议您不要去购买那些没有说明书或只有英文说明书以及字迹不清晰且无显著品牌的主板。
另外,最好在购买主板时和商家谈好,开具例如发票、保修卡等一些相关的手续,要在保证万无一失的情况下才能购买。
3、主板在选购时的要点
(1)看用料如何
看看是不是名牌、高品质的厂家原料,这里要看的是CPU插槽、AGP、PCI、DIMM内存插槽、电容、电感等。
品牌主板应该符合PC99等电脑产品规范,其串/并口或PS/2键盘鼠标接口等皆为易识别的彩色接口。
如:
鼠标口为绿色,键盘口为青色,并口为洋红色,游戏端口为黄色,有的主板上集成的声卡也标有颜色,并标有相应标志。
鉴别主板上的电容:
①黑色的电容最差,绿色的电容要好一些,蓝色电容又比绿色的电容更强一点,一般主板上看到的CPU周围滤波电容都用的是绿色,而其他地方有些则是黑色的。
②从指标上区别,电容电压的范围非常重要,可以在电容上看到“+、-”的字样,这是电容电压的承受范围,这个数值越小电容则越好。
③看电容的容量:
通常大厂所使用的主板都采用名牌电容或其他元件,并且在CPU附近,通常使用1500uf以上的大容量电容,以保证CPU供电的纯净性,当然也有使用更大容量电容的,比如3300uf,其效果更好,当然成本也相应地要增高。
(2)看做工如何
PCB板的层数:
一般情况下服务器所使用的主机板都是6层或8层板,高档一些的家用商用机使用的主机板是6层板,目前市场上见到的大都数主机板都是用的4层板,PCB板的层数越多,主板的根基越扎实,能够保证主板上的电子元器件在恶劣的环境下正常工作不受干扰,这样的主板也就越稳定。
焊接质量:
我们可以看看主板上各种元件的焊接性,好的主板,上面的元件应该焊接紧密,并且电容和电阻的夹角应在30度到45度之间,而差的主板则元件焊接松散,有时甚至发生脱焊。
(3)看主板上电子元器件布局设计是否合理
看CPU插槽周围空间是否宽敞,否则CPU和风扇的拆装不方便,而且影响CPU的散热。
除此之外要照顾到主板芯片之间的关系,例如:
看主板、CPU、内存和AGP是否紧紧围绕在北桥芯片组,这样会提高CPU与内存和AGP通过北桥芯片组进行数据交换的速度;还有看主板的IDE、PC、声卡芯片、网卡芯片是否围绕在南桥芯片组的,现在有种主板把网卡接口从USB接口附近安排到了中央,这样做把网卡芯片放在南桥芯片附近,缩短了网卡芯片与网卡接口的距离,既提高了网卡的性能,又大大的减少了长走线对周围元器件的电磁干扰。
四、主板的安装
1、用螺丝刀除去金属挡片;
2、机箱水平放置,在机箱底版的相应位置拧上支撑螺钉;
3、将主板放到机箱中,保持主板的平稳,使主板的固定孔与下面的支撑螺钉孔对齐;
4、在支撑螺钉上拧上螺丝固定主板。
注:
如果支撑螺钉上有镀锡金属箔片则不必垫绝缘垫片,否则要垫绝缘垫片,防止螺丝头部短路线路和损坏主板。
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