第2章主板pptConvertor.docx
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第2章主板pptConvertor
2.2主板概述
2.2.1主板的作用、适用类型、结构及分类
2.2.2主板的基本组成
2.2.3主板芯片组
2.2.4主板基本电路
2.2.5主板的总线与接口
2.2.6主板的性能指标
2.2.7主板品牌大全
2.2.8主流主板选购原则
2.2.9主板故障分析与处理
主板又叫主机板(MainBoard)、系统板(SystemBoard)或母板(MotherBoard),它安装在机箱内,是微机最基本的也是最重要的部件之一,是电脑主机箱中最大的一块电路板,是电脑的中枢,它为CPU、内存及各种功能卡(声卡、显卡、网卡等)提供数据传输通道;为各种存储设备,打印机、扫描仪等外设提供接口。
电脑是通过主板将CPU等各种器件和外部设备有机地结合起来,形成一套完整的系统,因此电脑的整体运行速度和稳定性在相当程度上取决于主板。
2.2.1主板的作用、适用类型、结构及分类
指该主板所适用的应用类型。
针对不同用户的不同需求、不同应用范围,主板被设计成各不相同的类型,即分为台式机主板和服务器/工作站主板。
台式机主板
服务器主板
2.2.1主板的作用、适用类型、结构及分类
笔记本主板
2.2.1主板的作用、适用类型、结构及分类
ATX主板技术规格及类型
主板经历了XT、AT、ATX、BTX几个阶段。
技术规格
产品系列
市场主流
主板规格
ATX、WTX、EATX、BTX、AT*、LPX*、
NLX*、XT*、PC*等
ATX
I/O总线
PCI-E、PCI、PCI-X、VL*、MCA*、EISA*、
ISA*、XT*等
PCI-E
芯片组产品
Intel、AMD、VIA、nVIDIA、SIS、CHPS*等
Intel
Intel芯片组
5系列、4系列、3系列、900系列*、800系列*、
400系列*等
4系列
ATX技术规范对主板、电源和机箱做出了一系列的基本技术要求。
虽然主板都遵循ATX规范,但这并不意味所有ATX主板都是完全兼容的。
ATX主板规格:
标准ATX、MicroATX、FlexATX和MiniATX。
4
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
1)Intel的产品
2)VIA的芯片组产品
3)NVIDIA的芯片组产品
采用Intel芯片组的MSI主板
采用VIA芯片组的主板
采用NVIDIA芯片组的主板
按芯片组分
2.2.1主板的结构及分类
IntelCPU
ATX主板
2.2.1主板的作用、适用类型、结构及分类
按CPU分
6
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
AMDCPU
ATX主板
2.2.1主板的作用、适用类型、结构及分类
7
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
2.2.1主板的作用、适用类型、结构及分类
8
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
ATX主板技术规格
2.2.1主板的作用、适用类型、结构及分类
9
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
NLX主板结构
AT主板结构
Baby-AT主板结构
ATX主板结构
MicroATX主板结构
FlexATX主板结构
目前微机系统结构
计算机专家Amdahl:
计算机结构是程序员所看到地计算机系统的属性。
微机系统结构是主要集成电路芯片和总线之间互联地形式,以及它们实现地硬件功能。
系统结构设计思想:
充分发挥CPU性能。
为了保证硬件的兼容性,各个厂商都在总线插座和I/O接口一级保证符合微机设计标准。
2.2.1主板的作用、适用类型、结构及分类
11
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
最新微机系统结构
CPU集成内存控制器
前端总线采用QPI
北桥简化为IOH
南桥增加eSATA
和TPM接口
IntelX58
芯片组主板
系统结构
2.2.1主板的作用、适用类型、结构及分类
12
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
2.2.2主板的基本组成
2.2.2主板的基本组成
主板主要部件
部件类型
主要部件
集成电路
北桥、南桥、BIOS、系统时钟、SIO、音频、网络、电源、稳压、
桥接等芯片
电子元件
电阻、电容、电感、晶振、二极管、三极管、场效应管、电池、
PCB板等元件
主板线路
信号线(数据、地址、控制)、电源线、地线(信号地、电源地)
等线路
总线插座
SocketCPU、DIMM内存、PCI-E显卡、PCI、USB等插座
I/O接口
SATA、eSATA、KB、MS、音频、LAN、DVI、VGA、1394、
IDE、COM、FDD等
其他插座
24脚主板ATX电源(或20+4脚ATX)、8脚CPU_12V电源(或4脚
12V)、前置面板按键和指示灯、前置音频、CMOS电池清除、
CPU风扇、机箱风扇等插座
14
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
5.2主板基本组成
5.2.1主板主要部件
15
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
印刷电路板
主板的基板是由6层或8层还氧树脂材料粘合在一起的PCB,主板上的电子元件通过PCB板上的铜箔线路连接。
2.2.2主板的基本组成
16
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
主板跳线插座
1.机箱面板按键和指示灯接线
2.2.2主板的基本组成
17
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
主板跳线插座
插座名称
英文标记
+接线颜色
-接线颜色
说明
电源开关
PW_SW、PowerSW
黄色或黑色
白色
接线不分正负
电源指示灯
PowerLED、
MSGLED
绿色
白色
绿灯,有正负
之分
硬盘灯
HDD、HDDLED
红色
白色
红灯,有正负
之分
复位按键
Reset、RST
蓝色
白色
接线不分正负
报警喇叭
Speaker、SPK、
MSISW
红色、
橘色
黑色
接线不分正负
2.2.2主板的基本组成
18
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
2.2.3主板芯片组
Intel芯片组命名规则
芯片组由北桥芯片和南桥芯片组成。
芯片组的名称一般以北桥芯片命名。
19
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
北桥芯片功能:
支持内存规格,最大容量,ECC等;
支持显卡总线接口,内置图形功能等;
负责北桥芯片与CPU之间的信号传输;
负责南北桥芯片之间信号的上传下达。
AMD公司从K8CPU开始,将内存控制器集成在CPU内部,因此北桥芯片变得简化了,甚至能采用单芯片结构。
Intel公司在Corei7处理器内也集成了内存控制器,因此北桥芯片(IOH)也简化。
2.2.3主板芯片组
20
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
南桥芯片功能:
南桥芯片负责I/O总线之间的通信
SATA接口管理,ACPI(高级电源管理),
键盘控制管理,RTC(实时时钟),USB接口等。
南桥芯片还需要与PCI、BIOS芯片、SIO芯片、HAD音频芯片、LAN网络芯片等进行通信和数据交换。
南桥芯片通过局部总线方式(如Intel的DMI)与北桥芯片相连。
2.2.3主板芯片组
21
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
Intel南桥芯片技术性能
2.2.3主板芯片组
22
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
Intel芯片组命名规则
芯片组命名规则:
前缀+数字
前缀P为主流芯片,如P45;
前缀G为集成显卡,如G45;
前缀Q为商业芯片组,如Q43;
前缀X为顶级的芯片组,如X58等;
前缀M为移动芯片组。
2.2.3主板芯片组
23
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
AMD芯片组命名规则
5系列(如AMD570,已停产);
6系列(如AMD690等,已停产);
7系列(如AMD740/770/780/790等);
AMD公司将推出8系列芯片组。
AMD南桥芯片以“SB”命名,如SB600系列,SB700系列等。
2.2.3主板芯片组
24
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
2.2.4主板基本电路
主板供电电路
主板12V和5V直流电不能给CPU供电,所以需要供电电路进行直流电压转换(DC-DC),这些转换电路就是CPU供电电路。
1.主板供电电路要求
保证CPU在大电流下稳定运行;
具有快速的大电流响应能力;
防止信号串扰效应。
25
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
主板供电电路
2.主板供电电路工作原理
主板供电回路是主板中的一个重要组成部分,其作用是对主机电源输送过来的电流进行电压的转换,将电压变换至CPU所能接受的内核电压值,使CPU正常工作,以及对主机电源输送过来的电流进行整形和过滤,滤除各种杂波和干扰信号以保证电脑的稳定工作。
主板供电回路的主要部分一般都位于主板CPU插槽附近。
2.2.4主板基本电路
26
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
主板供电电路
3.主板单相供电电路工作原理
单相供电电路中,电容和电感规格越高,场效应管数量越多,供电品质会越好。
4.主板多相供电电路
一相电路能提供大约30A~60A的电流,两相电路能提供大约60A~120A的电流,如此累加。
供电相数越多,能提供的电流就越大
2.2.4主板基本电路
27
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
主板供电电路
2.2.4主板基本电路
28
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
2.2.5主板的总线与接口
总线基本类型
总线是多个部件之间的公共连线,用于在各个部件之间传输信息。
内部总线用于各种集成电路芯片内部单元之间的互连;
系统总线用于各种芯片之间的互连;
外设总线用于微机与外部设备的互连。
29
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
总线基本类型
并行总线分为5个功能组:
数据总线、地址总线、控制总线、电源线和地线。
并行总线有:
FSB、HT总线、内存总线、PCI总线、PCI-X总线、AGP总线等。
串行总线:
PCI-E、SATA、eSATA、QPI、DMI、SPI、LPC、SMBus、USB、IEEE1394等。
2.2.5主板的总线与接口
30
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
总线带宽
在模拟通信中(频带通信),总线带宽指通信频率之差;在数字通信(基带通信)中,带宽指数据传输速率。
总线频率往往指总线上数据传输的频率。
并行总线带宽=(总线位宽×总线数据传输频率)÷8
2.2.5主板的总线与接口
31
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
总线带宽
微机并行总线性能
总线类型
时钟频率
(MHz)
总线位宽
(位)
传输频率
(MHz)
总线带宽
FSB1600
400
64
1600
12.8GB/s
HyperTransport
800
32
3200
12.8GB/s
DDR3-1600内存总线
200
64
1600
12.8GB/s
AGP8×
66
32
528
2.1GB/s
PCI
33
32
33
132MB/s
PCI-X2.0
66
64
533
4.3GB/s
HubLink
33
32
66
264MB/s
2.2.5主板的总线与接口
32
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
总线带宽
串行总线带宽指总线传输速率,单位为bit/s。
微机常用串行总线性能
总线类型
总线带宽
总线类型
总线带宽
总线类型
总线带宽
QPI
12.8GB/s
USB2.0
480Mbit/s
SPI
3Mbit/s
PCI-E1.0x16
4Gbit/s
USB3.0
5.0Gbit/s
SST
1Mbit/s
PCI-E2.0x32
16Gbit/s
DMI
1Gbit/s
SMBus
100kbit/s
USB1.1
12Mbit/s
LPC
132Mbit/s
IEEE1394b
800Mbit/s
2.2.5主板的总线与接口
33
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
系统总线
FSB:
CPU与北桥芯片之间信号传输通道,最高频率为1600MHz,带宽为12.8GB/s。
QPI总线:
基于数据包的点到点互连技术,单向带宽为12.8GB/s。
HT总线:
AMD公司的前端总线技术,最高频率为3200MHz,带宽为12.8GB/s。
内存总线:
负责内存与北桥芯片之间的数据并行传输。
2.2.5主板的总线与接口
34
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
系统总线
DMI总线:
连接南北桥芯片的串行总线,采用点对点连接方式,时钟频率为100MHz,上行与下行单向带宽为1GB/s。
SPI总线:
用于SIO芯片的连接,带宽为3Mbit/s。
SST总线:
串行总线,用于系统温度管理,带宽为1Mbit/s。
2.2.5主板的总线与接口
35
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
外设总线
PCI总线:
位宽32位,时钟频率33MHz,总线带宽为133MB/s。
2.2.5主板的总线与接口
36
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
外设总线
PCI-E总线:
点对点异步串行传输。
基本PCI-E×1总线有4条线,两条输人,两条输出,总线带宽为250Mbit/s(单工)。
PCI-E可根据不同设备分配不同的传输带宽。
2.2.5主板的总线与接口
37
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
外设总线
USB总线:
采用4根电缆,2根传输串行数据,2根提供电源。
USB接口支持PnP,可热插拔,可以串接127个设备。
USB2.0带宽为480Mbit/s,传输距离近百米。
USB3.0总线带宽高达5.0Gbit/s。
2.2.5主板的总线与接口
38
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
常用接口
SATA接口:
SATA2.0接口带宽为3.0Gbit/s
SATA使用点对点传输协议,不存在硬盘设备的主从问题,并且每个驱动器独享接口带宽,SATA支持设备热插拔。
2.2.5主板的总线与接口
39
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
常用接口
IDE接口:
ATA-133标准的IDE接口采用40针80线的接口型式,带宽为133MB/s,主要用于连接硬盘和光驱。
2.2.5主板的总线与接口
40
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
常用接口
SIO接口:
键盘接口、鼠标接口、RS-232接口、LPT接口、软驱接口等。
光纤SPDIF
eSATA
1394a
USB
RJ45
同轴电缆SPDIF
2.2.5主板的总线与接口
41
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
2.2.6主板的性能指标
主板的主要性能指标有:
(1)支持CPU的种类和频率。
(2)主板采用的控制芯片组及其型号。
(3)总线频率。
(4)支持内存的种类和容量。
(5)扩充插槽类型和数量。
(6)各种接口的种类和数量。
(7)主板BIOS功能、版本号和调节功能。
(8)稳定性、扩展性、散热性
(9)主板的特色功能
2.2.7主板品牌大全
2.2.8主流主板选购原则
电脑的主板对电脑的整体性能起着举足轻重的作用,主板上的部件每时每刻都有海量的信息要通过主板与其他部件沟通,主板的重要性对于电脑来说自然非同小可。
几百块的主板也是主板,几千块的主板也是主板,区别在于功能,性能。
那么衡量一块主板的性能好快主要取决于:
首先,看应用性能,其次,看做工与用料,第三,看品牌专业
挑选好主板的几条原则:
应按自己的实际用途和需求来采购主板,首先决定用什么样的CPU,然后选用相匹配的主板芯片组,主板应工作稳定,兼容性好、功能完善,扩充力强、使用方便,可以在BIOS中对尽量多参数进行调整、厂商有更新及时、内容丰富的网站,维修方便快捷、价格相对便宜,即性价比高。
其次,还要注意:
PCB板体、布线、电容、供电电路、布局
一、确定选择什么样的主板对我们来讲是合适的。
二、确定选择支持Intel系列或AMD系列的主板。
三、主板电容选择注意事项
四、主板散热性能注意事项
五、集成芯片及插槽选择注意事项
六、主板插槽数量方面的选择。
七、主板的做工要精湛
八、品牌与售后服务注意事项
九、价格问题
选购注意事项
2.2.9主板故障分析与处理
主板常见故障分析
故障现象
故障主要原因分析
死机
机箱带电,造成主板公共地不稳定;主板插座金属触脚簧片变形、
管脚氧化等;插座簧片与板卡上的金手指接触不良;主板电容损
坏,导致干扰增大;主板布满灰尘,造成信号短路;主板电子器件
有故障或主板散热不良;主板与机箱之间短路等
重新启动
主板表面绝缘层损坏,造成信号干扰;主板芯片发热过高,运行不
稳定;集成电路芯片和其它器件质量不良;集成电路芯片质量老
化,信号驱动能力不足等
不能开机
主板供电环境不良,导致主板电源电路损坏;电网瞬间产生的尖峰
脉冲,损坏了主板供电插头附近的芯片;主板上三相稳压电路功率
管损坏;电源故障导致主板保护电路工作;主板局部短路,导致主
机电源启动保护短路;主板复位键失灵等
运行缓慢
主板电容损坏,导致干扰加大等
50
教学讨论:
(1)
(2)
(3)
- 配套讲稿:
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