笔记本教程1.docx

笔记本教程1.docx

《笔记本教程1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《笔记本教程1.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

笔记本教程1

　第1页：

作者序：

您真的是笔记本电脑高手吗？

经过上几期的笔记本低价猫腻、NvdiaMXM技术、揭密笔记本散热误区等三篇“权威揭密”系列文章后，接下来该为大家带来什么呢？

   从本周开始，我们将带领大家全面认知笔记本的硬件架构设计，由于篇幅十分浩瀚，为了不让大家感到恐惧，我们将整个文章分为上、中、下三篇分别发出，每篇均有自己的主题，独立成章。

相信当你看完所有篇幅后，你一定可以成为真正的笔记本发烧友了。

   从2004年跨入2006年，笔记本的价格可谓一落千丈，笔记本电脑也不再是身份地位的象征，它更是一个工具，帮助我们从纷繁的事务中解脱出来。

 自己升级CPU？

太easy了～都不好意思说出来

   也正因为笔记本价格的滑落，我们身边多了很多笔记本的高手。

他们对其硬件技术兴趣近乎痴迷，他们升级所有能升级的硬件，从MMC2接口的PII升级到PIII已经不再是新闻，而自己扩展USB口也不是什么新鲜事，至于为无网卡的机器打造内建网卡，为无蓝牙的机器打造内建的蓝牙也一直在论坛上看到，还有为IBMThinkPad600X制作内建的MINI-PCI无线网卡，用的天线居然是原来Modem的线……   笔者不否认这些强人的动手能力和他们的创意，甚至他们对硬件的了解程度超越了在开发第一线的RD工程师。

但尽管如此，我相信他们对笔记本的整体架构，内部总线的了解还有欠缺。

   比如，我们都知道如何CPU会自动降频以减低自身功耗，但你是否知道他们具体物理动作？

   又如，我们常说的BIOS，我相信高手对BIOS的设定几乎可以闭着眼睛来，但你是否能回答这BIOS究竟是谁在运行？

毕竟，软件是要靠硬件来运行的吧？

！

   再如，或许某些DIYER对台式机的开机过程了如指掌，听报警声就知道机器挂在哪里，但你是否清楚笔记本电脑的开机过程？

是否也能仅仅凭报警声就能明白？

   还有，大家都晓得CPU过热会引起保护性关机。

那你是否知道这个过热保护系统是如何工作的呢？

那AC97呢？

笔记本中的MODEM都独立出来了，他们到底是怎么工作的？

如果你是IBM的Fans，你肯定知道BMDC吧？

那BMDC到底是如何实现的呢？

 拆拆装装，简直就是家常便饭

   实际上，随着对很多简单问题的深入，我们会发现其实这些问题并不简单。

虽然对于业余的DIYER，他们不知道这些已经无关紧要，他们仍然已经是很“高手”的了。

但我相信，一个真正的DIYER对技术的渴望会超乎想像，又有什么能够阻止他们向更高的技术领域进军呢？

   或许，也有读者说，我只要用好我的电脑就好，他怎么运作关我什么事？

！

那么在此我将很遗憾的对你说，您真的并不适合看本文。

 偶尔还会拿个台式机P4CPU代替迅驰CPU搞怪一下，当然是开不了机的

   撰写本文，其实是希望那些DIYER能对笔记本电脑有一个系统的了解。

在本文中，您会看到我对以上的问题做详尽的解释，相信在你读完本文之后，对笔记本的整个体系有了完整的概念。

而对于真正的那么些DIY高手来说，或许有些知识您已了然于胸，但对于一些你知其然，而不知其所以然的问题，或许你能在读完本文后能找到答案。

   另外作为比较，本文也会以最新的Sonoma平台和Centrino平台做一些比较。

好吧，闲话少说，我们正式开始吧！

第2页：

从架构开始学习让我们认识更多

   当前笔记本虽然是品牌众多，且外观、功能各有千秋，但究其原理还是一样，都是基于IBMPC/AT的老架构（当然Apple的除外）。

这里值得注意的是，虽然台式机和笔记本外形差别很大，但其基本的架构和原理都是一样的，都是兼容IBMPC/AT架构的。

   那么我们先来说说笔记本电脑的主要框架。

 一台很方便拆卸的华硕M5N作为客串嘉宾

   系统的主要构成主要分为如下几个部分：

NorthBridge（北桥），SouthBridge（南桥），显示卡，EC（嵌入式控制器），这几个部分一般都是集成到主板上的，配合CPU，内存就可以开机进入BIOS。

以上的部分是必须的，因为这属于PC/AT架构的基本构成。

其他诸如硬盘，WirelessCard（无线网卡），CardBus（PCMCIA控制器）等等都是次要的，并不影响整机的工作，或者说，不影响机器的开机。

 IntelCentrino架构

   为了方便讨论并具有一定的代表性，我们取当前比较流行的Centrino架构来说明。

上图便是标准的Centrino平台，按照这个平台搭建的笔记本，可以打上IntelCentrino漂亮的蝴蝶标志。

而如果在Pentium+855GM/PM/GME+ICH4+IntelPROWireless的搭配中有一项不符合，就不能用Centrino的标志，就不能使用INTEL的免费广告咯，呵呵~~这也是Intel聪明的经商策略：

）

第3页：

笔记本硬件结构各部分功能简介

   为了照顾一下入门级的朋友，我们首先非常简单的介绍一下系统各个功能块的作用。

CPU嘛，笔者就不多说了，我相信大家都清楚哦~（什么，你不知道CPU？

！

我$#!

@%^&!

）   北桥的功能主要是连接CPU和内存，如果是独立显卡的话，会提供与显卡的AGP接口，并用HUB-LINK与南桥通信。

北桥常被成为MCH或者GMCH，也就是MemoryControlHub或者GraphicMemoryControlHub的意思。

 用三星X30作为案例，点击上面图片可以获得更多解释

   南桥的功能主要是连接一些外围设备，比如PCI界面的网卡，PC卡控制器等等，另外诸如USB接口、IDE接口也是由南桥来提供的，南桥提供LPC总线与EC通信。

南桥也常被称为ICH，其意思是I/OControlHub的意思。

   至于INTEL为什么用Hub-Link这个词，我想是因为南北桥都是两个HUB（MemoryControlHub和I/OControlHub）的原因吧。

   EC（EmbedController，嵌入式控制器）虽然和我们常说的BIOS有点像，不过其实EC是BIOS的物理控制器和载体，它通过LPC与南桥通信。

   如果看不懂本页，请参考这张图，我相信很容易就明白了。

文中的我们提到了各种接口，比如FSB，AGP，LPCI/F等等，这些接口我们会在下面具体的谈。

　第4页：

正确认知CPU前端总线信号抗干扰是头等大事

从这里开始是本文的重点，将详细介绍各部分的连接和规范。

   系统中最高速、最复杂的连接莫过于CPU和北桥的连接，我们称之为FSB（FrontSideBus，前端总线）或者HOSTBUS。

 DothanCPU

   FSB有64位的数据线和32位的地址线。

正是通过FSB，CPU和北桥才能完成通信。

   虽然实际上CPU与北桥的连接都是点到点的，但由于其高速性，在实际的布线中还是需要非常非常小心。

而EMI/EMC工程师在这方面也将是不遗余力的帮助硬件工程师解决问题（解决不好就不能通过有关方面的认证，也就是不能卖啦！

）。

   那么什么是EMI/EMC呢？

具体的含义是EMI（ElectroMagneticInterference，电磁干扰），EMC（ElectroMagneticCompatibility，电磁兼容性）。

   所以我们可以这样认为：

FSB对其他信号的干扰非常严重（EMI很严重），而且其本身也比较容易受到干扰（EMC很弱）。

很明显，如果FSB被干扰并出现误判，机器是必死无疑的。

   在考虑了EMI/EMC的影响后，在实际的布线中，通常将这部分线路放在内层（一般笔记本电脑主板都有6~8层，6层在Centrino平台勉强可以，到了Sonoma平台就几乎不可能了），以防止高速信号对其他信号造成的串绕。

所以一般情况下，我们在主板上是看不到FSB的。

   下面的图片是INTEL的设计指南里的建议，我们看一下。

 FSB总线

   图中，DATA是FSB的64位数据线，ADDRESS则是32位的地址线。

左上脚的L3代表的是第三层PCB。

由于在同一层中不可能把数据线和地址线全部走完，所以其实第三层仅仅走了一部分的FSB，余下的在第六层中。

 FSB总线

   同样，L6代表的是第六层的PCB。

第5页：

头疼的布线让你深入芯片内部！

   由于FSB是绝对的高速信号，所以在布线的时候，我们需要考虑到信号线长度的一致性。

   比如，INTEL要求每一根的FSB的长度需要一致，所以，在PCB步线的时候，就免不了要走“Z”字型的线路来满足长度的一致性。

在这里，我想大家可能没想到一点，那就是关于芯片内部走线的长度的考虑（也就是说，为了满足长度的一致性，我们必须要考虑到CPU内部的线路长度），然后加上外部走线（即在PCB上的走线）的长度，才是整个一个信号线的长度哦！

当然这个长度是由INTEL提供给各个OEM/ODM厂商的。

   下图是DDR那边的走线示意图，其中MCHPkgRoute就代表着北桥芯片内部的走线长度。

 布线其实需要考虑的比你想像的更多

   接下来，我们来放大一下前面的图，看一下所谓的“Z”字型走线。

 “Z”字型的走线是为了满足信号线长度的一致性

   图中方框内的线路都是“Z”字型的走线。

由于这些线路都是在PCB的内层，一般来说我们是看不到的。

不过基于同样的原理，在一些其他地方的设计上，也要考虑走线的长度，比如显卡，显存，北桥到DDR的走线等。

显卡和显存颗粒的布线

   上图是某笔记本显卡和显存部分的走线，我们看到，也是大量采用了“Z”字型的走线方法，其原因就如上文所说。

下面是北桥到DDR的走线，道理是一样的。

 北桥到DDR的走线

   在FBS总线上有个小知识，对与FSB来说，虽然地址线应该有32根，也就是ADD[0…31]，但实际上地址线只用到了ADD[3…31]，而不是ADD[0…31]，为什么呢？

其实很简单，因为现在的CPU读取数据都是8位连读的，所以CPU只需要知道一个数据的首地址，其后的7个bit就会自动被读取。

所以不需要ADD[0…2]这三位。

如果对这点感到难以理解的读者，建议去看一下《微型机计算机原理与应用》，我想你很容易会找到答案。

第6页：

想了解CPU为何自动降频？

不知道VID怎么行！

   从移动版的PIII开始，INTEL的CPU就多了一个输出VID的功能。

其作用是实现CPU都具有自动降频的，在必要时，甚至会进入深睡眠、关闭内部时钟等情况。

其具体流程是：

CPU根据自身的状态输出VID到电源IC，电源IC接到VID后解码，并输出一个跟VID对应的CPU工作电压。

而对于CPU的各种状态及其切换过程，我们会在《下篇》具体讨论到。

 INTELCPU的VID列表

   我们看到，CPU的工作电压可以一直从1.708V一直降到其最低的0.700V。

在系统最先开机的时候，也就是在电源IC未接到VID的时候，其输出是其最低电压，即0.7V。

   下图是IBM配合迅驰技术使用的电源管理软件。

我们看到CPU的速度有高/自适应/慢/很慢四档可以调节。

实际上，如果有必要，可以做成更多的调节，就像上面的那张VID表一样。

 迅驰CPU的各种工作状态

   这里要说的是，INTEL对于其VID的一致性做的比较好，其各种CPU一般都支持相同的VID—电压对应表；而对于AMD就不大一样，一般它的不同的CPU都会有不相同的VID表与之对应。

这在研发上也增加了一点点的小麻烦。

：

）