电脑硬件之主板

电脑硬件之主板主板特点工作原理主板分类构成部分故障原因主板特点主板采用了开放式结构。主板上大都有6-15个扩展插槽，供PC机外围设备的控制卡（适配器）插接。通过更换这些插卡，可以对微机的相应子系统进行局部升级，使厂家和用户在配置机型方面有更大的灵活性。总之，主板在整个微机系统中扮演着举足轻重的角色。可以说，主板的类型和档次决定着整个微机系统的类型和档次，主板的性能影响着整个微机系统的性能。工作原理在电路板下面，是错落有致的电路布线；在上面，则为棱角分明的各个部件：插槽、芯片、电阻、电容等。当主机加电时，电流会在瞬间通过CPU、南北桥芯片、内存插槽、AGP插槽、PCI插槽、IDE接口以及主板边缘的串口、并口、PS/2接口等。随后，主板会根据BIOS（基本输入输出系统）来识别硬件，并进入操作系统发挥出支撑系统平台工作的功能。主板分类芯片分类芯片组分类功能分类其它分类结构分类类型分类INTEL:Socket386、Socket486、Socket586、Socket686、Socket370(810主板、815主板）、Socket478(845主板、865主板）、LGA775(915主板、945主板、965主板、G31主板、P31主板、G41主板、P41主板）、LGA1156（H55主板、H57主板、P55主板、P57主板、Q57主板）、LGA1155分为6系、7系两个系列(6系主板有：H61主板、H67主板、P67主板、Z68主板。7系主板有：B75、Z75、Z77、H77。）、LGA1366（X58主板）、LGA2011（X79主板）AMD:SocketAM2(770主板、780G主板，785G主板、790GX主板）、AM2+（同AM2）、AM3(870G主板、880G主板、890GX主板、890FX主板）、FM1（A55主板、A75主板）同一级的CPU往往也还有进一步的划分，如奔腾主板，就有是否支持多能奔腾（P55C，MMX要求主板内建双电压），是否支持Cyrix6x86、AMD5k86（都是奔腾级的CPU，要求主板有更好的散热性）等区别。这些芯片组中集成了对CPU、CACHE、I/0和总线的控制。586以上的主板对芯片组的作用尤为重视。Intel公司出品的用于586主板的芯片组有：LX早期的用于Pentium60和66MHzCPU的芯片组NX海王星（Neptune），支持Pentium75MHz以上的CPU，在Intel430FX芯片组推出之前很流行，现在已不多见。FX在430和440两个系列中均有该芯片组，前者用于Pentium，后者用于PentiumPro。HXIntel430系列，用于可靠性要求较高的商用微机。VXIntel430系列，在HX基础上针对普通的多媒体应用作了优化和精简。有被TX取代的趋势。TXIntel430系列的最新芯片组，专门针对PentiumMMX技术进行了优化。GX、KXIntel450系列，用于PentiumPro，GX为服务器设计，KX用于工作站和高性能桌面PC。MXIntel430系列，专门用于笔记本电脑的奔腾级芯片组，参见《Intel430MX芯片组》。非Intel公司的芯片组有：VT82C5xx系列ⅥA公司出品的586芯片组。SiS系列SiS公司出品，在非Intel芯片组中名气较大。Opti系列Opti公司出品，采用的主板商较少。ISA(IndustryStandardArchitecture）工业标准体系结构总线。EISA(ExtensionIndustryStandardArchitecture）扩展标准体系结构总线.MCA(MicroChannel）微通道总线。此外，为了解决CPU与高速外设之间传输速度慢的瓶颈问题，出现了两种局部总线，它们是：VESA(VideoElectronicStandardsAssociation)视频电子标准协会局部总线，简称VL总线.PCI(PeripheralComponentInterconnect）外围部件互连局部总线，简称PCI总线。486级的主板多采用VL总线，而奔腾主板多采用PCI总线。目前，继PCI之后又开发了更外围的接口总线，它们是：USB(UniversalSerialBus)通用串行总线。IEEE1394（美国电气及电子工程师协会1394标准）俗称火线（FireWare)AT标准尺寸的主板，IBMPC/A机首先使用而得名，有的486、586主板也采用AT结构布局BabyAT袖珍尺寸的主板，比AT主板小，因而得名。很多原装机的一体化主板首先采用此主板结构ATX&127;改进型的AT主板，对主板上元件布局作了优化，有更好的散热性和集成度，需要配合专门的ATX机箱使用一体化（Allinone)主板上集成了声音，显示等多种电路，一般不需再插卡就能工作，具有高集成度和节省空间的优点，但也有维修不便和升级困难的缺点。在原装品牌机中采用较多NLXIntel最新的主板结构，最大特点是主板、CPU的升级灵活方便有效，不再需要每推出一种CPU就必须更新主板设计此外还有一些上述主板的变形结构，如华硕主板就大量采用了3/4BabyAT尺寸的主板结构。PnP功能带有PnPBIOS的主板配合PnP操作系统（如Win95）可帮助用户自动配置主机外设，做到即插即用节能（绿色）功能一般在开机时有能源之星（EnergyStar）标志，能在用户不使用主机时自动进入等待和休眠状态，在此期间降低CPU及各部件的功耗无跳线主板这是一种新型的主板，是对PnP主板的进一步改进。在这种主板上，连CPU的类型、工作电压等都无须用跳线开关，均自动识别，只需用软件略作调整即可。经过Remark的CPU在这种主板上将无所遁形。486以前的主板一般没有上述功能，586以上的主板均配有PnP和节能功能，部分原装品牌机中还可通过主板控制主机电源的通断，进一步做到智能开/关机，这在兼容机主板上还很少见，但肯定是将来的一个发展方向。无跳线主板将是主板发展的另一个方向。按主板的结构特点分类还可分为基于CPU的主板、基于适配电路的主板、一体化主板等类型。基于CPU的一体化的主板是目前较佳的选择。按印制电路板的工艺分类又可分为双层结构板、四层结构板、六层结构板等；目前以四层结构板的产品为主。按元件安装及焊接工艺分类又有表面安装焊接工艺板和DIP传统工艺板。按CPU插座分类，如Socket7主板、Slot1主板等。按存储器容量分类，如16M主板、32M主板、64M主板等。按是否即插即用分类，如PnP主板、非PnP主板等。按系统总线的带宽分类，如66MHz主板、100MHz主板等。按数据端口分类，如SCSI主板、EDO主板、AGP主板等。按扩展槽分类，如EISA主板、PCI主板、USB主板等。按生产厂家分类，如华硕主板、技嘉主板等。板的构成主板的平面是一块PCB（印刷电路板），一般采用四层板或六层板。相对而言，为节省成本，低档主板多为四层板：主信号层、接地层、电源层、次信号层，而六层板则增加了辅助电源层和中信号层，因此，六层PCB的主板抗电磁干扰能力更强，主板也更加稳定。芯片扩展槽对外接口构成部分芯片BIOS芯片：是一块方块状的存储器，里面存有与该主板搭配的基本输入输出系统程序。能够让主板识别各种硬件，还可以设置引导系统的设备，调整CPU外频等。BIOS芯片是可以写入的，这方便用户更新BIOS的版本，以获取更好的性能及对电脑最新硬件的支持，当然不利的一面便是会让主板遭受诸如CIH病毒的袭击芯片南北桥芯片：横跨AGP插槽左右两边的两块芯片就是南北桥芯片。南桥多位于PCI插槽的上面；而CPU插槽旁边，被散热片盖住的就是北桥芯片。芯片组以北桥芯片为核心，一般情况，主板的命名都是以北桥的核心名称命名的（如P45的主板就是用的P45的北桥芯片）。北桥芯片主要负责处理CPU、内存、显卡三者间的“交通”，由于发热量较大，因而需要散热片散热。南桥芯片则负责硬盘等存储设备和PCI之间的数据流通。南桥和北桥合称芯片组。芯片组在很大程度上决定了主板的功能和性能。需要注意的是，AMD平台中部分芯片组因AMDCPU内置内存控制器，可采取单芯片的方式，如nⅥDIAnForce4便采用无北桥的设计。从AMD的K58开始，主板内置了内存控制器，因此北桥便不必集成内存控制器，这样不但减少了芯片组的制作难度，同样也减少了制作成本。现在在一些高端主板上将南北桥芯片封装到一起，只有一个芯片，这样大大提高了芯片组的功能。RAID控制芯片：相当于一块RAID卡的作用，可支持多个硬盘组成各种RAID模式。目前主板上集成的RAID控制芯片主要有两种：HPT372RAID控制芯片和PromiseRAID控制芯片。扩展槽所谓的“插拔部分”是指这部分的配件可以用“插”来安装，用“拔”来反安装。内存插槽：内存插槽一般位于CPU插座下方。图中的是DDRSDRAM插槽，这种插槽的线数为184线。AGP插槽：颜色多为深棕色，位于北桥芯片和PCI插槽之间。AGP插槽有1×、2×、4×和8×之分。AGP4×的插槽中间没有间隔，AGP2×则有。在PCIExpress出现之前，AGP显卡较为流行，其传输速度最高可达到2133MB/s(AGP8×）。PCIExpress插槽：随着3D性能要求的不断提高，AGP已越来越不能满足视频处理带宽的要求，目前主流主板上显卡接口多转向PCIExprss。PCIExprss插槽有1×、2×、4×、8×和16×之分。注：目前主板支持双卡：（NⅥDIASLI/ATI交叉火力)扩展槽PCI插槽：PCI插槽多为乳白色，可以插上软Modem、声卡、股票接受卡、网卡、检测卡、多功能卡等设备。CNR插槽：多为淡棕色，长度只有PCI插槽的一半，可以接CNR的软Modem或网卡。这种插槽的前身是AMR插槽。CNR和AMR不同之处在于：CNR增加了对网络的支持性，并且占用的是ISA插槽的位置。共同点是它们都是把软Modem或是软声卡的一部分功能交由CPU来完成。这种插槽的功能可在主板的BIOS中开启或禁止。对外接口硬盘接口：硬盘接口可分为IDE接口和SATA接口。在型号老些的主板上，多集成2个IDE口，通常IDE接口都位于PCI插槽下方，从空间上则垂直于内存插槽（也有横着的）。而新型主板上，IDE接口大多缩减，甚至没有，代之以SATA接口。软驱接口：连接软驱所用，多位于IDE接口旁，比IDE接口略短一些，因为它是34针的，所以数据线也略窄一些。对外接口PS/2接口：PS/2接口的功能比较单一，仅能用于连接键盘和鼠标。一般情况下，鼠标的接口为绿色、键盘的接口为紫色。PS/2接口的传输速率比COM接口稍快一些，但这么多年使用之后，虽然现在绝大多数主板依然配备该接口，但支持该接口的鼠标和键盘越来越少，大部分外设厂商也不再推出基于该接口的外设产品，更多的是推出USB接口的外设产品，不过值得一提的时候，由于该接口使用非常广泛，因此很多使用者即使在使用USB也更愿意通过PS/2-USB转接器插到PS/2上使用，外加键盘鼠标每一代产品的寿命都非常长，因此接口现在依然使用效率极高，但在不久的将来，被USB接口所完全取代的可能性极高。对外接口LPT接口（并口）：一般用来连接打印机或扫描仪。其默认的中断号是IRQ7，采用25脚的DB-25接头。并口的工作模式主要有三种：1、SPP标准工作模式。SPP数据是半双工单向传输，传输速率较慢，仅为15Kbps，但应用较为广泛，一般设为默认的工作模式。2、EPP增强型工作模式。EPP采用双向半双工数据传输，其传输速率比SPP高很多，可达2Mbps，目前已有不少外设使用此工作模式。3、ECP扩充型工作模式。ECP采用双向全双工数据传输，传输速率比EPP还要高一些，但支持的设备不多。现在使用LPT接口的打印机与扫描仪已经基本很少了，多为使用USB接口的打印机与扫描仪。对外接口COM接口（串口）：目前大多数主板都提供了两个COM接口，分别为COM1和COM2，作用是连接串行鼠标和外置Modem等设备。COM1接口的I/O地