计算机组装与维护(第二版)-项目1-任务2主板认知

学习性工作任务2——主板【任务目标】本章将介绍主板的基础知识，主要内容包括：主板的分类、基本组成及性能指标，主板芯片组，主流主板及选购等。通过本章的学习，要求掌握主板的基本构成、性能指标及主板选购，了解主板的类型及典型芯片组。主板概述主板的分类(1)按CPU类型来分按CPU的插槽类型来分，可分为Intel主板和AMD主板(2)按照芯片组分类Intel、VIA、SiS、AMD、nVIDIA等(3)按主板结构分类AT主板、BabyAT主板、ATX主板、一体化（A11inone）主板和NLX（NewLowProfileExtension）主板等主板的基本组成主板是一块矩形的印刷电路板，在电路板上分布着各种电阻、电容、电感、芯片、插槽等元器件，包括BIOS芯片、I/O控制芯片、CPU插座、各种扩充插槽、面板控制开关接口、键盘和鼠标接口、直流电源的供电插座等。有的集成主板上还集成了音效芯片、显示芯片和网卡芯片等主板实物图印刷电路板是由几层树脂材料粘合在一起的，内部采用铜箔走线。一般的PCB分有4层，最上和最下的两层是信号层，中间两层是接地层和电源层。将接地和电源层放在中间，这样便可容易地对信号线做出修正。有的主板其线路板可达到6层，这是由于信号线必须相距足够远的距离，以防止电磁干扰。6层板可能有3个或4个信号层、一个接地层以及一个或两个电源层，以提供足够的电力供应。CPU插座CPU插座类型可分为Slot架构和Socket架构。Slot架构又分为Slot1、Slot2和SlotA等；常见的Socket插槽及可使用的CPU类型有：Socket1（486CPU）、Socket7（Pentium、PentiumMMX；AMDK5、K6、K6-2、K6-3）、Socket370（PentiumIII、Celeron系列）、Socket478（Pentium4、P4Celeron系列）、SocketA（Socket462，CPU类型有AMDDuron、Thunderbird、Athlon、AthlonXP系列）等，目前，流行的CPU插槽类型还有Socket775、Socket754、Socket939和Socket940等。Slot1架构Slot1架构Slot1、Slot2用于Intel的赛扬、奔腾系列的CPU，如Celeron、PentiumII、PentiumIII，采用插槽方式；SlotA架构SlotA架构SlotA是AMD专为其AMDK7设计的安身之所，和Intel的Slot1一样，采用的插槽方式，表面上这两种插槽看不出区别，实际的内部结构完全不同。Socket7（Super7）架构Socket7（Super7）架构这就是Socket7插座，使用它的CPU有Intel的奔腾（Pentium）系列、多能奔腾（PentiumMMX）系列；AMD的K5、K6（K6、K6－2、K6－Ⅲ）系列；Cyrix的6x86系列（6x86、6x86MX、MⅡ）；IDT的C6系列（C6；C6－2）等。Socket370架构Socket370架构Socket370插座是Socket系列插座中的小弟弟，使用它的CPU有Intel新赛扬系列和FC－PGA（FlipChipPinGridArray，倒装芯片针栅阵列）封装的PentiumIIICoppermine（铜矿）系列；威盛（VIA）收购Cyrix后生产的Joshua（约书亚）系列。图中圈起处是这两种插座的外观区别之一。Socket478架构Socket775架构Intel专用的CPU插槽类型主要有Socket478和Socket775。其中Socket478插槽类型可用于IntelPentium4上，它是目前最常用的CPU插槽。Intel的新一代CPU插槽类型为Socket775（Prescott处理器），该类主板采用i915/i925芯片组，采用DDRII技术的内存规格和采用全新的PCIExpress接口技术（即PCI-E×l6接口的显卡技术），PCIExpress是PC史上又一个重要的技术变革。Socket478和Socket775架构AMD的CPU插槽类型AMD的CPU插槽类型主要有Socket462、Socket754、Socket939和Socket940这几种，目前比较多用的还是Socket462插槽，而此后的发展方向应该是Socket939的插槽类型。如图3-3所示，右边为两款主板上的CPU插座外观AMDSocket754和AMDSocket939的插座。Socket462、Socket754、Socket939内存插槽分为SIMM、DIMM和RIMM3种类型SIMM：(单列直插)SIMM内存插槽有30线和72线两种，支持早期的EDO内存和FPM内存，采用这种插槽的内存必须两根一组成对使用DIMM：(双列直插)DIMM插槽有168线和184线两种，分别支持SDRAM和DDRSDRAM内存；RIMM插槽是RDRAM的专用接口，其引线有184线内存插槽SIMM槽内存插槽现在市场上比较流行的还有一种内存插槽是DDRDIMM槽DDRII内存插槽有240只引脚，提供1.8V的工作电压。和DDR相同的是内存槽中间有一个隔断，但比DDR插槽偏向中间的位置大概2mm~3mmAGP接口AGP（AcceleratedGraphicsPort）叫做图形加速接口，是Intel公司推出的新一代图形显示卡专用数据通道，它只能安装AGP的显示卡。它将显示卡同主板内存芯片组直接相连，大幅提高了电脑对3D图形的处理速度，信号的传送速率可以提高到533MB/s。AGP接口各种AGP规范的比较表AGP标准AGP1.0AGP1.0AGP2.0AGP3.0AGP版本AGP1XAGP2XAGP4XAGP8X诞生时期1996年7月1996年7月1998年5月2002年9月工作频率66Mhz66Mhz66Mhz66Mhz传输带宽266MB/s533MB/s1066MB/s2133MB/s总线频率66Mhz133Mhz266Mhz533Mhz工作电压3.3V3.3V1.5V0.8V数据传输位宽32bit32bit32bit32bit触发信号频率66Mhz66Mhz133Mhz266Mhz总线除了所支持的CPU类型以外，主板的第二个重要特征就是总线的类型。所谓总线就是连接CPU和内存、缓存、外部控制芯片之间的数据通道；控制芯片和扩展槽之间还有数据通道，叫做扩展总线，或者局部总线。总线扩展槽扩展总线允许用户通过安装新的扩展卡来扩充计算机的功能。主板上的扩展槽越多，用户可安装的扩展卡就越多。通常每块主板提供5-8个扩展槽，它们可能是不同的总线类型。同一类型的连接槽都是相通的，所以板卡可以插入其中任何一个槽中。总线扩展槽总线扩展槽扩展槽的每一边都有针，它和所插入板卡的连接器边缘相接触。总线扩展槽主板有两种扩展槽，黑色的为ISA，白色的短槽为PCI，PCI是现在比较先进的一种。PCI总线扩展槽PCI（PeripheralComponentInterconnect，外设部件互连总线）是一个先进的高性能局部总线（支持多个外设），同时它还支持即插即用。颜色一般为白色，有一长（64位）一短（32位）两种扩展槽。PCI32插槽。其工作标准频率为33.3MHz，数据传输率为133MB/s，总引脚数124条（包含电源、地、保留引脚等），目前常用的是32位PCIPCI64插槽。其工作标准频率为66MHz，总引脚数188条（包含电源、地、保留引脚等）PCI总线扩展槽PCI总线扩展槽PCI-Express插槽，这种插槽支持三种电压，分别为+3.3V、3.3Vaux和+12V。PCI-Express插槽具有Xl、X2、X4、X8、X12、X16和X32七种多通道连接模式，其中Xl单向传输带宽就可以达到250MB/s，双向传输带宽是500MB/s；PCI-ExpressX16插槽单向传输带宽就可达4GB/s。ISA总线扩展槽ISA（IndustryStandardArchitecture，工业标准结构总线）一种16位的总线，扩展槽教长，颜色一般为黑色，目前已经很少使用。ISA总线扩展槽主板接口目前所有的主板都把IDE接口（主IDE接口、副IDE接口）、软驱接口、并行口（打印接口）、串行口（COM1，COM2）、PS/2的鼠标和键盘接口、USB接口（即通用串行总线）集成到主板上，另外有些主板上还集成有声卡、显卡等接口。IDE接口、软驱接口主板上一般有2～4个IDE接口，1个软驱接口。串行ATA接口串行ATA（简称SATA）硬盘被认为是现有硬盘的替代者。串行ATA接口总共只有7根针脚，信号线和连接方法都比以前简便了很多，如图3-13所示。它支持热插拔功能。其标准数据传输率为150MB/s，新一代SATAⅡ标准的数据传输率为300MB/s，其后的SATAⅢ标准的数据传输率将达到600MB/s主板控制芯片组主板控制芯片组（Chipset）是控制局部总线、内存和各种扩展卡的，是整块主板的灵魂所在；也就是说CPU对其它设备的控制都是通过它们来完成的。主板控制芯片组主板控制芯片组由南桥（SouthBridge）芯片和北桥（NorthBridge）芯片组成，南桥芯片在PCI插槽旁边，北桥芯片在CPU旁边。主板控制芯片组南桥芯片南桥芯片主要负责控制设备的中断、各种总线和系统的传输性能等，其作用是让所有的资料都能有效传递；北桥芯片北桥芯片是CPU与外部设备之间联系的纽带，负责控制主板可以支持CPU的种类、内存类型和容量。BIOS芯片BIOS芯片是主板上一个很重要的芯片，BIOS的中文意思是“基本输入输出系统”，因为BIOS包含一组例行程序，由它们来完成系统与外设之间的输入输出工作。它的功能当然不止这些，它还有内部的诊断程序和一些实用程序，比如每次启动计算机时，都要调用BIOS的自检程序，检查主要部件以确保它们工作正常。BIOS芯片BIOS芯片早期的主板上叫ROMBIOS，它是被烧录在EPROM里，要通过特殊的设备进行修改，想升级就要更换新的ROM。新式的奔腾主板大多采用闪烁存储器芯片(FlashROM)，可使用软件进行升级。为了安全起见，有些主板上有跳线决定BIOS能不能被修改，默认的情况下是不能修改。如果你不想对其升级或在升级之后，最好把跳线设置到不能修改的位置。另有一些主板没有跳线来控制BIOS是否可以修改，软件可以直接更新BIOS。CMOS芯片系统设置或配置信息存储在CMOSRAM(或CMOSSRAM)中，它叫做互补金属氧化物半导体存储器，属于内存的一种，它需要很少的电源来维持所存储的信息。时钟(RTC)记录系统的日期和时间，也需要电源来维持，所以，一些主板上都能看到一块金属的锂电池来提供电源。电池寿命大约是5年，当你发现电脑的时间变慢或者不正确时就要准备更换电池了。CMOS芯片CMOS芯片CMOS记录了系统的一些重要信息，如软驱、硬盘的设置以及系统日期和时间等，电脑每次启动时都要先读取里面的信息。某些情况会引起CMOS内容的丢失，比如电池电量不足，或者其他一些不可知的原因。有时我们需要主动清除CMOS中的信息，比如忘记了开机密码而无法启动系统。一般，主板上有专门的跳线来解决这个问题。你要参考主板说明书，找到正确的跳线，按指示的方法进行；一般的方法是先关闭电源，把CMOS跳线短接一会儿，然后还原，重新开机即可。外围设备控制芯片上面介绍了主要控制芯片，主板上还有一颗控制外部接口的芯片：MULTII/O。它主要控制并口、串口、键盘、鼠标、还有软盘驱动器的接口。ATX结构的主板，这些接口都集成在主板上，AT结构的主板就只有一个大的键盘口，串并口要从主板上用数据线接出来。外围设备控制芯片电源插座电源插座主要有AT电源插座和ATX电源插座两种。AT电源插座为两组共12芯单列插座；ATX电源插座为D型20芯双列插座。四针方形的电源接口目的是为高功耗的CPU提供电力支持24只引脚的电源端口配套于In