筆記本架構介紹

1、課程內(nèi)容課程內(nèi)容 1.主板架構. 2.總線介紹. 3.平臺介紹. 4.筆記本電腦的保養(yǎng). 筆記本架構及功能介紹筆記本架構及功能介紹 計算機5大組成部分 1.控制器 2.運算器 3.存儲器 4.輸入設備 5.輸出設備 計算機工作三大重要信號計算機工作三大重要信號 1.電壓 2.頻率 3.復位 目錄目錄 1.ch5 block diagram overview 2.motherboard簡介 3.notebook main feature介紹 4.q & a 1.1 block diagram 詳圖詳圖 1.2 block diagram 簡圖簡圖 2.1 motherboard bottom層示

2、意圖層示意圖 2.2 motherboard top層示意圖層示意圖 3.main feature 介紹介紹 從硬件上看，筆記本由cpu, chipset, cpu, chipset, 顯卡顯卡, , 內(nèi)存內(nèi)存, , 硬盤硬盤, audio, i/o , audio, i/o 口口等幾大部分組成。這些硬件 又是通過不同的總線以及協(xié)議連接起來的。以下對一些比較常見的設備及總線進行具體介紹。 1）chipset 12）fsb 2）crt 13）dmi與lpc 3）lcd 14）ddr 4）hdmi 15）lvds 5）audio 16）pci與pci-e 6）ieee 1394 17）sata 7

3、）usb2.0 8）express card 9）rj45/rj11 10）bluetooth 11）wifi/wimax/3g 1）chipset: 芯片組（芯片組（chipset）是構成主板電路的核心。一定意義上講，它決定了主板的級別和 檔次。它就是“南橋南橋”和“北橋北橋”的統(tǒng)稱，就是把以前復雜的電路和元件最大限度地集成在幾顆 芯片內(nèi) 的芯片組。如果說中央處理器（cpu）是整個電腦系統(tǒng)的大腦，那么芯片組將是整個身體的心 臟。在電腦界稱設計芯片組的廠家為core logic，core的中文意義是核心或中心，光從字面的意 義就足以看出其重要性。對于主板而言，芯片組幾乎決定了這塊主板的功能，進

4、而影響到整個電 腦系統(tǒng)性能的發(fā)揮，芯片組是主板的靈魂。芯片組性能的優(yōu)劣，決定了主板性能的好壞與級別的 高低。 北橋（north bridge）是主板芯片組中起主導作用的最重要的組成部分，也稱為主橋（host bridge）。北橋芯片負責與cpu的聯(lián)系并控制內(nèi)存、提供對cpu的類型和主頻、系統(tǒng)的前端總線 頻率、內(nèi)存的類型（sdram，ddr sdram以及rdram等等）和最大容量。整合型芯片組的北 橋芯片還集成了顯示核心。nb就是主板上離cpu最近的芯片，這主要是考慮到北橋芯片與處理器 之間的通信最密切，為了提高通信性能而縮短傳輸距離。 南橋（south bridge）負責i/o口之間的通信，

5、如pci總線、usb、lan、sata、音頻控制 器、鍵盤控制器、實時時鐘控制器、高級電源管理等。sb所連接的i/o總線較多，離處理器遠一點 有利于布線。相對于北橋芯片來說，其數(shù)據(jù)處理量并不算大，所以南橋芯片一般都沒有覆蓋散熱 片。南橋芯片不與處理器直接相連，而是通過總線與北橋芯片相連。 2) crt: 陰極射線管陰極射線管(cathode ray tube)顯示器顯示器。crt的工作原理就是當顯像 管內(nèi)部的電子槍陰極發(fā)出的電子束，經(jīng)強度控制、聚焦和加速后變成 細小的電子流，再經(jīng)過偏轉線圈的作用向正確目標偏離，穿越蔭罩的 小孔或柵欄，轟擊到熒光屏上的熒光粉。這時熒光粉被啟動，就發(fā)出 光線來。r

6、、g、b三色熒光點被按不同比例強度的電子流點亮，就會 產(chǎn)生各種色彩。 3) lcd: 液晶顯示器液晶顯示器是 liquid crystal display 的簡稱，lcd 的構造是在兩 片 平行的玻璃當中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的 細小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射 出來產(chǎn)生畫面。比crt要好的多，但是價錢較其貴。 4) hdmi: 英文全稱是high definition multimedia interface，中文名稱是高清晰高清晰 多媒體接口多媒體接口。hdmi能高品質(zhì)地傳輸未經(jīng)壓縮的高清視頻高清視頻和多聲道音多聲道音 頻頻數(shù)據(jù)，最高數(shù)據(jù)傳

7、輸速度為5gbps。同時無需在信號傳送前進行數(shù)/ 模或者模/數(shù)轉換，可以保證最高質(zhì)量的影音信號傳送。 5) audio: 音頻裝置. 主要有codec, amplifier以及mic, speaker等組成.目前, 為了減小空間, codec和amplifier會集成到一個ic里面. 通俗地講， 筆記本的codec部分就是聲卡。聲卡的工作原理其實很簡單，我們 知道，mic和speaker所用的都是模擬信號，而電腦所能處理的都 是數(shù)字信號，兩者不能混用，聲卡的作用就是實現(xiàn)兩者的轉換。從 結構上分，聲卡可分為模數(shù)轉換電路和數(shù)模轉換電路兩部分,模數(shù)轉 換電路負責將mic等聲音輸入設備采到的模擬聲音信

8、號轉換為電 腦能處理的數(shù)字信號；而數(shù)模轉換電路負責將電腦使用的數(shù)字聲音 信號轉換為speaker等設備能使用的模擬信號，就這么簡單。 6) ieee 1394：計算機接口ieee 1394，俗稱火線（firewire）接口，主要 用于視頻的采集，在筆記本主板與數(shù)碼攝像機(dv)等數(shù)碼產(chǎn)品上均可見。 是由蘋果公司領導的開發(fā)聯(lián)盟開發(fā)的一種高速度傳送接口，數(shù)據(jù)傳輸率 一般為800mbps。但隨著硬盤價格愈來愈便宜，加上usb 2.0(480mbps) 開發(fā)便宜，速度也不太慢，從而取代了ieee 1394，成為了外接電腦硬盤 及其它周邊裝置的最常用界面。 7) usb2.0: usb（universa

9、l serial bus）通用串行總線。usb現(xiàn)在的版本 有usb1.1和usb2.0兩種。其中usb1.1的傳輸速率為12mbps而 usb2.0傳輸速率最高可達480mbps，最長連線5米，需要usb控制器控 制數(shù)據(jù)傳輸，最多支持127個外圍設備，和usb1.1接頭規(guī)格相同并向下 兼容usb1.1。usb成型是在1995年，但是到了win97才開始以外掛形式 支持usb設備。1998年microsoft推出內(nèi)置usb接口模塊的win98，usb 設備才得到全面發(fā)展。目前比較流行的操作系統(tǒng)win me2000xp將 usb做為一項標準接口，真正實現(xiàn)了即插即用。 8) express card

10、：express card規(guī)格有兩種： a)expresscard/54(54 mm 寬，l 形，帶有 34 mm 連接器)； b)34 mm 的插卡適用于 34 mm 和 54 mm 插卡插槽。54 mm 的插卡僅 適用于 54 mm 插卡插 槽。 express card 不僅體積細小，而且傳輸速度更快，適合于移動或者桌 面平臺 系統(tǒng)，并且支持并且支持usb 2.0以及以及pci express 。這種新一代的卡具 有兩種規(guī)格，其中最小的卡是expresscard/34 標準，這種尺寸更適合于移 動設備的接入，比如pda等。第二種是expresscard/54 標準，這種標準用 來支持那些

11、需要更大尺寸卡的技術，其中這些應用包括了smaercard 讀 卡器，cf卡讀卡器，以及1.8英寸的硬盤驅動器。不過所有express card 標準都是5mm厚。 由于卡同時支持usb2.0 規(guī)格和pci express 界面規(guī)格，因此卡的生產(chǎn) 商可以任意選用一種總線來支持它們的應用程序。要么是性能強大的pci express 界面規(guī)格，要么是應用廣泛的usb 2.0 規(guī)格。 9) rj45/rj11：rj-45插頭是一種只能沿固定方向插入并自動防止脫落的塑 料接頭，俗稱“水晶頭”，專業(yè)術語為rj-45連接器（rj-45是一種網(wǎng)絡接 口規(guī)范，類似的還有rj-11接口，就是我們平常所用的“電話

12、接口”，用 來連接電話線）。之所把它稱之為“水晶頭”，是因為它的外表晶瑩透亮 的原因。雙絞線的兩端必須都安裝這種rj-45插頭，以便插在網(wǎng)卡（nic）、 集線器（hub）或交換機（switch）的rj-45接口上，進行網(wǎng)絡通訊。 10) bluetooth：藍牙（bluetooth）是由東芝、愛立信、ibm、intel和諾基亞 于 1998年5月共同提出的近距離無線數(shù)據(jù)通訊技術標準。它能夠在10米的 半徑范圍內(nèi)實現(xiàn)單點對多點的無線數(shù)據(jù)和聲音傳輸，其數(shù)據(jù)傳輸帶寬可達 1mbps。通訊介質(zhì)為頻率在2.402ghz到2.480ghz之間的電磁波。 11）wifi/wimax/3g wifi、wima

13、x和3g都是一種無線接入技術?？梢院唵蔚匕阉鼈冏饕粋€區(qū) 分： 1) wifi網(wǎng)絡屬于局域網(wǎng)（lan），其覆蓋范圍比較窄，通常比較適合用于室內(nèi) 或者小型公共場所。 2) wimax網(wǎng)絡屬于城域網(wǎng)（man)，其覆蓋范圍可以達到一個城市。 3) 3g網(wǎng)絡屬于廣域網(wǎng)（wan），其覆蓋范圍最廣，通?？梢园粋€國家。 3g除了可以提供城市內(nèi)的無線網(wǎng)絡服務，還可以在城市之間提供漫游服 務?？梢赃@樣認為3g網(wǎng)絡在建成之后，只要有手機訊號的地方就可以連上 3g網(wǎng)絡。 12） fsb：前端總線的全稱是front side bus，通常用fsb表示。是cpu與北橋芯片之間的數(shù)據(jù) 傳輸通道，前端總線頻率越大，代表著

14、cpu與北橋芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸能力越大，總線寬度直接 影響cpu與系統(tǒng)其它部分連接的速度，它還影響內(nèi)存時鐘。 北橋芯片負責聯(lián)系內(nèi)存、顯卡等數(shù)據(jù)吞吐量最大的部件，并和南橋芯片連接。cpu就是通過 前端總線（fsb）連接到北橋芯片，進而通過北橋芯片和內(nèi)存、顯卡交換數(shù)據(jù)。前端總線是cpu 和外界交換數(shù)據(jù)的最主要通道，因此前端總線的數(shù)據(jù)傳輸能力對計算機整體性能作用很大，如果 沒足夠快的前端總線，再強的cpu也不能明顯提高計算機整體速度。 數(shù)據(jù)傳輸最大帶寬取決于所有同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的寬度和傳輸頻率，即數(shù)據(jù)帶寬（總線頻率 數(shù)據(jù)位寬）8。目前pc機上所能達到的前端總線頻率有266mhz、333mhz、400m

15、hz、33mhz、 800mhz 、1066mhz等幾種，前端總線頻率越大，代表cpu與北橋芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸能力越大， 更能充分發(fā)揮出cpu的功能?，F(xiàn)在的cpu技術發(fā)展很快，運算速度提高很快，而足夠大的前端總 線可以保障有足夠的數(shù)據(jù)供給給cpu，較低的前端總線將無法供給足夠的數(shù)據(jù)給cpu，這樣就限 制了cpu性能得發(fā)揮，成為系統(tǒng)瓶頸。顯然同等條件下，前端總線越快，系統(tǒng)性能越好。 13）dmi：全稱為direct media interface，直接媒體接口，這是英特爾（intel）用來 連接南北橋的總線，取代了以前的pci總線。dmi采用點對點的連接方式，時鐘頻率為時鐘頻率為 100mhz，

16、由于它是基于，由于它是基于pci-express總線總線，因此具有pci-e總線的優(yōu)勢。dmi實現(xiàn)了上 行與下行各1gb/s的數(shù)據(jù)傳輸率，總帶寬達到2gb/s。 lpc：全稱為：全稱為 low pin count ,是連接southbridge和super i/o（俗稱ec，連接一 些低速外設，如tp，kb，fan）的一根bus。 lpc由 intel 所提出. 是為了在 pc 上把 isa 取消而制定的一個新規(guī)格. 其目的是把 非常慢速的 isa 總線取消. 而為了讓一些原本在 isa 上跑的硬件在沒有 isa 的機器上能 夠運作所以制定了此一規(guī)格. 例如一般 k/b ,tp , fan等慢

17、速外圍即可用支持 lpc 的 super io 芯片控制. 而且在軟件上是完全兼容的. lpc 既然是既然是 low pin count 表示其表示其 所用腳位很少所用腳位很少. 而且是在而且是在 pci 33mhz 上運作上運作. 不像 isa 腳位很多卻只在 8mhz 下運作。 所以在 桌上型計算機或筆記型計算機上都有很多的優(yōu)點。 14）ddr的原理：的原理： ddr sdram內(nèi)存？首先從字面上理解，ddr就是雙倍數(shù)據(jù)傳輸率（double data rate）的sdram，ddr內(nèi)存是更先進的sdram。sdram只在時鐘周期的上升沿只在時鐘周期的上升沿 傳輸指令、地址和數(shù)據(jù)。而傳輸指令

18、、地址和數(shù)據(jù)。而ddr內(nèi)存的數(shù)據(jù)線有特殊的電路，可以讓它在時鐘的上內(nèi)存的數(shù)據(jù)線有特殊的電路，可以讓它在時鐘的上 下沿都傳輸數(shù)據(jù)。下沿都傳輸數(shù)據(jù)。所以ddr在每個時鐘周期可以傳輸兩個字(四個字節(jié))，而sdram 只能傳輸一個字。所以ddr代表 ddr內(nèi)存在dram陣列和數(shù)據(jù)線之間有一個特殊的邏輯部件，這個叫dqs的部件產(chǎn) 生閃頻信號使得數(shù)據(jù)輸出與外部時鐘信號同步。數(shù)據(jù)在輸出時不必等待下一個時鐘的 上升沿，轉而以dqs信號為依據(jù)就可以在時鐘的下沿也同步地輸出數(shù)據(jù)。簡單地說， 就是用dqs信號來增加一個特殊的時鐘上沿，而這個時鐘上沿與外部時鐘的下沿 相對應。寫入數(shù)據(jù)時，由芯片組的內(nèi)存接口電路產(chǎn)生dq

19、s信號，使數(shù)據(jù)輸入與時鐘 同步，實現(xiàn)在時鐘上下沿寫入。這些閃頻電路雖然會增加芯片內(nèi)核的面積，但增加的 量很小，可以忽略不計。 ram類型位寬頻率每周期傳輸數(shù)據(jù)數(shù)最大帶寬 ddr40064位200mhz2200 x2x64bit/8bit=3200mb/s ddr20064位100mhz2 100264bit/8bit=1600mb/s sdram13364位133mhz1 13364bit/8bit=1064mb/s 15）lvds：low voltage differential signaling，低電壓差分信號，低電壓差分信號。 lvds傳輸支持速率一般在 155mbps（大約為77mh

20、z）以上。 lvds是一種低擺幅的差分信號技術，它使得信號能在 差分pcb線對或平衡電纜上以幾百mbps的速率傳輸，其低壓幅和低電流驅動輸出實現(xiàn)了其低壓幅和低電流驅動輸出實現(xiàn)了 低噪聲和低功耗低噪聲和低功耗。 lvds信號傳輸一般由三部分組成：差分信號發(fā)送器，差分信號互聯(lián)器，差分信號接收器。信號傳輸一般由三部分組成：差分信號發(fā)送器，差分信號互聯(lián)器，差分信號接收器。 發(fā)送器：將非平衡傳輸?shù)?ttl信號轉換成平衡傳輸?shù)?lvds信號。通常由一個 ic來完成； 接收器：將平衡傳輸?shù)?lvds信號轉換成非平衡傳輸?shù)?ttl信號。通常由一個 ic來完成； 互聯(lián)器：包括聯(lián)接線（電纜或者 pcb走線），終端

21、匹配電阻。按照 ieee規(guī)定，電阻為 100歐。我 們通常選擇為 100，120歐。 16）pci 與與pci-e： 在工作原理上，pci express與并行體系的pci沒有任何相似之處， 第一：第一：它采用串行方式傳輸數(shù)據(jù)串行方式傳輸數(shù)據(jù)，而依靠高頻率來獲得高性能。由于串行傳輸不存在信 號干擾，總線頻率提升不受阻礙，pci express很順利就達到2.5ghz的超高工作頻 率。 第二：第二：pci express采用全雙工運作模式全雙工運作模式，最基本的pci express擁有4根傳輸線路，其 中2線用于數(shù)據(jù)發(fā)送，2線用于數(shù)據(jù)接收，也就是發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)可以同時進行。 相比之下，pc

22、i總線和pci-x總線在一個時鐘周期內(nèi)只能作單向數(shù)據(jù)傳輸，效率只有 pciexpress的一半；加之pci-express使用8b/10b編碼的內(nèi)嵌時鐘技術，時鐘信息 被直接寫入數(shù)據(jù)流中，這比pci總線能更有效節(jié)省傳輸通道，提高傳輸效率。 第三：第三：pci express沒有沿用傳統(tǒng)的共享式結構，它采用點對點工作模式（peer to peer， 也被簡稱為p2p），每個pci express設備都有自己的專用連接，這樣就無需向整條 總線申請帶寬，避免多個設備爭搶帶寬的糟糕情形發(fā)生。 由于工作頻率高達2.5ghz，最基本的pci express總線可提供的單向帶寬便達到 250mbps（2.5

23、gbps1 b/8bit8b/10b=250mbps），再考慮全雙工運作，該總線的總 帶寬達到500mbps這僅僅是最基本的pci express 1模式。如果使用兩個通道捆 綁的2模式，pci express便可提供1gbps的有效數(shù)據(jù)帶寬。依此類推，pci express 4、8和16模式的有效數(shù)據(jù)傳輸速率分別達到2gbps、4gbps和8gbps。這與pci 總線可憐的共享式133mbps速率形成極其鮮明的對比。 盡管pci-e技術規(guī)格允許實現(xiàn)x1（250mb/s），x2，x4，x8，x12，x16 和x32通道規(guī)格，但是依目前形式來看，pci-e x1和和pci-e x16已成為已成為pci-e主主 流規(guī)格流規(guī)格，同時很多芯片組廠商在南橋芯片當中添加對pci-e x1的支持，在北橋芯 片當中添加對pci-e x16的支持。除去提供極高數(shù)據(jù)傳輸帶寬之外，pci-e因為 采用串行數(shù)據(jù)包方式傳遞數(shù)據(jù)，所以pci-e接口每個針腳可以獲得比傳統(tǒng)i/o標準 更多的帶寬，這樣就可以降低pci-e設備生產(chǎn)成本和體積。另外，pci-