電腦主板各個模塊介紹與原理解讀課件

主板又稱為母板,是電腦非常重要的組成部分,今天筆者來為大家介紹下主板的基本結(jié)構(gòu)和所包含各個模塊的功能為大家做個詳細的介紹,希望對電腦愛好者學習電腦知識有幫助.相關(guān)閱讀:

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一、主板的模塊結(jié)構(gòu)功能主板主要由CPU芯片組(Chipset)、高速緩存(Cache)、系統(tǒng)總線槽、RAM(內(nèi)存)、系統(tǒng)BIOS(基本輸入輸出管理系統(tǒng))及輸入輸出設(shè)備接口等組成。主板的主要功能是支撐和協(xié)調(diào)主板上的各個功能部件運行工作，為它們提供信息通路和數(shù)據(jù)通道。計算機的主要電路和核心部件都集成在主板上。

按其電路功能分為以下幾大模塊。

1．CPU模塊

CPU模塊包括CPU芯片、CPU插座和風扇。CPU的類型不同，CPU的插座也不一樣。<ahref=“”>飛禽走獸鯊魚機</a>

2．內(nèi)存模塊

內(nèi)存模塊包括內(nèi)存插槽和內(nèi)存條。

內(nèi)存插槽是連接和放置內(nèi)存條的地方，它決定著所安裝的內(nèi)存條類型，目前的形式有168線槽(DIMM槽)和184線槽(RIMM槽)。

3．芯片組(Chipset)

芯片組稱為控制芯片組(Chipset)，由一片或多片超大規(guī)模集成電路芯片構(gòu)成。主要包括以下功能電路。

1）總線控制器

其主要功能是執(zhí)行CPU的命令，根據(jù)CPU的狀態(tài)信號譯碼出各種控制命令，并代替CPU去下達命令，送往各功能電路

2）計時/計數(shù)器

計時/計數(shù)器是計算機電路中的輔助時鐘發(fā)生器，用硬件電路實現(xiàn)分頻并產(chǎn)生其他時鐘脈沖，供給除CPU以外的其他電路使用，它產(chǎn)生的時鐘主要有三種用途：一是系統(tǒng)時鐘計時(SystemTimerCLK)，作為系統(tǒng)計時及時間的處理；二是內(nèi)存刷新時鐘(DRAMRefreshCLK)，對DRAM進行數(shù)據(jù)刷新；三是喇叭聲音時鐘(SPEAKCLK)，產(chǎn)生各種聲頻的時鐘，用來控制揚聲器發(fā)聲。

3）中斷控制器

控制各種硬件向CPU申請中斷的優(yōu)先權(quán)。

4）DMA通道控制器

芯片組中含有DMA通道控制器，實現(xiàn)8條數(shù)據(jù)通道DQR0～DQR7的控制和管理。目前用DMA通道與計算機直接進行數(shù)據(jù)交換的設(shè)備有軟盤、IDE接口的UltraDMA硬盤、SCSI硬盤和光驅(qū)等外部設(shè)備

5）實時計時器時鐘和CMOSRAM

實時計時器時鐘為系統(tǒng)提供日期和時間，當系統(tǒng)關(guān)機后，將日期和時間儲存在CMOS

RAM中，由電池供電，并繼續(xù)走時。

目前隨著集成度的發(fā)展，芯片組大多被集成為北橋芯片和南橋芯片。北橋芯片是主板上離CPU最近的一塊芯片，掌管著L2或L3Cache、內(nèi)存接口、CPU接口、AGP高速圖形接口及ECC糾錯等。南橋芯片負責KBC(鍵盤控制器)、RTC(實時時鐘控制器)、PCI、ISA、USB、UltraDMA/33(66)EIDE數(shù)據(jù)傳輸方式和ACPI(高級能源管理)等。其中北橋芯片起著主導性的作用，也稱為主橋。

除了最通用的南北橋結(jié)構(gòu)外，芯片組還向更高級的加速集成架構(gòu)發(fā)展，如Intel的8xx系列芯片組，它將一些子系統(tǒng)如IDE接口、音效和USB直接接入主芯片。芯片組的類型將直接影響主板甚至整機的性能。

4．BIOS基本輸入輸出系統(tǒng)

BIOS主要用于控制管理整個計算機系統(tǒng)的輸入輸出，BIOS被固化在ROM中，ROM是焊在或插在主板上的一個集成電路芯片，其中保存有計算機系統(tǒng)最重要的基本輸入/輸出程序、系統(tǒng)設(shè)置程序、開機上電自檢程序。目前主板上的BIOSROM芯片都是用FlashROM，所以可以對它進行升級。

二、主板的總線結(jié)構(gòu)分析

主板上關(guān)鍵的技術(shù)是主板的總線技術(shù)。計算機的總線就是主板上傳輸信息的通道。CPU是計算機的大腦，總線就是計算機的中樞神經(jīng)。主板的總線按傳送的信息含義分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。CPU要發(fā)送或讀取任何一個信息都必須通過總線來完成，計算機所有功能部件都掛接在總線上。

1.總線結(jié)構(gòu)圖

主板總線結(jié)構(gòu)如圖5-2、圖5-3所示。

2．總線的分級

一般總線可分為系統(tǒng)總線、局部總線和模塊內(nèi)部總線。

前端系統(tǒng)總線(FrontSideBus，簡稱FSB)是CPU和主板的北橋芯片或者MCH(內(nèi)存控制集線器)之間的數(shù)據(jù)通道，即CPU外部總線。前端總線頻率即是CPU的端口頻率，與內(nèi)存總線頻率相同，但與主板主頻(CPU外頻)不同。

1）系統(tǒng)總線

是一個64位數(shù)據(jù)線和32位地址線的同步總線。此總線連接著CPU、Cache、DRAM及北橋芯片。AGP總線與PCI局部總線控制器通過芯片組與系統(tǒng)總線相連。

Intel的QuadPumped(4倍并發(fā))總線，可以使系統(tǒng)總線在一個時鐘周期內(nèi)傳送4次數(shù)據(jù)。對于前端總線頻率為400MHz的P4處理器(外頻為100MHz)來說，QuadPumpedBus可以在一個時鐘周期內(nèi)，在總線上同時傳送四路64bit數(shù)據(jù)。

因此，其前端總線的實際數(shù)據(jù)傳輸性能相當于4條100MHz的前端總線之和。最快的P4平臺的FSB已經(jīng)達到了1600MHz。

2）局部總線

局部總線是一個32位(或64位)的同步總線。通過PCI局部總線控制器(南橋芯片的一部分)和北橋芯片與高速的系統(tǒng)總線相連，通過PCI-PCI橋和PCI-ISA橋芯片分別與高速的PCI卡相接。

橋芯片在此起到了信號速度緩沖、電平轉(zhuǎn)換和控制協(xié)議的轉(zhuǎn)換作用。通過橋?qū)深惒煌目偩€聯(lián)接在一起。

3）模塊內(nèi)部總線

模塊內(nèi)部總線是各電路模塊內(nèi)的信號通道，如存儲器模塊內(nèi)的存儲器總線、I/O模塊內(nèi)的I/O總線等，接口總線也屬于模塊內(nèi)部總線。

3．主板常用總線

總線是一組信號線，是在多于2個模塊(子系統(tǒng)或設(shè)備)間相互通訊的通路。主板上常用的總線類型有PCI、AGP。

1）PCI總線

PCI總線即外圍部件互連總線。其總線數(shù)據(jù)寬度為32位或64位，工作頻率66MHz，最大傳輸率：在32位時為132MB／s，64位時為528MB／s。32位PCI總線采用124針連接器，64位PCI用188針連接器。支持即插即用(PnP)。所謂即插即用，是指當板卡插入系統(tǒng)時，系統(tǒng)會自動對板卡所需資源進行分配，如基地址、中斷號等，并自動尋找相應(yīng)的驅(qū)動程序。

PCIExpress是第三代I/O總線技術(shù)，有1X、4X、8X及16X。PCIExpress接口支持熱拔插。用于取代AGP接口的PCIExpress接口位寬為16X，能夠提供上行、下行2×4GB/s的帶寬，遠遠超過AGP8X的2.1GB/s的帶寬。

2）AGP總線

AGP即高速圖形接口。專用于連接主板上的控制芯片和AGP顯卡，在AGP顯卡上的顯示存儲器與主機主存之間建立直接的專用數(shù)據(jù)通道，讓主存中的影像和圖形數(shù)據(jù)直接傳送到顯卡而不需要經(jīng)過PCI總線。它的傳輸速度為PCI的4倍。AGP又分為AGP1X、2X、4X、8X四種。

三、I/O接口電路

通常接口有以下一些功能:

(1)設(shè)置數(shù)據(jù)的寄存、緩沖邏輯，以適應(yīng)CPU與外設(shè)之間的速度差異；

(2)接口通常由一些寄存器或RAM芯片組成，如果芯片容量足夠大，還可以實現(xiàn)批量數(shù)據(jù)的傳輸；

(3)能夠進行信息格式的轉(zhuǎn)換，例如串行和并行的轉(zhuǎn)換；

(4)能夠協(xié)調(diào)CPU和外設(shè)在信息的類型和電平之間的差異，如電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動器、數(shù)/模或模/數(shù)轉(zhuǎn)換器等；協(xié)調(diào)時序差異；地址譯碼和設(shè)備選擇功能；設(shè)置中斷和DMA控制邏輯。

2．I/O接口的分類

I/O接口按功能分功能芯片、通用輸入輸出和專