筆記本系統(tǒng)基礎知識課件

筆記本系統(tǒng)基礎知識qiuml筆記本電腦基本架構當前筆記本雖然是品牌眾多，且外觀、功能各有千秋，但究其原理還是一樣，都是基于“IBMPC/AT”的架構（當然Apple的除外）；這里值得注意的是，雖然臺式機和筆記本外形差別很大，但其基本的架構和原理都是一樣的，也是兼容“IBMPC/AT”架構的。下頁圖示將列出筆記本典型架構圖示；不同的機型、品牌及芯片組，配置可能會有相應變動，但是整個模塊不會有太大的變化！基本架構圖示PCIBUSLPCMEMPCI-ExpressFSBClockDDR2RAMDMIVRAMVRAMCPUGMCHICH6GPUHDDODDEC97551BluetoothMouseKeyboardBatteryBIOSCIRTouchpadIDEPC-Card6-in-1CardIEEE1394LANWirelessCardDockingS-Video&TV-OutUSBAC-LinkAudioSPDIF&MIC&JACK&VolumeLANPowerSupplyNewCardSystemFan主要模塊的功能簡介

北橋主要功能：連接CPU和內存，如果是獨立顯卡的話，會提供與顯卡的AGP接口，并用“DMI”總線與南橋通信；北橋常被成為“MCH”或者“GMCH”，也就是“MemoryControlHub”或者“GraphicMemoryControlHub”的意思。南橋主要功能：

連接一些外圍設備，比如PCI界面的網卡，PC卡控制器等等，另外諸如USB接口、IDE接口也是由南橋來提供的，南橋提供LPC總線與EC通信；南橋也常被稱為“ICH”，其意思是“I/OControlHub”的意思。主要模塊的功能簡介EC（EmbedController，嵌入式控制器）：雖然和我們常說的BIOS有點像，不過其實EC是BIOS的“物理控制器”和“載體”，它通過LPC與南橋通信。其在目前筆記本中擔當相當重要的“重任”！整個筆記本“系統(tǒng)電源”都受其管理和控制，擔負著系統(tǒng)電源相關的“分配”任務；此外，EC還承接“內置鍵盤”的控制器功能和一些低速接口的控制；所以，亦有稱此控制器為“鍵盤控制器(KBC)”的說法。主要模塊的功能簡介BIOS（BasicInput/OutputSystem，基本輸入輸出系統(tǒng)）：其在整個系統(tǒng)中的地位是非常重要的，它實現了“底層硬件”和“上層操作系統(tǒng)”的橋梁；比如，現在從光盤拷貝一個文件到硬盤，您只需知道“復制、粘貼”的指令就行了，您不必知道它具體是如何從光盤讀取，然后如何寫入硬盤；對于操作系統(tǒng)來說也只需要向BIOS發(fā)出指令即可，而不必知道光盤是如何讀，硬盤是如何寫的。筆記本電腦五大常識常識之二：機殼進液

在筆記本電腦的身體結構中，鍵盤進水是最容易發(fā)生的事情，鍵盤進水之后，由于鍵盤是無源鍵盤（不需要電源供應），不會引起電路部分的直接損壞，但容易引起鍵盤內部的印刷電路變質失去導電作用從而使鍵盤失靈報廢，此時就只能更換鍵盤了，所以在日常使用的時候一定要注意防止此類情況發(fā)生；更重要的是水一旦進入主機，極有可能造成主板等電路板短路，從而燒壞機器；在任何時候，都認為及時斷開進液機器一切供電電源，是保護機器不受損壞的首要措施。筆記本電腦五大常識常識之三：散熱處理

筆記本電腦的散熱無論是“主動散熱”還是“被動散熱”，都需依靠熱傳遞空氣的流通，各種形式的主動散熱技術中都會在筆記本電腦機身的某個部分留下空氣流通孔，這些孔有的在機身側面，有的在下面，最重要的就是不可以堵住散熱孔；避免放在柔軟的東西上，如自己的雙腿，床上，沙發(fā)上，從而堵住了散熱孔，造成當機甚至燒壞機器。所以，在日常使用中稍加注意，避免以上情形發(fā)生就可以解決此一問題。筆記本電腦五大常識常識之四：承受外力

液晶幕屬于筆記本最脆弱的部件之一，由于它的薄玻璃結構，受到外力很容易破裂；此外，闔上的筆記型上面放些重物，從而使液晶屏相關壓力敏感部件意外受損，廠商一般都在筆記型包裝明顯的部位“標明”了筆記本電腦可以承受的重力，在使用的時候就應該特別注意。筆記本電腦芯片組筆記本電腦所使用的芯片組與臺式機有比較大的不同，這主要決定其“移動性”及“低功耗”設計理念。與臺式機相比芯片組的不同是相對而言的，也有一些芯片組就是采用了與臺式機相同的芯片組，如“440BX”；很多筆記本芯片組都是臺式機芯片組的一個改進版本，只是更注重筆記本的特點而設計的。筆記本電腦芯片組目前，已經使用到的筆記本芯片組有：◆

440BX/440ZX-M/440MX（PII）◆

830MP/VIATwinster/SIS630（PIII）◆

845MP/SIS650/SIS961/INTEL852GM/852GME/852PM/ViaP4N266(VT8703)/ALI1671（PIV）◆

855GM/Intel855GME/Intel855PM/SiS648MX/SiSM661MX（CentrinoI）◆

Intel915PM/Intel915GM/Intel910GML/Intel915GMS（CentrinoII）◆

945PM/Intel945GM/Intel940GML（CentrinoIII）Intel855芯片組規(guī)格對照Intel筆記本CPU發(fā)展史奔騰III時代：

2000年，Intel推出代號為“Coppermine”的PIII筆記本用CPU，0.18微米技術生產，前端總線速度就提高到“100MHz”，集成了“256K”全速的二級緩存，支持“SpeedStep”節(jié)能技術，使得“600/650”MHz的CPU在使用電池時以500MHz的速率運行，而切換時間只需不到“1/2000”秒，這幾乎是用戶覺察不到的。Intel筆記本CPU發(fā)展史奔騰III-M時代：

2001年，Intel推出代號為“Tualatin”的PIII-M筆記本用CPU，采用0.13微米技術生產，運行“133MHz”的系統(tǒng)總線，集成了“512K”全速二級緩存，“增強的SpeedStep”技術，可以根據CPU在應用程序中的使用情況自動在最佳性能和最長電池使用時間之間平穩(wěn)切換，核心電壓“0.95V-1.4V”(使用電池優(yōu)化模式時在0.95-1.15V之間，使用性能優(yōu)化模式時在1.1-1.4V之間)，采用“FCPGA”或“PCBGA”封裝。Intel筆記本CPU發(fā)展史奔騰IV-M時代：

2002年七月份，Intel推出采用0.13微米工藝和“Northwood”核心的移動CPU新款奔騰4-M處理器，首批推出的包括1.7GHz、1.6GHz的型號，核心集成5,500萬晶體管，采用“MicroFCPGA”封裝(mPGA478)，采用“NerBurst”架構，運行于“400MHz”前端總線，核心集成“512KB”二級緩存，支援“增強型SpeedStep、DeeperSleep”休眠模式，工作電壓1.3V，1.7GHz版本在使用SpeedStep節(jié)能模式后工作頻率降為1.2GHz(1.2V)，平均功耗降低到2W以下；一些采用奔騰4-M的新款筆記本電腦已具備嵌入式無線功能，如“802.11b”和“藍牙技術”。IntelCPU發(fā)展史迅馳時代：

此外，與其同期推出之“Celeron-M”是PentiumM處理器的低價版，采用與PentiumM一樣的核心，采用0.13微米工藝制造，CeleronM的設計也會降低耗電量----這是無線網絡筆記型計算機的重要考率因素，但還是會比PentiumM略遜一籌，而且CeleronM不會內含英特爾的“SpeedStep”技術。IntelSpeedStep技術第一代SpeedStep技術：簡單的說，就是當使用“外接電源”或“電池”驅動時，自動對CPU的“工作電壓”和“工作頻率”進行切換。采用“SpeedStep”技術的CPU有兩種不同的工作模式：使用AC電源時的最高性能模式(MaximumPerformanceMode)和使用電池時的電池優(yōu)化模式(BatteryOptimizedMode)，筆記本根據電源情況自動切換工作模式。IntelSpeedStep技術第二代SpeedStep(EnhancedSpeedStep)技術：則可以根據CPU的“負荷”情況在兩種性能模式之間實時進行“電壓”和“頻率”的動態(tài)切換，也就是說可以在電池驅動時根據CPU負荷情況自動切換到最低工作頻率和電壓，也可以在接外接電源時根據CPU負荷情況自動切換到最高工作頻率和電壓。SpeedStep技術硬件實現現在的CPU有工作電壓，頻率的自動調節(jié)功能以滿足“性能/電池續(xù)航”的最佳平衡；那么其如何調節(jié)呢？如下圖所示，它說明了CPU在各個狀態(tài)間的切換：SpeedStep技術硬件實現CPU具有相當的智能，它會對當前的“負荷量”做一個檢測，如果要求的處理量不大的話就自動進入“AutoHalt，StopGrant”等狀態(tài)，如果發(fā)現負荷量還是偏小的話，南橋會發(fā)出一些“SLP或DEEPSLP”信號（分別代表睡眠，深睡眠）來通知CPU進入“睡眠、深睡眠”狀態(tài)。而在“DEEPSLP”情況下，如果CPU的運算量還是偏小，那么CPU就會發(fā)出“VID”通知“CPUCoreVoltageRegulator”（CPU電壓產生器）降低當前的工作電壓，在收到CPU發(fā)出的VID后，電壓產生器就會輸出想對應的CPUCORE電壓，在得到降低的電壓后，CPU的頻率會下降以達到低功耗的目的，而在這時候CPU進去的模式我們稱為“DEEPERSLP”（即更深的睡眠）模式。SpeedStep技術硬件實現至于“VID”和“CPU”的關系，下面的圖能有比較直觀的認識：主板EMI/EMC初步認識所謂EMI,其具體的含義是：“ElectroMagneticInterference”，電磁干擾，EMC即為：“ElectroMagneticCompatibility”，電磁兼容性）；例如：“FSB(前端總線)”對其他信號的干擾非常嚴重（即EMI現象很嚴重），而且其本身也比較容易受到干擾（即EMC能力很弱），很明顯，如果“FSB”被干擾并出現誤判，機器是必死無疑的；在考慮了“EMI/EMC”的影響后，在實際的布線中，通常將這部分線路放在內層（一般筆記本電腦主板都有6~8層），以防止高速信號對其他信號造成的串擾。所以一般情況下，我們在主板上是看不到“FSB”線路的。內存之DDR單/雙通道技術DDRSDRAM的接法有“雙通道”和“單通道”之分。相對于傳統(tǒng)的單通道而言，雙通道DDR技術是一種新的內存控制技術，它和雙通道“RDRAM技術”非常相類似，是在現有的DDR內存技術上，通過擴展內存子系統(tǒng)“位寬”使得內存子系統(tǒng)的帶寬在“頻率不變”的情況提高了一倍：即通過“兩個64bit”內存控制器來獲得“128bit”內存總線所達到的帶寬。內存之DDR單/雙通道技術雙通道體系包含了兩個獨立的、具備互補性的智能“內存控制器”，兩個內存控制器都能夠在彼