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主板是所有电脑配件的总平台, 其重要性不言而喻. 而下面我们就以图解的形式带你来全面 了解主板. 一,主板图解 一块主板主要由线路板和它上面的各种元器件组成 1.线路板 线路板 PCB 印制电路板是所有电脑板卡所不可或缺的东东.它实际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 线路板分有四层,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作出修正.而 一些要求较高的主板的线路板可达到 6-8 层或更多. 此主题相关[url=javascript:void(0)]图片[/url] 如下: 主板(线路板)是如何制造出来的呢?PCB 的制造过程由玻璃环氧树脂(Glass Epoxy)或类 其方法是采用负 似材质制成的 PCB"基板"开始. 制作的第一步是光绘出零件间联机的布线, 片转印(Subtractive transfer)的方式将设计好的 PCB 线路板的线路底片"印刷"在金属导体上. 这项技巧是将整个表面铺上一层薄薄的铜箔, 并且把多余的部份给消除. 而如果制作的是双 面板,那么 PCB 的基板两面都会铺上铜箔.而要做多层板可将做好的两块双面板用特制的 粘合剂"压合"起来就行了. 接下来,便可在 PCB 板上进行接插元器件所需的钻孔与电镀了.在根据钻孔需求由机 器设备钻孔之后, 孔璧里头必须经过电镀(镀通孔技术, Plated-Through-Hole technology, PTH). 在孔璧内部作金属处理后,可以让内部的各层线路能够彼此连接. 在开始电镀之前, 必须先清掉孔内的杂物. 这是因为树脂环氧物在加热后会产生一些化 学变化,而它会覆盖住内部 PCB 层,所以要先清掉.清除与电镀动作都会在化学过程中完 成.接下来,需要将阻焊漆(阻焊油墨)覆盖在最外层的布线上,这样一来布线就不会接触到 电镀部份了. 然后是将各种元器件标示网印在线路板上, 以标示各零件的位置, 它不能够覆盖在任何 布线或是金手指上,不然可能会减低可焊性或是电流连接的稳定性.此外,如果有金属连接 部位, 这时"金手指"部份通常会镀上金, 这样在插入扩充槽时, 才能确保高品质的电流连接. 最后, 就是[url=javascript:void(0)]测试[/url] 了. 测试 PCB 是否有短路或是断路的状况, 可以使用光学或电子方式测试. 光学方式采用扫描以找出各层的缺陷, 电子测试则通常用飞 针探测仪(Flying-Probe)来检查所有连接.电子测试在寻找短路或断路比较准确, 不过光学测 试可以更容易侦测到导体间不正确空隙的问题. 线路板基板做好后,一块成品的主板就是在 PCB 基板上根据需要装备上大大小小的各 种元器件?先用 SMT 自动贴片机将 IC 芯片和贴片元件"焊接上去, 再手工接插一些机器干不 了的活,通过波峰/回流焊接工艺将这些插接元器件牢牢固定在 PCB 上,于是一块主板就生 产出来了. 此主题相关图片如下: 另外,线路板要想在电脑上做主板使用,还需制成不同的板型.其中 AT 板型是一种最 基本板型,其特点是结构简单,价格低廉,其标准尺寸为 33.2cmX30.48cm,AT 主板需与 AT 机箱电源等相搭配使用,现已被淘汰.而 ATX 板型则像一块横置的大 AT 板,这样便于 ATX 机箱的风扇对 CPU 进行散热, 而且板上的很多外部端口都被集成在主板上, 并不像 AT 板上的许多 COM 口, 打印口都要依*连线才能输出. 另外 ATX 还有一种 Micro ATX 小板型, 它最多可支持 4 个扩充槽,减少了尺寸,降低了电耗与成本. 2.北桥芯片 北桥芯片 芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分,按照在主板上的排列位置的不同,通常分为北 桥 芯 片 和 南 桥 芯 片 , 如 Intel 的 i845GE 芯 片 组 由 82845GE GMCH 北 桥 芯 片 和 ICH4(FW82801DB)南桥芯片组成; VIA KT400 芯片组则由 KT400 北桥芯片和 VT8235 等 而 南桥芯片组成(也有单芯片的产品,如 SIS630/730 等),其中北桥芯片是主桥,其一般可以和 不同的南桥芯片进行搭配使用以实现不同的功能与性能. 此主题相关图片如下: 内存的类型和最大容量, ISA/PCI/AGP 插槽, 北桥芯片一般提供对 CPU 的类型和主频, ECC 纠错等支持,通常在主板上*近 CPU 插槽的位置,由于此类芯片的发热量一般较高, 所以在此芯片上装有散热片. 3.南桥芯片 南桥芯片 此主题相关[url=javascript:void(0)]图片[/url] 如下: 南桥芯片主要用来与 I/O 设备及 ISA 设备相连,并负责管理中断及 DMA 通道,让设备 工作得更顺畅, 其提供对 KBC(键盘控制器), RTC(实时时钟控制器), USB(通用串行总线), Ultra DMA/33(66)EIDE 数据传输方式和 ACPI(高级能源管理)等的支持, 在*近 PCI 槽的位置. 4.CPU 插座 CPU 插座就是主板上安装处理器的地方. 主流的 CPU 插座主要有 Socket370, Socket 478, Socket 423 和 Socket A 几种.其中 Socket370 支持的是 PIII 及新赛扬,CYRIXIII 等处理器; Socket 423 用于早期 Pentium4 处理器,而 Socket 478 则用于目前主流 Pentium4 处理器. 此主题相关图片如下: 而 Socket A(Socket462)支持的则是 AMD 的毒龙及速龙等处理器.另外还有的 CPU 插 座类型为支持奔腾/奔腾 MMX 及 K6/K6-2 等处理器的 Socket7 插座; 支持 PII 或 PIII 的 SLOT1 插座及 AMD ATHLON 使用过的 SLOTA 插座等等. 内存插槽 5.内存插槽 内存 此主题相关图片如下: 内存插槽是主板上用来安装内存的地方.目前常见的内存插槽为 SDRAM 内存,DDR 内存插槽,其它的还有早期的 EDO 和非主流的 RDRAM 内存插槽.需要说明的是不同的内 存插槽它们的引脚,电压,性能功能都是不尽相同的,不同的内存在不同的内存插槽上不能 互换使用.对于 168 线的 SDRAM 内存和 184 线的 DDR SDRAM 内存,其主要外观区别在 于 SDRAM 内存金手指上有两个缺口,而 DDR SDRAM 内存只有一个. 6.PCI 插槽 此主题相关图片如下: PCI(peripheral component interconnect)总线插槽它是由 Intel 公司推出的一种局部总线. 它定义了 32 位数据总线,且可扩展为 64 位.它为显卡,声卡,网卡,电视卡,MODEM 等 设备提供了连接接口,它的基本工作频率为 33MHz,最大传输速率可达 132MB/s. 7.AGP 插槽 此主题相关[url=javascript:void(0)]图片[/url] 如下: AGP 图形加速端口(Accelerated Graphics Port)是专供 3D 加速卡(3D 显卡)使用的接口. 它直接与主板的北桥芯片相连, 且该接口让视频处理器与系统主内存直接相连, 避免经过窄 带宽的 PCI 总线而形成系统瓶颈,增加 3D 图形数据传输速度,而且在显存不足的情况下还 可以调用系统主内存,所以它拥有很高的传输速率,这是 PCI 等总线无法与其相比拟的. AGP 接口主要可分为 AGP1X/2X/PRO/4X/8X 等类型. 8.ATA 接口 ATA 接口是用来连接硬盘和光驱等设备而设的. 主流的 IDE 接口有 ATA33/66/100/133, ATA33 又称 Ultra DMA/33,它是一种由 Intel 公司制定的同步 DMA 协定,传统的 IDE 传输 使用数据触发信号的单边来传输数据,而 Ultra DMA 在传输数据时使用数据触发信号的两 边,因此它具备 33MB/S 的传输速度. 此主题相关图片如下: 而 ATA66/100/133 则是在 Ultra DMA/33 的基础上发展起来的,它们的传输速度可反别 达到 66MB/S,100M 和 133MB/S,只不过要想达到 66MB/S 左右速度除了主板芯片组的支 持外,还要使用一根 ATA66/100 专用 40PIN 的 80 线的专用 EIDE 排线. 此主题相关图片如下: 此外,现在很多新型主板如 I865 系列等都提供了一种 Serial ATA 即串行 ATA 插槽,它 是一种完全不同于并行 ATA 的新型硬盘接口类型,它用来支持 SATA 接口的硬盘,其传输 率可达 150MB/S. 9.软驱接口 软驱接口 此主题相关图片如下: 软驱接口共有 34 根针脚,顾名思义它是用来连接软盘驱动器的,它的外形比 IDE 接口 要短一些. 10.电源插口及主板供电部分 电源插口及主板供电部分 电源插座主要有 AT 电源插座和 ATX 电源插座两种, 有的主板上同时具备这两种插座. AT 插座应用已久现已淘汰.而采用 20 口的 ATX 电源插座,采用了防插反设计,不会像 AT 电源一样因为插反而烧坏主板. 除此而外, 在电源插座附近一般还有主板的供电及稳压电路. 此主题相关图片如下: 主板的供电及稳压电路也是主板的重要组成部分, 它一般由电容, 稳压块或三极管场效 应管,滤波线圈,稳压控制集成电路块等元器件组成.此外,P4 主板上一般还有一个 4 口 专用 12V 电源插座. 11.BIOS 及电池 BIOS(BASIC INPUT/OUTPUT SYSTEM)基本输入输出系统是一块装入了启动和自检程 序的 EPROM 或 EEPROM 集成块.实际上它是被固化在计算机 ROM(只读存储器)芯片上的 一组程序,为计算机提供最低级的,最直接的硬件控制与支持.除此而外,在 BIOS 芯片附 近一般还有一块电池组件,它为 BIOS 提供了启动时需要的电流. 此主题相关[url=javascript:void(0)]图片[/url] 如下: 常见 BIOS 芯片的识别主板上的 ROM BIOS 芯片是主板上唯一贴有标签的芯片,一般 为双排直插式封装(DIP),上面一般印有"BIOS"字样,另外还有许多 PLCC32 封装的 BIOS. 此主题相关图片如下: 早期的 BIOS 多为可重写 EPROM 芯片,上面的标签起着保护 BIOS 内容的作用,因为 紫外线照射会使 EPROM 内容丢失,所以不能随便撕下.现在的 ROM BIOS 多采用 Flash ROM(快闪可擦可编程只读存储器),通过刷新程序,可以对 Flash ROM 进行重写,方便地 实现 BIOS 升级. 目前市面上较流行的主板 BIOS 主要有 Award BIOS,AMI BIOS,Phoenix BIOS 三种类 型.Award BIOS 是由 Award Software 公司开发的 BIOS 产品,在目前的主板中使用最为广 泛.Award BIOS 功能较为齐全,支持许多新硬件,目前市面上主机板都采用了这种 BIOS. AMI BIOS 是 AMI 公司出品的 BIOS 系统软件,开发于 80 年代中期,它对各种软,硬 件的适应性好,能保证系统性能的稳定,在 90 年代后 AMI BIOS 应用较少;Phoenix BIOS 是 Phoenix 公司产品,Phoenix BIOS 多用于高档的原装[url=javascript:void(0)]品牌[/url] 机 和笔记本电脑上,其画面简洁,便于*作,现在 Phoenix 已和 Award 公司合并,共同推出具 备两者标示的 BIOS 产品. 12.机箱前置面板接头 机箱前置面板接头 机箱前置面板接头是主板用来连接机箱上的电源开关, 系统复位, 硬盘电源指示灯等排 线的地方.一般来说,ATX 结构的机箱上有一个总电源的开关接线(Power SW),其是个两 芯的插头,它和 Reset 的接头一样,按下时短路,松开时开路,按一下,电脑的总电源就被 接通了,再按一下就关闭. 而硬盘指示灯的两芯接(陈设世家---陈志鑫)头,一线为红色.在主板上,这样的插针通 常标着 IDE LED 或 HD LED 的字样,连接时要红线对一.这条线接好后,当电脑在读写硬 盘时,机箱上的硬盘的灯会亮.电源指示灯一般为两或三芯插头,使用 1,3 位,1 线通常 为绿色. 此主题相关图片如下: 在主板上,插针通常标记为 Power LED,连接时注意绿色线对应于第一针(+).当它连 接好后,电脑一打开,电源灯就一直亮着,指示电源已经打开了.而复位接头(Reset)要接到 主板上 Reset 插针上.主板上 Reset 针的作用是这样的:当它们短路时,电脑就重新启动. 而 PC 喇叭通常为四芯插头,但实际上只用 1,4 两根线,一线通常为红色,它是接在主板 Speaker 插针上.在连接时,注意红线对应 1 的位置 13.外部接口 外部接口 此主题相关[url=javascript:void(0)]图片[/url] 如下: 陈设世家---陈志鑫 ATX 主板的外部接口都是统一集成在主板后半部的.现在的主板一般都符合 PC"99 规 范, 也就是用不同的颜色表示不同的接口, 以免搞错. 一般键盘和鼠标都是采用 PS/2 圆口, 只是键盘接口一般为蓝色,鼠标接口一般为绿色,便于区别.而 USB 接口为扁平状,可接 MODEM,光驱,扫描仪等 USB 接口的外设.而串口可连接 MODEM 和方口鼠标等,并口 一般连接打印机. 14.主板上的其它主要芯片 主板上的其它主要芯片 除此而外主板上还有很多重要芯片: 声卡芯片 现在的主板集成的声卡大部分都是 AC"97 声卡,全称是 Audio CODEC"97,这是一个 由 Intel, Yamaha 等多家厂商联合研发并制定的一个音频电路系统标准. 主板上集成的 AC97 声卡芯片主要可分为软声卡和硬声卡芯片两种.所谓的 AC"97 软声卡,只是在主板上集成 了数字模拟信号转换芯片(如 ALC201,ALC650,AD1885 等),而真正的声卡被集成到北桥 中,这样会加重 CPU 少许的工作负担. 此主题相关图片如下: 所谓的 AC"97 硬声卡,是在主板上集成了一个声卡芯片(如创新 CT5880,雅马哈的 744,VIA 的 Envy 24PT),这个声卡芯片提供了独立的声音处理,最终输出模 网卡芯片 此主题相关[url=javascript:void(0)]图片[/url] 如下: 陈设世家---陈志鑫 现在很多主板都集成了网卡.在主板上常见的整合网卡所选择的芯片主要有 10/100M 的 RealTek 公司的 8100(8139C/8139D 芯片)系列芯片以及威盛网卡芯片等.除此而外,一些 中高端主板还另外板载有 Intel,3COM,Alten 和 Broadcom 的千兆网卡芯片等,如 Intel 的 i82547EI,3COM 3C940 等等.(见图 18-3COM 3C940 千兆网卡芯片)陈设世家---陈志鑫 IDE 阵列芯片 此主题相关图片如下: 一些主板采用了额外的 IDE 阵列芯片提供对磁盘阵列的支持, 其采用 IDE RAID 芯片主 要有 HighPoint, Promise 等公司的产品的功能简化版本. 例如 Promise 公司的 PDC20276/20376 系列芯片能提供支持 0,1 的 RAID 配置,具自动数据恢复功能.美国高端 HighPoint 公司 的 RAID 芯片如 HighPoint HPT370/372/374 系列芯片,SILICON SIL312ACT114 芯片等等. I/O 控制芯片 I/O 控制芯片(输入/输出控制芯片)提供了对并串口,PS2 口,USB 口,以及 CPU 风扇等 的管理与支持.常见的 I/O 控制芯片有华邦电子(WINBOND)的 W83627HF,W83627THF 系 列等,例如其最新的 W83627THF 芯片为 I865/I875 芯片组提供了良好的支持,除可支持键 盘,鼠标,软盘,并列端口,摇杆控制等传统功能外,更创新地加入了多样新功能,例如, 针对英特尔下一代的 Prescott 内核微处理器,提供符合 VRD10.0 规格的微处理器过电压保 护,如此可避免微处理器因为工作电压过高而造成烧毁的危险. 此主题相关[url=javascript:void(0)]图片[/url] 如下: 此外,W83627THF 内部硬件监控的功能也同时大幅提升,除可监控 PC 系统及其微处 理器的温度,电压和风扇外,在风扇转速的控制上,更提供了线性转速控制以及智能型自动 控转系统,相较于一般的控制方式,此系统能使主板完全线性地控制风扇转速,以及选择让 风扇是以恒温或是定速的状态运转. 这两项新加入的功能, 不仅能让使用者更简易地控制风 扇,并延长风扇的使用寿命,更重要的是还能将风扇运转所造成的噪音减至最低. 频率发生器芯片 频率也可以称为时钟信号,频率在主板的工作中起着决定性的作用.我们目前所说的 CPU 速度,其实也就是 CPU 的频率,如 P4 1.7GHz,这就是 CPU 的频率.电脑要进行正确 的数据传送以及正常的运行, 没有时钟信号是不行的, 时钟信号在电路中的主要作用就是同 步;因为在数据传送过程中,对时序都有着严格的要求,只有这样才能保证数据在传输过程 不出差错. 时钟信号首先设定了一个基准, 我们可以用它来确定其它信号的宽度, 另外时钟信号能 够保证收发数据双方的同步.对于 CPU 而言,时钟信号作为基准,CPU 内部的所有信号处 理都要以它作为标尺,这样它就确定 CPU 指令的执行速度. 此主题相关图片如下: 陈设世家---陈志鑫 时钟信号频率的担任,会使所有数据传送的速度加快,并且提高了 CPU 处理数据的速 度,这就是我们为什么超频可以提高机器速度的原因.要产生主板上的时钟信号,那就需要 专门的信号发生器,也称为频率发生器. 但是主板电路由多个部分组成, 每个部分完成不同的功能, 而各个部分由于存在自己的 独立的传输协议,规范,标准,因此它们正常工作的时钟频率也有所不同,如 CPU 的 FSB 可达上百兆,I/O 口的时钟频率为 24MHz,USB 的时钟频率为 48MHz,因此这么多组的频 率输出,不可能单独设计,所以主板上都采用专用的频率发生器芯片来控制. 此主题相关图片如下: 频率发生器芯片的型号非常繁多,其性能也各有差异,但是基本原理是相似的.例如 ICS 950224AF 时钟频率发生器,是在 I845PE/GE 的主板上得到普遍采用时钟频率发生器, 通过 BIOS 内建的"AGP/PCI 频率锁定"功能,能够保证在任何时钟频率之下提供正确的 PCI/AGP 分频,有了起提供的这"AGP/PCI 频率锁定"功能,使用多高的系统时钟都不用担 心硬盘里面精贵的数据了,也不用担心显卡,声卡等的安全了,超频,只取决于 CPU 和内 存的品质而已了. 总结: 总结: 最后再让我们通过一张详细的大图来对主板来个彻底注释. 此主题相关图片如下: 陈设世家---陈志鑫 1 是整合音效芯片,2 是 I/O 控制芯片,3 是光驱音源插座,4 是外接音源辅助插座,5 是 SPDIF 插座,6 是 USB 插头,7 是机箱被开启接头,8 是 PCI 插槽,9 是 AGP4X 插槽, 10 是机箱前端通用 USB 接口, 是 BIOS, 是机箱面板接头, 是南桥芯片, 是 IDE1 11 12 13 14 插口,15 是 IDE2 插口,16 是电源指示灯接头,17 是清除 CMOS 记忆跳线,18 是风扇电源 插座,19 是电池,20 是软驱插座,21 是 ATX 电源插座,22 是内存插槽,23 是风扇电源插 座,24 是北桥芯片,25 是 CPU 风扇支架,26 是 CPU 插座,27 是 12VATX 电源插座,28 是第二组音源插座,29 是 PS/2 键盘及鼠标插座,30 是 USB 插座,31 是并串口,32 是 [url=javascript:void(0)]游戏[/url] 控制器及音源插座,33 是 SUP_CEN 插座.
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