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1、第2章 微机主板,本章介绍了微机系统主板的结构、功能特点和技术指标。2.1 微机主板简介2.2 主板的技术术语和新特点2.3 主板上的跳线和连接器,退出,2.1 微机主板简介,2.1.1 主板的结构主板（Main Board）又称为系统板（System Board）或母板（Mother Board），它是微机的核心部件，其性能和质量基本决定了整机的性能和质量。主板上装有多种集成电路，如中央处理器、专用外围芯片组、只读存储器基本输入输出系统ROM BIOS、随机读写存储器RAM等。还有若干个不同标准的系统输入输出总线的扩展插槽和各种标准接口。主板的结构如图2-1所示。,图2-1 主板的构成,2.
2、1.1.1 CPUCPU（Central Processing Unit）就是系统的中央处理器，主要功能是执行程序指令、完成各种运算和系统控制功能。它是一块超大规模集成电路，它的内部包含着几十万、几百万或几千万个晶体管。Intel公司的PC机微处理器有Intel 8088、80286、80386、80486、Pentium、Pentium Pro、Pentium MMX、Pentium II、Pentium III和Pentium 4等。与之兼容的CPU主要还有AMD和Cyrix的产品。主板上的CPU如图2-2所示。,图2-2 主板上的CPU,2.1.1.2 外围芯片组外围芯片组（Chipse
3、t）是与各类CPU相配合的系统控制集成电路，它们接受CPU的指令，去控制内存、总线、接口等。芯片组通常分为南桥和北桥两个芯片，北桥芯片连接主机的CPU、内存等，南桥芯片连接总线、接口等。图2-3是外围芯片组。有配合Pentium处理器的芯片组430HX，配合Pentium 处理器的440LX芯片，配合Pentium 处理器的440BX芯片，配合Pentium 4处理器的850芯片等。,图2-3 主板上的外围芯片组,2.2.1.3 ROM主板上还有一类用于构成系统内部存储器的不同集成电路，我们统称为内存芯片。按其特点又可分为只读存储器ROM和随机读写存储器RAM两大类。1ROM BIOSROM
4、BIOS（Read Only Memory Basic Input/Output System）是一个内部“固化”了系统基本输入输出程序BIOS的只读存储器芯片。BIOS程序包括开机后的系统加电自检程序POST（Power On Self Test）、装入引导程序、外部设备（键盘、显示器、磁盘驱动器、打印机和异步通信接口等）驱动程序和时钟（日期和时间）控制程序等。这些程序在开机后由CPU自动顺序执行，使系统进入正常工作状态，以便引导操作系统。PC机的BIOS程序主要有AMI、Phoenix和AWARD等的产品。图2-4是主板上的ROM BIOS芯片。,图2-4 主板上的ROM BIOS,2KB
5、 BIOSKB BIOS（KeyBoard BIOS）是键盘专用的微处理器和接口芯片，通常型号为Intel 8042或8742等，见图2-5。系统BIOS程序中的键盘管理程序放在其内部的ROM中，系统通过这个微处理器对键盘进行管理。目前这个KB控制器和接口已集成在芯片组中。,图2-5 主板上的KB BIOS,2.2.1.4 RAMRAM（Random Access Memory）是随机可读写存储器芯片，系统内存主要由这类芯片构成。它的功能是存储（或叫做“加载”）运行着的系统程序、应用程序和用户数据等。主板上的RAM芯片通常有DRAM、SRAM和CMOS RAM三种不同类型。,1DRAMDRAM
6、（Dynamical RAM）即动态RAM芯片。它的优点是集成度极高、价格便宜。因此用作大容量（32MB/64MB/128MB）系统内存。多个DRAM芯片做在称为“内存条”的印刷电路板上，再通过主板上的内存插槽和专用内存总线连接到系统里。图2-6是内存条。,图2-6 主板上的内存,2SRAMSRAM（Statical RAM）即静态RAM芯片。它的优点是读写速度快（十几毫微秒），与CPU相近。它的缺点是集成度低、价格较高。因此，一般以几个SRAM芯片作为小容量（256KB/512KB）高速缓存，即通常所说的外部Cache（External Cache），或叫做L2 Cache（Level 2
7、Cache）。它的作用是在CPU与主存之间建立一个高速缓冲存储器，以提高内存访问速度和系统整体运行速度。图2-7是Cache存储器。,图2-7 SRAM高速缓存芯片,3CMOS RAMCMOS RAM是互补型金属氧化物半导体存储芯片。它的特点是耗电极少，关机后以一个3.6V左右的小型充电电池供电，就可以保证其内部存储的信息不丢失，同时它又是可读写的存储器。用它来存储系统BIOS程序的硬件配置数据，如硬盘类型、软盘驱动器类型、显示模式、内存构成和硬件的特殊工作状态参数等，使得这些信息在关机后不会丢失。如果系统的硬件配置有变化，还可通过“CMOS Setup”程序做相应的改写。图2-8是CMOS芯
8、片。,图2-8 CMOS RAM芯片,2.1.1.5 系统I/O总线扩展插槽系统输入输出总线扩展插槽（System Input/Output Bus Expanded Slot）是几个做在主板上的标准插座，这些插槽均与主板上的系统I/O总线相连。可以把各种外部设备适配器卡和系统功能扩展卡插入这些插槽，使更多的外设连入系统和不断扩展微机系统功能。这些插槽按不同的总线标准有ISA、EISA、VESA、PCI和AGP等。图2-9是总线插槽。,图2-9 系统I/O总线插槽,2.1.1.6 I/O接口I/O接口（I/O Interfaces Ports）的作用是将外部设备与系统连接起来进行数据交换。有通
9、用的串行、并行接口和USB高速串口等，可以连接打印机、扫描仪、数码相机、绘图仪甚至显示器等设备。还有软盘驱动器、硬盘、键盘和鼠标等专用接口。图2-10是集成在主板上的各个接口。,图2-10 各种外部设备接口,2.1.2 主板实例下面是奔腾三和整合奔腾四主板实例，了解主板的构成和特点。2.1.2.1 440BX主板GA-6BXCGA-6BXC主板如图2-11所示，系统结构如图2-12所示。其硬件和软件特点详述见书。,图2-11 GA-6BXC主板,图2-12 440BX系统板的电路结构,2.1.2.2 整合Intel 850奔腾4主板GA-8TXGA-8TX主板如图2-14所示，其硬件和软件特点
10、详述见书。,图2-14 GA-8TX主板照片,2.2 主板的技术术语和新特点,2.2.1 主板的技术术语2.2.1.1 主板结构标准PC兼容机主板结构分为AT型、ATX型和NLX型等。1AT主板AT型主板结构来源于以前的IBM PC/AT机主板，如图2-15所示。,图2-15 AT型主板,2ATX主板ATX结构对AT做了许多改进，对各个关键元器件的位置做了合理的调整和规定。将集成在主板上的串并接口、USB接口和PS/2键盘鼠标接口都直接固定安装在主板的后缘。采用新型的ATX电源，实现了低电压、自动开关机和睡眠等功能。ATX的PC99规范还对主板的省材、方便易用和抗干扰等方面提出了进一步改进。取
11、消ISA总线插槽，采用小型的AMR和CNR升级插槽。要求接口插座使用彩色。使用免跳线技术。直接在主板上安装蜂鸣器代替PC喇叭。采用日趋完善的系统温度等监测和控制，加强电源管理，以减少功耗、提高系统效率及可靠性。ATX主板的外形如图2-16所示。,图2-16 ATX型主板,3NLX主板NLX（New Low Profile Extension）结构是一种新型主板结构，常常被品牌整机厂商所采用，外形如图2-17。它将强电、系统扩插展槽和设备接口等一些容易损坏的部分与系统母板分开，单独设置在一块竖立的扩展板上，这便提高了主板的可靠性、降低了生产和维护成本。由于扩展板和系统底板相对独立，也为OEM厂商
12、提供了更多的灵活性。,图2-17 NLX型主板,2.2.1.2 新型总线和接口1USBUSB（Universal Serial Bus）即通用串行总线，是一种新型高速串行通用接口，它的速度比老式的串口快100倍，用于连接各种新型高速外围设备，如扫描仪、数码相机、打印机和显示器等。USB接口可以热插拔（Hot PnP），真正实现了PnP技术。2FSBFSB（Front Side Bus）即前部总线，它是系统的重要局部总线，位于对系统速度影响最大的CPU和内存、CPU和AGP图形接口之间。FSB的出现将主板的CPU外部总线和内存总线从33MHz提高到目前的100MHz和133MHz。,3Ultra
13、 DMAUltra DMA也叫ATA DMA，是目前主板采用的新型高速IDE硬盘接口，有Ultra DMA/33、Ultra DMA/66和Ultra DMA/100MHz等多种。4AMR和CNRAMR（Aodio and Modem Riser）是一种支持主板集成的声效、Modem等的新技术，CNR（Communication and Networking Riser）是一种支持主板集成的通信和网络等的新技术，目前的主板都有一个AMR或CNR插槽，如图2-18所示，它们为主板整合的声效、Modem和网络功能提供了一个安装升级卡的插槽。,图2-18 AMR和CNR接口,2.2.1.3 PnPP
14、nP（Plug and Play）是即插即用的意思，此项技术的目的是实现硬件安装的自动化，免去用户安装新硬件的麻烦。目前的主板都具有PnP功能，即采用的芯片组、系统BIOS程序都支持PnP。目前的硬件扩展卡也都具备PnP功能。再配合以支持PnP的操作系统，如Windows 98等，就使得用户安装新硬件变得非常容易。,2.2.1.4 整合主板1All in One或Some in OneAll in One或Some in One都是主板的整合技术，即主板的多功能集成技术。比如把声卡芯片或显示卡芯片集成到主板上，免去安装声卡和显示卡。典型的整合芯片组是Intel 810，它将AGP显示、音效CO
15、DEC控制器和Modem CODEC控制器等都集成到主板上，形成一体化主板，能为用户节省几百元。,2AC97AC97（Area Codec 97）即区域编解码器技术，对于声卡和Modem卡，它要求在电路结构上把它们的数字部分和模拟部分分开，以降低电磁串扰和提高性能。 Intel 810和VIA 694等芯片组的南桥芯片中加入了声效功能，通过软件模拟声卡，完成一般声卡上主芯片的功能，而其音频输出交给一块很小的AC97芯片完成，所以在这类主板上看不到有较大的声卡主芯片。,2.2.2 主板的新特点2.2.2.1 主板设置跳线1设置跳线和DIP开关组主板上的跳线（Jumper Pin）是2针、3针或几
16、个一组，插上短路片就叫“Close”或“ON”，不插短路片就叫“Open”或“OFF”。DIP开关组功能相同，它是4个、6个或8个一组的微型开关，可以拨动设置为“ON”或“OFF”状态。跳线和DIP的最常用功能是选择CPU的类型、电源、外频和倍频等特性。2免跳线主板和CPU PnP 所谓免跳线主板，就是没有任何跳线和DIP开关、无须进行设置的主板。这种主板可以由系统BIOS程序自动测试和设置所安装的CPU和硬盘等的类型。,2.2.2.2 电源控制和管理1电源管理器电源管理器是主板上负责电压控制的元件，位于主板电源插座旁边。2CPU电压自动调节许多PC98主板都提供了CPU电压自动调节的功能， 如提供1.3到3.2V的调整范围，并且每档可以微调0.1或0.05V，以方便用户超频。3I/O电压的调整有的主板设置了此跳线，只要把它设置为“On”，即可对SDRAM、AGP、芯片组及CPU的I/O缓存等电压自动调节，以提高CPU超频的成功率。,
