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1、主机板基本电路分析主机板基本电路分析制作:王勇/黄保锡主板集成了计算机主要的电路系统主板集成了计算机主要的电路系统, ,有有GMCH,ICH,I/OGMCH,ICH,I/O等芯片等芯片. .主主机机板板架架构构一一. 主要芯片的功能及作用主要芯片的功能及作用:1.GMCH (Graphics Memory Control Hub)俗称北桥,主要控制内存和图形的部分.ICH (Interface Control Hub)俗称南桥,主要控制外围及与北桥进行沟通FUH(Fireware Hub)俗称BIOS,及基本的输入输出系统,主要用于上电自检.2.PCI扩展槽PCI作为一种扩展槽,主要用于插声卡
2、,网卡,SCSI卡等.DIMM槽作为内存插槽,可以提供64位线宽的数据,常见的SDRAM有66MHZ,83MHZ,100MHZ和133MHZ,另外还有72线和30线的内存插槽和72线只能提供32位线宽的数据,现已被淘汰.主板上主要的时钟频率主板上主要的时钟频率:(FBB)北桥北桥:100MHZ 133MHZ 48MHZ 66MHZ南桥南桥:66MHZ 33MHZ 48MHZ 14MHZ北桥的100MHZ频率主要用釆抓取内存,133MHZ主要用于CPU工作,同CPU的工作频率相同.66MHZ作为本北桥和AGP的沟通频率.48MHZ只供AGP显示.南的66MHZ频率同上,48MHZ主要用于USB,
3、BIOS的工作频率为33MHZ,LPC的工作频率有14MHZ,33MHZ,32KHZ.频率发生器的工作原理频率发生器的工作原理: fNfref 主板上称作ICS/U6 基准频率为:14.31MHZ 通过U6的21pin和4pin改变其部分频率的N值.基本框架基本框架:*主板上的具体线路见有关主板线路图.二二.电压系统电压系统:1.对于PentiumIII(800CPU)来说:在不插CPU时,Vcore将会有1.3V,当插上CPU时,将有1.6-1.7V左右.CPU的复位电压有1.5V,PCI的复位电压为3.3V.2.北桥的DIMM用到的主要电压是3.3V,AGP用到的主要电压是1.5V(4XG
4、P),3.3V为2XAGP,TNT为4XAGP.3.Vddq部分电路:1.当G-TYPEDET为高电平,Vddq输出2.2A,3.3V.因为,这时Q2集电极电压为0.2V左右,U22不工作,相当断幵,这时,Q1的G集电压为36K36K+2.2K+10*12V=11.4V,使Q的漏原极电压VDS略等于0所以VDDQ为输入电压.VDDQ=3.3V-VDS=3.3V2. 当G-TYPEDET为低电平时,U22的4Pin为1.24V,使U22的3Pin电位为3.4V左右.这时Q1的VDS电压降为3.3V-1.5V=1.8V.相当于一个串联稳压电路.VDDQ=R1+R2R2*1.24=(1+R1/R2)
5、1.24=1.5V三三.Fat-Tire架构架构北桥北桥(815)U(815)U9797功能功能功能功能:1.连接CPU与高速外设,如System,Memory, AGP,Display,Cach2. 缓冲二级外设为CPU的连接,使二级外设与CPU的速度匹配.815IC815IC主要有以下几个功能接口主要有以下几个功能接口主要有以下几个功能接口主要有以下几个功能接口: : 1.CPU Interface: a. 64根数据线;b.32根地址线;c. 22根控制线. 2.System Memory Interface: a. 64根数据线; b. 12根A类地址线; . B,C类分别为 4 根地
6、址线. c. 5根时钟流号线; d. 22根控制线.注注: 只能插只能插 3 个个 168Pin 的的DIMM3.AGP/AIMM Interface a.共40根地址/数据线b.4线数据快去线 c.20根协议线和2根时种控制线4.Video DAC Interface(输出仿真信号) 共10根,只用8根,3根为信号线(R,G,B/Red,Green,Blue)场同步线各一根,用于读临视器BIOS信息两根,DDDCLK/ DDDATA,还有一根DCLKREF,其连接器为15Pin,有5Pin不用.5.Digital Video Interface(输出数字信号) 共20根,在我们的产品中没用到
7、.将来Apple主板有这种视频接口.6.Hub Link Interface(与南桥相连) 10根数据线 4根协议线 1根时种信号线南桥南桥(810)U191直接相连设备:(1)USB/2 (2)IDE/2 (3) PCI/5 (4) Net j51 (5)AC971. 1.USBUSB接口接口(4 (4PinPin接口接口) ) Pin1:5V电压;Pin2,3:串行数据线;Pin4:接地线2. 2.IDE/2IDE/2 40Pin接器 16Pin数据线 3根接地线3. 3.网卡连接器网卡连接器(12Pin(12Pin接口接口) )1,2Pin为接收Pin7,8Pin为发送Pin9,10Pi
8、n为Green LED11,12Pin为Yellow LED U616为网卡4.PCI/5 基体PCI总线结构为:PCI可以设置成32位或64位总线.其各Pin按功能分:1).系统引脚,包括时种和复位线.2).地址和数据引脚:包含32根分时复用的地址数据线. 3).接口控制引脚:控制交换的时间以及提供发送和接收的协调4.总线仲裁线:每个PCI主器中有一对专用仲裁线连到仲裁 器上.5.错误报告引脚:用于报告奇偶校验错以及其他错误.6.中断引脚:同总线仲裁引脚一样:每个PCI有一专用中断线 连到中断控制器上.7.64位总线扩展引脚8.高速缓存支持引脚9.JTAG/边界扫描引脚:这些信号线支持TEE
9、E149.1标准测试 程序.五五五五. .主机板结构分类主机板结构分类主机板结构分类主机板结构分类: : : :1)AT标准尺寸的主板.IBM PC.AT机首先使用.2)Baby AT袖珍尺寸主板3)AT主板,改进型的主板 优点:对组件布局作出优化,有更好的散热性和集成度,需要配专门的ATX机箱使用.4).NLX主板,是Intel的主板结构 特点:主板,CPU升级灵活,方便,有效,不需要每推出一种CPU 必须更新主板.5).按功能分:a.PNP功能,带有PNP BIOS的主板配合PNP操作系统(如WINDOWS95/98)做到:“即插即用”b.节能(绿色)功能,一般在幵机后,能在用户不使用主机
10、时自动进入等待和休眠状态,在此期间降低CPU及各部件的功耗.6).其它分类法:按印制电路板的工艺分类可分为双层结构板,六层结构板;按组件安装及焊接工艺分类又有装焊工艺板(SMT)和插件式(DIP)传统工艺板.六六六六. . . .ATXATXATXATX主板的结构及工作原理主板的结构及工作原理主板的结构及工作原理主板的结构及工作原理1.ATX定义新的外型,主板及电源供应器有下列特点: 需用新的电源供应器供应3.3V电压,并重新定义了20Pin的电源插座,以解决以前AT平台插错电源扁平电缆之困扰.把常用的I/O放在主机板上,如com port, parallel port,mouse ,VGA2
11、.常用接口 LPT1, COM!和COM2,USB接口(1)com口上一般可以接鼠标,外置modem等.(2)LPT传输速度快于串行口,大量数据传输时,采用并行口;并行口可以设置为EPP(Enhanced Parallel port)增强并行口方式;传统的SPP(standard parallel port)方式(3)USB接口可以即插即用,而且可连接127个外设.PS/2键盘和鼠标接口,CPU插座40Pin IDE接口和34Pin软驱接口IDE接口每一个最多接两个设备,一个为主设备,一个为从设备. 计算机硬件接口图见下页计算机硬件接口计算机硬件接口3.总线从计算机结构层次来看,总线可分为CP
12、U总线,系统总线,外部总线.CPU总线:包括地址线(CAB),数据线(CDB),和控制线(CCD),它用来连接CPU和外围芯片.存储线:包括地址线(MAB),数据线(MDB),和控制线(MCD).系统总线:也称I/O信道总线,包括地址线(SAD),数据线(SDB)控制线(SCB),用于扩展槽口和各扩展卡相连接.系统总线有多种标准,数据地址线的宽度不同.外部总线:包括地址线(XAB),数据线(XDB)和控制线(XCB)ACK64# SITIS表示接收端执行位传输PAR64 TIS表示奇偶校验位;JTAG边界扫描引脚TCK IN测试用时钟TDI IN测试时输入,用于串行地将数据和指令移入设备TDO OUT测试时输出,用于串行地将数据和指令移出设备TMS IN测试模式选择,用于控制测试访问端口控制器的状态TRST# IN测试复位,用于初始化测试访问端口控制器备注: IN串向输入SITIS:每次只能由一个拥有设备驱动状态I/O OUT串项输出VID:允许多个设备通过线或共享 TIS双向三態I/O#:低电平有效.
