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Motherboard

1.4.1 主板

主板(Motherboard 或 Mainboard)又称主机板、系统板、逻辑板、母板或底板等,是构成复杂电子系统(例如电子计算机)的中心或者主电路板。

1.主板概述

主板的性能影响着整个微型机系统的性能,在整个微型机系统中扮演着举足轻重的角色。

主板一般为矩形电路板,能提供一系列结合点,供处理器、显卡、声卡、硬盘、存储器、外围设备等部件连接。

主板采用开放式结构,一般提供6~15个扩展插槽,供PC外围设备的控制卡(适配器)插接。

2.主板的重要芯片

1)芯片组

芯片组(Chipset)通常由北桥芯片和南桥芯片组成,也有些以单片机设计,增强其性能。

北桥芯片又称主桥(Host Bridge),在计算机中起着主导作用。一般来说,芯片组的名称是以北桥芯片的名称来命名的。

北桥芯片负责与CPU联系并控制内存储器、PCI-E数据在北桥内部传输,提供对CPU的类型和主频、系统的前端总线频率、内存储器的类型和最大容量、AGP/PCI-E插槽、ECC纠错等支持,整合型芯片组的北桥芯片还集成了显示核心。

南桥芯片负责I/O总线之间的通信,如PCI总线、USB、LAN、ATA总线、SATA、音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等。

2)BIOS芯片

BIOS(Basic Input Output System,基本输入输出系统)芯片是主板上一块长方形或正方形芯片,一般是一块32针的双列直插式集成电路,上面印有BIOS字样。

BIOS中主要包括4种程序:

**(1)加电自检程序。**计算机接通电源后,系统将有一个内部各个设备进行检查的过程,这是一个称为POST(Power On Self Test)的程序来完成的。完整的POST自检包括CPU、640KB基本内存、1MB以上的扩展内存、ROM、主板、CMOS存储器、串并口、显示卡、软硬盘子系统及键盘测试。POST自检中若发现问题,系统将给出提示信息或蜂鸣警告。

(2)系统启动自检程序。

(3)CMOS设置程序。

(4)主要I/O设备的驱动程序和中断服务程序。

3)CMOS芯片

CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)是主板上一块可读写的RAM芯片,主要用来存放BIOS的设置信息以及系统时间和日期。

3.总线和I/O接口

1)总线

总线(Bus)是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线,它是由导线组成的传输线束。

按照计算机所传输信息种类,计算机的总线可以划分为数据总线地址总线控制总线,分别用来传输数据信号、地址信号和控制信号。

总线的主要技术指标有3个:总线位宽总线工作频率总线带宽

(1)总线位宽。

总线位宽是指总线能够传送的二进制数据的位数。

(2)总线工作频率。

总线工作频率以MHz为单位,总线工作频率越高,总线工作速度越快,总线带宽越宽。

(3)总线带宽。

总线带宽是指单位时间内总线上传送的数据量,反映了总线数据传送速率。

常用的总线标准有PCI总线和PCI-E总线。

2)I/O接口

I/O接口(Input/Output Port)即输入输出接口。

I/O接口的功能是实现CPU通过系统总线把I/O电路和外围设备联系在一起。

I/O接口是一个电子电路(以IC芯片或接口板形式出现),其内有若干专用寄存器和相应控制逻辑电路。

CPU与外围设备、存储器的连接和数据交换都需要通过接口设备来实现,通常称前者为I/O接口,而后者则称为存储器接口

比较常见的I/O接口:SATA接口、USB接口、HDMI

(1)SATA接口。SATA接口(Serial ATA,串行ATA)的主要功能是用于主板和大量存储设备(如硬盘及光盘驱动器)之间的数据传输。

(2)USB接口。USB(Universal Serial Bus,通用串行总线)是由Intel、Compaq、Digital、IBM、Microsoft、NEC、Northern Telecom等7家世界著名的计算机和通信公司共同推出的一种新型接口标准。

(3)HDMI。HDMI(High Definition Multimedia Interface,高清晰度多媒体接口)是一种数字化视频或音频接口技术,是适合影像传输的专用型数字化接口,可同时传送音频和影像信号,最高数据传输速度为48Gbps(2.1版),同时无须在信号传送前进行数-模或模-数转换。