主板培训资料

主板培训资料主 板 培 训 资 料第一节 主板及芯片组一、主板综述 主板是电脑系统中最大的一块电路板，它的英文名字叫做“Mainboard”或“Motherboard”，简称M/B。主板上布满了各种电子元件、插槽、接口等。它为CPU、内存和各种功能（声、图、通信、网络、TV、SCSI等）卡提供安装插座（槽）；为各种磁、光存储设备、打印和扫描等I/O设备以及数码相机、摄像头、“猫”（Modem）等多媒体和通讯设备提供接口，实际上电脑通过主板将CPU等各种器件和外部设备有机地结合起来形成一套完整的系统。电脑在正常运行时对系统内存、存储设备和其它I/O设备的操控都必须通过主板来完成，因此电脑的整体运行速度和稳定性在相当程度上取决于主板的性能。1主板的分类不同的CPU需要搭配不同的主板，在早期的电脑系统（包括早期的486电脑）里，CPU都是直接焊接在主板上的。到了486时代，为了增强用户购买电脑的灵活性和便于用户升级电脑，就在焊接CPU的位置装上了CPU插座，而不再将CPU焊在主板上。现在根据主板上所设置的CPU安装插座类型分为Slot 架构和Socket架构。其中Slot 架构中又分为Slot 1、Slot 2和Slot A三种，目前Slot 1、Slot 2仅用于Intel的CPU，而Slot A则仅用于AMD公司的K7（Athlon）；在Socket架构中分为Socket 7、Socket8、Socket 370和Socket A三种。其中Socket 7为586级CPU使用，Socket8、Socket 370则用于Intel的CPU，Socket A则为AMD的CPU使用。现在市场里经常看到一些将声卡、显卡的功能集成到主板上的一体化主板，例如：Intel 810、815主板、Sis620及Sis630主板、VIA的一些主板。还有将CPU、部分内存、显卡和声卡都集成在一起的更一体化的586主板，例如Cyrix MediaGX主板（使用的CPU与我们平常所用的各类Slot或Socket结构CPU在安装上不兼容）。这种“一体化”主板实际上是早期“ALL IN ONE”主板的技术拓展，只要接上电源、显示器、键盘和软（硬）盘就组成了一台最基本的电脑。主板按结构标准分为ATX、Micro-ATX、Baby-AT、NLX和FLEX五种：BabyAT型：这种主板是我们以前常用的，它的特征是串口和打印口等需要用电缆联接后安装在机箱后框上。ATX和Micro ATX型：这种主板是将BabyAT旋转90度，并将串、并口和鼠标接口等直接设计在主板上，取消了联接电缆，使串、并、键盘等接口集中在一起，对机箱工艺有一定要求。Micro ATX主板与ATX基本相同，但通常只有两个PCI和两个ISA扩展槽，两个168线的DIMM内存槽，整个主板尺寸减少很多，需要特制的Micro ATX机箱。NLX型：NLX结构是英语“Now Low Profile Extension/新型小尺寸扩展结构”的意思，这是进口品牌机经常使用的主板，它在将各串、并等接口直接安装在主板上后，专门用一块电路板将扩展槽设置在上面，然后再将这块插入主板上预留的一个安装接口槽，这样可以将机箱尺寸做得比较小。FLEX型：比Micro ATX主板面积小13，主要用于高度整合电脑中。2主板基础知识 如果把中央处理器CPU比喻为整个电脑系统的心脏，那么主板上的芯片组就是整个身体的躯干。在电脑界称设计芯片组的厂家为Core Logic，Core的中文意义是核心或中心，光由字面的意义就足以看出其重要性。对于主板而言，芯片组几乎决定了这块主板的功能，进而影响到整个电脑系统性能的发挥，芯片组是主板的灵魂。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。北桥芯片提供对CPU的类型和主频、内存的类型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持。南桥芯片则提供对KBC（键盘控制器）、RTC（实时时钟控制器）、USB（通用串行总线）、Ultra DMA/66（100)EIDE数据传输方式和ACPI（高级能源管理）等的支持。其中北桥芯片起着主导性的作用，也称为主桥（Host Bridge）。除了最通用的南北桥结构外，目前芯片组正向更高级的加速集线架构发展，Intel的8xx系列芯片组就是这类芯片组的代表，它将一些子系统如IDE接口、音效、MODEM和USB直接接入主芯片，能够提供比PCI总线宽一倍的带宽，达到了266MB/s。下面就来具体介绍主板的各部分技术特点：1）、印制电路板(PCB)PCB是所有组件赖以“生存”的基础。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，名为“迹线”。一块典型的PCB共有四层，最上和最下的两层叫做“信号层”。中间两层则叫做“接地层”和“电源层”（见图1）。将接地和电源层放在中间，这样便可更容易地对信号线作出修正。当需要安装双处理器，或者处理器引脚数量超过42 5根时，就要求主板达到六层。这是由于信号线必须相距h t t p:/w w w.b a y u n.c o m.c n/d o w n l o a d/b o a r d.h t m（第 16 1 页）2 0 0 7-12-2 0 15:56:43主板培训资料足够远的距离，以防止“相互干扰”。六层板可能有三个或四个信号层、一个接地层、以及一个或两个电源层，以提供足够的电力供应。为使系统正常工作，信号迹线的布局与长度是至关重要的因素。它的设计宗旨是尽量避免由于其它迹线的干扰，造成信号失真。一条迹线过长，或者信号频率过高，相互干扰的可能性便会大增，所以要求在相邻的两条迹线之间，留出足够大的间距。有些迹线必须限制它的最大长度，以确保信号的“完整性”，比如同处理器连接的那些迹线。与同一个设备连接的迹线在长度上都必须接近(但不是所有的设备与迹线都有此要求)；或者说，长度的区别必须在一个容许的公差范围之内。即便主板全部采用最高品质的电子元件制造，仍有可能不稳定，这正是由于迹线布局有误，使信号不易保持完整性。要想知道信号是否完整，普通的视波器没有任何帮助，只有使用一些更专业的设备对其进行测量。对超频者来说，这一点尤其重要。因为超频后，往往要求主板在标称的规格之外运行。若布局不佳，可靠性及稳定性便会大打折扣。2）、电压调节器同主板连接的不同组件需要不同的电压。最常用的包括5V（BI O S芯片、实时钟芯片、键盘控制器等）和3V（二级缓存、芯片组、SD RA M 芯片等）。而处理器要求的电压可以高达3.5V，也可以低于2 V以下。电压调节器主要不是用来防止电压骤升，而是用来得到所期望的稳定电压。主机电源直接向主板提供5V的电压所以只有部分设备，才需要更改这个电压。电压调节有两个办法，要么使用名为VRM 的一种插入模块，要么使用一个电压调节电路（焊接到PCB上的一个集成电路）。如果是老式的奔腾处理器，通常都要用到两个电压调节器一个用于提供I/O 电压（3.3V/1.5V等），另一个用于提供处理器内核电压。由于主板需要支持不同类型的处理器，所以必须支持一定范围内的电压输出。在老主板上，这可以通过跳线实现。通过不同的跳线组合，使电压调节器输出所期望的在允许范围内的电压。新主板则大多能自动侦测电压，不再需要用跳线来调节，在一定程度上保证了安全。许多老用户可能对“双电压CPU”记忆犹新，因为它们的内核电压和I/O 电压是不同的。而一些更老的CPU，比如老奔腾和一些比较新的I D T CPU，只要求3.3V或3.5V的电压，它们称作“单电压CPU”。3）、电容电容其实是保证主板质量的关键环节。电容主要用于保证电压和电流的稳定。处理器的耗电量处于极不稳定的状态，可能突然增大，也可能突然减少，特别是在执行了一条H A LT（待机）指令，或者恢复至正常工作状态的时候。而对电压调节器来说，无论如何都不可能立即对这些变化作出响应。这就好像一座拦江的水坝，尽管它能控制水流的速度，但仅凭它自身的力量是无法保证江水一直稳定流动的。所以，需要与水库配合，通过放水或蓄水，来稳定水的流速。铝电容的缺点在于，随着使用年限的增加，它会快速呈“干涸”趋势，最终失去电容能力。此外，这种电容的准确度不高，易受高温的影响。而钽电容有效地解决了这些问题。挑选电容时，另一个重要的因素是ESR（Eq u i v a l e n t Se r i e s Re s i s t a n c e，等效串联电阻）值。通常，需要将几个电容并行联置，以便有效地保护电路，并保持一个较低的电阻值。电阻越大，消耗的电压越高，发热就越厉害(发热不是主要的，CPU 所要求的瞬间大电流才是最重要的。)，所以ESR值越低越好。设计电容时，各个电容的排列位置和ESR值是两项非常重要的因素，甚至比制造材料还来得重要。4）、时钟生成器任何计算机设备都是以时钟的“滴答”为基本步调工作的。但是，并非每个设备都在“监听”相同的时钟。I SA、PCI、A G P、U SB和系统总线分别以不同的速度运行，所以都要求专门的时钟信号。处理器也要求一个专门的时钟信号，同步内存芯片（比如用于L2 缓存的SRA M 和用于主内存的SD RA M）也要求自己的时钟。时钟生成器可以提供所有这些时钟信号。每种主板芯片组都具备一定的“计时”能力，但却并不提供实际的时钟信号。时钟生成器芯片便是为具体的主板芯片组设计的，用于决定可选的系统时钟范围，以及相关的PCI 总线速度。A G P总线的工作速度则不一定要由时钟生成器来决定，440 BX 芯片组便是这样的一个例子。I SA 和U SB时钟是固定的，要由时钟芯片来决定。主板厂商会根据选用的是什么芯片组，配备多少个PCI/SD RA M 插槽，以及要支持多大范围内的系统总线速度，以此来决定时钟生成器芯片的设计。即使芯片组本身允许不同的PCI 分频（1/4，1/2 等），时钟生成器芯片也有可能不允许，而且主板厂商也不会采用这种时钟生成器芯片。许多人都奇怪系统和PCI 总线速度在h t t p:/w w w.b a y u n.c o m.c n/d o w n l o a d/b o a r d.h t m（第 2 6 1 页）2 0 0 7-12-2 0 15:56:43主板培训资料不同的主板上为何有不同的实现方法，答案便在于时钟生成器芯片的能力有别。5）、BIO S和RT C计算机要想运行一种操作系统，必须使用一个“引导”或“自举”程序。这个程序从一个已知的内存位置载入，并提供访问关键设备的一些信息，以完成操作系统的载入。例如，这个程序必须载入软驱和硬盘的设备信息，以及基本的显示信息。这样一来，等接力棒交到操作系统手中时，才有足够的前提完成后续的装载。在PC上，这些引导信息保存在一片快闪内存(Fl a s h M e r o r y)芯片中，名为BI O S（基本输入/输出系统），可保存2 56 K B4M B的数据，在主板出厂时预先录好。以后想升级这些信息，便必须使用专门的程序，用新数据覆盖老数据，我们称之为“BI O S升级”，或者BI O S的“烧录”。PC加电后，首先经历的一个名为“加电自检”（PO ST）的过程，它可识别出安装了什么处理器、多大内存以及BIO S上定义的各个设备是否都能正常工作。完成后，引导程序会在每个可引导设备的特定位置寻找一系列特定的指令。满足条件的第一套指令会载入内存，并加以执行。如一切通过，这些指令便会完成引导过程，并开始装载操作系统。要想使BIO S知道自己需要支持哪些设备，必须提供一片特殊的CM O S集成电路，其中包含了由用户指定的参数，在识别出处理器之后读入。这个电路实际是集成到“实时钟”（RT C）芯片内的，后者负责对具体的日期和时间进行跟踪。要想显示出CM O S中的参数，可在加电自检过程中进入一个特殊的菜单。通常按D EL键，便可唤出这个菜单，然后人工修改或输入。作出的改动必须保存下来，以便下次启动时生效。倘若设备设置有误，便可能无法装载操作系统，或者在进入操作系统后，无法访问设备。RT C和CM O S只有在有供电的前提下，才能维持由用户定义的参数。这个电力是由主板上的一个小电池提供的。如电池失效，或断开，CM O S中的数据便会丢失，必须在下次引导的时候重新输入。6）、其他组件芯片组集成的控制器越来越多。不知大家是否还记得，早期的I D E和软盘控制器是各自独立的。但今天的新芯片组已包括了大多数必要的控制器，以支持常用的一系列设备，比如键盘、PS/2 鼠标和U SB设备等等。当然，这样做会增加芯片组的成本，所以除非极其常用的东西，否则仍然需要独立出去,如SCSI 控制器等。假如主板厂家想支持一种芯片组本身不支持的设备，便必须增加一个独立的控制器芯片。例如，有些厂家试图提早提供对U D M A/6 6 硬盘的支持，所以在板上集成了一个单独的I D E控制器。这样一来，便可多支持四个通道和八个设备。比如升技的BE6-。7）、主板制造规格现在的主板大多采用A T X规格。这是1995年由I n t e l 颁布的一项标准，取代流行了许久、但缺点甚多的A T 结构。A T X的新增特性包括：集成I/O 连接器A T X要求将I/O 端口集成到主板上，不再从上面“引出”，从而减轻了安装的难度，也提高了可靠性 集成PS/2 鼠标接口 驱动器不易挡住主板A T X主板看起来就像A T 主板旋转了90 度，所以将整个板子都展现出来了，操作更方便 处理器不再和扩展卡的安装发生冲突处理器从主板靠近扩展槽的前方位置移到主板的后上部，接近电源。这样一来，用户可以轻松地安装一张全长的扩展卡，不必担心会碰到CPU 电源进行了重大改进主板集成一个2 0 针电源插座，而A T 主板是两个插座靠在一起 散热更佳 3.3V/1.5V供电大部分主板采用A T X电源提供的3.3V/1.5V电压供电。8）、芯片组主板上最重要的组件恐怕就是芯片组。前面说过，芯片组决定了能够支持哪些处理器、可使用什么内存以及主板具有的其它大量功能。直到最近，I n t e l 仍是芯片组市场的龙头老大，但威盛（VI A）、矽统（Si S）、扬智（A Li）、超微（A M D）的芯片组出货量也在逐渐增加，终于形成了对I n t e l 的真正威胁。9）、主板接口技术新生代-认识AMR、CNR和ACRA、AMR 说起AMR(Audio Modem Riser，声音和调制解调器插卡)规范，它是1998年Intel公司发起并号召其它相关厂商共同制定的一套开放工业标准，旨在将数字信号与模拟信号的转换电路单独做在一块电路卡上。因为在此之前，当主板上的模拟信号和数字信号同处在一起时，会产生互相干扰的现象。而AMR规范就是将声卡和调制解调器功能集成在主板上，同时又把数字信号和模拟信号隔离开来，避免相互干扰。这样做既降低了成本又解决了声h t t p:/w w w.b a y u n.c o m.c n/d o w n l o a d/b o a r d.h t m（第 36 1 页）2 0 0 7-12-2 0 15:56:43主板培训资料卡与Modem子系统在功能上的一些限制。由于控制电路和数字电路能比较容易集成在芯片组中或主板上，而接口电路和模拟电路由于某些原因(如电磁干扰、电气接口不同)难以集成到主板上。因此，Intel公司就专门开发出了AMR插槽，目的是将模拟电路和I/O接口电路转移到单独的AMR插卡中，其它部件则集成在主板上的芯片组中。AMR插槽的位置一般在主板上PCI插槽(白色)的附近，比较短(大约只有5厘米)，外观呈棕色(如图1)。最早体现Intel这一构思的产品当属它自己发布的810芯片组。因为在i810芯片组的ICH(输入输出控制芯片)中就整合了AC97控制器和Modem控制器，只要搭配一块AMR声卡或一块AMR Modem卡就可以实现软声卡或软Modem的功能。不过由于现在绝大多数整合型主板上都集成了AC97音效芯片，所以AMR插槽主要是与AMR Modem配合使用。但由于AMR Modem卡比一般的内置软Modem卡更占CPU资源，使用效果并不理想，而且价格上也不比内置Modem卡占多大优势，故此AMR插槽正逐渐成为整合型主板的一块“鸡肋”。B、CNR 为顺应宽频网络技术发展的需求，弥补AMR规范设计上的不足，Intel适时推出了CNR(Communication Network Riser，通讯网络插卡)标准。与AMR规范相比，新的CNR标准应用范围更加广泛，它不仅可以连接专用的CNR Modem，还能使用专用的家庭电话网络(Home PNA)，并符合PC 2000标准的即插即用功能。最重要的是，它增加了对10/100MB局域网功能的支持，以及提供对AC97兼容的AC-Link、SMBus接口和USB(1.X或2.0)接口的支持。另外，CNR标准支持ATX、Micro ATX和Flex ATX规格的主板，但不支持NLX形式的主板(AMR支持)。从外观上看，CNR插槽比AMR插槽比较相似(也呈棕色)，但前者要略长一点(如图2)，而且两者的针脚数也不相同，所以AMR插槽与CNR插槽无法兼容。在主板支持方面，目前只有基于Intel的815/815E芯片组的主板提供了CNR插槽，而且从i815E芯片组的南桥芯片ICH2所整合的功能可以看出，CNR支持的插卡类型有Audio CNR、Modem CNR、USB Hub CNR、Home PNA CNR、LAN CNR等。不过，基于i815芯片组(南桥芯片为ICH)的主板只能使用Audio CNR和Modem CNR两种插卡。虽然现在市场上还没有相应的CNR插卡产品问世，但随着i815(E)及其相关主板的日渐成熟，CNR的前景比较乐观。C、ACR ACR是Advanced Communiation Riser(高级通讯插卡)的缩写，它是VIA(威盛)公司联合AMD、3Com、Lucent(朗讯)、Motorola(摩托罗拉)、NVIDIA、Texas Instruments等世界著名厂商于今年6月推出的一项开放性行业技术标准，其目的也上为了拓展AMR在网络通讯方面的功能。ACR不但能够与AMR规范完全兼容，而且定义了一个非常完善的网络与通讯的标准接口。ACR插卡可以提供诸如Modem、LAN(局域网)、Home PNA、宽带网(ADSL、Cable Modem)、无线网络和多声道音效处理等功能。由于现在很多主板上已经开始淘汰ISA插槽，所以ACR插槽也大多会设计放在原来ISA插槽的地方。ACR插槽采用120针脚设计，兼容普通的PCI插槽，但方向正好与之相反(如图3)，这样可以保证两种类型的插卡不会混淆。作为一种新生事物，ACR的市场接受度要靠时间来检验。尽管ACR和CNR标准都包含了AMR标准的全部内容，但这两者并不兼容，甚至可以说是互相排斥。两者最明显的差别是，CNR放弃了现有的基础架构，即放弃了对AMR标准的兼容，而ACR标准在增加了众多新功能的同时保留了与AMR的兼容性。到底谁是网络和通讯插卡标准竞争的最终赢家，让我们拭目以待！10、主板认证规格作为连接电脑各部件的中枢和纽带，主板在电脑中的地位举足轻重。因此，它的质量好坏直接影响着整个系统能否正常运行。而判断一块主板质量好坏的最根本标准就是看它所选用的电子元器件及整体电路设计等方面是否符合各种权威性的认证规格。现在世界上关于主板的主要认证标准有CE、FCC、PC99、ISO9001/9002/14001、C-TicK、NSTL等。A、CE认证：我们常常会在主板上看到有“CE”字样的标志。这就是欧盟所推行的一种证明产品符合指令规定要求的合格产品标志，CE就是“欧盟”拉丁文的缩写。CE标志是强制性的 通行证，它要求主板产品必须保护使用者的健康安全及符合环保基本要求。CE标志认证的产品范围很广，除主板外，显示器、电源、光驱，乃至键盘等大多数电脑配件上都可看到它的“踪迹”。B、FCC认证：FCC是美国联邦通信委员会的英文缩写，它是一项关于电子产品在电磁辐射方面的规范，着重对数字设备及开关电源等发出的辐射噪音量进行了限制。要测试主板是否符合FCC标准，应先拆卸机箱用47 CFR 15.31标准进行测试。如果主板通过测试，则说明该主板具备了低辐射的特性，可使用各种材质的机箱进行组装。FCC认证主要是针对能产生高频信号的电脑配件。它分为A、B两类，其中B类技术要求更严格。C、PC99认证：PC99 认证规格是由微软、Intel 等公司共同制定推广的一项业界标准。PC99 的认证规定极多。如对总线设计发展的限制，人体工学环保等。在主板设计方面主要规范了产品的设计要求，它提出主板的设计必须符合人体工学的要求。产品布局必须合理，以保证安装者能正常装配使用主板。此外主板各接口必须采用有色标识以方便识别。这些都无疑大大的方便了使用者，使不熟悉主板设备的使用者也能尽快的安装好相应的接口设备。D、ISO9001/9002/14001认证：ISO9001/9002/14001是ISO(国际化标准组织)所颁布的有关产品方面的标准，其中ISO9001/9002是第一个质量管理和质量保证系列标准ISO9000当中的两种。符合这两种标准的主板说明其质量和h t t p:/w w w.b a y u n.c o m.c n/d o w n l o a d/b o a r d.h t m（第 46 1 页）2 0 0 7-12-2 0 15:56:43主板培训资料设计方面都达到了较高的水平。ISO14001是第二个环境管理性系列标准的一种，达到该标准的主板说明其用料及生产过程均符合绿色环保的要求。E、NSTL认证：NSTL(国际软件检测协会)是国际上权威的计算机软件和硬件认证机构，也是公认的2000年兼容性认证机构。NSTL开发的测试工具YMARK2000是一个公开用来检测电脑系统是否有Y2K(千年虫)问题的行业标准。具有NSTL标志的主板说明在不存在Y2K问题。3、主板的秘密供电系统：一台计算机，它里面各种集成电路、功率管等，消耗的电源是非常可观的，因此必须有一个稳定的供电系统。对于其他部分，包括PCI/ISA设备，由于自己已经有了稳压电路，它们是直接连到ATX/AT电源的；但像AGP、CPU、南/北桥等，由于功耗大，要求的稳定性高，不能直接用ATX/AT电源送过来的电压，所以必须在主板上面设置稳压电路，专供某一器件使用。1）、滤波电容：和前面说的一样，这里的滤波电容是为了滤除布线过长所产生的干扰，当然，容量越大，效果越好。但是，这里要说明的是，大容量的电容的卷铂效应（就是由于大电容内部的导电铂的长度、面积过大）很明显，不容易滤除高频干扰信号，解决的办法是用多个比较小的电容（如4个1000uF的当作4000uF），并且在这里用上比较小的独石电容（0.1uF以下），这样容量既可以设得很高，而且也避免了卷铂效应。2）、主板的CPU、AGP稳压电路是采用三极管或场效应管的开关稳压电路，但在这么大的电流下，不会再采用三端稳压了。我们经常在主板上看到切了管帽的三极管/场效应管，它们就是CPU/南桥/北桥的供电稳压系统的重要组成部分。3）、滤波线圈其实是一个电感，它可以防止浪涌电压和电压畸变；加上磁心是为了增强电感的u（miu）值，可以用较少的线圈取得更好的效果。4）、稳压控制：为了产生更准确的电压和随时监察电压的变化，要用上一块专用的芯片对三极管或场效应管组成的开关稳压进行控制，这块芯片还可以对电压进行采样，然后再改变和BIOS之间的控制端，在BIOS中显示出各种工作电压。5）、二极管：二极管的仍然在这里起降压作用。转接卡也可以归在主板里。转接卡并不单单是把SOKET的CPU转到solt 1上面那么简单，有些转接卡还提供频率调整和电压调整。但你看看转接卡，就会怀疑它了：那样光秃秃的东西，怎么会有那么大的威力呢？事实上，转接卡只是把主板和CPU之间的各个识别信号脚进行处理而已。我们还记得在celeron 300A时代吗？为了给CPU加上电压超频，我们曾经在一些CPU的引脚上用胶布、指甲油等东西进行绝缘，从而改变CPU的核心电压。我们所屏蔽的引脚，就是CPU的电压识别信号引脚。转接卡本身并不能改变原来的任何地方，也就是说：主板原来支持的电压、频率，转接卡什么才能支持；如果原来主板不支持，那么任何转接卡也无能为力。那些在转接卡上面的集成电路，也只不过是一个逻辑电路而已（增强对主板的支持范围），甚至把它拆下来，转接卡也有可能正常工作。在主板的环境中，高频率运行的器件很多，这样就很容易造成相互之间高频干扰，所以在许多集成电路的电源引脚附近，会有很多小电容，滤除这些高频干扰。频率发生器：CPU的频率是由外频倍频决定的。当然，外频就是总线和芯片组的工作频率了。它们的工作频率是怎样产生的呢？是频率发生器！事实上，频率发生器是一个调整芯片组频率的元件，它通过对晶振的引脚施加电压，来产生抖动的时钟信号，然后经过分频，输出可变的频率给芯片组和主板的其他部分，例如AGP、PCI、ISA、USB、super（24MHZ）、SDRAM等。以前调整频率是通过跳线进行的，这样可以通过跳线的“短接开路”来改变一些电压或电阻之类的频率发生器的识别信号来达到改变频率的目的，但现在的主板很多是在BIOS中修改的，它们是不是就不再依靠频率发生器了呢？当然不是。但可以通过软件来调整频率的主板所用的频率发生器芯片和一般通过跳线用的不一样，这种芯片中，有一个串行数据口，里面存放着芯片的PLL倍频数据，通过修改寄存器的值，就可以修改时钟发生器的输出频率。温度检测：检测温度的探头有两种：一种集成在处理器之中，依靠BIOS的支持；另一种是外置的，在主板上面可以见到，这些通常是一颗热敏电阻。无论那一种，它们都是通过温度的改变来改变自身的电阻值，让温度检测电路探测到电阻的改变，从而改变温度示数。电压检测：电压检测和温度检测的原理差不多，但不再是热敏电阻，而是通过电压取样，得到一个非常微小的电压信号，和数字万用表的电压测试电路很相似。4、全面了解主板之图解主板常常听到许多电脑初学者向笔者们了解主板的知识或许多电脑爱好者总是将主板的结构搞得含糊不清，闹出一些h t t p:/w w w.b a y u n.c o m.c n/d o w n l o a d/b o a r d.h t m（第 56 1 页）2 0 0 7-12-2 0 15:56:43主板培训资料笑话来。我们始终觉得，对电脑硬件知识的普及应该从最基础的知识抓起，“千里之行，始于足下”，当你对这些看似基本的知识有了一个较明了清楚的了解的时侯，也正是你电脑水平提高的时侯，这点对于许多电脑爱好者而言是迫切需要的。主板是一台电脑中的躯干中枢，了解清楚了它，那么你对电脑硬件也十知五六了，笔者们为此整理撰写了一些资料，请往下看1）.图解主板这就是主板的主要部件名称图，下面我们就对其分别做一详细的解释，以便你能更好的了解它。A.线路板PCB印刷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。而好的主板的线路板可达到六层，这是由于信号线必须相距足够远的距离，以防止电磁干扰，六层板可能有三个或四个信号层、一个接地层、以及一个或两个电源层，以提供足够的电力供应。为使系统正常工作，信号迹线的布局与长度是至关重要的因素，它的设计宗旨是尽量避免由于其它迹线的干扰，造成信号失真，要求在相邻的两条迹线之间，留出足够大的间距。有些迹线必须限制它的最大长度，以确保信号的最小衰减等等，这些对于超频爱好者来说更为重要。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，下面我们就来给大家简单介绍一下常见的主板板型。A T 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33.2 c m X30.48 c m，A T 主板需与A T机箱电源等相搭配使用，而Ba b y A T 是A T 架构主板的改进型，它结构布局更为合理，可支持A T/A T X电源，由于A T X架构的流行其已渐成黄花之势。而A T X板型则像一块横置的大A T 板，这样便于A T X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A T 板上的许多CO M 口、打印口都要依靠连线才能输出。另外A T X还有一种M i c r o A T X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。而NLX板，它比较受品牌机厂商青睐，其外形像是插了一块显示卡的主板，由两个部分构成：一个部分是布有逻辑控制芯片和基本输入输出端口的基板，另一部分具有A G P、PCI、I SA 等插槽的附加板则像显示卡一样插在基板的特殊端口中，这样做可以增加空间，拆装方便。B.CPU 插座CPU 插座是主板上最重要的东东了，少一根PCI 插槽无所谓，可少了它电脑可就成了废物一个了。主流的CPU 插座主要有SO CK ET 37 0 和SO CK ET A 两种，其中SO CK ET 37 0 支持的是PI I I 及新赛扬，CYRI XI I I 等处理器，而SO CK ET A 支持的则是A M D 的毒龙及雷鸟等处理器。另外还有的CPU 插座类型为支持奔腾/奔腾M M X及K 6/K 6-2 等处理器的SO CK ET 7 插座；支持PII 或PI I I 的SLO T 1插座及A M D A T H LO N使用过的SLO T A 插座等等。SO CK ET A SLO T 1 C.主板芯片组主板芯片组是主板的灵魂与核心，它主要由南桥芯片（SO U T H BRI D G E）和北桥芯片（SO RT H BRID G E）组成。其中北桥芯片是CPU 与其它外部设备连接的桥梁，A G P，PCI，D RA M 及南桥等设备都要通过不同的途径与它相连。南桥与北桥芯片共同组成了南北桥芯片组，南桥芯片主要用来与I/O 设备及I SA 设备相连，并负责管理中断及D M A 通道，让设备工作得更顺畅。值得一提的是I NT EL的I 8 10/I 8 15系列芯片组不再以南北桥来组成，而是由ICH/G M CH/FW H 等芯片组成。主流的主板芯片组有INT EL的I 8 10，I 8 15/I 8 15E，BX系列，VI A 的6 94X，K T 133/K T 133A，M VP4系列，SIS的h t t p:/w w w.b a y u n.c o m.c n/d o w n l o a d/b o a r d.h t m（第 6 6 1 页）2 0 0 7-12-2 0 15:56:43主板培训资料SIS6 30/540，SIS6 30 S/SIS7 30 S等系列等等。D.供电电路主板的供电电路是主板的重要组成部分，它一般由电容，稳压块，滤波线圈，稳压控制集成电路块等元器件组成，它能让主板工作得更稳定。a.电感:常会在主板上看见这种铜线缠绕的线圈吧，这个线圈叫电感，电感主要分为磁心电感和空心电感两种，前者电感量大常用在滤波电路，后者电感量较小，常用于高频电路。好的电感线圈，如果是采用单线绕制，铜线应该粗大，间隔均匀；如果采用多股铜线绕制，每股线之间要相隔均匀，而且在圆周上分布也尽量均匀。应该注意两个电感线圈切忌放在一起，因为这样很容易产生互感，使主板的电磁兼容性能大大降低。b.电容:这就是电解电容，也叫直立电容。在CPU 插槽旁边的电路称为5V滤波电路，一些比较好的主板都采用2 2 0 0 F以上的电容。如何认电容？电容常见的标记方式采用的是直接标记，其常用的单位有p F，u F两种，如电解电容47 0 u F，另如瓷片电容2 2 0 0 p F等等，很容易的就能认出。但一些小容量的电容，却采用的是数字标示法。其一般有三位数，第一，二位数为有效的数字，第三位数为倍数，既表示后面要跟多少个0。例如343表示34X10 0 0 p F，另外，如果第三位数为9，表示10 X-1，而不是10 的9次方，例如47 9表达为就是4.7 p F。除此之外，常见的电容还有钽电容，铝电容等等。c.稳压块：稳压块也是电源电路中常见的元器件，常见的为三端稳压集成块，三端稳压块外围电路比较简单，除了单独使用外，在许多新型主板上常常组成阵列（二相或三相）三端稳压块电路来获得更好的稳压效果，提高系统的稳定性与超频性。E.PCI总线PCI（p e r i p h e r a l c o m p o n e n t i n t e r c o n n e c t）总线插槽是主板上最常见的东东了，可以说现在所有的主板上都有它的踪影，它是由In t e l 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6 4位。它为显卡，声卡，网卡，M O D EM 等设备提供了连接接口，它的工作频率为33M H z。PCI 总线主板插槽的体积比原I SA 总线插槽还小，其功能比VESA、ISA 有极大的改善，支持突发读写操作，最大传输速率可达132 M B/s，可同时支持多组外围设备。另外为了解决PCI总线的瓶颈问题，出现了PCI-X新总线，它能通过增加电脑中央处理器与打印机，网卡等外围设备之间的数据流量来提高电脑的性能。F.A G P总线A G P图形加速端口（A c c e l e r a t e d G r a p h i c s Po r t)是近几年主板上发展起来的最重要的东东之一。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。A G P接口的发展经历了A G P1X/2 X/PRO/4X/8 X等等阶段，其传输速度也从最早的A G P1X的2 6 6 M H z/S的带宽发展到了A G P8 X的2 G B/S。*A G P8 X：A G P8 X是In t e l 制定的新一代的图像传输规格，它将作为下一代的个人电脑及工作站的新显示标准。A G P(A c c e l e r a t e d G r a p h i c s Po r t)是由I n t e l 公司所制订的显示接口标准，速度已由最初的A G P 1x (2 6 4 M By t e s/s e c，3.3v)到现在的A G P 4x (1 G By t e s/s e c，1.5v)，因为A G P拥有高速频宽，所以广受众多显示芯片厂家的支持，推出了很多支持A G P 4X/PRO 的不同产品来以满足用户对图像运算、高画质要求的要求。I n t e l 宣布的A G P8 x，依旧使用h t t p:/w w w.b a y u n.c o m.c n/d o w n l o a d/b o a r d.h t m（第 7 6 1 页）2 0 0 7-12-2 0 15:56:43主板培训资料32-b i t 的总线架构，而速度方面则提升至533M H z，及支持2 G By t e s/s e c，是A G P4x 的两倍。速度的提升，即代表了显示芯片制造商能更好的利用A G P 8 x 的优点来充份发挥显示芯片的效能。G.ISA 总线 ISA 总线插槽是主板插槽的元老了，它为主板的发展做出了不可或缺的贡献，虽然已接近淘汰，可许多如声卡，M O D EM 等老设备还是离不开它，所以VI A 的主板芯片组依然提供了对它的支持。I SA 缺少一个中枢寄存器，不能动态地分配系统资源，CPU 占用率高，插卡的数量亦有限。如果几个设备同时调用共享的系统资源，很容易出现冲突现象。早期的ISA 设备非常难安装，不仅要设置跳线或D I P开关来控制I/O 地址，甚至中断和时钟速度也要通过手工来完成，1993年英特尔和微软共同制订了PNP I SA 标准，支持既插既用用软件来控制各种设置。H.A M R总线A M R总线插槽其全称为A U D I O/M O D EM RI SER音效/调制解调器插槽，它用来插入A M R规范的声卡和M O D EM 卡等等。采用了这种标准可通过其附加的解码器可以实现软件音频和调制解调器功能，A M R插卡用A C-Li n k 通道与A C97（A u d i o Co d e c 97，音频多媒体数字信号编解码器1997 年标准）主控制器或主板相连。声卡、M O D EM 和视频卡上均有接口、模拟电路、解码器、控制器和数字电路，控制器和数字电路很容易集成在主板上或整合在芯片组中，而接口电路和模拟电路部分集成在主板上则有一定困难。例如由于电磁干扰、电话接头、电信标准的不同，M O D EM 的调制解调电路和接口电路就不宜集成在主板上，所以做成子卡形式，既容易升级，又避免了信号失真和SNR信噪比受到影响。除A M R之外，一些新主板上出现了CNR和NCR插槽，这是怎么回事呢？CNR是I NT EL发布来用来替代A M R的技术标准，它将A M R上支持的A C97/M O D EM 扩充到可支持1M b i t/s 的H O M EPNA 或10/10 0 M b i t/s 的以太网，提供两个U SB接口，支持SM B控制总线，支持电源管理功能，CNR的推出，扩展了网络应用功能，但它最大的遗憾在于和A M R不兼容。而NCR是A M D 和VI A 等厂家推出的网络通讯接口标准，NCR采用了反向PCI 插槽，其特点和CNR差不多，但它与A M R卡完全兼容。I.内存插槽内存插槽也是主板上必不可少的东东。目前常见的内存插槽为SD RA M，D D R插槽，其它的还有ED O 和RD RA M 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。a.SD RA M (Sy n c h r o n o u s D RA M)接口SD RA M 同步动态内存接口，16 8 线，带宽6 4位，工作电压3.3v，它支持PC6 6/10 0/133/150 等不同的规范。SD RA M 与早期内存产品的设计思路完全不同，它可以在一个时钟周期内进行数据的读写，从而节省了等待时间。SD RA M现在已经成为显存市场上的主导产品，这主要是因为其低廉的价格和较佳的性能，通常SD RA M 工作在10 0 M H z 状态下，而最新的SD RA M 显存带宽可以达到2 0 0 M H z，这当然是速度的一个飞跃。b.D D R D RA M（D O U BLE D A T A RA T E D RA M）接口D D R是由台湾省VIA 威盛提出并大力推广的新一代内存接口规范。D D R的主要特点在于它能利用时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据，因此不需提高工作频率就可成倍提高D RA M 的速度，而且制造成本不高，更利于普及。从实际功能上来看，在10 0 M H z 下D D R SD RA M 的理论带宽可达1.6 G B/S，在133M H z 在则可达2.1G B/S。预计在今年D D R将成为市场的主流产品。c.RA M BU S D RA M 接口RA M BU S内存是基于RA M BU S接口的SD RA M 内存的后续产品，它以2 条8 位宽的数据通道传输数据其时钟频率就可h t t p:/w w w.b a y u n.c o m.c n/d o w n l o a d/b o a r d.h t m（第 8 6 1 页）2 0 0 7-12-2 0 15:56:43主板培训资料达40 0 M H z。RA M BU S存储器除了具备3倍左右SD RA M 内存的带宽外，它还具备耗电量更低等优点，然而在D D R内存的强力竟争下，RA M BU S内存恐难有大作为。J.ID E/软驱接口ID E（In t e l l i g e n t D r i v e El e c t r o n i c s）接口是用来连接硬盘和光驱等设备而设的，而软驱接口顾名思义它是用来连接软盘驱动器的。流行的I D E接口有A T A 33/6 6/10 0，A T A 33又称U l t r a D M A/33，它是一种由I NT EL公司制定的同步D M A 协定，传统的ID E传输使用数据触发信号的单边来传输数据，而U l t r a D M A 在传输数据时使用数据触发信号的两边，因此它具备33M B/S的传输速度。而A T A 6 6/10 0 则是在U l t r a D M A/33的基础上发展起来的，它们的传输速度可反别达到6 6 M B/S和10 0 M B/S，要想达到以上速度除了主板芯片组的支持外，还有使用一根A T A 6 6/10 0 专用40 PI N的8 0 线的专用EID E排线。ID E接口是于198 9年由Im p r i m u s、W e s t e r n D i g i t a l（西部数据）与Co m p a q（康柏）这三家公司确立的。它只需用一概电缆将它们与主板或接口卡连接起来就可以了。把盘体与控制器集成在一起的做法减小了硬盘接口的电缆数目与长度，数据传输的可靠性也得到了增强，硬盘制造起来也就变得更容易，因为厂商不需要再担心自己的硬盘是否跟其它厂商生产的控制器兼容，对用户而言，硬盘的安装也变得更为方便。1996 年，A T A 的增强型接口，A T A-2（EID E，En h a n c e d ID E）正式确立，它是对A T A 的扩展，其增加了2 种PI O 和2 种D M A 模式，把最高传输率提高到了16.7 M B/s，这是老ID E接口类型的3-4倍，同时它引进了LBA 地址转换方式，突破了老BI O S固有50 4M B的限制，支持最高可达8.1G B的硬盘。其两个插口分别可以连接一个主设备和一个从设置，从而可以支持四个设备，两个插口也分为主插口和从插口。由于ID E只具有16.7 M B/s 的数据传输率，各大厂商又联合推出了M u l t i w o r d D M A M o d e 3接口，它也叫U l t r a D M A，它的突发数据传输率达到了33.3M B/s，此接口类型使用40 针的接口电缆，并且向下兼容，大家现在熟悉的U l t r a A T A/33接口也即是此接口类型。接在U l t r a A T A/33标准后推出的即为U l t r a A T A/6 6 及10 0 接口，U l t r a A T A/10 0 的突发数据传输率达到10 0 M B/s，由于它具有这么高的传输率，原来为5M B/s 数据传输率设计的40 针接口电缆已不能满足A T A 6 6/10 0 的需求，因此在U l t r a A T A/6 6 的接口电缆中增加了40 根地线，以减小数据传输时的电磁干扰。K.外部设备接口A T X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U SB接口为扁平状，可接M O D EM，光驱，扫描仪等U SB接口的外设。而串口可连接M O D EM 和方口鼠标等，并口一般连接打印机。U SB通用串行总线是由个人电脑协会和电讯工业厂家（包括Co m p a q,D EC,I BM,I n t e l,M i c r o s o f t,NEC等）共同开发的。它将计算机外设的即插即用功能设在机箱外，这样免去了安装卡片到计算机插孔的麻烦，重新精简和配置了系统。U SB将会取代串行口和平行口成为安装PC机外设的标准方法，它的出现使PC机对显示器的控制象对调制解调器或打印机一样容易。不仅如此，U SB还能连接复合设备，你甚至可以通过显示器把键盘或者鼠标接入你的系统。U SB标准具备以下特点：允许外设在开机状态下热插拔；最多可串接12 7 个外设；稳定的数据传输速率，更广泛的应用及带宽；支持既时声音及影像压缩。另外最新的U SB2.0 接口标准的最大传输速率可达48 0 M B/S。L.BIO SBI O S（BA SIC INPU T/O U T PU T SYST EM）基本输入输出系统是一块装入了启动和自检程序的EPRO M 或EEPRO M 集成块。实际上它是被固化在计算机RO M（只读存储器）芯片上的一组程序，为计算机提供最低h t t p:/w w w.b a y u n.c o m.c n/d o w n l o a d/b o a r d.h t m（第 96 1 页）2 0 0 7-12-2 0 15:56:43主板培训资料级的、最直接的硬件控制与支持。常见BIO S芯片的识别主板上的RO M BI O S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(D I P)，上面一般印有“BI O S”字样，另外还有许多PLCC32 封装的BI O S。58 6 以前的BI O S多为可重写EPRO M芯片，上面的标签起着保护BI O S内容的作用，因为紫外线照射会使EPRO M 内容丢失，所以不能随便撕下。58 6 以后的RO M BIO S多采用Fl a s h RO M（快闪可擦可编程只读存储器），通过跳线开关和系统配带的驱动程序盘，可以对Fl a s h RO M 进行重写，方便地实现BI O S升级。目前市面上较流行的主板BI O S主要有A w a r d BI O S、A M I BI O S、Ph o e n i x BI O S三种类型。A w a r d BI O S是由A w a r d So f t w a r e 公司开发的BI O S产品，在目前的主板中使用最为广泛。A w a r d BI O S功能较为齐全，支持许多新硬件，目前市面上多数58 6 主机板和PI I/I I I 级主板都采用了这种BI O S；A M I BI O S是A M I 公司出品的BI O S系统软件，开发于8 0 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A M I BI O S应用较少；Ph o e n i x BI O S是Ph o e n i x 公司产品，Ph o e n i x BI O S多用于高档的原装品牌机和笔记本电脑上，其画面简洁，便于操作。M.其它元器件a.电源插座:电源插座主要有A T 电源插座和A T X电源插座两种，有的主板上同时具备这两种插座。A T 插座应用已久，而采用2 0 口的A T X电源插座，采用了防插反设计，不会像A T 电源一样因为插反而烧坏主板。b.D I P开关：说到D IP开关，就让我们先来了解一下跳线，跳线其实就是一个开关，它通过跳线帽来控制开关的闭合，从而达到主板以些部件功能的通断及一些特殊功能的实现。而D I P开关则是一组组合开关，通常可控制CPU 的倍频和外频，不过现在CPU 的倍频一般都锁定，所以只有外频调整。c.电阻：主要有碳质电阻，碳膜电阻，金属膜电阻三类，应用最广的为碳膜电阻，较好的为金属膜电阻。要想了解电阻，首先要弄清电阻的阻值。电阻的阻值除了直接标注之外，常以色环来标示，其中最常见的为4色环标示和5色环标示。如采用4色环标题，其第一色环是十位数，第二色环为个位数，第三色环为应乘位数，第四色环为误差率。例如4色环的电阻的颜色排列为红蓝棕金。则这只电阻的电阻值为2 6 0 欧误差率为5%。如采用5色环表示，则其第一色环为百位数，第二色环是十位数，第三色环是个位数，第四色环是应乘位数，第五色环为误差率。例如，5色环的电阻的颜色排列为黄红黑黑棕，则其阻值为42 0 X1=42 0 欧，误差为1%。5色环的电阻通常是误差为1%的金属膜电阻。d.晶体管：主板中使用的晶体管主要有晶体二极管，晶体三极管，可控硅和场效应管等等，其中最常用的是三极管和二极管。晶体二极管主要起