主板基础知识

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主板基础知识
    1、组件知识
　　主板（MotherBoard，mainBoard，SystemBoard）是一台PC的主体所在，主板要完成电脑系统的管理和协调，支持各种CPU、功能卡和各总线接口的正常运行，它是PC机的"总司令部"，其上的CPU、CHIPSET、DRAM、BIOS等决定了它是什么"级别"，平时我们所说的386、486、Pentium机，其判断的标准就是机器所用的主板和CPU。换句话说，若换上不同的主板和CPU，就可以从486变成Pentium机，而其他的附件如显示器、声卡、键盘等，基本上是通用的。
　　主板芯片可分为数字芯片和模拟芯片两种，主板使用的芯片，除了少数几个是模拟芯片外，在部分都是数字芯片。
　　主板大小规格的发展
　　主板大小的规格，随着主板内部系统使用元件的多少和芯片封装来决定它的尺寸。最早期的PC／XT主机，因为系统较小，故与小AT主板的大小相当。AT最早的原形板，因为大部分的芯片元件，还是延用传统TTL芯片的封装，所以它的尺寸是最大的。虽然在286AT的主板，已经有芯片组（ChipSet）的封装出现，也就所说的小AT（BabyAT），但是因为电路的不稳定，所以一直到386AT最早期的版本，还是大AT的尺寸。电路不稳，可以修正，芯片组使用的材质不佳，也可以改良，所以芯片集成的小AT板在中后期以后，电路的稳定性己获得改进取，功能也增加了一些。然而，最大的优点就是大幅度地降低了成本，所以到现在最新的586/686档次的主板，都是芯片组的组合。
　　随着主板的功能和外围设备的增加，以及主机机箱的封装，要使这些翻件组合成一台电脑，主板也做了一番修正。586以前的主板除了几家公司有L型的规格以外，大部分都是标准的BABYSize，只不过机箱有卧式和立式的规格罢了，为了改善小AT主板内部各种零部件排列的简洁，散热通风良好，以及拆装容易，Intel公司于1995年7月推出了ATX1．0版。机箱厂商和主板厂商提出了一些修正的建议，根据这些建议，Intel公司在1996年2月又推出了1.1的修正版本，故现在的主板己渐渐被ATX主板所取代。ATX主板的规格出台之后，Intel与其他14家公司又推出另一种NLX的规格，最主要的规格是AIlInOne（多合一）及主板与扩展卡为L型的结构，最主要的成就是成本的降低及空间的扩大。
　　高级配置和电源接口（ACPI：AdvancedConfigurationPowerInterface）
　　ACPI是一种高级的电源管理系统，电源的管理深入到计算机内部各部件，并且在操作系统和应用程序过程中尽可能地节约电能，如硬盘在一定时间内没有读写数据，硬盘电源将自动切断，马达停止转动；计算机若长时间不工作，显示器将变黑；软件运行过程中，不参与工作的器件将停止供电。
　　ATX和AT结构上的不同点
　　ATX结构规范是Intel公司提出的一种主板标准，是为了考虑）板上CPU、RAM、长短卡的位置而设计出米的，其中将CPU、外接槽、RAM、电源插头的位置固定，同时，配合ATX的机箱和电源，就能在理论上解决硬件散热的问题，为安装、扩展硬件提供了方便。它与AT结构的区别主要是基于外形不同。
　　主板总线的种类
　　主板有各种不同的总线，功能较差或不稳定的总线早已被淘汰。效率高、速度快且稳定的总线为我们现在的主板所采用，现将目前主板内部使用的总线介绍如下：
　　ISA总线：（XT／AT／386／486／586／686用）
　　工业标准体系结构总线（IndustrialStandardArchitechturBus）。
　　SA总线为目前主板还在使用的总线，它是以前XT／AT机延用下来的接口，所以分：
　　XTISA总线（XT主板8bitI/O插槽）
　　ATISA总线（AT主板16bitI/O插槽）
　　EISA总线：
　　增强的工业标准体系结构总线（EnhancedIndustrialStandardArchitectureBus）。
　　EISA总线其主板I／O插槽为32bit与ISA总线I／O插槽共用，但ISA总线在上层，
　　EISA总线在下层，此种总线市面较少用。
　　MCA总线：
　　微通道总线（Micro-ChannelBus）。
　　为IBMPS／2I／O插槽使用，为32bit，但与ISA总线不兼容，此种总线市面较少用。
　　Local总线：（486用）
　　局部总线（VLBus:VideoElectronicsStandardAssociation）。
　　视频电子标准协会制订，普遍用于486的主板及外围设备接口，为32bit的i／o插槽。局部总线是与CPU的接脚直接相通的总线，故局部总线又称为CPU总线。由于CPU的速度越来越快，接在扩展槽的扩展卡或外围设备无法大幅度的提升速度，而造成稳定性和匹配性较差，因为与CPU挂接在同一条总线上，直接影响到CPU的工作效率，扩展槽不能超过三个，故目前局部总线的主板己被淘汰。
　　PCI总线：（486／586／686）
　　外设部件互连总线（PeripheralComponentInterconnectionBus）。
　　是由Intel、IBM、DEC公司所制订的，PCIBus与CPU中间经过一个桥接器（Bridge）电路，不直接与CPU相连的总线，故稳定性和匹配性较佳，提升了CPU的工作效率，扩展槽可达三个以上，为32bit/64bit的总线，是目前较新的586／686主板及外围设备使用的标准接口。
　　USB总线
　　通用串行总线（UniversalSerialBus）。
　　USB总线规格的制订是由Intel、Microsoft等领导世界电脑硬件和软件的大公司所主导，解决各种外围设备接头不统一的问题，可接127个外围设备，是未来主板和外围设备连接头的改变，所以USB总线的未来电脑主机与外围设备将具有这个全面制订改良的标准接口。其他如提供多媒体的媒体总线（MediaBus）、提供给主机各系统的电力总线（PowerBus）、提供给较快外围设备IEEE1394总线，及提供给686主板的3D图形加速接口AGP总线等。
　　2、概念荟萃
　　总线
　　微型计算机是由若干系统部件构成的，这些系统部件在一起工作才能形成一个完整的微型计算机系统。例如，80486或奔腾处理器不是一台微型计算机。微处理器不包含存储器或输入/输出接口，形象地说，微处理会思考，但不能记忆，也不能听或者说，这就要求用一些其它部件和微处理一起构成一台可用的微型计算机。通常，要构成一台微型计算机系统，一般先以各种大规模集成电路芯片核心组成插件（例如，CPU插件、存储器插件、打印机接口插件、软件适配器插件等）；再由若干插件组成主机；最后再配上所需要的外部设备，组成一个完整的计算机系统。
　　从所周知，微型计算机系统是一个信息处理系统，各部件之间存在大量的信息流动，因此，系统与系统之间，插件与插件之间以及同一插件上各芯片之间需要用通信线路连接起来。由于所有信号都要通过通信线路传送，所以通信线的设置和连接方式是十分重要的。最直观的方法是根据各大功能部件的需要分别设置与其它部件通信的线路，进行专线式的信息传送。这种方式的传送速率可以很高，只受传输线本身的限制，且信息传送控制简单，但整个机器所需要的传送线的数量巨大，增加了复杂性，加重了发送信息部件的负载，同时这种方式不便于实现机器的模块化。另一种方法是设置公共的通信线，即总线。所谓总线，就是指能为多个功能部件服务的一组信息传输线，它是计算机中系统与系统之间、或者各部件之间进行信息传送的公共通路。
　　芯片组（ChipSet）
　　什么叫芯片组（ChipSet），其实芯片就是一块集成电路片，它是内部元件、功能和接脚比较多的芯片的集合体。早期的主板是由许多TTL芯片和一些LSI的芯片所组合而成，所以一块大AT的主板就有一百多块芯片元件，生产一块主板不但耗时费力而且成本高。后来美国一家名叫晶技公司（Chips）把一百多块芯片元件，浓缩为五块大的芯片组和几块TTL芯片组合成的一块叫BABYSize或称小AT的主板。由于这种主板的芯片组把许多的芯片电路集合在一块狭窄的芯片里，当材质和技术不成熟时，会造成高频的干扰、温度的增加和特性的匹配等不稳定的情况，所以小AT大概经过一两年的改善，在技术、材质己有些突破，从而奠定了以后芯片组的基本结构。继Chips公司以后相继有几十家公司投入设计和生产，故主板就有很多的品牌和编号（见生产芯片组厂商），早期小AT的主板有Chips、G2、Suntek、EFA等品牌。在"物相竞择，优胜劣汰"的市场竞争，这些品牌或己销声匿迹，或改头换面，从事其他用途的开发设计。目前比较新的，功能比较多的芯片组采用BGA的封装，可设计300多支接脚至800多支接脚。
　　BGA芯片组
　　BGA球形阵列的封装是Ball Grid Array的缩写，接脚的焊接是以球锡阵列方式排列，分布于芯片的背面，再加温与电路板相连接，以增加芯片的接脚数，其封装的脚数为QFP封装的2．5倍。目前300支接脚至800支接脚芯片的脚距低于0．3mm时，即以BGA的封装设计，如PentiumTX系列的芯片即为BGA的封装，所以BGA是未来可缩小电路体积、降低成本和多接脚芯片的主要封装，是未来半导体封装业的主流，也是未来必然采用的高级封装技术。
　　AGP总线
　　当CPU的速度一直在加快的时候，CPU的的外围设备，假如没有跟着步伐提升速度的话，那么整个系统的结构在速度上就失去了平衡，尤其是在面对当前图形和影像庞大的数据处理时，PCI总线的结构已渐感沉重，无法负担大量数据的处理。随着PentiumIlCPU的推进，当前PClVGA无法跟进的瓶颈，使这些快速先进的CPU无用武之地，所以Intel公司为了使CPU与外界的管道畅通，发挥CPU的功能，制订了AGP总线的规格。
　　所谓AGP（AcceleratedGraphicsPort）加速图形端口，其最主要的结构是在AGP芯片的显示卡与主存之间建立的专用通道，使主存与显示卡的显示内存之间建立一条新的数据传输通道，让影像和图形数据直接传送到显示卡而不需要经过PCI总线。AGP总线为32bit数据和66MHz频宽的总线，速度比PCI为快，为PCI总线的4倍，可将影像和图形的数据直接由CPU置于主存中，再由快速的AGP系统芯片组与外界作影像和图形数据的传送，是未来配合PentiumIlCPU和在真正32位的WindowsNT操作系统环境之下一展身手，发挥其功能的主要结构。
　　BIOS是Basic Input/Output System的缩写，控制着整个系统基本的输入输出系统，它是一个固件（硬件+软件）结构，是整个电脑系统的灵魂。没有它，整个系统的电路就像一堆废铜烂铁，无法运行。它驻留在586／686主板较新的闪速存储器（FlashROM）上。它也是软件与硬件、主机与外围设备连接的桥梁，当我们一开机时，CPU立即会奔向BIOS住的地址（FFFFF0H），去读取一些信息，领取控制整个系统的指令，并开始执行第一条指令以及其后的一连串操作，如主机系统的自检、CMOS设置的检查。系统的初始设置，中断的设置、与外围设备的连接，以及把操作系统载入内存等，以开机时屏幕画面的各种显示，并发出嘟的一声，这些都是BIOS里面的内容。CMOS设置程序
　　CMOS是一块芯片，在AT主板中它的原型编号为146818，里面有实时时钟（RealTimeclock，RTC）和CMOSSRAM的电路，内部共有64字节的SRAM，其中50字节作为用户设备配置的设置，10字节作为时钟。闹铃、世纪日历等作为实时时钟的用途，4字节作为中断和矩形波产生寄存器，其中保存设置的数据，平时由电脑主机的电源供电，关机后由主板的小电池供电，它是一块永不停息的芯片，所以日期时间还能继续正确无误地指示。各种设置的数据也能保存着，自386以上的主板，大部分SRAM已增加为128字节，可增加一些设置和存储其他数据，目前这块芯片大部分与其他ChipSet（芯片组）组合在一起，也有与环保电池组合为一个小盒子，成为一个独立的电路。
　　3、相关问题
　　进入CMOS设置程序
　　要进入CMOS设置程序的屏幕，不同的BIOS有不同的按键，下列为几种常见的进入CMOS设置程序的方法。
　　◎目前较新的586／686主机：电脑一开机或按Reset键重新启动后，立即按DEL键。
　　◎AwardBIOS：电脑一开机或按Reset重新启动后，立即按DEL键或按ALT＋CTRL＋ESC组合键。
　　◎AMIBIOS，电脑一开机或按Reset键重新启动后，立即按DEL键或按ALT＋CTRL＋ESC组合键。
　　◎PhoenixBIOS电脑一开机或按Reset键重新启动后，立即按ALT＋CTRL＋S组合键。
　　◎其他不知名BIOS：电脑一开机或按Reset键重新启动后，立即按ALT＋CTRL＋INS组合键。
　　◎其他不知名BIOS：电脑一开机或按Reset键重新启动后，立即按F2键。
　　◎无法进入的BIOS：用Diagnostic诊断设置的软盘Setup。
　　◎无法进入的BIOS：更换同等级可开机的BISOSetup。
　　USB（通用串行总线）
　　USB（UniversalSerialBus）是由Intel、Microsoft等公司为了解决目前各种扩展卡及外围设备与主板连接接头的不统一，以及配合电脑简易的即插即用（P&P）而制定的统一连接头。随着计算机应用的发展，外设越来越多，调制解调器、扫描仪、磁带机等等。各种各样的外设使有限的接口显得异常紧张。有了USB，可以将这一切变得非常简单。USB是一种四线接口，可以连接高达128个外围设备，并支持即插即用，当然也要求外设符合USB标准。目前符合USB标准的硬盘已经问世，不久还将有更多带USB标准的硬盘问世。USB的符号清楚地标明在接口旁边。
　　高速红外传输（FIR）
　　高红外传输是利用红外线在台式机、笔记本电脑、打印机等设备问传递数据。它省去了各种接口冗长的连线，并能随意放置您的机器。FIR是最新的红外传输标准，它将原来1．15Mbps的传输率提高到4Mbps，更好地满足了文件传输的高速度要求。
　　DMI（DesktopManagementInterface）
　　DMI桌面管理界面是一种新型系统管理界面，它利用BIOS的程式，自动检测系统各种资源，如外设、主板、显示卡、声卡等工作状况，并能随时将工作状况报告给管理者。管理者根据DMI提供的信息，很容易发现系统故障，从而降低系统维护成本。
　　硬件监视（HardwareMonitaring）
　　H／WMonitoring犹如幂后监视器，随时侦测系统硬件的物理状态是否出现超过负荷或其他潜在的不稳定因素，如电源风扇是否停转，电压是否稳定，芯片温度是否超过限定值等等。一旦某一部分出现异常，H/WMonitoring将迅速提醒使用者结束当前任务，检查系统硬件，避免突然死机造成不必要的损失。
　　遥控软开关（Soft-OffRemoteON/OFF）
　　Soft-Off是为实现遥控关机而设计的。如同电视机一样，一次按下电源开关或遥控器上的Power键便可断掉电源。随着计算机功能的扩展，计算机越来越多地实现电器（电视机、录音机、CD机、VCD机）的功能。为方便使用，遥控器在计算机上的使用将越来越普及。