电脑主板培训详解Word格式文档下载.docx

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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Slot1、Slot2和SlotA三种，目前Slot1、Slot2仅用于Intel的CPU，而SlotA则仅用于AMD公司的K7（Athlon）；

在Socket架构中分为Socket7、Socket8、Socket370和SocketA三种。

其中Socket7为586级CPU使用，Socket8、Socket370则用于Intel的CPU，SocketA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：

Intel810、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CyrixMediaGX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“ALLINONE”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：

Baby－AT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MicroATX型：

这种主板是将Baby－AT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。

MicroATX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MicroATX机箱。

NLX型：

NLX结构是英语“NowLowProfileExtension/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MicroATX主板面积小1／3，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CoreLogic，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）、UltraDMA/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（HostBridge）。

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425根时，就要求主板达到六层。

这是由于信号线必须相距足够远的距离，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（BIOS芯片、实时钟芯片、键盘控制器等）和3V（二级缓存、芯片组、SDRAM芯片等）。

而处理器要求的电压可以高达3.5V，也可以低于2V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IDTCPU，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HALT（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（EquivalentSeriesResistance，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。

ISA、PCI、AGP、USB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SRAM和用于主内存的SDRAM）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。

AGP总线的工作速度则不一定要由时钟生成器来决定，440BX芯片组便是这样的一个例子。

ISA和USB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/SDRAM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）、BIOS和RTC

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（FlashMerory）芯片中，名为BIOS（基本输入/输出系统），可保存256KB～4MB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“BIOS升级”，或者BIOS的“烧录”。

PC加电后，首先经历的一个名为“加电自检”（POST）的过程，它可识别出安装了什么处理器、多大内存以及BIOS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BIOS知道自己需要支持哪些设备，必须提供一片特殊的CMOS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”（RTC）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CMOS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DEL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。

RTC和CMOS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，CMOS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IDE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USB设备