主板(一)

news/2024/11/29 18:45:26/
主板(英语:Motherboard, Mainboard,简称Mobo);又称主机板、系统板、逻辑板、母板、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。
电脑机箱主板,又叫主机板、系统板(systemboard)或母板(motherboard);它分为商用主板和工业主板两种。它安装在机箱内,是微机最基本的也是最重要的部件之一。主板一般为矩形电路板,上面安装了组成计算机的主要电路系统,一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。

简介

典型的主板能提供一系列接合点,供处理器、显卡、声效卡、硬盘、存储器、对外设备等设备接合。它们通常直接插入有关插槽,或用线路连接。主板上最重要的构成组件是芯片组(Chipset)。而芯片组通常由北桥和南桥组成,也有些以单片机设计,增强其性能。这些芯片组为主板提供一个通用平台供不同设备连接,控制不同设备的沟通。它亦包含对不同扩充插槽的支持,例如处理器、PCI、ISA、AGP,和PCI Express。芯片组亦为主板提供额外功能,例如集成显核,集成声效卡(也称内置显核和内置声卡)。一些高价主板也集成红外通讯技术、蓝牙和802.11(Wi-Fi)等功能。

主板结构

所谓主板结构就是根据主板上各元器件的布局排列方式,尺寸大小,形状,所使用的电源规格等制定出的通用标准,所有主板厂商都必须遵循。
主板结构分为AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX以及BTX等结构。其中,AT和Baby-AT是多年前的老主板结构,已经淘汰;而LPX、NLX、Flex ATX则是ATX的变种,多见于国外的品牌机,国内尚不多见;EATX和WATX则多用于服务器/工作站主板;ATX是市场上最常见的主板结构,扩展插槽较多,PCI插槽数量在4-6个,大多数主板都采用此结构;Micro ATX又称Mini ATX,是ATX结构的简化版,就是常说的“小板”,扩展插槽较少,PCI插槽数量在3个或3个以下,多用于品牌机并配备小型机箱;而BTX则是英特尔制定的最新一代主板结构,但尚未流行便被放弃,继续使用ATX。
芯片组
芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分,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。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/33(66)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)。[2]  
按逻辑控制芯片组分类
这些芯片组中集成了对CPU、CACHE、I/O和总线的控制。586以上的主板对芯片组的作用尤为重视。
Intel公司出品的用于586主板的芯片组有:
LX:早期的用于Pentium 60和66MHz CPU的芯片组。
NT:海王星(Neptune),支持Pentium 75MHz以上的CPU,在Intel 430 FX芯片组推出之前很流行,已不多见。
FX:在430和440两个系列中均有该芯片组,前者用于Pentium,后者用于Pentium Pro。
HX:Intel 430系列,用于可靠性要求较高的商用微机。
VX:Intel 430系列,在HX基础上针对普通的多媒体应用作了优化和精简,有被TX取代的趋势。
TX:Intel 430系列的最新芯片组,专门针对PentiumMMX技术进行了优化。
GX/KX:Intel 450系列,用于Pentium Pro,GX为服务器设计,KX用于工作站和高性能桌面PC。
MX:Intel 430系列,专门用于笔记本电脑的奔腾级芯片组,参见《Intel 430 MX芯片组》。
非Intel公司的芯片组有:
VT82C5xx系列:VIA公司出品的586芯片组。
SiS系列:矽统(SiS)出品,在非Intel芯片组中名气较大。
Opti系列:Opti公司出品,采用的主板商较少。
主要接口
硬盘接口:硬盘接口可分为IDE接口和SATA接口。在型号老些的主板上,多集成2个IDE口,通常IDE接口都位于PCI插槽下方,从空间上则垂直于内存插槽(也有横着的)。而新型主板上,IDE接口大多缩减,甚至没有,代之以SATA接口。
软驱接口:连接软驱所用,多位于IDE接口旁,比IDE接口略短一些,因为它是34针的,所以数据线也略窄一些。
COM接口(串口):大多数主板都提供了两个COM接口,分别为COM1和COM2,作用是连接串行鼠标和外置Modem等设备。COM1接口的I/O地址是03F8h-03FFh,中断号是IRQ4;COM2接口的I/O地址是02F8h-02FFh,中断号是IRQ3。由此可见COM2接口比COM1接口的响应具有优先权,市面上已很难找到基于该接口的产品。串口主要分为:3针串口,9针串口。
PS/2接口:PS/2接口的功能比较单一,仅能用于连接键盘和鼠标。一般情况下,鼠标的接口为绿色、键盘的接口为紫色。PS/2接口的传输速率比COM接口稍快一些,但这么多年使用之后,绝大多数主板依然配备该接口,但支持该接口的鼠标和键盘越来越少,大部分外设厂商也不再推出基于该接口的外设产品,更多的是推出USB接口的外设产品。不过值得一提的是,由于该接口使用非常广泛,因此很多使用者即使在使用USB也更愿意通过PS/2-USB转接器插到PS/2上使用,外加键盘鼠标每一代产品的寿命都非常长,接口依然使用效率极高,但在不久的将来,被USB接口所完全取代的可能性极高。
USB接口:USB接口是如今最为流行的接口,最大可以支持127个外设,并且可以独立供电,其应用非常广泛。USB接口可以从主板上获得500mA的电流,支持热拔插,真正做到了即插即用。一个USB接口可同时支持高速和低速USB外设的访问,由一条四芯电缆连接,其中两条是正负电源,另外两条是数据传输线。高速外设的传输速率为12Mbps,低速外设的传输速率为1.5Mbps。此外,USB 2.0标准最高传输速率可达480Mbps。USB 3.0已经出现在主板中,并已开始普及。
LPT接口(并口):一般用来连接打印机或扫描仪。其默认的中断号是IRQ7,采用25脚的DB-25接头。并口的工作模式主要有三种:
1、SPP标准工作模式。SPP数据是半双工单向传输,传输速率较慢,仅为15Kbps,但应用较为广泛,一般设为默认的工作模式。
2、EPP增强型工作模式。EPP采用双向半双工数据传输,其传输速率比SPP高很多,可达2Mbps,已有不少外设使用此工作模式。
3、ECP扩充型工作模式。ECP采用双向全双工数据传输,传输速率比EPP还要高一些,但支持的设备不多。使用LPT接口的打印机与扫描仪已经基本很少了,多为使用USB接口的打印机与扫描仪。
MIDI接口:声卡的MIDI接口和游戏杆接口是共用的。接口中的两个针脚用来传送MIDI信号,可连接各种MIDI设备,例如电子键盘等,市面上已很难找到基于该接口的产品。
SATA接口:SATA的全称是Serial Advanced Technology Attachment(串行高级技术附件,一种基于行业标准的串行硬件驱动器接口),是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盘接口规范,在IDF Fall 2001大会上,Seagate宣布了Serial ATA 1.0标准,正式宣告了SATA规范的确立。SATA规范将硬盘的外部传输速率理论值提高到了150MB/s,比PATA标准ATA/100高出50%,比ATA/133也要高出约13%,而随着未来后续版本的发展,SATA接口的速率还可扩展到2X和4X(300MB/s和600MB/s)。从其发展计划来看,未来的SATA也将通过提升时钟频率来提高接口传输速率,让硬盘也能够超频。
主板平面
主板的平面是一块PCB(印刷电路板),一般采用四层板或六层板。相对而言,为节省成本,低档主板多为四层板:主信号层、接地层、电源层、次信号层,而六层板则增加了辅助电源层和中信号层,因此,六层PCB的主板抗电磁干扰能力更强,主板也更加稳定。
工作原理
在电路板下面,是4层有致的电路布线;在上面,则为分工明确的各个部件:插槽、芯片、电阻、电容等。当主机加电时,电流会在瞬间通过CPU、南北桥芯片、内存插槽、AGP插槽、PCI插槽、IDE接口以及主板边缘的串口、并口、PS/2接口等。随后,主板会根据BIOS(基本输入输出系统)来识别硬件,并进入操作系统发挥出支撑系统平台工作的功能。

主要分类

AT:标准尺寸的主板,IBM PC/A机首先使用而得名,有的486、586主板也采用AT结构布局。
Baby AT:袖珍尺寸的主板,比AT主板小,因而得名。很多原装机的一体化主板首先采用此主板结构。
ATX:改进型的AT主板,对主板上元件布局作了优化,有更好的散热性和集成度,需要配合专门的ATX机箱使用。
BTX:是ATX主板的改进型,它使用窄板(Low-profile)设计,使部件布局更加紧凑。针对机箱内外气流的运动特性,主板工程师们对主板的布局进行了优化设计,使计算机的散热性能和效率更高,噪声更小,主板的安装拆卸也变得更加简便。
BTX在一开始就制定了3种规格,分别是BTX、Micro BTX和Pico BTX。3种BTX的宽度都相同,都是266.7mm,不同之处在于主板的大小和扩展性有所不同。
一体化(All in one)主板:集成了声音,显示等多种电路,一般不需再插卡就能工作,具有高集成度和节省空间的优点,但也有维修不便和升级困难的缺点,在原装品牌机中采用较多。
NLX:Intel最新的主板结构,最大特点是主板、CPU的升级灵活方便有效,不再需要每推出一种CPU就必须更新主板设计此外还有一些上述主板的变形结构,如华硕主板就大量采用了3/4 Baby AT尺寸的主板结构。

  • 按主板的结构特点分类还可分为基于CPU的主板、基于适配电路的主板、一体化主板等类型。基于CPU的一体化的主板是较佳的选择。
  • 按印制电路板的工艺分类又可分为双层结构板、四层结构板、六层结构板等;以四层结构板的产品为主。
  • 按元件安装及焊接工艺分类又有表面安装焊接工艺板和DIP传统工艺板。
  • 按元件安装及焊接工艺分类又有表面安装焊接工艺板和DIP传统工艺板。
  • 按CPU插座分类,如Socket 7主板、Slot 1主板等。
  • 按存储器容量分类,如16M主板、32M主板、64M主板等。
  • 按是否即插即用分类,如PnP主板、非PnP主板等。
  • 按系统总线的带宽分类,如66MHz主板、100MHz主板等。
  • 按数据端口分类,如SCSI主板、EDO主板、AGP主板等。
  • 按扩展槽分类,如EISA主板、PCI主板、USB主板等。
  • 按生产厂家分类,如华硕主板、技嘉主板等。
    芯片
    Intel:Socket386、Socket486、Socket586、Socket686、Socket370(810主板、815主板)、Socket478(845主板、865主板)、LGA 775(915主板、945主板、965主板、G31主板、P31主板、G41主板、P41主板、G43、P43主板、G45、P45、X38、X48)、LGA 1156(H55主板、H57主板、P55主板、P57主板、Q57主板)、LGA 1155分为6系、7系两个系列(6系主板有:H61主板、H67主板、P67主板、Z68主板;7系主板有:B75、Z75、Z77、H77。)、LGA 1366(X58主板)、LGA 2011(X79主板)。
      2013由於Intel推出22nm Haswell的新规格CPU,Ivy Bridge的LGA 1155升级成为LGA 1150。
    AMD:Socket AM2\AM2+(760G主板、770主板、780G主板,785G主板、790GX主板)、AM3\AM3+(870G主板、880G主板、890GX主板、890FX主板、970主板、990X主板、990FX主板)、FM1(A55主板、A75主板)、FM2(A55主板、A75主板、A85主板)。
    同一级的CPU往往也还有进一步的划分,如奔腾主板,就有是否支持多能奔腾(P55C,MMX要求主板内建双电压),是否支持Cyrix 6x86、AMD 5k86(都是奔腾级的CPU,要求主板有更好的散热性)等区别。
    总线
    ISA(Industry Standard Architecture):工业标准体系结构总线。
    EISA(Extension Industry Standard Architecture):扩展标准体系结构总线。
    MCA(Micro Channel):微通道总线。
    此外,为了解决CPU与高速外设之间传输速度慢的“瓶颈”问题,出现了两种局部总线,它们是:
    VESA(Video Electronic Standards Association):视频电子标准协会局部总线,简称VL总线。
    PCI(Peripheral Component Interconnect):外围部件互连局部总线,简称PCI总线。486级的主板多采用VL总线,而奔腾主板多采用PCI总线。
    继PCI之后又开发了更外围的接口总线,它们是:
    USB(Universal Serial Bus)通用串行总线。
    IEEE1394(美国电气及电子工程师协会1394标准)俗称“火线(Fire Ware)”。

注意事项

主板上南北桥的区别
一个主板上最重要的部分可以说就是主板的芯片组了,主板的芯片组一般由北桥芯片和南桥芯片组成,两者共同组成主板的芯片组。北桥芯片主要负责实现与CPU、内存、AGP接口之间的数据传输,同时还通过特定的数据通道和南桥芯片相连接。北桥芯片的封装模式最初使用BGA封装模式,到Intel的北桥芯片已经转变为FC-PGA封装模式,不过为AMD处理器设计的主板北桥芯片依然还使用传统的BGA封装模式。南桥芯片相比北桥芯片来讲,南桥芯片主要负责和IDE设备、PCI设备、声音设备、网络设备以及其他的I/O设备的沟通,南桥芯片到为止还只能见到传统的BGA封装模式一种。另外,除了传统的南北桥芯片的分类方法外,还能够见到一体化的设计方案,这种方案经常在NVIDIA、SiS的芯片组上见到,将南北桥芯片合为一块芯片,这种设计方案有着独到之处,对于节省成本,提高产品竞争力有一定的意义,除了小部分主板外,还没有非常广泛的推广开来。
跳线与连接线
跳线:真正的跳线是两根/三根插针,上面有一个小小的“跳线冒”那种才应该叫做“跳线”,它能起到改变硬件设置、频率等的作用。可以通过重置,强制清除用户设置的开机密码。

主板报警声

Award BIOS
- 1短:系统正常启动。表明机器没有任何问题。
- 2短:常规错误,请进入CMOS Setup,重新设置不正确的选项。
- 1长1短:内存或主板出错。换一条内存试试,若还是不行,只好更换主板。
- 1长2短:显示器或显示卡错误。
- 1长3短:键盘控制器错误。检查主板。
- 1长9短:主板Flash RAM或EPROM错误,BIOS损坏。换块Flash RAM试试。
- 不断地响(长声):内存条未插紧或损坏。重插内存条,或更换内存。
- 不停地报警:电源、显示器未和显示卡连接好。检查一下所有的插头。
- 重复短声报警:电源有问题。
- 无报警无显示:电源有问题。
AMI BIOS
- 1短:内存刷新失败。更换内存条。
- 2短:内存ECC较验错误。在CMOS Setup中将内存关于ECC校验的选项设为Disabled就可以解决,不过最根本的解决办法还是更换一条内存。
- 3短:系统基本内存检查失败。换内存。
- 4短:系统时钟出错。
- 5短:CPU出现错误。
- 6短:键盘控制器错误。
- 7短:系统实模式错误,不能切换到保护模式。
- 8短:显示内存错误。显示内存有问题,更换显卡试试。
- 9短:BIOS芯片检验和错误。
- 1长3短:内存错误。内存损坏,更换即可。
- 1长8短:显示测试错误。显示器数据线没插好或显示卡没插牢。
Phoenix BIOS
- 1短:系统启动正常
- 1短1短1短:系统初始化失败
- 1短1短2短:主板错误
- 1短1短3短:CMOS或电池失效
- 1短1短4短:ROM BIOS校验错误
- 1短2短1短:系统时钟错误
- 1短2短2短:DMA初始化失败
- 1短2短3短:DMA页寄存器错误
- 1短3短1短:RAM刷新错误
- 1短3短2短:基本内存错误
- 1短3短3短:基本内存错误
- 1短4短1短:基本内存地址线错误
- 1短4短2短:基本内存校验错误
- 1短4短3短:EISA时序器错误
- 1短4短4短:EISA NMI口错误
- 2短1短1短:前64K基本内存错误
- 3短1短1短:从DMA寄存器错误
- 3短1短2短:主DMA寄存器错误
- 3短1短3短:主中断处理寄存器错误
- 3短1短4短:从中断处理寄存器错误
- 3短2短4短:键盘控制器错误
- 3短3短4短:显示内存错误
- 3短4短2短:显示错误
- 3短4短3短:时钟错误
- 4短2短1短:时钟错误
- 4短2短2短:关机错误
- 4短2短3短:A20门错误
- 4短2短4短:保护模式中断错误
- 4短3短1短:内存错误
- 4短3短3短:时钟2错误
- 4短3短4短:时钟错误
- 4短4短1短:串行口错误
- 4短4短2短:并行口错误
- 4短4短3短:数字协处理器错误
电池放电
- 使用CMOS放电跳线
- 取出CMOS电池
- 短接电池插座的正负极

组装

资源
- Intel平台
- 接口线连接

接线插针
常见类别:9针插针设计(有个9插针则是多余的为标识方便。),USB接口针脚,F_PANEL,(前端控制面板接脚)

  • AAFP,前置音频线主板插针。为符合AC97’音效的前置音频接口。
  • ADH,为符合ADA音效的扩展音频接口。
  • CHA_FAM的插座是用来给散热器供电的,大家如果添加了散热器,可以通过这些接口来为风扇供电。
  • F-Panel:就是Front Panel的缩写,即前面板。前面板插针一般为20pin。
  • F-USB:就是Front Panel USB的缩写,即前置USB。
  • HDD_LED / HDLED:为硬盘工作指示灯插针,标识有正负极。
  • IDE LED
  • GND,(Ground)地线。
  • MSG

  • MIC为前置的话筒接口。

  • HPOUT-L为左声道输出,对应主板上的HP-L或Line out-L(视采用的音频规范不同,如采用的是ADA音效规范,则接HP-L,下同)。
  • HPOUT-R为右声道输出,对应主板上的HP-R或Line out-R。
  • PLED为电源指示灯的插针,二针脚。
  • PWR_LED / PWRLED,POWER LED,SYS LED为电源指示灯的插针,三针脚,标识有正负极。
  • PWR SW,别名:POWER、POWER SWITCH、ON/OFF、POWER SETUP、PWR为电源开关插针。

  • Panel:机箱前(正)面板到主板的接线。

  • PWRBTN,power button电源按钮。
  • PWRBTN#,主板上有两个电源开关按钮或接口的话,则想让这两个的标记有个区别,就给其中一个加个#。
  • RESET、Reset Swicth、Reset Setup、RST为重启开关的插针。
  • SPDIF_OUT,是同轴音频接口。
  • SPEAKER,SPK为可有可无的蜂鸣器接口。

  • USBx- / D-数据线负极。

  • USBx+ / D+数据线正极。
  • VCC供电线。
  • 有个样子与并口PATA接口相同,但略短,这便是软驱的数据线接口。

红线:电源正极(接线上的标识为:+5V或VCC)
白线:负电压数据线(标识为:Data-或USB Port -)
绿线:正电压数据线(标识为:Data+或USB Port +)
黑线:接地(标识为:GROUND或GND)
供电接口

  • 主板24PIN电源接口
  • 4pin CPU供电接口
  • 8pin CPU供电接口

  • 扩展接口类型
  • PCI-E,(PCI-Express)最新的总线和接口标准。
  • PCI,(Peripheral Component Interconnect)外设组件互连标准。
  • AGP,(Advanced Graphic Ports)PC图形系统接口。

技术

TPM
TPM,(Trusted Platform Module)安全芯片。是指符合TPM(可信赖平台模块)标准的安全芯片,它能有效地保护PC、防止非法用户访问。


http://www.ppmy.cn/news/141025.html

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