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随着电子元件和控制芯片组集成度的大幅提高,也相应的推出了尺寸相对较小的BabyAT主板结构。
BabyAT大小为13.5×
8.5英寸。
此类主板的COM口、打印口同样要依靠连线才能输出。
3.ATX(ATeXternal)型
是Intel公司提出的新型主板结构。
它的布局是“横”板设计,就象把Baby-AT型旋转90度,这样做增加了主板引出端口的空间,使主板可以集成更多的扩展功能。
使得串、并、键盘、打印口等都集中在主板上,不再需要连接线。
以下为ATX型的主要优点:
(1)ATX的主板看上去像是旋转了90度的BabyAT,但它却使输入/输出接口及其连接器可直接做在主板上。
(2)在ATX主板中,CPU和内存插槽均远离扩展槽,所有扩展槽都可以插全长的扩展卡,内存的插拔也很方便。
此外,因CPU靠近电源,电源风扇也可给CPU散热。
(3)在ATX主板上,软硬盘连接器正好位于软硬盘支架附近,因此只需较短的连线就可连接它们。
并在主板上集成了串并口和PS/2鼠标键盘接口。
(4)ATX主板还对整机的电源做了改进,使其更节省能源。
新的ATX电源提供3V电压,以适应新的CPU需要。
(5)ATX主板上还可提供SoftPower(软电源开关)功能,即由主板控制电源开关,这样可实现遥控开机和Win95自动关机等功能。
4.Micro-ATX型
是Intel公司在97年提出的主板结构,主要是通过减少PCI和ISA插槽的数量来缩小主板尺寸。
此类主板通常只有2个PCI、2个ISA和2个DIMM内存插槽,整个主板尺寸要比ATX小很多。
5.Flex-ATX型
Flex-ATX型主板为比较新型的主板,其特点就是主板集成声卡、显卡等,然后将这些设备接口均集成在主板上。
如Intel810主板等。
2.1.2主板构成
主板主要由线路板、芯片组、BIOS芯片、总线插槽、CPU插座、I/O接口、二级缓存等组成。
1.线路板
计算机线路板又称PCB印制电路板,它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。
而一些要求较高的主板的线路板可达到6-8层或更多。
2.芯片组
芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分,其基本决定了主板的性能和品质。
芯片组按在主板上的排列位置通常分为北桥芯片和南桥芯片。
也就是说,芯片组指的就是北桥芯片和南桥芯片。
如Intel的i845GE芯片组由845北桥芯片和ICH4南桥芯片组成的。
北桥芯片:
它通过前端总线管理CPU、内存、显卡、南桥的信号交换。
北桥芯片坏了以后的现象多为不亮,有时亮后也不断死机。
如果通过检测判定你的北桥芯片坏了,而且主板又比较老,那么基本上没有维修价值了。
南桥芯片:
南桥芯片主要负责外部设备的数据处理与传输。
Intel的南桥芯片一般有 ICH1、ICH2、ICH3、ICH4、ICH5、ICH6、ICH7、ICH8等南桥芯片,编号越高,芯片的性能越高。
如ICH4以上的南桥芯片支持USB2.0,但比ICH4早的ICH1、ICH2、ICH3不支持USB2.0。
那在主板上如何知道是区分它是何种芯片呢?
南桥芯片上标有的82801AB、82801BB、82801CB、82801DB分别对应ICH1、ICH2 ICH3、ICH4。
南桥芯片坏后的现象也多为不亮或者某些外围设备不能用了,比如IDE口、FDD口等不能用,都可能是南桥坏了。
因为南北桥芯片比较贵,焊接又比较特殊,取下它们需要专门的BGA封装器,因此一般的维修点无法修复南北桥。
3.BIOS芯片
BIOS实际上是“BasicInputOutputSystem”的英文缩写,中文意思就是“基本输入/输出系统”。
它的作用就是当系统启动时,BIOS将进行通电自检、检查系统基本部件,然后系统启动程序将系统的配置参数写入CMOS中。
由此可见,“BIOS”实际上是一种“软件”,而“CMOS”是一种可以存储数据的“硬件”。
我们平时所说的“BIOS设置”指的就是通过BIOS设置程序对CMOS参数进行设置。
早期的BIOS多为可重写EPROM芯片,上面的标签起着保护BIOS内容的作用,因为紫外线照射会使EPROM内容丢失,所以不能随便撕下。
现在的ROMBIOS多采用FlashROM(可擦可编程只读存储器),通过刷新程序,可以对FlashROM进行重写,方便地实现BIOS升级。
目前市面上较流行的主板BIOS主要有AwardBIOS、AMIBIOS、PhoenixBIOS三种类型。
AwardBIOS是由AwardSoftware公司开发的BIOS产品,在目前的主板中使用最为广泛。
AwardBIOS功能较为齐全,支持许多新硬件,目前市面上主机板都采用了这种BIOS。
AMIBIOS是AMI公司出品的BIOS系统软件,开发于80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AMIBIOS应用较少;
PhoenixBIOS是Phoenix公司产品,PhoenixBIOS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,现在Phoenix已和Award公司合并,共同推出具备两者标示的BIOS产品。
4.总线插槽
主板插槽按功能分通常有内存插槽、PCI/ISA插槽、AGP插槽(未来的主流扩展插槽是PCIExpress插槽,它将全面取代现行的PCI和AGP,最终实现总线标准的统一。
它的主要优势就是数据传输速率高,目前最高可达到10GB/s以上)等。
5.内存插槽
内存插槽是主板上用来安装内存的地方。
按其发展先后主要有EDO、RDRAM、SDRAM、RamBus、DDR、DDRII、DDRIII等内存插槽。
需要说明的是不同的内存插槽它们的引脚,电压以及时钟频率都不相同,因此不同的内存在不同的内存插槽上不能互换使用。
6.CPU插座
CPU插座就是主板上安装中央处理器的地方。
常见的CPU插座主要有SLOT1、Socket370、Socket478、Socket423、SocketA和最新的LGA775、Socket754、Socket939等。
不同的CPU有不同的CPU插槽,因此选择CPU就必须选择与之对应插槽类型的主板。
主板CPU插槽类型不同,在插孔数、体积、形状都有变化,所以不能互相接插。
7.ATA接口
①ATA接口主要有IDE接口和SATA接口。
②主流的IDE接口有ATA33/66/100/133。
ATAx又称UltraDMA/x,它是由Intel公司制定的同步DMA协定,传统的IDE传输使用数据触发信号的单边来传输数据,而UltraDMA在传输数据时使用数据触发信号的两边。
③33/66/100/133是指它们分别具备33/66/100/133MB/S的传输速度。
但要达到66MB/S以上的传输速度除了主板芯片组要支持外,还要使用一根ATA66/100专用40PIN的80线的专用EIDE排线。
④现在很多新型主板如I865系列等都提供了一种SerialATA即串行ATA插槽,它是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型,它用来支持SATA接口的硬盘,其传输率可达150MB/S。
它是ATA接口的发展趋势。
8.I/O接口
I/O接口是I/O设备与CPU(或系统总线)之间的电路,用来进行速度和工作方式的匹配,并协助完成二者之间数据传送和传送控制任务。
简单地说,I/O接口是指输入/输出设备接口,如键盘、鼠标、USB、COM、打印等接口都是I/O接口。
8.其它元件
1电容
电容的主要是保证电压和电流的稳定(即滤波作用)和耦合作用。
电容在主板中很重要,它决定了主板的稳定性和寿命。
一般主板的供电部份(保证电流和电压的稳定)和CPU的供电部分(滤波)都采用大容量电解电容,这就是为什么CPU插槽旁都有许多排列有序的圆柱形电容。
主板上常见的电容主要分为:
小型贴片电容,固体钽电容和铝电解电容(电解电容)。
铝电容容量较大、价格较低,但易受温度影响、准确度不高;
而且随着使用时间会逐渐失效。
钽电容寿命长、耐高温、准确度高,不过容量较小、价格高。
贴片电容颜色多为棕色,大量集中在CPUSocket插槽内。
钽电容多为贴片式,主板上面钽电容的越多,说明主板用料越好,主板质量也就更高。
在CPU插座旁的那些直立式圆柱形就是铝电解电容,它一般不低于2200μF(微法)6.3V以下。
一般的主板生产商在主板省料上一般都会首先考虑省去电容,特别是主板CPU供电部分的电解电容与其他料件相比,其价格相对较高,因此这也是主板厂商重点的“精简”对象。
主板上众多的小容量贴片电容,因价格较低一般不会省去,所以省料主要集中在价格较高的大容量电解电容上。
就目前CPU的功耗来看,对供电部分的要求是越来越高。
假设现在一颗CPU的平均电流为70A,经过相关公式(C=I/(△V/△t))的计算我们可以得出电容总容量为15000μF。
如果采用2200μF的电容,最少需要8颗。
即便是3300μF的电容也至少需要5颗。
牌子好的电容:
RLX电容、RLS电容、Nichicon(蓝宝石)电容、KZG电容、Sanyo(三洋)电容、Rubycon(红宝石)电容。
电容损坏一般出现死机或反复重启现象。
电阻
电阻可以说是主板上面分布最广的电子元件了,它主要起限压限流及分压分流的作用,还可以与其它电容、电感和晶体管构成电路,进行阻抗匹配与转换、电阻滤波电路等。
我们在主板上面见到的电阻主要分为:
贴片电阻、热敏电阻和贴片电阻阵列等。
贴片电阻分布在主板的正反两面,也是主板上最小的电阻,标号多为R,形状为黑色扁平的小方块,两边的引脚焊片呈银白色。
热敏电阻主要被用来测试CPU的温度,通常位于Socket槽内,有的形如贴片电阻,有的外形像一个“小球”,采用直立式封装。
电阻在选购时主要观察一下电阻之间是否有飞线(元件与元件之间直接用导线相连)就可以了,因为这关系到整块主板的工艺质量。
2电感
电感的作用是储能,除了平滑电流作用之外,还与开关芯片的开关频率有关,他的电感量与开关频率有关,建议不要随意更改。
如果电感坏了,会出现频频死机的问题。
3晶振
是主板时钟频率的来源。
损坏后一般出现无法点亮计算机。
4频率发生芯片(即时钟信号发生器)
频率也可以称为时钟信号,频率在计算机工作中起着决定性的作用。
时钟信号在电路中的主要作用就是同步,因为在数据传送过程中,对时序都有着严格的要求,只有这样才能保证数据在传输过程不出差错。
加大时钟信号频率,会使所有数据传送的速度加快,并且提高了CPU处理数据的速度,这就是我们为什么超频(实际是提高系统的时钟频率)可以提高机器速度的原因。
要产生主板上的时钟信号,那就需要专门的信号发生器,也称为频率发生器。
频率发生器芯片的型号非常繁多,其性能也各有差异,但是基本原理是相似的。
例如ICS950224AF时钟频率发生器,是在I845PE/GE的主板上得到普遍采用时钟频率发生器,通过BIOS内建的“AGP/PCI频率锁定”功能,能够保证在任何时钟频率之下提供正确的PCI/AGP分频,有了起提供的这“AGP/PCI频率锁定”功能,使用多高的系统时钟都不用担心硬盘里面精贵的数据了,也不用担心显卡、声卡等的安全了,超频,只取决于CPU和内存的品质而已了。
频率发生器芯片旁边一般都有一晶振元件。
5声卡芯片
如果主板集成了声卡,那么主板上都有声卡芯片。
声卡芯片旁边一般有一晶振元件,它为声卡提供频率。
集成的声卡芯片一般分为软声卡和硬声卡芯片两种。
软声卡是指仅仅在主板上集成了数字模拟信号转换芯片(如ALC201、ALC650、AD1885等),而真正的声卡被集成到北桥中,这样会加重CPU的工作负担。
而硬声卡,是在主板上集成了一个声卡芯片(如标有CT5880和支持6声道的CMI8738等),这个声卡芯片提供了独立的声音处理,最终输出模拟的声音信号。
这种硬件声卡芯片相对比软声卡在成本上贵了一些,但对CPU的占用很小。
⑦网卡控制芯片
现在很多主板都集成了网卡。
在主板上常见的整合网卡所选择的芯片主要有10/100M的RealTek公司的8100(8139C/8139D芯片)系列芯片以及威盛网卡芯片等。
除此而外,一些中高端主板还另外板载有Intel、3COM、Alten和Broadcom的千兆网卡芯片等,如Intel的i82547EI、3COM3C940等等。
(见图18-3COM3C940千兆网卡芯片)
⑧电源控制芯片
⑨I/O芯片
I/O控制芯片(输入/输出控制芯片)提供了对并串口、PS2口、USB口,以及CPU风扇等的管理与支持,有的还能监控PC系统及其微处理器的温度、电压甚至控制风扇的转速。
它一般在I/O接口的附近。
控制芯片常见有华邦电子(WINBOND)的W83627HF、W83627THF系列等。
如果I/O芯片损坏,那么可能会造成键盘、鼠标、USB设备等不能使用。
⑩
监控芯片:
检测CPU温度,CPU风扇转速,由南桥控制,有无两可,大部分由南桥集成。
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