Структура материнской платы: Материнская плата. Структура типовой материнской платы. Форм-фактор материнских плат.

Содержание

Материнская плата. Структура типовой материнской платы. Форм-фактор материнских плат.

Материнская плата — основной компонент каждого ПК. Называется главной, или системной, платой. Это самостоятельный элемент, который управляет внутренними связями и взаимодействует с внешними устройствами. Материнская плата является основным элементом внутри ПК, влияющим на производительность компьютера в целом.

Структура типовой материнской платы:

‒ процессор, установленный в специальный разъем и охлаждаемый радиатором с вентилятором;

‒ микросхемы кэш-памяти второго уровня (внешней). В современных процессорах эти микросхемы устанавливаются на плату картриджа центрального процессора;

‒ слоты для установки модулей оперативной памяти;

‒ слоты для установки карт расширения. Как правило, на материнских платах имеются разъемы для карт стандарта ISA и PCI. Современные модели материнских плат оборудованы дополнительно слотом AGP. Наличие слотов и возможность установки в них любых карт расширения (видеоадаптера, звуковой карты, модема, карты АЦП и других) определяет открытую архитектуру ПК;

‒ микросхема перепрограммируемой памяти, в которой хранятся программы BIOS, программы тестирования ПК, загрузки операционной системы, драйверы устройств, начальные установки;

‒ разъемы для подключения накопителей HDD, FDD.

Форм-фактор материнских плат:

Устаревшие: Baby-AT; Mini-ATX; полноразмерная плата AT; LPX.

Современные: АТХ; microATX; Flex-АТХ; NLX; WTX, CEB.

Внедряемые: Mini-ITX и Nano-ITX; Pico-ITX; BTX, MicroBTX и PicoBTX

  1. Структура шин пк. Основные характеристики шины. Стандарты шин пк.

Шиной называется вся совокупность линий (проводники на материнской плате), по которым обеспечиваются информацией компоненты и устройства ПК. Шина предназначена для обмена информации между двумя и более устройствами. Шина, которая связывает два устройства, называется портом.

CPU, кэш, СШ, контрольная память АБР/PCI, слот для подключения видеокарты АGP, USBISA.

Виды шин:

  • Системная шина— используется для пересылки информации к процессору и обратно.

  • Шина кэш-памяти— используется для передачи информации между процессором и кэш-памятью.

  • Шина-памяти— используется для передачи информации между ОЗУ и процессором.

  • Шины ввода/вывода информации:

-локальная шина ввода/вывода информации— это скоростная шина, предназначенная для обмена информации между скоростными и периферийными устройствами и процессором.

стандартные шины ввода/вывода— используются для подключения к всем перечисленным выше шин + к малоскоростной периферии.

Основные характеристики шин:

  • Разрядность— определяется числом параллельных проводников, входящих в нее.

  • Пропускная способность шин— определяется количеством байт информации, передаваемых по шине за секунду; для ее определения необходимо умножить тактовую частоту шины на ее разрядность.

  1. Последовательный и параллельный порты.

После́довательный порт — двунаправленный последовательный интерфейс.

Последовательным данный порт называется потому, что информация через него передаётся по одному биту, бит за битом. Ранее последовательный порт использовался для подключения терминала, позже для модема или мыши. Сейчас он используется для соединения с источниками бесперебойного питания, для связи с аппаратными средствами разработки встраиваемых вычислительных систем, спутниковыми ресиверами, а также с приборами систем безопасности объектов.С помощью COM-порта можно соединить два компьютера. Достоинством технологии является крайняя простота оборудования. Недостатком является низкая скорость, крупные размеры разъемов, а также зачастую высокие требования к времени отклика ОС и драйвера и высокое количество прерываний (одно на половину аппаратной очереди, т.е. 8 байт).

Паралле́льный порт — тип интерфейса, разработанный для компьютеров (персональных и других) для подключения различных периферийных устройств. В вычислительной технике параллельный порт является физической реализацией принципа параллельного соединения. Он также известен как принтерный порт или порт Centronics. Определяет двунаправленный вариант порта, который позволяет одновременно передавать и принимать биты данных. Для потребителей USB интерфейс, а в некоторых случаях Ethernet эффективно заменили параллельный порт принтера. Многие производители персональных компьютеров и ноутбуков рассматривают параллельный порт как устаревшее наследие прошлого и больше не поддерживают параллельный интерфейс. Разработаны и доступны адаптеры «USB-параллельный интерфейс», которые позволяют подключать принтеры с параллельным интерфейсом к USB портам.

Структура материнской платы — Русские Блоги

Поскольку материнская плата является носителем подключения различных устройств в компьютере, и эти устройства разные, и сама материнская плата также имеет набор микросхем, различные микросхемы управления вводом-выводом, слоты расширения, интерфейсы расширения, розетки питания и другие компоненты, поэтому он необходимо разработать стандарт для координации взаимосвязи между различными устройствами. Так называемая структура материнской платы — это общий стандарт, установленный в соответствии со спецификациями компоновки, размера, формы и питания компонентов на материнской плате, которым должны следовать все производители материнских плат.

По структуре материнская плата делится на AT, Baby-AT, ATX, Micro ATX, LPX, NLX, Flex ATX, EATX, WATX и BTX. Среди них AT и Baby-AT — это старые конструкции материнских плат много лет назад, и теперь они устранены; в то время как LPX, NLX и Flex ATX — это варианты ATX, которые в основном встречаются в машинах иностранных брендов, но не очень в них. Китай; EATX и WATX используются чаще. Используются в материнских платах серверов / рабочих станций; ATX в настоящее время является наиболее распространенной структурой материнских плат на рынке. Имеется больше слотов расширения, а количество слотов PCI составляет 4-6. Большинство материнских плат используют эту структуру; Micro ATX также называется Mini ATX, то есть ATX. Упрощенную версию структуры часто называют «маленькой платой». Слотов расширения меньше, а количество слотов PCI составляет 3 или меньше. Чаще всего используется для брендовых компьютеров и оснащенных небольшим корпусом, а BTX — это последнее поколение разработки Intel.

В 1984 году, на третий год после выпуска ПК, IBM объявила о выпуске PCAT. Размер материнской платы AT составляет 13 дюймов на 12 дюймов. Плата включает в себя управляющий чип и 8 слотов расширения ввода / вывода. Из-за большего размера материнской платы AT горизонтальное направление системного блока (шасси) увеличено на 2 дюйма, а высота — на 1 дюйм. Это изменение также предназначено для поддержки новой платы адаптера формата AT большего размера. Измените слот расширения XT с 8-битными данными и 20-битным адресом на слот расширения AT с 16-битными данными и 24-битным адресом. Для обеспечения обратной совместимости он сохраняет 62-контактный слот расширения XT, а затем добавляет 36-контактный слот расширения в том же столбце. Карта расширения XT по-прежнему использует 62-контактные разъемы расширения (31 контакт с каждой стороны), а карта расширения AT использует два 98-контактных разъема расширения в одном ряду. Эта стратегия развития структуры AT-шины ПК позволяет ей нормально работать на любой системе ПК Pentium / PCI сегодня.

Первоначальная конструкция PC AT должна позволять шине расширения работать с той же тактовой частотой, что и микропроцессор, то есть 286 из 6 МГц, шина также 6 МГц; микропроцессор 8 МГц, шина 8 МГц. По мере увеличения скорости микропроцессора также очень просто увеличить скорость шины расширения. Позже скорость шины расширения некоторых ПК-систем AT достигла 10 и 12 МГц. К сожалению, некоторые адаптеры не могут работать с такой скоростью или работать нормально. Поэтому большинство AT PC по-прежнему используют частоту шины расширения 8 или 8,33 МГц, и большинство адаптеров не могут стабильно работать на этой скорости.

Материнская плата AT больше по размеру, и на ней можно разместить больше компонентов и слотов расширения. Однако с увеличением степени интеграции электронных компонентов материнские платы с той же функцией больше не нуждаются в полном размере AT. Поэтому в 1990 году была представлена ​​спецификация материнской платы Baby / Mini AT, сокращенно называемая материнской платой Baby AT.

Материнская плата Baby AT унаследована от самой ранней материнской платы XT. Ее размер составляет 15 дюймов на 8,5 дюймов, что немного больше, чем у материнской платы AT, а по ширине намного меньше, чем у материнской платы AT. Материнская плата Baby AT соответствует размещению периферийных интерфейсов и компонентов, таких как слот расширения I / 0 и гнездо для клавиатуры на материнской плате AT. Внутренняя структура компонентов, такая как слот памяти, затянута, а крупномасштабная интегральная схема делает внутреннюю Компоненты. Уменьшение делает материнскую плату Baby AT более компактной, чем материнская плата AT, не уменьшая при этом ее функций.

Однако с дальнейшим развитием технологий компьютерного оборудования на материнской плате компьютера появляется все больше и больше интегрированных функций. Материнская плата Baby AT немного невыносима, а материнская плата AT слишком велика, поэтому многие производители материнских плат приняли другое компромиссное решение. а именно: с одной стороны, использование меньшего количества компонентов на материнской плате исключается для сжатия пространства (например, уменьшение слотов расширения I / 0 до 7 или даже 6, с другой стороны, материнская плата Baby AT соответствующим образом расширяется, чтобы увеличить площадь использования, что приводит к появлению большого количества материнских плат Baby AT с различными спецификациями.Конечно, эти материнские платы не меняют положения основных слотов ввода / вывода, интерфейсов периферийных устройств и отверстий для крепления материнской платы, так что даже самые маленькие Baby AT материнские платы могут использоваться в стандартном корпусе. Наиболее распространенный размер материнской платы Baby AT составляет 3/4 материнской платы Baby AT (26,5 см × 22 см или 10,7 дюйма × 8,7 дюйма), с использованием 7 слотов расширения I / 0.

Из-за нестабильности на рынке материнских плат Baby AT и устаревшей структуры материнских плат AT, Intel объявила в январе 1995 года о расширенной структуре материнских плат AT, то есть о стандарте материнских плат ATX (AT extended). Этот стандарт поддерживается крупнейшими мировыми производителями материнских плат и в настоящее время стал самым обширным отраслевым стандартом. Версия ATX 2.01 была выпущена в феврале 1997 года.

Материнская плата структуры ATX

Стандарт структуры Baby AT сначала проявляется в том, что горизонтальная ширина материнской платы слишком мала (обычно 22 см), что делает пространство для прямого вывода интерфейса от материнской платы слишком маленьким. Это сильно ограничивает количество внешних интерфейсов, что является непреодолимым недостатком для микрокомпьютеров с более мощными функциями и все большим количеством внешних интерфейсов. Во-вторых, размещение разъемов CPU и I / 0 на материнской плате Baby AT нецелесообразно. Ранние процессоры не требовали большого тепловыделения из-за их низкой производительности и низкого энергопотребления. Современные процессоры обладают высокой производительностью и высоким энергопотреблением. Чтобы они работали стабильно, они должны иметь хороший радиатор и установить радиатор или вентилятор, что значительно увеличивает высоту процессора. В стандарте структуры AT ЦП расположен под слотом расширения, поэтому многие полноразмерные карты расширения не могут быть вставлены или препятствуют работе вентилятора ЦП после вставки. Расположение памяти тоже не совсем разумное. Объем памяти ранних компьютеров был фиксированным, и не было особых требований к месту установки. Материнская плата Baby AT спроектирована таким образом, чтобы по привычке размещать слот памяти под блоком питания корпуса, поэтому снимать блок питания или материнскую плату для установки и замены планки памяти неудобно. Плохое тепловыделение модуля памяти. Кроме того, поскольку нет специального места для контроллера мягкого жесткого диска и кронштейна мягкого жесткого диска, это приводит к тому, что кабель гибкого жесткого диска становится слишком длинным, увеличивает путаницу внутренней проводки компьютера и снижает надежность компьютер. Даже из-за того, что кабель жесткого диска слишком длинный, это влияет на скорость многих высокоскоростных жестких дисков. В материнские платы ATX внесены следующие улучшения для устранения недостатков материнских плат AT и Baby AT:

  • Форма основной платы повернута на 90 градусов на основе Baby AT, а ее геометрический размер изменен на 30,5 × 24,4 см.
  • С 7 слотами ввода-вывода расположение ЦП, слотов ввода-вывода и слотов памяти более разумно.
  • Оптимизировано расположение интерфейса софта и жесткого диска.
  • Улучшите совместимость и расширяемость материнской платы.
  • Принятие улучшенного управления питанием для полной реализации функций включения / выключения программного обеспечения компьютера и экологичного энергосбережения.

Micro ATX сохраняет положение периферийного интерфейса на задней панели стандартной материнской платы ATX и совместим с ATX.

Материнская плата со структурой MATX

Материнская плата Micro ATX уменьшает количество слотов расширения до 3-4, а слотов DIMM до 2-3, что уменьшает ширину материнской платы в горизонтальном направлении, а ее общая площадь уменьшается примерно на 0,92 квадратных дюйма, что меньше, чем у Материнская плата стандарта ATX. Согласно стандарту Micro ATX на плату также должны быть интегрированы функции обработки графики и звука. В настоящее время многие фирменные материнские платы для машин используют стандарт Micro ATX, а материнские платы Micro ATX часто встречаются на рынке DIY.

BTX — это аббревиатура от Balanced Technology Extended, новой архитектуры материнской платы, предложенной Intel, и представляет собой замену структуры ATX, которая аналогична замене AT и Baby AT на ATX в предыдущие годы. Революционное изменение заключается в том, что новая спецификация BTX позволяет достичь наименьшего размера без ущерба для производительности. Новая архитектура будет иметь новые требования к интерфейсам, шинам и устройствам. Важно то, что вся нынешняя беспорядочная проводка и шумные ПК скоро устареют. Конечно, новая архитектура по-прежнему обеспечивает определенную степень обратной совместимости для обеспечения плавного перехода к технологической революции.

BTX имеет следующие характеристики:

  • Поддержка низкопрофильной, то есть узкой конструкции платы, структура системы будет более компактной;
  • Для движения теплоотвода и воздушного потока оптимизирована схема материнской платы;
  • Установка материнской платы упростится, а механические характеристики будут оптимизированы.

Более того, BTX обеспечивает хорошую совместимость. В настоящее время выпущено несколько производных версий BTX. В зависимости от ширины платы они делятся на стандартные BTX (325,12 мм), microBTX (264,16 мм) и низкопрофильные picoBTX (203,20 мм), а также расширенные BTX для сервера в будущем. Более того, современные популярные новые шины и интерфейсы, такие как PCI Express и Serial ATA, также будут хорошо поддерживаться материнскими платами на базе BTX.

Стоит отметить, что новая материнская плата BTX оптимизирует систему охлаждения с помощью предустановленного SRM (модуля поддержки и удержания), особенно для процессора. Кроме того, систему отвода тепла также называют тепловым модулем в терминологии BTX. В общем, модуль включает радиатор и каналы для прохождения воздуха. Разработаны тепловые модули двух типов: полноразмерные и низкопрофильные.

Благодаря постоянному применению новых технологий в будущих материнских платах BTX также полностью исчезнут традиционный последовательный порт, параллельный порт, PS / 2 и другие интерфейсы.

Строение материнской платы ноутбука: комплектующие, разъемы, ее особенности

Материнская плата имеет первостепенное значение в любом компьютере, так как является связующим звеном в работе практически всех основных систем. Рассмотрим более подробно ее структуру.

Chipset

Chip Set представляет собой набор микросхем. Данные микросхемы включают в себя контроллеры прерываний, контроллеры прямого доступа к памяти и шину. Также одна из микросхем включает в себя часы реального времени с CMOS-памятью. В современных моделях в состав микросхем стали включать и контроллеры внешних устройств. Визуально данные микросхемы по размеру уступают только центральному процессору.

Разъемы-слоты стандарта PCI

Таких разъемов обычно четыре на материнской плате. Данная шина не зависит от работы процессора и может работать параллельно. Ее основные возможности:

  • возможность использования синхронного 32-х или 64-х разрядного обмена данными;
  • поддержка как 5V, так и 3.3V логики;
  • поддержка multiply bus master;
  • поддержка write-back и write-through КЭШа;
  • конфигурирование карт расширения, происходящее в автоматическом режиме при включении питания. Данная шина позволяет совмещать до восьми функций на карте.

Разъем Advanced Graphic Port (AGP)

Интерфейс для подсоединения видеоадаптера (Accelerated Graphics Port – ускоренный графический порт) к отдельной магистрали AGP, обладающий выходом напрямую к системной памяти. Данный интерфейс исполнен в виде отдельного разъема, в который и устанавливается AGP-видеоадаптер.

Шина AGP совместно с новым разъемом расширения разгружает шину PCI от потока видеоданных, направляя их сразу к центральному процессору. Все преимущества шины AGP проявляются в 3D-играх и различных развлекательных программах.

IR Connector

Данный разъем предназначен для установки беспроводной связи с устройствами, снабженными излучателями и приемниками.

Слоты для установки оперативной памяти

На материнских платах предусмотрена установка различных типов памяти от старых форматов SIMM и DIMМ, до новых DDR, DDR2, DDR3.

С 1996 года наибольшее распространение получила память DIMM, называемая SDRAM (Synchronous DRAM), широко применяемая в течение 5 лет.

Далее появились модули  DDR, основным отличием которых стало то, что передача данных осуществлялась дважды за один такт.

Слоты DDR2, появившиеся уже в 2003 году, благодаря конструктивным доработкам смогли функционировать на большей тактовой частоте.

Слоты DDR3 отличаются технологическим процессом и позволяют экономить до 40% электроэнергии благодаря использованию улучшенной технологии производства.

Контроллеры портов

Данные  разъемы находятся на задней стенке компьютера и предназначены для подключения всевозможных внешних устройств, таких как принтер, модем, манипулятор типа “мышь” и т.д.

Порт USB

Данный интерфейс (Universal Serial Bus – универсальная последовательная магистраль) также предназначен для подключения внешних устройств и получил широчайшее распространение в последнее время. Допускается подключение до 127 устройств к одному USB-каналу (используя принцип общей шины), скорость обмена по интерфейсу составляет 12 Мбит/с.

Cache (КЭШ)

Представляет собой высокоскоростную буферную память, предназначенную для компенсации разницы в скорости работы процессора и основной памяти.  Данная память содержит данные, к которым обращаются чаще всего, их повторное использование происходит с гораздо большей скоростью.

BIOS

Данное программное обеспечение представляет собой базовую систему ввода-вывода, оно доступно без обращения к жесткому диску. BIOS заключает код, требуемый для управления портами, клавиатурой, дисками и иными устройствами. Конструктивно чаще всего BIOS размещается в микросхеме ПЗУ (ROM), расположенной на материнской плате.

Комментарии

Устройство материнской платы ноутбука. — Устройство железа — Ноутбуки — Публикации

Материнская плата ноутбука – это печатная плата, на которой расположены электронные компоненты и разъемы. Изготавливается из текстолита и имеет многослойную структуру.

1.    Разъем (Socket) центрального процессора.
2.    Северный мост.
3.    Видеочип
4.    Микросхемы видеопамяти
5.    Южный мост
6.    Дроссели импульсных преобразователей напряжения
7.    Батарейка CMOS
8.    Разъемы модулей памяти
9.    Разъемы периферийных устройств.
10.    Разъёмы питания
11.    Мультиконтроллер
12.    Микросхема ПЗУ
13.    Контроллеры сети, аудио, Wi-fi

Мультиконтроллер.
Мультиконтроллером, или, по-английски Super I/O, называется микросхема, обеспечивающая мониторинг напряжений и температур, работу с периферийными устройствами. Такими устройствами могут быть клавиатура, мышь, кнопка включения, датчик закрытия крышки итп. Мультиконтроллер управляет включением ШИМ-контроллеров, вырабатывающих необходимые для работы узлов ноутбука напряжения, ключами, коммутирующими эти напряжения. Через мультиконтроллер по протоколу Firmware HUB или SPI подключена микросхема flash c программным обеспечением. В состав мультиконтроллера могут входить контроллеры часов реального времени, жестких дисков, USB, интегрированный аудиоинтерфейс, интерфейс LPC.

Мультиконтроллер часто выходит из строя при залитии ноутбука жидкостью или при использовании неисправного блока питания, так как на эту микросхему подается довольно высокое напряжение +19В.
Но, к счастью, микросхемы эти не очень дорогие и ремонт такой неисправности обходится дешевле, чем, например, замена южного моста или видео.

Северный мост ноутбука.
Северный мост (англ. Northbridge, в некоторых чипсетах фирмы Intel он называется Memory Controller Hub, MCH) — это микросхема, которая связывает устройства с высокими требованиями к пропускной способности — микропроцессор, оперативную память и видеоадаптер.

В современных системах, северный мост часто отсутствует в виде отдельного чипа. Его функцию выполняет часть центрального процессора, тем самым упрощая устройство системных плат.
В недорогих материнских платах видеоадаптер часто бывает встроен в северный мост.

Микросхема северного моста работает на высоких тактовых частотах и имеет высокую степень интеграции, поэтому во время работы она выделяет большое количество тепла. Но часто система охлаждения забивается пылью и электронные компоненты ноутбука (в частности северный мост) начинают перегреваться и выходят из строя. Если это произошло, то ноутбук требует замены северного моста. Эта операция производится на специальном оборудовании — инфракрасной паяльной станции.
При выходе из строя северного моста чаще всего при включении ноутбука загорается индикатор, но изображение не появляется и загрузка операционной системы не происходит.


Южный мост ноутбука.
Южный мост (англ. Southbridge) – это микросхема, функционально являющаяся  контроллером ввода вывода (англ. I/O Controller Hub).

Она соединяет процессор (чаще всего через северный мост) с медленными интерфейсами, шинами и устройствами. Это SATA, IDE, USB, LAN, Audio, PCI, PCIe, DMA-контроллер, SM шина (используется для управления вентиляторами на плате), IRQ-контроллер, BIOS, системные часы, шина LPC Bridge, системы энергообеспечения APM и ACPI.

Южный мост может выйти из строя из-за перегрева, нарушения пайки, замыкания в шине USB или воздействия на неё статического электричества, из-за скрытых производственных дефектов самого чипа. Выход его из строя может иметь следующие проявления:
— не определяются или неправильно работают приводы HDD и DVD
— не работают порты USB
— не работает тачпад
— не работает клавиатура
— не работает сеть, Wi-Fi
— ноутбук не включается

В любом из этих случаев выход один — замена южного моста. Эта микросхема имеет конструктивное исполнение BGA (ball grid array) — роль контактов выполняют шарики припоя, они же крепят корпус микросхемы к плате.
Замена BGA чипов производится на специальном оборудовании — инфракрасной паяльной станции.

Архитектура системных плат (Лекция) | МПС

МПС

 

ПЛАН ЛЕКЦИИ

– Шины ввода-вывода (XT, ISA, EISA, MCA, VESA, PCI)

– Сравнение и характеристики шин

– Основные микросхемы IBM PC

– BIOS

 

Системная плата, иногда называемая «материнской платой» (motherboard) – основная плата микро-ЭВМ. Именно посредством элементов системной платы происходит взаимодействие между различенными устройствами, составляющими ПК.

 Архитектура системной платы определяется набором микросхем (chipset) – это одна или несколько микросхем, таймеры, система управления специально разработанная для «обвязки» микропроцессора. Они содержат в себе контроллеры прерываний, прямого доступа к памяти, памятью и шиной – все те компоненты, которые в оригинальной IBM PC были собраны на отдельных микросхемах. Обычно в одну из микросхем набора входят также часы реального времени с CMOS-памятью и иногда – клавиатурный контроллер, однако эти блоки могут присутствовать и в виде отдельных чипов. В последних разработках в состав микросхем наборов для интегрированных плат стали включаться и контроллеры внешних устройств.

Внешне микросхемы Chipset’а выглядят, как самые большие после процессора, с количеством выводов от нескольких десятков до двух сотен.

Тип набора микросхем определяет основные функциональные возможности платы: типы поддерживаемых процессоров, структура/объем кэша, возможные сочетания типов и объемов модулей памяти, поддержка режимов энергосбережения, возможность программной настройки параметров и т.п. На одном и том же наборе может выпускаться несколько моделей системных плат, от простейших до довольно сложных с интегрированными контроллерами портов, дисков, видео и т.п.

Главными структурными элементами системной платы являются северный и южный мосты.

Северный мост служит для скоростной связи между процессором, оперативной памятью и видеоадаптером, подключенным к высокоскоростной шине (PCI-E или AGP).

Южный мост предназначен для связи с контроллерами портов и периферийных устройств. Также на южном мосте находится BIOS и контроллеры устройств ввода-вывода (I/O, Input/Output devices).

Мосты соединены между собой внутренней шиной, которая обеспечивает связь процессора с периферийными устройствами.

Структурная схема современной системной платы представлена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема современной системной платы.

 

Любая вычислительная машина обязательно включает в себя такие базовые компоненты как процессор – для проведения вычислительных операций или выполнения программ, запоминающие устройства – как  для хранения промежуточной информации в процессе вычислений, так и для длительного хранения и перемещения информации в пространстве. Кроме того, каждая вычислительная машина конфигурируется периферийными устройствами для ввода и вывода информации. Несмотря на всю значимость указанных узлов вычислительной машины, не менее важным устройством является канал передачи данных от одного узла ЭВМ к другому – шина ввода/вывода.

На заре компьютерной техники ПК оснащались 8-битовой XT-шиной, которая устарела уже с появлением процессора 80286 (РС АТ). ПК данного класса стали оснащаться шиной ISA, которую иногда еще называют АТ по названию класса. Новая шина стала 16-битовой, но сохраняла при этом полную физическую и электронную совместимость с существующими 8-битовыми картами, предназначенными для шины оригинального РС.

Шина EISA также построена по принципу полной совместимости со старыми конструкциями. Она является 32-битовым расширением шины ISA и так же совместима с 8- и 16-битовыми картами. В отличие от шины МСА – старой 32-битовой шины, разработанной фирмой IBM для PS/2, EISA совместима с шинами ISA и РС.

Шины EISA и МСА являются интеллектуальными. В шинах и совместимых картах были предусмотрены аппаратные средства, позволяющие системе идентифицировать новые карты дополнительных устройств непосредственно при их подключении к шине. Аппаратные средства данных шин конфигурировались автоматически, обеспечивая, фактически, всеми любимый Plug-and-Play.

  Несмотря на это, в мире ПК доминировала шина ISA. Это можно объяснить значительной дешевизной как самой шины, так и совместимых с ней 8- и 16-битовых карт. Кроме того, впоследствии появились карты ISA, не требующие ручной конфигурации (переключателей и джамперов), что сделало шину еще привлекательнее.

Усовершенствованием технологии шин ПК стало использование локальных шин для обмена данными с периферийными устройствами. Локальные шины, по сути, соединяют процессор с памятью. Они «быстрые и широкие», 32-  64-битовые. Скорость передачи данных по ним зависит от скорости работы микропроцессора. Связь между процессором и памятью настолько важна, что традиционно к локальной шине больше ничего не подключали. Однако производители видеоконтроллеров изменили эту традицию, что привело к большим изменениям в технологии компьютерных шин. Эти изменения вызваны тем, что шина ISA недостаточно быстра, чтобы поддерживать режим SVGA и высокое разрешение. Один образ экрана SVGA требует от шины передачи сотен килобайт и даже мегабайт данных. Передача такого количества данных по медленной шине, которая к тому же передает данные и другим периферийным устройствам, снижает эффективность работы видеоадаптера. Проблему решили созданием стандарта, который позволил видеоконтроллеру соединяться прямо с локальной шиной ПК – локальная шина VESA.

Шина VESA имеет несколько существенных ограничений, но исправно выполняет свои функции – высокоскоростная передача данных  видеоконтроллеру. Но VESA использовалась только для этого и не являлась шиной ввода/вывода общего назначения. Следующая версия данного стандарта стала более надежной и универсальной, но тоже не получила широкого применения. Наиболее широко используемой стала шина PCI.

Шина PCI (Peripheral Component Interconnect) не имеет ограничений, присущих более ранним стандартам. К основным преимуществам шины можно отнести:

·      Широкая сфера применения. Крупнейшие производители аппаратного обеспечения ПК стали развивать и продвигать стандарт PCI. Шина универсальна и используется не только для видеокарт, но и для других устройств.

·      Стандартная тактовая частота. Локальная шина работает на тактовой частоте внешнего генератора процессора. В разных системах значение частоты может отличаться, поэтому при подключению адаптеров к локальной шине производителям приходилось предусматривать поддержку различных частот. Интерфейс PCI решает эту проблему, стабильно поддерживая тактовую частоту 33 МГц, и облегчает задачи производителей контроллеров.

·      Стандартный разъем.

·      Интеллектуальность. Шина защищает жизненно важную связь между процессором и памятью и позволяет множеству устройств использовать локальную шину. Полная поддержка Plug-and-Play.

·      Низкая стоимость по сравнению с другими шинами такого уровня.

Максимальная скорость передачи данных через шину PCI – 132 Мбит/с. Это позволяет эффективно использовать этот стандарт при работе в сети. В течение достаточно долгого времени производители обеспечивали совместимость своих ПК со старыми адаптерами за счет включения второй шины – обычно EISA или ISA. Наиболее распространенной конфигурацией были несколько слотов PCI для быстрого ввода/вывода и ISA для совместимости со старыми адаптерами. Однако в настоящее время стандарт ISA является сильно устаревшим и более не используется и не поддерживается производителями.

Сравнение и характеристики шин

XT-Bus – шина архитектуры XT – первая в семействе IBM PC. Относительно проста, поддерживает обмен 8-разрядными данными внутри 20-разрядного (1 Мб) адресного пространства (обозначается как «разрядность 8/20»), работает на частоте 4.77 МГц. Совместное использование линий IRQ в общем случае невозможно. Конструктивно оформлена в 62-контактних разъемах.

ISA (Industry Standard Architecture, архитектура промышленного стандарта) – основная шина на компьютерах типа PC AT (другое название – AT-Bus). Является расширением XT-Bus, разрядность – 16/24 (16 Мб), тактовая частота – 8 МГц, предельная пропускная способность – 5.55 Мб/с. Разделение IRQ также невозможно. Возможна нестандартная организация Bus Mastering, но для этого нужен запрограммированный 16-разрядный канал DMA. Конструктив – 62-контактный разъем XT-Bus с прилегающим к нему 36-контактным разъемом расширения.

EISA (Enhanced ISA, расширенная ISA) – функциональное и конструктивное расширение ISA. Внешне разъемы имеют такой же вид, как и ISA, и в них могут вставляться платы ISA, но в глубине разъема находятся дополнительные ряды контактов EISA, а платы EISA имеют более высокую ножевую часть разъема с дополнительными рядами контактов. Разрядность – 32/32 (адресное пространство – 4 Гб), работает также на частоте 8 МГц. Предельная пропускная способность – 32 Мб/с. Поддерживает Bus Mastering — режим управления шиной со стороны любого из устройств на шине, имеет систему арбитража для управления доступом устройств к шине, позволяет автоматически настраивать параметры устройств, возможно разделение каналов IRQ и DMA.

MCA (Micro Channel Architecture, микроканальная архитектура) – шина компьютеров PS/2 фирмы IBM. Не совместима ни с одной другой, разрядность – 32/32, (базовая — 8/24, остальные – в качестве расширений). Поддерживает Bus Mastering, имеет арбитраж и автоматическую конфигурацию, синхронная (жестко фиксирована длительность цикла обмена), предельная пропускная способность – 40 Мб/с. Конструктив – одно-трехсекционный разъем (такой же, как у VLB). Первая, основная, секция – 8-разрядная (90 контактов), вторая – 16-разрядное расширение (22 контакта), третья – 32-разрядное расширение (52 контакта). В основной секции предусмотрены линии для передачи звуковых сигналов. Дополнительно рядом с одним из разъемов может устанавливаться разъем видеорасширения (20 контактов). EISA и MCA во многом параллельны, появление EISA было обусловлено собственностью IBM на архитектуру MCA.

VLB (VESA Local Bus, локальная шина стандарта VESA) – 32-разрядное дополнение к шине ISA. Конструктивно представляет собой дополнительный разъем (116-контактный, как у MCA) при разъеме ISA. Разрядность – 32/32, тактовая частота – 25..50 МГц, предельная скорость обмена – 130 Мб/с. Электрически выполнена в виде расширения локальной шины процессора – большинство входных и выходных сигналов процессора передаются непосредственно VLB-платам без промежуточной буферизации. Из-за этого возрастает нагрузка на выходные каскады процессора, ухудшается качество сигналов на локальной шине и снижается надежность обмена по ней. Поэтому VLB имеет жесткое ограничение на количество устанавливаемых устройств: при 33 МГц – три, 40 МГц – два, и при 50 МГц – одно, причем желательно интегрированное в системную плату.

PCI (Peripheral Component Interconnect, соединение внешних компонент) – развитие VLB в сторону EISA/MCA. Не совместима ни с какими другими, разрядность – 32/32 (расширенный вариант – 64/64), тактовая частота – до 33 МГц (PCI 2.1 – до 66 МГц), пропускная способность – до 132 Мб/с (264 Мб/с для 32/32 на 66 МГц и 528 Мб/с для 64/64 на 66 МГц), поддержка Bus Mastering и автоконфигурации. Количество разъемов шины на одном сегменте ограничего четырьмя. Сегментов может быть несколько, они соединяются друг с другом посредством мостов (bridge). Сегменты могут объединяться в различные топологии (дерево, звезда и т.п.). Самая популярная шина в настоящее время; используется также на компьютерах, отличных от IBM-совместимых. Разъем похож на MCA/VLB, но чуть длиннее (124 контакта). 64-разрядный разъем имеет дополнительную 64-контактную секцию с собственным ключом. Все разъемы и карты к ним делятся на поддерживающие уровни сигналов 5 В, 3.3 В и универсальные; первые два типа должны соответствовать друг другу, универсальные карты ставятся в любой разъем.

Существует также расширение MediaBus, введенное фирмой ASUSTek – дополнительный разъем содержит сигналы шины ISA.

PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association, ассоциация производителей плат памяти персональных компьютеров) – внешняя шина компьютеров класса NoteBook. Другое название модуля PCMCIA – PC Card. Предельно проста, разрядность – 16/26 (адресное пространство – 64 Мб), поддерживает автоконфигурацию, возможно подключение и отключение устройств в процессе работы компьютера. Конструктив – миниатюрный 68-контактный разъем. Контакты питания сделаны более длинными, что позволяет вставлять и вынимать карту при включенном питании компьютера.

Основные микросхемы IBM PC

Все интегральные микросхемы состоят из огромного множества микроскопических полупроводниковых транзисторов и других элементов радио цепей, которые составляют сложные схемы внутри корпуса микросхемы.

Базовой схемой всех управляющих микросхем является схема RS – триггера, реализованного с помощью логических элементов И — НЕ или ИЛИ — НЕ с соответствующими обратными связями и позволяет хранить один бит цифровой информации.

При подаче на вход R уровня лог. «1» триггер принимает состояние логического «0», а при подаче управляющего сигнала «1» на вход S — состояние «1». Следует отметить также, что если до подачи управляющего сигнала, например, на вход R, триггер находился в состоянии логического «0», его состояние не изменится и после подачи сигнала «1» на вход R. Если на обоих входах триггера имеются уровни логического «0» – это состояние соответствует режиму хранения, и триггер сохраняет предыдущее состояние. При подаче на входы R и S одновременно уровня «1» триггер будет находиться в неопределенном состоянии, поэтому такое сочетание сигналов R и S называется запрещенной комбинацией управляющих.

Главной микросхемой PC является микропроцессор. Рядом с микропроцессором предусмотрено место для микросхемы 80X87, числового сопроцессора, или процессора числовых данных, с его специальными возможностями по выполнению очень быстрых (и с повышенной точностью) вычислений над числами с плавающей точкой.

Среди специализированных микросхем можно выделить генератор тактовых (или синхронизирующих) сигналов. В IBM PC АТ это микросхема 88248. В микросхеме генератора тактовых сигналов используется кварцевый кристалл в качестве точной основы для синхронизации. Генератор тактовых сигналов понижает частоту колебаний кристалла до частоты, требующейся компьютеру, и преобразует их в форму, приемлемую для использования другими компонентами схемы.

С генератором тактовых сигналов близко связана микросхема программируемого таймера, идентифицируемая номером 8253. Программируемый таймер может порождать другие сигналы синхронизации.

Некоторые компоненты компьютера могут обмениваться данными непосредственно через компьютерную память, без участия микропроцессора. Такой процесс называется прямым доступом к памяти (Bus Mastering). Имеется специальная микросхема, предназначенная для управления этим процессом, которая называется контроллером прямого доступа к памяти (номер микросхемы – 8237).

Прерывания контролируются специальной микросхемой 8259. В компьютерах прерывания поступают с различной степенью важности, и одной из задач контроллера прерываний является отслеживания их в порядке приоритетов.

К другим основным микросхемам относится микросхема программируемого интерфейса периферийных устройств (номер – 8255). Эта микросхема следит за работой некоторых из более простых периферийных устройств компьютера. Однако большинство периферийных устройств компьютера являются слишком сложными для того, чтобы они могли регулироваться простой обычной схемой. Для управления такими устройствами (дисковые накопители, монитор и т.д.)  используются специальные контроллеры.

BIOS

Одной из главных микросхем системной платы является микросхема BIOS – это основная система ввода/вывода (Basic Input/Output System), «зашитая» в ПЗУ (отсюда название ROM – read only memory BIOS). Она представляет собой набор программ проверки и обслуживания аппаратуры компьютера, и исполняет роль посредника между операционной системой и аппаратурой. BIOS получает управление при включении и «сбросе» системной платы, тестирует саму плату и основные блоки компьютера (видеоадаптер, клавиатуру, контроллеры дисков и портов ввода/вывода), настраивает Chipset платы и загружает внешнюю операционную систему. При работе под DOS/Windows BIOS управляет основными устройствами, при работе под OS/2, UNIX, WinNT BIOS практически не используется, выполняя лишь начальную проверку и настройку.

Обычно на системной плате установлено только ПЗУ с системным (Main, System) BIOS, отвечающим за саму плату и контроллеры FDD, HDD, портов и клавиатуры; в системный BIOS практически всегда входит System Setup – программа настройки системы. Видеоадаптеры и контроллеры HDD с интерфейсом ST-506 (MFM) и SCSI имеют собственные BIOS в отдельных ПЗУ; их также могут иметь другие платы – интеллектуальные контроллеры дисков и портов, сетевые карты и т.п.

Обычно BIOS для современных системных плат разрабатывается одной из специализирующихся на этом фирм, однако некоторые производители плат сами разрабатывают BIOS’ы для них. Иногда для одной и той же платы имеются версии BIOS от разных производителей – в этом случае допускается копировать «прошивки» или заменять микросхемы ПЗУ; в общем же случае каждая версия BIOS привязана к конкретной модели платы.

Раньше BIOS «зашивался» в однократно программируемые ПЗУ либо в ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием; сейчас в основном выпускаются платы с электрически перепрограммируемыми ПЗУ (Flash ROM), которые допускают перешивку BIOS средствами самой платы. Это позволяет исправлять заводские ошибки в BIOS, изменять заводские умолчания, программировать собственные экранные заставки и т.п.

Тип микросхемы ПЗУ обычно можно определить по маркировке: 27xxxx – обычное ПЗУ, 28xxxx или 29xxxx – flash. Если на корпусе микросхемы 27xxxx есть прозрачное окно – это ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием, которое можно «перешить» программатором; если окна нет – это однократно программируемое ПЗУ, которое в общем случае можно лишь заменить на другое.

 

Как правильно выбрать материнскую плату для компьютера

Автор Эксперт На чтение 6 мин Просмотров 290 Опубликовано

Выбрать подходящую материнскую плату — значит обеспечить эффективную и надежную работу системного блока, а также компьютера в целом.

Материнская плата является основой любого компьютера. Благодаря ей отдельные части функционируют вместе.

Несложно догадаться, что от материнской платы во многом зависит качество работы всей системы. В то же время нельзя сказать, что если материнская плата — хорошая, значит, и система будет работать с максимальной эффективностью. Материнскую плату всегда нужно подбирать в соответствии с поставленными целями.

Структура материнской платы

Прежде чем выбирать материнскую плату нужно хотя бы поверхностно рассмотреть ее структуру. Хотя здесь стоит отметить, что расположение гнезд и других деталей материнской платы не играют особой роли.

Первое, на что стоит обратить внимание — это сокет процессора. Это небольшое квадратное углубление с креплением.

Для тех, кто знаком с таким термином как «оверлокинг» (разгон компьютера) стоит обратить внимание на наличие двойного радиатора. Зачастую в материнских платах отсутствует двойной радиатор. Поэтому для тех, кто в будущем намерен разгонять свой компьютер, желательно проследить, чтобы этот элемент на плате присутствовал.

Продолговатые слоты PCI-Express предназначены для видеокарт, ТВ-тюнеров, аудио и сетевых карт. Для видеокарт нужна большая пропускная способность и для них используют разъемы PCI-Express X16. Для остальных адаптеров используются разъемы PCI-Express X1.

Совет эксперта! PCI-разъемы с различной пропускной способность выглядят почти одинаково. Стоит особенно внимательно рассмотреть разъемы и прочитать надписи под ними, чтобы избежать внезапных разочарований дома при установке видеокарт.

Разъемы меньшего размера предназначены для планок оперативной памяти. Обычно они окрашены в черный или синий цвет.

Чипсет платы обычно скрыт под радиатором. Этот элемент отвечает за совместную работу процессора и остальных частей системного блока.

Маленькие квадратные разъемы на краю платы служат для подключения жесткого диска. С другого бока расположены разъемы для устройств ввода и вывода (USB, мышка, клавиатура и т. д.).

Производитель

Материнские платы производят многие компании. Выделить из них лучшие или худшие практически невозможно. Плату любой компании можно назвать качественной. Зачастую даже неизвестные производители предлагают хороший товар.

Секрет в том, что все платы комплектуются чипсетами от двух компаний: AMD и Intel. Причем отличия чипсетов незначительные и играют роль только при решении глубоко специализированных задач.

Форм-фактор

В случае материнских плат размер имеет значение. Стандартный форм-фактор ATX встречается в большинстве домашних компьютеров. Большой размер, а, следовательно, наличие широкого набора гнезд позволяют улучшать основные характеристики компьютера.

Уменьшенная версия mATX встречается реже. Возможности улучшения ограничены.

Также существует mITX. Этот форм-фактор встречается в бюджетных офисных компьютерах. Улучшение характеристик или невозможно или не имеет смысла.

Зачастую процессоры и платы продаются в комплекте. Однако если процессор был куплен раньше, важно проследить, чтобы он был совместим с платой. Посмотрев на сокет, совместимость процессора и материнской платы можно определить моментально.

Чипсет

Связующее звено всех составляющих системы — это чипсет. Чипсеты изготавливают две компании: Intel и AMD. Особой разницы между ними нет. По крайне мере для рядового пользователя.

Стандартные чипсеты состоят из северного и южного мостов. Самые новые модели Intelсостоят только из северного. Сделано это не с целью экономии. Этот фактор никак не уменьшает производительность чипсета.

Наиболее современные чипсеты Intel состоят из одного моста, так как большая часть контроллеров теперь находится в процессоре, среди которых контроллер оперативной памяти DD3, PCI-Express 3.0 и некоторые другие.

Аналоги от AMD построены на традиционной схеме двух мостов. Например, 900-я серия комплектуется южным мостом SB950 и северным 990FX (990X, 970).

При выборе чипсета стоит отталкиваться от возможностей северного моста. Северный мост 990FX может поддерживать одновременно работу 4-х видеокарт в режиме CrossFire. В большинстве случае такая мощность — избыточна. Но для любителей тяжеловесных игры или тех, кто работают с требовательным графическими редакторами, этот такой чипсет будет наиболее подходящим.

Немного урезанная версия 990Х все еще может поддерживать работу двух видеокарт одновременно, а вот 970-я модель работает исключительно с одной видеокартой.

Слоты памяти, PCI-Express и внешние разъемы

Оптимальное количество оперативной памяти — достаточно непостоянное значение. С выходом нового системного обеспечения, количество оперативной памяти приходится увеличивать. Поэтому важно, чтобы слоты оперативной памяти играют немаловажную роль в выборе материнской платы.

Чтобы расширение памяти в ближайшем будущем произошло максимально удобно, стоит выбирать плату с типом памяти DDR3. Купив DDR3, вы рискуете, вообще, остаться без возможности увеличить оперативную память.

Однако стоит помнить, что планки DD3 имеют свои ограничения, выйти за которые не удастся. Тут в дело вступает форм-фактор, о котором уже говорилось выше. Нужно заранее решить потребуется ли компьютеру улучшение в будущем, так как бюджетный компактный вариант улучшить значительно не удастся.

То же самое касается видеокарт, аудиокарт и прочего.

Поэтому не желательно выбирать маленькую материнскую плату. А сэкономить можно на версии шины PCI-Express. Версия 2.0 обойдется намного дешевле чем 3.0. Разница вряд ли будет ощутима.

Наличие тех или иных внешних разъемов — скорее дело удобства. Наличие огромного ассортимента переходников может решить любую проблему с разъемами.

Тем не менее на аудиоразъемы обратить внимание стоит. По стандарту звуковая карта имеет три разъема. Для ценителей музыки нужна будет более качественная аудиосистема с 6 разъемами.

Некоторые материнские платы имеют ряд дополнительных функций: модули беспроводной связи Wi-Fi и Bluetooth, интерфейс для подключения съемных дисков ESATA и другие.

В заключение стоит сказать, что при выборе материнской платы нужно четко определиться с приоритетами. Улучшенные возможности выльются в круглую сумму. Излишняя экономия, напротив, может лишить важных функций.

Материнская плата — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Материнская плата

Cтраница 3

Они могут быть выполнены на материнской плате, а могут располагаться на платах расширения. Платы расширения устанавливаются в слоты ( разъемы) системной магистрали и могут содержать оперативную память и устройства ввода / вывода. Они могут обмениваться данными с другими устройствами на шине в режиме программного обмена, в режиме прерываний и в режиме ПДП. Предусмотрена также возможность захвата шины, то есть полного отключения от шины всех системных устройств на некоторое время.  [31]

Джойстик подключается к мультикарте или материнской плате, если имеется соответствующий порт, или к звуковой карте, которая всегда имеет порт джойстика.  [32]

BIOS содержится в микросхеме на материнской плате вашего компьютера и представляет собой набор команд для его запуска. BIOS также преобразовывает команды программного обеспечения в команды аппаратного обеспечения, понятные компьютеру.  [33]

Микросхемы оперативной памяти устанавливаются на материнской плате.  [34]

Изготовители персональных компьютеров часто устанавливают на материнские платы несколько магистралей разных типов. Это дает пользователю больше свободы при создании собственной конфигурации измерительной системы.  [35]

При некоторых способах подключения устройства к материнской плате ( например, через шину РСГ) есть техническая возможность организовать между ним и материнской платой обратную связь. Это позволяет операционной системе анализировать требования устройств о выделении им ресурсов и гибко реагировать на них, исключая захват одних и тех же ресурсов разными устройствами. Такой принцип динамического распределения ресурсов операционной системой получил название plug-and — play, а устройства, удовлетворяющие этому принципу, называются самоустанавливающимися.  [36]

Физически системная шина находится непосредственно на материнской плате.  [37]

Осенью 1997 г. компания сегментировала товарную линию материнских плат по специфическим рынкам: дешевые ПК, ПК со средними характеристиками и мощные корпоративные серверы.  [38]

Основные функции управления дисководом реализуются встроенным в материнскую плату контроллером FDD. Он осуществляет кодирование информации, поиск дорожек и секторов, синхронизацию, коррекцию ошибок.  [40]

Эти модули устанавливаются в специальные SIMM-разъемы на материнской плате, что позволяет пользователю легко менять объем памяти компьютера, учитывая при этом необходимый уровень быстродействия, сложность решаемых задач и свои финансовые возможности. Широко применяются 72-контактные SIMM-модули разного объема. Отметим, что не рекомендуется одновременно использовать несколько модулей с разным быстродействием: в некоторых компьютерах это приводит к сбоям. В современных компьютерах на базе процессоров Pentium применяются также модули DIMM ( Dual In-Line Memory Module — модуль памяти с двусторонними печатными выводами), имеющие 64 бита данных.  [41]

Уточните у продавца, имеются ли на материнской плате свободные разъемы для дополнительных плат и модулей памяти. Он должен сказать, сколько их и какого они типа.  [42]

Для начала вам нужно знать кое-что о материнской плате, микропроцессоре, дисководе, портах, BIOS, двойняшках RAM и ROM, источниках питания.  [44]

Примерами контроллеров, как правило располагаемых на материнских платах современных ПЭВМ, могут служить устройства последовательного и параллельного интерфейсов, называемые также последовательным и параллельным портами соответственно.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

Архитектура ПК. Глава 4. Знакомство с материнской платой

Авторское право Michael Karbo и ELI Aps., Дания, Европа.


  • Следующая глава.
  • Предыдущая глава.

    Глава 4. Знакомство с материнской платой

    Теперь давайте погрузиться в компьютерную коробку. Весь компьютер построен вокруг материнской платы , и это самый важный компонент в ПК.

    В этом В главе я расскажу о материнской плате и ее компонентах.

  • Строительство материнской платы.
  • ПРОЦЕССОР.
  • автобусы.
  • Чипсеты (контроллеры).

    Я рассмотрю отдельные компоненты более подробно позже в гид. В этой главе архитектура будет описана более широко. удары.

    Данные замена в материнке

    Материнская плата — это большая печатная плата, на которой много микросхем, разъемы и другая электроника, установленная на нем. Компьютерщики называют это просто плата .

    Внутри ПК, происходит постоянный обмен данными между различными устройствами или через них показано на рис. 17. Большая часть обмена данными происходит на материнской плате сам, где все компоненты соединены друг с другом:

    Рис. 23. Обмен данными на материнской плате.

    В отношении ПК внешних устройств материнская плата функционирует как центральный вокзал.

    Рис. 24. Материнская плата — центр всех обмен данными.

    Весь трафик исходит от материнской платы или заканчивается на ней; который по праву называют самым важным компонентом ПК. я покажу тебе фотки отдельных компонентов материнской платы позже, а это пока как это выглядит в целом:

    Рис. 25. Материнская плата представляет собой плату, покрытую с электроникой.

    Найти ваша материнская плата

    Если вы в состоянии посмотреть на материнскую плату, я бы рекомендовал вам сделать это. это очень хорошее упражнение, чтобы попытаться идентифицировать различные компоненты на материнской плате.

    материнская плата на самом деле просто большой пластиковый лист, полный электрических проводники. Проводники (также называемые дорожками) проходят поперек и вниз, а в нескольких слоев, чтобы соединить все отдельные компоненты и передать данные между ними.

    Материнская плата монтируется в коробку с помощью небольших пластиковых скоб и винтов. Корпус и материнская плата подогнаны друг к другу, поэтому есть отверстия в металле для разъемов, установленных на плате.Наконец, материнская плата должен быть подключен к блоку питания ПК, установленному в шкафу. Это делается с использованием стандартного разъема:

    Рис. 26. Блок питания подключается к материнской плате разноцветным кабелем и большой белый пластиковый разъем.

    Теперь посмотрим на различные типы компонентов на материнской плате.

    Чипсы

    Активный устройства на материнской плате собраны вместе в чипов . Эти крошечные электронные схемы, набитые транзисторами.Чипсы имеют различные функции. Например, есть:

  • ПЗУ чипы, в которых хранится биос и другие программы .
  • КМОП хранилище, которое содержит пользовательские данные, используемые программой установки.
  • чипсет, который обычно состоит из двух, так называемых контроллеров , которые включают в себя ряд очень важных функций.

    Вы узнаете много нового об этих чипах и их функциях позже в гид.

    Розетки

    Вы будете также найти сокетов на материнской плате.Это держатели, которые были припаян к материнской плате. Сокеты построены так, чтобы точно соответствовать карте или чип.

    Вот как ряд компонентов напрямую подключен к материнской плате. Например, есть розетки ( слоты ) для крепления:

  • ЦП и оперативная память (модули оперативной памяти).
  • Расширение карты, также называемые адаптерами (слоты PCI, AGP и AMR и т. д.).

    Идея сокета в том, что вы можете установить компонент прямо на материнскую плату без использования специальных инструментов.Компонент должен быть выдвинут аккуратно и прочно в гнездо и, надеюсь, останется там.

    Рис. 27. Здесь вы видите три (белых) разъема PCI, в которые можно вставлять карты. быть установлен.

    Вилки, разъемы и порты

    Материнская плата также содержит ряд входов и выходов, к которым подключены различные оборудование можно подключить. Большинство портов (также называемых портами ввода-вывода) видны где они заканчиваются разъемом на задней панели ПК. Это:

  • портов для клавиатуры и мыши.
  • Серийный номер порты, параллельный порт и порты USB.
  • Розетки для динамиков/микрофона и т. д.

    Часто различные разъемы припаиваются к материнской плате, чтобы внешние компоненты, такие как клавиатура, мышь, принтер, динамики и т. д., могут быть подключен непосредственно к материнской плате.

    Рис. 28. Разъемы, установленные непосредственно на системная плата.

    В дополнение к этим гнездам, разъемам и портам материнская плата содержит ряд других контактов.К ним относятся:

  • большой разъем , который снабжает материнскую плату питанием от источника питания питания (см. рис. 26.
  • Другое разъемы для дисковода, жесткого диска, дисковода компакт-дисков и т. д.
  • Так называемый перемычки , которые используются на некоторых материнских платах для настройки напряжения и различные рабочие скорости и т.д.
  • А количество контактов, используемых для подключения кнопки сброса, светодиода активности жесткого диска, встроенный динамик и т.д.

    Инжир.29. Соединитель может быть массивом такие контакты, которые подходят для специального кабеля.

    Взгляните на рис. 30 и рис. 31, на котором показаны разъемы и перемычки из двух разных материнские платы.

    Рис. 30. Крошечные разъемы и перемычки, которые спрятаны на любой материнской плате.

    Микросхема ПЗУ BIOS (марка Award), на рис. 31, содержит небольшой набор программ (ПО) которые постоянно хранятся на материнской плате, и которые используются, для например, при запуске ПК:

    Инжир.31. В левом нижнем углу вы можете увидеть два ряда контактов, которые соединяются, например, к маленькому динамику внутри шкафа. В правом нижнем углу вы можно увидеть две перемычки.

    Круглая деталь на рис. 31 — это батарейка материнской платы, которая питает часы. функцию и любые настройки, сохраненные в памяти CMOS.

    Позже В главе я опишу материнскую плату глазами сборщика ПК. Но сначала мы рассмотрим архитектуру материнских плат и центральные компоненты, найденные на нем.


  • Следующая глава.
  • Предыдущая глава.
  • Что такое материнская плата? — Определение из WhatIs.com

    По

    Материнская плата — это основная печатная плата (PCB) компьютера. Материнская плата — это центральная точка подключения магистрали связи компьютера, через которую подключаются все компоненты и внешние периферийные устройства.

    Большая печатная плата материнской платы может включать от 6 до 14 слоев стекловолокна, медные соединительные дорожки и медные пластины для изоляции питания и сигналов.Дополнительные компоненты могут быть добавлены к материнской плате через слоты расширения. Это могут быть процессорные сокеты, слоты DIMM, HTX, PCI, PCIe и M.2, а также разъемы для блоков питания. Обычно материнские платы предлагают дополнительные возможности подключения через микросхему южного моста, такую ​​как PCI, SATA, Thunderbolt, USB и другие. ЦП к ОЗУ и PCIe обычно подключаются через двухточечные межсоединения, такие как гипертранспорт (HT), межсоединение быстрого пути (QPI) или межсоединение Ultrapath (UPI). Часто выбор материнской платы определяет многие функции, которыми будет обладать настольный компьютер.

    В настоящее время наиболее распространенной конструкцией материнской платы для настольных компьютеров является ATX, усовершенствование Intel конструкции AT от IBM. Другие форм-факторы включают расширенный формат ATX mini-ATX, microATX, BTX, microBTX mini ITX, micro ITX и nano ITX.

    Интеграция компонентов устранила чипы северного моста, которые управляли памятью от материнских плат. С появлением контроллеров памяти, встроенных в ЦП, встроенное видео также переместилось с материнской платы на ЦП. В новом Ryzen от AMD даже южный мост является необязательным из-за характера процессора SOC (система на кристалле).Эта интеграция в ЦП снижает затраты для производителей материнских плат, которые хотят предлагать базовые системы для рабочих станций и компьютеров начального уровня, а также позволяет реализовать настраиваемые реализации, поддерживающие ряд процессоров, для обеспечения возможности модернизации платформы.

    Последний раз это было обновлено в декабре 2016 года.

    Продолжить чтение О материнской плате

    Структура материнской платы — Ищет программатор

    Так как материнская плата является носителем соединения различных устройств в компьютере, а устройства разные, а сама материнская плата тоже имеет чипсет, различные микросхемы управления вводом/выводом, слоты расширения, расширения интерфейсы, розетки и тому подобное, необходимо разработать стандарт для согласования взаимосвязи различных устройств.Так называемая структура материнской платы основана на расположении компонентов на материнской плате, размере, форме, используемых характеристиках питания и т. д., которым должны следовать все производители материнских плат.

    Структура материнской платы делится на AT, Baby-AT, ATX, Micro ATX, LPX, NLX, Flex ATX, EATX, WATX и BTX. Среди них AT и Baby-AT являются старыми конструкциями материнских плат многолетней давности, а сейчас они упразднены; LPX, NLX, Flex ATX — это варианты ATX, которые больше распространены у иностранных брендов, не так много в Китае; EATX и WATX встречаются чаще.На материнской плате сервера/рабочей станции; ATX — самая распространенная структура материнских плат на рынке, больше слотов расширения, количество слотов PCI 4-6, большинство материнских плат используют эту структуру; Micro ATX, также известный как Mini ATX, представляет собой ATX. Упрощенную версию структуры часто называют «малой платой», с меньшим количеством слотов расширения, 3 или менее слотами PCI, в основном для фирменных машин и небольших корпусов; BTX — это последнее поколение материнских плат Intel.

    На третий год после запуска ПК, в 1984 году, IBM анонсировала PCAT.Размер материнской платы AT составляет 13 x 12 дюймов, и на плате интегрирована микросхема управления и восемь слотов расширения ввода-вывода. Из-за больших размеров материнской платы AT системный блок (шасси) увеличен на 2 дюйма по горизонтали и на 1 дюйм по высоте. Это изменение также связано с поддержкой новой платы адаптера формата AT большего формата. Слот расширения XT с 8-битными данными и 20-битным адресом заменен слотом расширения AT с 16-битными данными и 24-битным адресом. Чтобы сохранить обратную совместимость, он сохраняет 62-контактный слот расширения XT, а затем добавляет 36-контактный слот расширения в том же столбце.Карта расширения XT по-прежнему использует 62-контактный слот расширения (31 фут с каждой стороны), а карта расширения AT использует два идентичных слота расширения по 98 футов. Эта стратегия эволюции структуры шины PC AT позволяет ей по-прежнему функционировать на любой системе PC Pentium/PCI сегодня.

    Первоначальная конструкция PC AT заключается в том, чтобы шина расширения работала с той же тактовой частотой, что и микропроцессор, то есть 6 МГц 286, шина также имеет частоту 6 МГц; Микропроцессор 8МГц, шина 8МГц. По мере увеличения скорости микропроцессора скорость шины расширения также проста.Позже некоторые системы PC AT достигли скорости шины расширения 10 и 12 МГц. К сожалению, некоторые адаптеры не работают на такой скорости или работают очень хорошо. Поэтому большинство ПК АТ по-прежнему используют в качестве скорости шины расширения 8 или 8,33 МГц, и большинство адаптеров не могут стабильно работать на этой скорости.

    Материнская плата AT больше по размеру и может содержать больше компонентов и слотов расширения на плате. Однако по мере увеличения степени интеграции электронных компонентов материнские платы с той же функцией больше не требуют полного размера AT.Поэтому в 1990 году была представлена ​​спецификация материнской платы Baby/Mini AT, получившая название материнской платы Baby AT.

    Материнская плата Baby AT унаследована от оригинальной материнской платы XT. Его размер составляет 15 x 8,5 дюймов, что немного больше, чем у материнской платы AT, а ширина намного уже, чем у материнской платы AT. Материнская плата Baby AT соответствует слоту расширения ввода-вывода материнской платы AT, периферийному интерфейсу разъема клавиатуры и размещению компонентов, а внутренняя структура компонентов, такая как слот памяти, затянута, а крупномасштабная интегральная схема делает внутренние компоненты.Уменьшение делает материнскую плату Baby AT более компактной и функциональной, чем материнская плата AT.

    Однако с дальнейшим развитием компьютерной аппаратной технологии на материнской плате компьютера появляется все больше и больше встроенных функций. Материнская плата Baby AT немного обременительна, а материнская плата AT слишком велика. Поэтому многие производители материнских плат приняли еще одно компромиссное решение, а именно одно. С другой стороны, с точки зрения отмены использования меньшего количества компонентов на материнской плате для сжатия пространства (например, уменьшение слота расширения ввода-вывода до 7 или даже 6), материнская плата Baby AT соответствующим образом расширена для увеличения области использования, которая сформировала большое количество различных размеров материнских плат Baby AT.Конечно, эти материнские платы не изменяют базовый слот ввода-вывода, периферийный интерфейс и монтажные отверстия материнской платы, что делает даже самые маленькие материнские платы Baby AT доступными на стандартном шасси. Материнская плата Baby AT имеет размер 3/4 материнской платы Baby AT (26,5 см × 22 см или 10,7 дюйма × 8,7 дюйма) с использованием 7 слотов расширения ввода/вывода.

    Из-за неравномерности рынка материнских плат Baby AT и устаревшей структуры материнских плат AT в январе 1995 года Intel объявила о расширении структуры материнских плат AT, а именно о стандарте материнских плат ATX (AT extended).Этот стандарт был поддержан крупнейшими мировыми производителями материнских плат и в настоящее время является наиболее широко принятым отраслевым стандартом. В феврале 1997 года была выпущена версия 2.01 ATX.

    Материнская плата ATX

    Стандарт конструкции Baby AT в первую очередь проявляется в том, что боковая ширина материнской платы слишком мала (обычно 22 см), так что пространство непосредственно от материнской платы слишком мало.Количество внешних интерфейсов сильно ограничено, что является непреодолимым недостатком для микрокомпьютера с более сильными функциями и большим количеством внешних интерфейсов. Во-вторых, расположение процессора и слотов ввода-вывода на материнской плате Baby AT неразумно. Ранние процессоры имели низкую производительность из-за низкой производительности и низкого энергопотребления. Сегодняшняя производительность процессора высока, энергопотребление велико, чтобы сделать его работу стабильной, он должен иметь хороший радиатор, добавить радиатор или вентилятор, что значительно увеличивает высоту процессора.В стандарте структуры AT ЦП расположен под слотом расширения, поэтому многие полноразмерные карты расширения нельзя вставить или подключить, чтобы помешать работе вентилятора ЦП. Расположение памяти не является разумным. Ранний объем памяти компьютера был фиксированным и особых требований к месту установки не предъявлялось. Материнская плата Baby AT предназначена для размещения слота памяти под блоком питания корпуса. Неудобно устанавливать или заменять модуль памяти. Модуль памяти имеет плохие условия рассеивания тепла.Кроме того, поскольку контроллер мягкого жесткого диска и кронштейн мягкого жесткого диска не имеют определенного положения, кабель мягкого жесткого диска слишком длинный, что увеличивает путаницу внутреннего соединения компьютера и снижает надежность компьютера. Даже слишком длинный кабель жесткого диска влияет на скорость многих высокоскоростных жестких дисков. Материнская плата ATX имеет следующие улучшения для устранения недостатков материнских плат AT и Baby AT:

    • Форма материнской платы повернута на 90 градусов на базе Baby AT, а ее геометрия изменена на 30.5 см × 24,4 см.
    • С 7 слотами ввода-вывода, ЦП, слоты ввода-вывода и слоты памяти являются более разумными.
    • Оптимизировано расположение интерфейса мягкого жесткого диска.
    • Улучшить совместимость и расширяемость материнской платы.
    • Благодаря улучшенному управлению питанием реализованы функции включения/выключения программного обеспечения и энергосбережения.

    Micro ATX поддерживает расположение периферийного интерфейса на стандартной объединительной плате материнской платы ATX и совместим с ATX.

    Материнская плата MATX

    Материнская плата Micro ATX уменьшает количество слотов расширения до 3–4, а количество слотов DIMM — до 2–3. Ширина платы уменьшается в поперечном направлении, а общая площадь уменьшается примерно на 0,92 квадратных дюйма, что более компактно, чем стандартная структура материнской платы ATX. Согласно стандарту Micro ATX, на плате также должна быть интегрирована обработка графики и звука.В настоящее время материнские платы многих брендов используют стандарт Micro ATX, а материнские платы Micro ATX часто встречаются на рынке DIY.

    BTX — это сокращение от новой архитектуры материнских плат Intel, Balanced Technology Extended, которая заменяет архитектуру ATX. Это похоже на замену ATX AT и Baby AT в предыдущие годы. Революционное изменение заключается в том, что новая спецификация BTX позволяет достичь наименьшего объема без ущерба для производительности. Новая архитектура будет иметь новые требования к интерфейсам, шинам и устройствам.Важно то, что все беспорядочные, беспорядочные и шумные ПК скоро устареют. Конечно, новая архитектура по-прежнему обеспечивает некоторую степень обратной совместимости, чтобы добиться плавного перехода технологической революции.

    BTX имеет следующие характеристики:

    • Поддержка низкопрофильной, то есть узкой конструкции платы, структура системы будет более компактной;
    • Оптимизированный дизайн компоновки материнской платы для отвода тепла и движения воздушного потока;
    • Материнская плата будет проще в установке, а ее механические свойства будут оптимизированы.

    Кроме того, BTX обеспечивает хорошую совместимость. Доступно несколько производных версий BTX, которые делятся на стандартные BTX (325,12 мм), microBTX (264,16 мм) и низкопрофильные picoBTX (203,20 мм), а также будущие расширенные BTX для серверов, в зависимости от ширины платы. Более того, современные популярные новые шины и интерфейсы, такие как PCI Express и Serial ATA, также будут хорошо поддерживаться материнскими платами с архитектурой BTX.

    Стоит отметить, что новая материнская плата BTX оптимизирует систему охлаждения за счет предустановленного модуля SRM (Support and Hold Module), особенно для процессора.Кроме того, система отвода тепла также называется тепловым модулем в терминологии BTX. Как правило, модуль включает в себя радиатор и канал воздушного потока. На сегодняшний день разработаны два типа тепловых модулей, а именно полноразмерные и низкопрофильные.

    Благодаря постоянному применению новых технологий будущие материнские платы BTX полностью исключат традиционный последовательный порт, параллельный порт, PS/2 и другие интерфейсы.

    Что такое материнские платы? Понимание аппаратных компонентов

    Помимо процессора и графического процессора, одной из наиболее важных частей компьютерного оборудования является материнская плата.Если ЦП можно считать мозгом компьютера, то материнская плата — это центральная нервная система компьютера. Этот важнейший компонент соединяет все различные аппаратные элементы компьютера и позволяет им взаимодействовать друг с другом. В этой статье мы рассмотрим назначение материнских плат и обсудим несколько распространенных типов материнских плат.

    Темы включают:

    Что делает материнская плата?

    Как упоминалось ранее, материнская плата действует как центральная соединительная структура между различными аппаратными компонентами компьютера.Стандартная материнская плата представляет собой большую печатную плату, усеянную различными разъемами, портами и аппаратными слотами.

    Вообще говоря, материнская плата будет иметь слоты для установки процессора и оперативной памяти, разъемы для блока питания и корпусной электроники, а также порты, позволяющие устанавливать дополнительные жесткие диски.

    Когда все компоненты правильно подключены, материнская плата использует так называемую встроенную операционную систему (BiOS) для управления взаимодействием между всеми различными аппаратными ресурсами.В BiOS пользователи могут управлять многими аспектами компьютера, такими как скорость вращения вентилятора и конфигурация жесткого диска.

    Вкратце основные функции материнской платы следующие:

    • Выступает в качестве каркаса компьютера, что позволяет устанавливать дополнительные аппаратные компоненты.
    • Обеспечивает питание подключенных компонентов.
    • Управляет взаимодействием между различными аппаратными компонентами.

    Типы материнских плат

    Хотя большинство материнских плат имеют стандартную форму и размер, также известный как форм-фактор , существует множество различных типов материнских плат, которые различаются физическими размерами, производительностью и поддерживаемыми функциями.

    ATX — сокращение от Advanced Technology eXtended , это наиболее распространенный тип материнской платы, используемой в настольных персональных компьютерах.

    microATX — меньший вариант ATX, имеет меньше слотов и разъемов, чем платы ATX. Популярен для использования в настольных компьютерах меньшего форм-фактора. Меньший форм-фактор позволяет установить блок питания большего размера.

    miniATX — еще меньший вариант ATX, в первую очередь предназначенный для использования процессоров мобильных устройств на настольных компьютерах.

    Extended ATX — увеличенный вариант ATX, в основном используемый в стоечных серверах. Позволяет устанавливать два процессора и дополнительные аппаратные компоненты.

    Mini ITX — Малый форм-фактор, предназначенный для использования в небольших устройствах, таких как современные кабельные коробки.

    Nano ITX — предназначен для использования в современных кабельных коробках, автомобильных ПК и домашних развлекательных центрах.

    Поиск подходящей материнской платы

    Определение того, какая материнская плата вам подходит, зависит от размера корпуса вашего компьютера, а также от того, какое оборудование вы хотите установить вместе с материнской платой.Хотите иметь два процессора для своего сервера, установленного в стойку? Расширенный ATX для вас. Хотите собрать небольшой компьютер для использования в качестве развлекательного центра? MicroATX или Mini ITX могут подойти идеально. После того, как вы выбрали правильную материнскую плату, вы можете приступить к сборке остальной части вашего компьютера.

    Родственные

    Разборка iPhone 11 — Структура материнской платы iPhone 11:

    Четверг, 26 сентября 2019 г. |

    Разборка iPhone 11 — структура материнской платы iPhone 11

    Беллин

    Выпущен iPhone 11; здесь мы собираемся разобрать материнскую плату iPhone 11, чтобы проверить компоненты.Подключите материнскую плату iPhone 11 к экрану iPhone 11 и аккумулятору iPhone, чтобы проверить, включена ли материнская плата. После тестирования материнская плата iPhone 11 может быть включена правильно.



    Прикрепите материнскую плату iPhone 11 к держателю PHONEFIX PCB Holder, снимите защитную крышку, а затем нам нужно отделить материнскую плату iPhone 11.

    С помощью термофена немного нагрейте материнскую плату iPhone 11, а затем пинцетом снимите плату верхнего слоя.

    Наблюдая за материнской платой iPhone 11, мы видим, что базовый процессор iPhone 11 — это версия Intel, модель — 9960. Как мы знаем, модель для последнего iPhone — 9955. Хотя микросхема изменилась, но сигнал iPhone не сильно отличается от предыдущего iPhone.

    Протестируйте логическую плату верхнего уровня iPhone 11, чтобы проверить, можно ли включить ее так же, как предыдущий iPhone, с помощью одной логической платы. После тестирования да, может, просто бейсбенд.

    В iPhone 11 используется самый быстрый чип A13, поместите материнскую плату iPhone 11 под тринокулярный интегрированный микроскоп, а затем с помощью термофена и гравера BGA извлеките процессор iPhone 11.Вставьте лезвие для удаления BGA, начните с «3» и осторожно переместите его к «1», но не приближайтесь к «A». Попробуйте поддеть процессор iPhone 11, а затем удалить его.

    Нанесите немного паяльной пасты на контактную площадку процессора iPhone 11, чтобы удалить клей, а затем удалите клей с процессора iPhone.

    Отправьте дату на завод, чтобы изготовить приспособление для держателя печатной платы и трафарет для реболлинга BGA, а затем мы можем перепаять процессор iPhone. Используйте термофен DES H95, чтобы установить A13 обратно на материнскую плату, а затем собрать материнскую плату iPhone 11.

    Теперь соберите iPhone 11 и протестируйте его, iPhone 11 работает отлично.

    Этим видео поделился G-Lon.

    Новости за среду, 25 сентября, 2019

    Все новости за Среда, 25 сентября, 2019 г., на одной странице

    Последние новости

    Архив новостей

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.