全程圖解主闆
電源插座主要有AT電源插座和ATX電源插座兩種,有的主闆上同時具備這兩種插座。AT插座應用已久現已淘汰。而采用20口的ATX電源插座,采用了防插反設計,不會像AT電源一樣因為插反而燒壞主闆。除此而外,在電源插座附近一般還有主闆的供電及穩壓電路。
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主闆的供電及穩壓電路也是主闆的重要組成部分,它一般由電容,穩壓塊或三極管場效應管,濾波線圈,穩壓控制集成電路塊等元器件組成。此外,P4主闆上一般還有一個4口專用12V電源插座。
1.BIOS及電池
BIOS(BASIC INPUT/OUTPUT SYSTEM)基本輸入輸出系統是一塊裝入了啟動和自檢程序的EPROM或EEPROM集成塊。實際上它是被固化在計算機ROM(隻讀存儲器)芯片上的一組程序,為計算機提供最低級的、最直接的硬件控制與支持。除此而外,在BIOS芯片附近一般還有一塊電池組件,它為BIOS提供了啟動時需要的電流。
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常見BIOS芯片的識别主闆上的ROM BIOS芯片是主闆上唯一貼有标簽的芯片,一般為雙排直插式封裝(DIP),上面一般印有"BIOS"字樣,另外還有許多PLCC32封裝的BIOS。
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早期的BIOS多為可重寫EPROM芯片,上面的标簽起着保護BIOS内容的作用,因為紫外線照射會使EPROM内容丢失,所以不能随便撕下。現在的ROM BIOS多采用Flash ROM(快閃可擦可編程隻讀存儲器),通過刷新程序,可以對Flash ROM進行重寫,方便地實現BIOS升級。
目前市面上較流行的主闆BIOS主要有Award BIOS、AMI BIOS、Phoenix BIOS三種類型。Award BIOS是由Award Software公司開發的BIOS産品,在目前的主闆中使用最為廣泛。Award BIOS功能較為齊全,支持許多新硬件,目前市面上主機闆都采用了這種BIOS。
AMI BIOS是AMI公司出品的BIOS系統軟件,開發于80年代中期,它對各種軟、硬件的适應性好,能保證系統性能的穩定,在90年代後AMI BIOS應用較少;Phoenix BIOS是Phoenix公司産品,Phoenix BIOS多用于高檔的原裝品牌機和筆記本電腦上,其畫面簡潔,便于*作,現在Phoenix已和Award公司合并,共同推出具備兩者标示的BIOS産品。
2.機箱前置面闆接頭
機箱前置面闆接頭是主闆用來連接機箱上的電源開關、系統複位、硬盤電源指示燈等排線的地方。一般來說,ATX結構的機箱上有一個總電源的開關接線(Power SW),其是個兩芯的插頭,它和Reset的接頭一樣,按下時短路,松開時開路,按一下,電腦的總電源就被接通了,再按一下就關閉。
而硬盤指示燈的兩芯接頭,一線為紅色。在主闆上,這樣的插針通常标着IDE LED或HD LED的字樣,連接時要紅線對一。這條線接好後,當電腦在讀寫硬盤時,機箱上的硬盤的燈會亮。電源指示燈一般為兩或三芯插頭,使用1、3位,1線通常為綠色。
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在主闆上,插針通常标記為Power LED,連接時注意綠色線對應于第一針( )。當它連接好後,電腦一打開,電源燈就一直亮着,指示電源已經打開了。而複位接頭(Reset)要接到主闆上Reset插針上。主闆上Reset針的作用是這樣的:當它們短路時,電腦就重新啟動。而PC喇叭通常為四芯插頭,但實際上隻用1、4兩根線,一線通常為紅色,它是接在主闆Speaker插針上。在連接時,注意紅線對應1的位置。
3.外部接口
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ATX主闆的外部接口都是統一集成在主闆後半部的。現在的主闆一般都符合PC'99規範,也就是用不同的顔色表示不同的接口,以免搞錯。一般鍵盤和鼠标都是采用PS/2圓口,隻是鍵盤接口一般為藍色,鼠标接口一般為綠色,便于區别。而USB接口為扁平狀,可接MODEM,光驅,掃描儀等USB接口的外設。而串口可連接MODEM和方口鼠标等,并口一般連接打印機。
4.主闆上的其它主要芯片
除此而外主闆上還有很多重要芯片:
聲卡芯片
現在的主闆集成的聲卡大部分都是AC'97聲卡,全稱是Audio CODEC'97,這是一個由Intel、Yamaha等多家廠商聯合研發并制定的一個音頻電路系統标準。主闆上集成的AC97聲卡芯片主要可分為軟聲卡和硬聲卡芯片兩種。所謂的AC'97軟聲卡,隻是在主闆上集成了數字模拟信号轉換芯片(如ALC201、ALC650、AD1885等),而真正的聲卡被集成到北橋中,這樣會加重CPU少許的工作負擔。
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所謂的AC'97硬聲卡,是在主闆上集成了一個聲卡芯片(如創新CT5880,雅馬哈的744,VIA的Envy 24PT),這個聲卡芯片提供了獨立的聲音處理,最終輸出模拟的聲音信号。這種硬件聲卡芯片相對比軟聲卡在成本上貴了一些,但對CPU的占用很小。
網卡芯片
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現在很多主闆都集成了網卡。在主闆上常見的整合網卡所選擇的芯片主要有10/100M的RealTek公司的8100(8139C/8139D芯片)系列芯片以及威盛網卡芯片等。除此而外,一些中高端主闆還另外闆載有Intel、3COM、Alten和Broadcom的千兆網卡芯片等,如Intel的i82547EI、3COM 3C940等等。(見圖18-3COM 3C940千兆網卡芯片)
IDE陣列芯片
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一些主闆采用了額外的IDE陣列芯片提供對磁盤陣列的支持,其采用IDE RAID芯片主要有HighPoint、Promise等公司的産品的功能簡化版本。例如Promise公司的PDC20276/20376系列芯片能提供支持0,1的RAID配置,具自動數據恢複功能。美國高端HighPoint公司的RAID芯片如HighPoint HPT370/372/374系列芯片,SILICON SIL312ACT114芯片等等。
I/O控制芯片
I/O控制芯片(輸入/輸出控制芯片)提供了對并串口、PS2口、USB口,以及CPU風扇等的管理與支持。常見的I/O控制芯片有華邦電子(WINBOND)的W83627HF、W83627THF系列等,例如其最新的W83627THF芯片為I865/I875芯片組提供了良好的支持,除可支持鍵盤、鼠标、軟盤、并列端口、搖杆控制等傳統功能外,更創新地加入了多樣新功能,例如,針對英特爾下一代的Prescott内核微處理器,提供符合VRD10.0規格的微處理器過電壓保護,如此可避免微處理器因為工作電壓過高而造成燒毀的危險。
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此外,W83627THF内部硬件監控的功能也同時大幅提升,除可監控PC系統及其微處理器的溫度、電壓和風扇外,在風扇轉速的控制上,更提供了線性轉速控制以及智能型自動控轉系統,相較于一般的控制方式,此系統能使主闆完全線性地控制風扇轉速,以及選擇讓風扇是以恒溫或是定速的狀态運轉。這兩項新加入的功能,不僅能讓使用者更簡易地控制風扇,并延長風扇的使用壽命,更重要的是還能将風扇運轉所造成的噪音減至最低。
頻率發生器芯片
頻率也可以稱為時鐘信号,頻率在主闆的工作中起着決定性的作用。我們目前所說的CPU速度,其實也就是CPU的頻率,如P4 1.7GHz,這就是CPU的頻率。電腦要進行正确的數據傳送以及正常的運行,沒有時鐘信号是不行的,時鐘信号在電路中的主要作用就是同步;因為在數據傳送過程中,對時序都有着嚴格的要求,隻有這樣才能保證數據在傳輸過程不出差錯。
時鐘信号首先設定了一個基準,我們可以用它來确定其它信号的寬度,另外時鐘信号能夠保證收發數據雙方的同步。對于CPU而言,時鐘信号作為基準,CPU内部的所有信号處理都要以它作為标尺,這樣它就确定CPU指令的執行速度。
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時鐘信号頻率的擔任,會使所有數據傳送的速度加快,并且提高了CPU處理數據的速度,這就是我們為什麼超頻可以提高機器速度的原因。要産生主闆上的時鐘信号,那就需要專門的信号發生器,也稱為頻率發生器。
但是主闆電路由多個部分組成,每個部分完成不同的功能,而各個部分由于存在自己的獨立的傳輸協議、規範、标準,因此它們正常工作的時鐘頻率也有所不同,如CPU的FSB可達上百兆,I/O口的時鐘頻率為24MHz,USB的時鐘頻率為48MHz,因此這麼多組的頻率輸出,不可能單獨設計,所以主闆上都采用專用的頻率發生器芯片來控制。
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頻率發生器芯片的型号非常繁多,其性能也各有差異,但是基本原理是相似的。例如ICS 950224AF時鐘頻率發生器,是在I845PE/GE的主闆上得到普遍采用時鐘頻率發生器,通過BIOS内建的"AGP/PCI頻率鎖定"功能,能夠保證在任何時鐘頻率之下提供正确的PCI/AGP分頻,有了起提供的這"AGP/PCI頻率鎖定"功能,使用多高的系統時鐘都不用擔心硬盤裡面精貴的數據了,也不用擔心顯卡、聲卡等的安全了,超頻,隻取決于CPU和内存的品質而已了。
總結:
最後再讓我們通過一張詳細的大圖來對主闆來個徹底注釋。
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1是整合音效芯片,2是I/O控制芯片,3是光驅音源插座,4是外接音源輔助插座,5是SPDIF插座,6是USB插頭,7是機箱被開啟接頭,8是PCI插槽,9是AGP4X插槽,10是機箱前端通用USB接口,11是BIOS,12是機箱面闆接頭,13是南橋芯片,14是IDE1插口,15是IDE2插口,16是電源指示燈接頭,17是清除CMOS記憶跳線,18是風扇電源插座,19是電池,20是軟驅插座,21是ATX電源插座,22是内存插槽,23是風扇電源插座,24是北橋芯片,25是CPU風扇支架,26是CPU插座,27是12VATX電源插座,28是第二組音源插座,29是PS/2鍵盤及鼠标插座,30是USB插座,31是并串口,32是遊戲控制器及音源插座,33是SUP_CEN插座。
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