筆記本架構(gòu)介紹.ppt

課程內(nèi)容,1.主板架構(gòu). 2.總線介紹. 3.平臺(tái)介紹. 4.筆記本電腦的保養(yǎng).,筆記本架構(gòu)及功能介紹,計(jì)算機(jī)5大組成部分 1.控制器 2.運(yùn)算器 3.存儲(chǔ)器 4.輸入設(shè)備 5.輸出設(shè)備,計(jì)算機(jī)工作三大重要信號(hào),1.電壓 2.頻率 3.復(fù)位,目錄,1.ch5 block diagram overview 2.motherboard簡(jiǎn)介 3.notebook main feature介紹 4.q & a,1.1 block diagram 詳圖,1.2 block diagram 簡(jiǎn)圖,2.1 motherboard bottom層示意圖,2.2 motherboard top層示意圖,3.main feature 介紹,從硬件上看，筆記本由cpu, chipset, 顯卡, 內(nèi)存, 硬盤(pán), audio, i/o 口等幾大部分組成。這些硬件 又是通過(guò)不同的總線以及協(xié)議連接起來(lái)的。以下對(duì)一些比較常見(jiàn)的設(shè)備及總線進(jìn)行具體介紹。 1）chipset 12）fsb 2）crt 13）dmi與lpc 3）lcd 14）ddr 4）hdmi 15）lvds 5）audio 16）pci與pci-e 6）ieee 1394 17）sata 7）usb2.0 8）express card 9）rj45/rj11 10）bluetooth 11）wifi/wimax/3g,1）chipset: 芯片組（chipset）是構(gòu)成主板電路的核心。一定意義上講，它決定了主板的級(jí)別和 檔次。它就是“南橋”和“北橋”的統(tǒng)稱，就是把以前復(fù)雜的電路和元件最大限度地集成在幾顆芯片內(nèi) 的芯片組。如果說(shuō)中央處理器（cpu）是整個(gè)電腦系統(tǒng)的大腦，那么芯片組將是整個(gè)身體的心 臟。在電腦界稱設(shè)計(jì)芯片組的廠家為core logic，core的中文意義是核心或中心，光從字面的意 義就足以看出其重要性。對(duì)于主板而言，芯片組幾乎決定了這塊主板的功能，進(jìn)而影響到整個(gè)電 腦系統(tǒng)性能的發(fā)揮，芯片組是主板的靈魂。芯片組性能的優(yōu)劣，決定了主板性能的好壞與級(jí)別的 高低。 北橋（north bridge）是主板芯片組中起主導(dǎo)作用的最重要的組成部分，也稱為主橋（host bridge）。北橋芯片負(fù)責(zé)與cpu的聯(lián)系并控制內(nèi)存、提供對(duì)cpu的類型和主頻、系統(tǒng)的前端總線 頻率、內(nèi)存的類型（sdram，ddr sdram以及rdram等等）和最大容量。整合型芯片組的北 橋芯片還集成了顯示核心。nb就是主板上離cpu最近的芯片，這主要是考慮到北橋芯片與處理器 之間的通信最密切，為了提高通信性能而縮短傳輸距離。 南橋（south bridge）負(fù)責(zé)i/o口之間的通信，如pci總線、usb、lan、sata、音頻控制 器、鍵盤(pán)控制器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制器、高級(jí)電源管理等。sb所連接的i/o總線較多，離處理器遠(yuǎn)一點(diǎn) 有利于布線。相對(duì)于北橋芯片來(lái)說(shuō)，其數(shù)據(jù)處理量并不算大，所以南橋芯片一般都沒(méi)有覆蓋散熱 片。南橋芯片不與處理器直接相連，而是通過(guò)總線與北橋芯片相連。,2) crt: 陰極射線管(cathode ray tube)顯示器。crt的工作原理就是當(dāng)顯像 管內(nèi)部的電子槍陰極發(fā)出的電子束，經(jīng)強(qiáng)度控制、聚焦和加速后變成 細(xì)小的電子流，再經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)線圈的作用向正確目標(biāo)偏離，穿越蔭罩的 小孔或柵欄，轟擊到熒光屏上的熒光粉。這時(shí)熒光粉被啟動(dòng)，就發(fā)出 光線來(lái)。r、g、b三色熒光點(diǎn)被按不同比例強(qiáng)度的電子流點(diǎn)亮，就會(huì) 產(chǎn)生各種色彩。 3) lcd: 液晶顯示器是 liquid crystal display 的簡(jiǎn)稱，lcd 的構(gòu)造是在兩 片 平行的玻璃當(dāng)中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的 細(xì)小電線，透過(guò)通電與否來(lái)控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射 出來(lái)產(chǎn)生畫(huà)面。比crt要好的多，但是價(jià)錢較其貴。 4) hdmi: 英文全稱是high definition multimedia interface，中文名稱是高清晰 多媒體接口。hdmi能高品質(zhì)地傳輸未經(jīng)壓縮的高清視頻和多聲道音 頻數(shù)據(jù)，最高數(shù)據(jù)傳輸速度為5gbps。同時(shí)無(wú)需在信號(hào)傳送前進(jìn)行數(shù)/ 模或者模/數(shù)轉(zhuǎn)換，可以保證最高質(zhì)量的影音信號(hào)傳送。,5) audio: 音頻裝置. 主要有codec, amplifier以及mic, speaker等組成.目前, 為了減小空間, codec和amplifier會(huì)集成到一個(gè)ic里面. 通俗地講， 筆記本的codec部分就是聲卡。聲卡的工作原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，我們 知道，mic和speaker所用的都是模擬信號(hào)，而電腦所能處理的都 是數(shù)字信號(hào)，兩者不能混用，聲卡的作用就是實(shí)現(xiàn)兩者的轉(zhuǎn)換。從 結(jié)構(gòu)上分，聲卡可分為模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路兩部分,模數(shù)轉(zhuǎn) 換電路負(fù)責(zé)將mic等聲音輸入設(shè)備采到的模擬聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電 腦能處理的數(shù)字信號(hào)；而數(shù)模轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)將電腦使用的數(shù)字聲音 信號(hào)轉(zhuǎn)換為speaker等設(shè)備能使用的模擬信號(hào)，就這么簡(jiǎn)單。,6) ieee 1394：計(jì)算機(jī)接口ieee 1394，俗稱火線（firewire）接口，主要用于視頻的采集，在筆記本主板與數(shù)碼攝像機(jī)(dv)等數(shù)碼產(chǎn)品上均可見(jiàn)。是由蘋(píng)果公司領(lǐng)導(dǎo)的開(kāi)發(fā)聯(lián)盟開(kāi)發(fā)的一種高速度傳送接口，數(shù)據(jù)傳輸率一般為800mbps。但隨著硬盤(pán)價(jià)格愈來(lái)愈便宜，加上usb 2.0(480mbps)開(kāi)發(fā)便宜，速度也不太慢，從而取代了ieee 1394，成為了外接電腦硬盤(pán)及其它周邊裝置的最常用界面。 7) usb2.0: usb（universal serial bus）通用串行總線。usb現(xiàn)在的版本有usb1.1和usb2.0兩種。其中usb1.1的傳輸速率為12mbps而usb2.0傳輸速率最高可達(dá)480mbps，最長(zhǎng)連線5米，需要usb控制器控制數(shù)據(jù)傳輸，最多支持127個(gè)外圍設(shè)備，和usb1.1接頭規(guī)格相同并向下兼容usb1.1。usb成型是在1995年，但是到了win97才開(kāi)始以外掛形式支持usb設(shè)備。1998年microsoft推出內(nèi)置usb接口模塊的win98，usb設(shè)備才得到全面發(fā)展。目前比較流行的操作系統(tǒng)win me2000xp將usb做為一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)接口，真正實(shí)現(xiàn)了即插即用。,8) express card：express card規(guī)格有兩種： a)expresscard/54(54 mm 寬，l 形，帶有 34 mm 連接器)； b)34 mm 的插卡適用于 34 mm 和 54 mm 插卡插槽。54 mm 的插卡僅 適用于 54 mm 插卡插 槽。 express card 不僅體積細(xì)小，而且傳輸速度更快，適合于移動(dòng)或者桌面平臺(tái) 系統(tǒng)，并且支持usb 2.0以及pci express 。這種新一代的卡具有兩種規(guī)格，其中最小的卡是expresscard/34 標(biāo)準(zhǔn)，這種尺寸更適合于移動(dòng)設(shè)備的接入，比如pda等。第二種是expresscard/54 標(biāo)準(zhǔn)，這種標(biāo)準(zhǔn)用來(lái)支持那些需要更大尺寸卡的技術(shù)，其中這些應(yīng)用包括了smaercard 讀卡器，cf卡讀卡器，以及1.8英寸的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。不過(guò)所有express card 標(biāo)準(zhǔn)都是5mm厚。 由于卡同時(shí)支持usb2.0 規(guī)格和pci express 界面規(guī)格，因此卡的生產(chǎn)商可以任意選用一種總線來(lái)支持它們的應(yīng)用程序。要么是性能強(qiáng)大的pci express 界面規(guī)格，要么是應(yīng)用廣泛的usb 2.0 規(guī)格。,9) rj45/rj11：rj-45插頭是一種只能沿固定方向插入并自動(dòng)防止脫落的塑 料接頭，俗稱“水晶頭”，專業(yè)術(shù)語(yǔ)為rj-45連接器（rj-45是一種網(wǎng)絡(luò)接口規(guī)范，類似的還有rj-11接口，就是我們平常所用的“電話接口”，用來(lái)連接電話線）。之所把它稱之為“水晶頭”，是因?yàn)樗耐獗砭К撏噶恋脑?。雙絞線的兩端必須都安裝這種rj-45插頭，以便插在網(wǎng)卡（nic）、集線器（hub）或交換機(jī)（switch）的rj-45接口上，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊。 10) bluetooth：藍(lán)牙（bluetooth）是由東芝、愛(ài)立信、ibm、intel和諾基亞于 1998年5月共同提出的近距離無(wú)線數(shù)據(jù)通訊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。它能夠在10米的半徑范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的無(wú)線數(shù)據(jù)和聲音傳輸，其數(shù)據(jù)傳輸帶寬可達(dá)1mbps。通訊介質(zhì)為頻率在2.402ghz到2.480ghz之間的電磁波。,11）wifi/wimax/3g wifi、wimax和3g都是一種無(wú)線接入技術(shù)。可以簡(jiǎn)單地把它們作一個(gè)區(qū) 分： 1) wifi網(wǎng)絡(luò)屬于局域網(wǎng)（lan），其覆蓋范圍比較窄，通常比較適合用于室內(nèi)或者小型公共場(chǎng)所。 2) wimax網(wǎng)絡(luò)屬于城域網(wǎng)（man)，其覆蓋范圍可以達(dá)到一個(gè)城市。 3) 3g網(wǎng)絡(luò)屬于廣域網(wǎng)（wan），其覆蓋范圍最廣，通常可以包含一個(gè)國(guó)家。 3g除了可以提供城市內(nèi)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，還可以在城市之間提供漫游服 務(wù)。可以這樣認(rèn)為3g網(wǎng)絡(luò)在建成之后，只要有手機(jī)訊號(hào)的地方就可以連上 3g網(wǎng)絡(luò)。,12） fsb：前端總線的全稱是front side bus，通常用fsb表示。是cpu與北橋芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸通道，前端總線頻率越大，代表著cpu與北橋芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸能力越大，總線寬度直接影響cpu與系統(tǒng)其它部分連接的速度，它還影響內(nèi)存時(shí)鐘。 北橋芯片負(fù)責(zé)聯(lián)系內(nèi)存、顯卡等數(shù)據(jù)吞吐量最大的部件，并和南橋芯片連接。cpu就是通過(guò)前端總線（fsb）連接到北橋芯片，進(jìn)而通過(guò)北橋芯片和內(nèi)存、顯卡交換數(shù)據(jù)。前端總線是cpu和外界交換數(shù)據(jù)的最主要通道，因此前端總線的數(shù)據(jù)傳輸能力對(duì)計(jì)算機(jī)整體性能作用很大，如果沒(méi)足夠快的前端總線，再?gòu)?qiáng)的cpu也不能明顯提高計(jì)算機(jī)整體速度。 數(shù)據(jù)傳輸最大帶寬取決于所有同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的寬度和傳輸頻率，即數(shù)據(jù)帶寬（總線頻率數(shù)據(jù)位寬）8。目前pc機(jī)上所能達(dá)到的前端總線頻率有266mhz、333mhz、400mhz、33mhz、800mhz 、1066mhz等幾種，前端總線頻率越大，代表cpu與北橋芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸能力越大，更能充分發(fā)揮出cpu的功能?，F(xiàn)在的cpu技術(shù)發(fā)展很快，運(yùn)算速度提高很快，而足夠大的前端總線可以保障有足夠的數(shù)據(jù)供給給cpu，較低的前端總線將無(wú)法供給足夠的數(shù)據(jù)給cpu，這樣就限制了cpu性能得發(fā)揮，成為系統(tǒng)瓶頸。顯然同等條件下，前端總線越快，系統(tǒng)性能越好。,13）dmi：全稱為direct media interface，直接媒體接口，這是英特爾（intel）用來(lái) 連接南北橋的總線，取代了以前的pci總線。dmi采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接方式，時(shí)鐘頻率為 100mhz，由于它是基于pci-express總線，因此具有pci-e總線的優(yōu)勢(shì)。dmi實(shí)現(xiàn)了上 行與下行各1gb/s的數(shù)據(jù)傳輸率，總帶寬達(dá)到2gb/s。 lpc：全稱為 low pin count ,是連接southbridge和super i/o（俗稱ec，連接一 些低速外設(shè)，如tp，kb，fan）的一根bus。 lpc由 intel 所提出. 是為了在 pc 上把 isa 取消而制定的一個(gè)新規(guī)格. 其目的是把 非常慢速的 isa 總線取消. 而為了讓一些原本在 isa 上跑的硬件在沒(méi)有 isa 的機(jī)器上能 夠運(yùn)作所以制定了此一規(guī)格. 例如一般 k/b ,tp , fan等慢速外圍即可用支持 lpc 的 super io 芯片控制. 而且在軟件上是完全兼容的. lpc 既然是 low pin count 表示其 所用腳位很少. 而且是在 pci 33mhz 上運(yùn)作. 不像 isa 腳位很多卻只在 8mhz 下運(yùn)作。 所以在 桌上型計(jì)算機(jī)或筆記型計(jì)算機(jī)上都有很多的優(yōu)點(diǎn)。,14）ddr的原理： ddr sdram內(nèi)存？首先從字面上理解，ddr就是雙倍數(shù)據(jù)傳輸率（double data rate）的sdram，ddr內(nèi)存是更先進(jìn)的sdram。sdram只在時(shí)鐘周期的上升沿傳輸指令、地址和數(shù)據(jù)。而ddr內(nèi)存的數(shù)據(jù)線有特殊的電路，可以讓它在時(shí)鐘的上下沿都傳輸數(shù)據(jù)。所以ddr在每個(gè)時(shí)鐘周期可以傳輸兩個(gè)字(四個(gè)字節(jié))，而sdram只能傳輸一個(gè)字。所以ddr代表 ddr內(nèi)存在dram陣列和數(shù)據(jù)線之間有一個(gè)特殊的邏輯部件，這個(gè)叫dqs的部件產(chǎn)生閃頻信號(hào)使得數(shù)據(jù)輸出與外部時(shí)鐘信號(hào)同步。數(shù)據(jù)在輸出時(shí)不必等待下一個(gè)時(shí)鐘的上升沿，轉(zhuǎn)而以dqs信號(hào)為依據(jù)就可以在時(shí)鐘的下沿也同步地輸出數(shù)據(jù)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是用dqs信號(hào)來(lái)增加一個(gè)特殊的“時(shí)鐘上沿“，而這個(gè)“時(shí)鐘上沿“與外部時(shí)鐘的下沿相對(duì)應(yīng)。寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，由芯片組的內(nèi)存接口電路產(chǎn)生dqs信號(hào)，使數(shù)據(jù)輸入與時(shí)鐘同步，實(shí)現(xiàn)在時(shí)鐘上下沿寫(xiě)入。這些閃頻電路雖然會(huì)增加芯片內(nèi)核的面積，但增加的量很小，可以忽略不計(jì)。,15）lvds：low voltage differential signaling，低電壓差分信號(hào)。 lvds傳輸支持速率一般在 155mbps（大約為77mhz）以上。 lvds是一種低擺幅的差分信號(hào)技術(shù)，它使得信號(hào)能在 差分pcb線對(duì)或平衡電纜上以幾百mbps的速率傳輸，其低壓幅和低電流驅(qū)動(dòng)輸出實(shí)現(xiàn)了 低噪聲和低功耗。 lvds信號(hào)傳輸一般由三部分組成：差分信號(hào)發(fā)送器，差分信號(hào)互聯(lián)器，差分信號(hào)接收器。 發(fā)送器：將非平衡傳輸?shù)?ttl信號(hào)轉(zhuǎn)換成平衡傳輸?shù)?lvds信號(hào)。通常由一個(gè) ic來(lái)完成； 接收器：將平衡傳輸?shù)?lvds信號(hào)轉(zhuǎn)換成非平衡傳輸?shù)?ttl信號(hào)。通常由一個(gè) ic來(lái)完成； 互聯(lián)器：包括聯(lián)接線（電纜或者 pcb走線），終端匹配電阻。按照 ieee規(guī)定，電阻為 100歐。我 們通常選擇為 100，120歐。,16）pci 與pci-e： 在工作原理上，pci express與并行體系的pci沒(méi)有任何相似之處， 第一：它采用串行方式傳輸數(shù)據(jù)，而依靠高頻率來(lái)獲得高性能。由于串行傳輸不存在信號(hào)干擾，總線頻率提升不受阻礙，pci express很順利就達(dá)到2.5ghz的超高工作頻率。 第二：pci express采用全雙工運(yùn)作模式，最基本的pci express擁有4根傳輸線路，其中2線用于數(shù)據(jù)發(fā)送，2線用于數(shù)據(jù)接收，也就是發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)可以同時(shí)進(jìn)行。相比之下，pci總線和pci-x總線在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)只能作單向數(shù)據(jù)傳輸，效率只有pciexpress的一半；加之pci-express使用8b/10b編碼的內(nèi)嵌時(shí)鐘技術(shù)，時(shí)鐘信息被直接寫(xiě)入數(shù)據(jù)流中，這比pci總線能更有效節(jié)省傳輸通道，提高傳輸效率。 第三：pci express沒(méi)有沿用傳統(tǒng)的共享式結(jié)構(gòu)，它采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)工作模式（peer to peer，也被簡(jiǎn)稱為p2p），每個(gè)pci express設(shè)備都有自己的專用連接，這樣就無(wú)需向整條總線申請(qǐng)帶寬，避免多個(gè)設(shè)備爭(zhēng)搶帶寬的糟糕情形發(fā)生。 由于工作頻率高達(dá)2.5ghz，最基本的pci express總線可提供的單向帶寬便達(dá)到 250mbps（2.5gbps1 b/8bit8b/10b=250mbps），再考慮全雙工運(yùn)作，該總線的總 帶寬達(dá)到500mbps這僅僅是最基本的pci express 1模式。如果使用兩個(gè)通道捆 綁的2模式，pci express便可提供1gbps的有效數(shù)據(jù)帶寬。依此類推，pci express 4、8和16模式的有效數(shù)據(jù)傳輸速率分別達(dá)到2gbps、4gbps和8gbps。這與pci 總線可憐的共享式133mbps速率形成極其鮮明的對(duì)比。,盡管pci-e技術(shù)規(guī)格允許實(shí)現(xiàn)x1（250mb/s），x2，x4，x8，x12，x16 和x32通道規(guī)格，但是依目前形式來(lái)看，pci-e x1和pci-e x16已成為pci-e主 流規(guī)格，同時(shí)很多芯片組廠商在南橋芯片當(dāng)中添加對(duì)pci-e x1的支持，在北橋芯 片當(dāng)中添加對(duì)pci-e x16的支持。除去提供極高數(shù)據(jù)傳輸帶寬之外，pci-e因?yàn)?采用串行數(shù)據(jù)包方式傳遞數(shù)據(jù)，所以pci-e接口每個(gè)針腳可以獲得比傳統(tǒng)i/o標(biāo)準(zhǔn) 更多的帶寬，這樣就可以降低pci-e設(shè)備生產(chǎn)成本和體積。另外，pci-e也支持 高階電源管理，支持熱插拔，支持?jǐn)?shù)據(jù)同步傳輸，為優(yōu)先傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行帶寬優(yōu) 化。