電腦主板基礎知識(同名105)課件

1、電腦主板基礎知識一：芯片組介紹二：主板的結(jié)構(gòu)及功能簡介*三：主板的工作原理和基本故障分析*四：考試一：芯片組介紹芯片組（Chipset），是主板的核心組成部分，聯(lián)系CPU和其他周邊設備的運作。如果說中央處理器（CPU）是整個電腦系統(tǒng)的心臟，那么芯片組將是整個身體的軀干。重要性 在電腦界稱設計芯片組的廠家為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。對于主板而言，芯片組幾乎決定了這塊主板的功能，進而影響到整個電腦系統(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別的高低。目前CPU的型號與種類繁多、功能特點不一，如果芯片組不

2、能與CPU良好地協(xié)同工作，將嚴重地影響計算機的整體性能甚至不能正常工作。 芯片組的作用 主板芯片組幾乎決定著主板的全部功能，其中CPU的類型、主板的系統(tǒng)總線頻率，內(nèi)存類型、容量和性能，顯卡插槽規(guī)格是由芯片組中的北橋芯片決定的；而擴展槽的種類與數(shù)量、擴展接口的類型和數(shù)量（如USB2.0/1.1，IEEE1394，串口，并口，筆記本的VGA輸出接口）等，是由芯片組的南橋決定的。還有些芯片組由于納入了3D加速顯示（集成顯示芯片）、AC97聲音解碼等功能，還決定著計算機系統(tǒng)的顯示性能和音頻播放性能等。 現(xiàn)在的芯片組，是由過去286時代的所謂超大規(guī)模集成電路：門陣列控制芯片演變而來的。芯片組的分類，按用

3、途可分為服務器/工作站，臺式機、筆記本等類型，按芯片數(shù)量可分為單芯片芯片組，標準的南、北橋芯片組和多芯片芯片組（主要用于高檔服務器/工作站），按整合程度的高低，還可分為整合型芯片組和非整合型芯片組等等。 芯片組的功能 提供了對CPU的支持 提供了內(nèi)存管理功能 提供了對系統(tǒng)高速緩存的支持 提供了對I/O支持 高度集成的芯片組，大大的提高了系統(tǒng)芯片的可靠性，減少了故障，降低了生產(chǎn)成本 不同領域?qū)π酒M的要求 臺式機芯片組要求有強大的性能，良好的兼容性，互換性和擴展性，對性價比要求也最高，并適度考慮用戶在一定時間內(nèi)的可升級性，擴展能力在三者中最高。在最早期的筆記本設計中并沒有單獨的筆記本芯片組，均采

4、用與臺式機相同的芯片組，隨著技術(shù)的發(fā)展，筆記本專用CPU的出現(xiàn)，就有了與之配套的筆記本專用芯片組。筆記本芯片組要求較低的能耗，良好的穩(wěn)定性，但綜合性能和擴展能力在三者中卻也是最低的。服務器/工作站芯片組的綜合性能和穩(wěn)定性在三者中最高，部分產(chǎn)品甚至要求全年滿負荷工作，在支持的內(nèi)存容量方面也是三者中最高，能支持高達十幾GB甚至幾十GB的內(nèi)存容量，而且其對數(shù)據(jù)傳輸速度和數(shù)據(jù)安全性要求最高，所以其存儲設備也多采用SCSI接口而非IDE接口，而且多采用RAID方式提高性能和保證數(shù)據(jù)的安全性。 生產(chǎn)芯片組的公司 到目前為止，能夠生產(chǎn)芯片組的廠家有英特爾（美國）、VIA（中國臺灣）、SiS（中國臺灣）、AM

5、D（美國）、NVIDIA（美國）、Server Works（美國）等幾家，其中以英特爾、AMD和nVIDIA的芯片組最為常見。在臺式機的英特爾平臺上，英特爾自家的芯片組占有最大的市場份額，而且產(chǎn)品線齊全，高、中、低端以及整合型產(chǎn)品都有，VIA、SiS等幾家加起來都只能占有比較小的市場份額，而且主要是在中低端和整合領域。在臺式機的AMD平臺上，AMD占有較大的市場份額，NVIDIA占有AMD平臺芯片組一部分市場份額，而VIA、SiS依舊是扮演配角，主要也是在中、低端和整合領域。筆記本方面，英特爾平臺具有絕對的優(yōu)勢，所以英特爾的筆記本芯片組也占據(jù)了最大的市場份額，其它廠家都只能扮演配角以及為市場份

6、額極小的AMD平臺設計產(chǎn)品。 服務器/工作站方面，英特爾平臺更是絕對的優(yōu)勢地位，英特爾自家的服務器芯片組產(chǎn)品占據(jù)著絕大多數(shù)中、低端市場，而Server Works由于獲得了英特爾的授權(quán)，在中高端領域占有最大的市場份額，甚至英特爾原廠服務器主板也有采用Server Works芯片組的產(chǎn)品，在服務器/工作站芯片組領域，Server Works芯片組就意味著高性能產(chǎn)品；而AMD服務器/工作站平臺由于市場份額較小，主要都是采用AMD自家的芯片組產(chǎn)品。 芯片組近況 芯片組的技術(shù)這幾年來也是突飛猛進，從ISA、PCI到AGP，從ATA到SATA，Ultra DMA技術(shù)，雙通道內(nèi)存技術(shù)，高速前端總線等等 ，

7、每一次新技術(shù)的進步都帶來電腦性能的提高。2004年，芯片組技術(shù)又有重大變革，最引人注目的就是PCI Express總線技術(shù)，它將取代PCI和AGP，極大的提高設備帶寬，從而帶來一場電腦技術(shù)的革命。另一方面，芯片組技術(shù)也在向著高整合性方向發(fā)展，例如AMD Athlon 64 CPU內(nèi)部已經(jīng)整合了內(nèi)存控制器，這大大降低了芯片組廠家設計產(chǎn)品的難度，而且現(xiàn)在的芯片組產(chǎn)品已經(jīng)整合了音頻，網(wǎng)絡，SATA，RAID等功能，大大降低了用戶的成本。芯片組（Chipset）是主板的核心組成部分，可以比作CPU與周邊設備溝通的橋梁。按照在主板上的排列位置的不同，通常分為北橋芯片和南橋芯片。北橋芯片提供對CPU的類型

8、和主頻、內(nèi)存的類型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC糾錯等支持。南橋芯片則提供對KBC（鍵盤控制器）、RTC（實時時鐘控制器）、USB（通用串行總線）、Ultra DMA/33(66)EIDE數(shù)據(jù)傳輸方式和ACPI（高級能源管理）等的支持。其中北橋芯片起著主導性的作用，也稱為主橋（Host Bridge）。 芯片組的識別也非常容易，以Intel 440BX芯片組為例，它的北橋芯片是Intel 82443BX芯片，通常在主板上靠近CPU插槽的位置，由于芯片的發(fā)熱量較高，在這塊芯片上裝有散熱片。南橋芯片在靠近ISA和PCI槽的位置，芯片的名稱為Intel 82371EB。其他芯片組的排

9、列位置基本相同。對于不同的芯片組，在性能上的表現(xiàn)也存在差距。 除了最通用的南北橋結(jié)構(gòu)外，目前芯片組正向更高級的加速集線架構(gòu)發(fā)展，Intel的8xx系列芯片組就是這類芯片組的代表，它將一些子系統(tǒng)如IDE接口、音效、MODEM和USB直接接入主芯片，能夠提供比PCI總線寬一倍的帶寬，達到了266MB/s。 二：主板的結(jié)構(gòu)及功能簡介主板，又叫母板(Motherboard)或主機板，是微機中最基本最重要的部件之一，是電腦內(nèi)部各種配件的載體，各種配件通過主板聯(lián)系在一起，配件之間的數(shù)據(jù)傳輸，都是通過主板來實現(xiàn)的。主板性能的好壞，將直接影響整個系統(tǒng)的運作情況。每一種新型CPU的出現(xiàn)，都會推出與之配套的主板控

10、制芯片組，否則新型CPU的性能就無法或正常發(fā)揮出來。主板的主要組成主板雖然檔次和品牌很多，但是其組成和技術(shù)基本一致，除CPU接口和芯片組不同外，其組成結(jié)構(gòu)幾乎相同。下面我們以ATX主板為例，如圖3-1所示，看一看主板上的主要組成部件及其功能。圖3-2 主板CPU插槽內(nèi)存插槽AGP插槽PCI插槽北橋芯片CMOS電池IDE插槽外圍接口ATX電源接口南橋芯片BIOS芯片軟驅(qū)插槽PCB基板圖3-1 ATX主板2.1 PCB基板PCB（Printed Circuit Board：印刷電路板）由多層構(gòu)成，在每一層PCB板上都密布有信號走線。在系統(tǒng)運行的時候，信號線間難免會出現(xiàn)電磁干擾現(xiàn)象，最終導致信號不穩(wěn)

11、定和系統(tǒng)運行不穩(wěn)定。因此，一般除了對走線的布局及間距進行改進外，好的主板多采用6層及其6層以上的PCB板結(jié)構(gòu)，并在中間加入了屏蔽層來避免各層間的信號干擾現(xiàn)象，以達到運行穩(wěn)定性的要求。2.2 CPU插槽目前，主流CPU的插槽多采用ZIF（Zero Insert Force）標準，常見的CPU插槽類型有Socket 478、Socket 754 、Socket 939 、LGA 775和Socket AM2等，現(xiàn)在市場上主流CPU的插槽為Socket AM2插槽和LGA 775插槽。AMD的Socket AM2插槽采用全新設計，有940根針腳，如圖3-2所示。這種類型的微處理器內(nèi)建DDR2內(nèi)存控制

12、器，可以支持最高DDR2 800MHz的內(nèi)存。圖3-2 Socket AM2 CPU插槽Intel的LGA 775插槽如圖3-3所示，它與Socket接口不同，LGA 775接口的CPU底部沒有傳統(tǒng)的針腳，而是775個觸點，通過與對應的LGA 775插槽內(nèi)的775根觸針接觸來傳輸信號。LGA 775接口不僅能夠提升處理器的信號強度和處理器頻率，同時也可以降低生產(chǎn)成本。目前，LGA 775插槽已經(jīng)成為Intel桌面CPU的標準接口。LGA 775插槽，是Intel 925X Express和Intel 915 Express芯片組，所采用的接口類型，支持Pentium 4和Pentium 4 E

13、xtreme Edition處理器。 圖3-3 LGA775 CPU插槽在CPU插座內(nèi)一般都有一個溫度探頭，用來探測CPU的溫度，并將測得的溫度在主板BIOS中顯示出來。2.3 主板芯片組芯片組(Chipset)是主板的靈魂和中樞，它不僅負責主板上各種總線之間數(shù)據(jù)和指令的傳輸，而且還承擔著硬件資源的分配與協(xié)調(diào)任務。按照芯片組在主板上位置的不同，通?？煞譃楸睒蛐酒湍蠘蛐酒?。靠近CPU的那塊芯片稱為北橋芯片，它主要負責CPU、內(nèi)存和顯示卡之間的數(shù)據(jù)、指令的交換、控制和傳輸任務。南橋芯片負責外部存儲器（硬盤和光驅(qū)）以及其他硬件資源（USB、PCI和ISA等設備）的控制、調(diào)配及傳輸任務。主板芯片組幾

14、乎決定著主板的全部功能，其中CPU的類型、主板的系統(tǒng)總線頻率，內(nèi)存類型、容量和性能，顯卡插槽規(guī)格由芯片組中的北橋芯片決定的；擴展槽的種類與數(shù)量、擴展接口的類型和數(shù)量（如USB2.0/1.1，IEEE1394，串口，并口，筆記本的VGA輸出接口）等，由芯片組的南橋決定的。有些芯片組由于集成了3D加速顯示（集成顯示芯片）、AC97聲音解碼等功能，還決定著計算機系統(tǒng)的顯示性能和音頻播放性能等。 隨著主板集成技術(shù)的提高，許多主板芯片組已經(jīng)開始用一塊單一芯片來代替南橋芯片和北橋芯片。主板芯片組也逐漸開始集成顯卡、聲卡、調(diào)制解調(diào)器和網(wǎng)卡等部件。目前，主流芯片組生產(chǎn)廠家有Intel(英特爾公司)、VIA(威

15、盛電子（中國）有限公司)、SiS(矽統(tǒng)科技股份有限公司)、ALI(揚智科技股份有限公司)、AMD(超微半導體（中國）有限公司)、nVIDIA(英偉達公司)和ATI(冶天：已經(jīng)被AMD兼并)等，其中以Intel、nVIDIA、VIA和AMD最為常見，如圖3-4所示。圖3-4 主板芯片組2.4 總線擴展槽總線擴展槽是用于擴展微機功能的插槽，它是總線的延伸，可以用來插接各種板卡，如顯卡、聲卡、網(wǎng)卡和視頻采集卡等。目前使用的總線擴展槽主要有PCI插槽和PCI-E插槽。PCI插槽用于插接PCI總線的板卡，一般為乳白色，如圖3-5所示。根據(jù)主板的不同，一般有35個PCI插槽。PCI-E插槽大大提高了微機圖

16、形接口的吞吐能力，目前多用于插接顯卡，PCI-E插槽將會成為今后一段時間內(nèi)的主流擴展插槽。圖3-5 PCI插槽和PCI-E插槽PCI-E插槽PCI插槽2.5 AGP接口插槽加速圖形端口（Accelerated Graphics Port，AGP）插槽是Intel為配合Pentium 處理器的開發(fā)而提出的規(guī)范標準，用于解決3D圖形處理能力不足的問題。AGP不是一種總線結(jié)構(gòu)，它是點對點的連接，即連接控制芯片和AGP顯卡。AGP在內(nèi)存與顯卡之間提供了一條直接通道，使得3D圖形數(shù)據(jù)越過PCI總線，直接送入顯示子系統(tǒng)，這樣就能突破由于PCI總線形成的系統(tǒng)瓶頸，從而達到高性能3D圖形的描繪功能。AGP標準

17、可以讓顯卡通過AGP接口調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)存做顯存，這是一種解決顯卡板載顯示內(nèi)存不足的廉價解決方案。2.6 內(nèi)存插槽內(nèi)存插槽是用來安裝內(nèi)存條的，目前應用比較多的是DDR和DDR 插槽，其中DDR插槽有184個觸點，而DDR 插槽有240個觸點。隨著CPU和主板技術(shù)的更新，DDR 內(nèi)存已經(jīng)變成主流配置。圖3-6 雙通道內(nèi)存插槽DDR內(nèi)存插槽DDR 內(nèi)存插槽對于支持雙通道內(nèi)存的主板，4條內(nèi)存插槽分別用兩種不同的顏色來區(qū)分，如圖3-6所示，要實現(xiàn)雙通道必須成對配置內(nèi)存。用不同顏色區(qū)分就可以方便用戶配置雙通道，只需將兩條完全一樣的內(nèi)存條插入同一顏色的內(nèi)存插槽中即可。2.7 BIOS單元BIOS（Basic I

18、nput Output System，基本輸入輸出系統(tǒng)），全稱是ROM-BIOS，即只讀存儲器基本輸入輸出系統(tǒng)。BIOS程序是微機中最基礎、最重要的程序，它為計算機提供最底層、最直接的硬件控制。這段程序固化在計算機主板上的一個ROM芯片中。BIOS程序包括：基本輸入輸出的程序、系統(tǒng)設置信息、開機上電自檢程序和系統(tǒng)啟動自舉程序。它是連接軟件與硬件設備的接口程序，負責解決硬件的即時要求，并按軟件對硬件的操作要求具體執(zhí)行。簡單的說，它是連接計算機硬件與操作系統(tǒng)的橋梁。微機接通電源后，BIOS最先被啟動，然后它會對電腦的硬件設備進行完全徹底的檢驗和測試。如果發(fā)現(xiàn)嚴重故障就停機，不給出任何提示或信號；如

19、果是非嚴重故障則給出屏幕提示或聲音報警信號，等待用戶處理；如果未發(fā)現(xiàn)問題，則將硬件設置為備用狀態(tài)。在完成自檢后，ROM-BIOS將按照系統(tǒng)CMOS設置中的啟動順序搜尋軟硬盤驅(qū)動器及CD-ROM/DVD-ROM、網(wǎng)絡服務器等有效的啟動驅(qū)動器，讀入操作系統(tǒng)引導記錄，然后將系統(tǒng)控制權(quán)交給引導記錄，由引導記錄完成系統(tǒng)的啟動。BIOS是主板上唯一可能被病毒攻擊的芯片。BIOS中的內(nèi)容一旦被破壞，主板將不能工作。因此，部分主板商采用了雙BIOS芯片技術(shù)，當主BIOS被破壞后，后備BIOS就自動生效開始工作。1BIOS芯片主板BIOS主要有Award BIOS、AMI BIOS和Phoenix BIOS三種

20、類型。國內(nèi)品牌機和組裝機的主板上多使用Award BIOS芯片和AMI BIOS芯片，進口品牌機中多使用Phoenix或其它的BIOS芯片。用戶在BIOS中設置的各項參數(shù)保存在南橋芯片的RAM單元中。關機后，為了維持BIOS的設置參數(shù)和主板上系統(tǒng)時鐘的運行，主板上都裝有一塊電池。另外，在電池旁邊都有一個用來清除BIOS用戶設置參數(shù)的跳線或DIP開關，這樣，用戶在錯誤地設置了BIOS參數(shù)或忘記BIOS口令后，可通過放電來恢復出廠默認設置。2CMOS與BIOS的區(qū)別主板上用來存儲BIOS程序的芯片，被稱為BIOS ROM；用來保存當前系統(tǒng)的硬件配置信息和用戶對某些參數(shù)設定的芯片，稱為CMOS(Co

21、mplementary Metal-Oxide Semiconductor互補金屬氧化物半導體) RAM。CMOS芯片由主板上的電池供電，即使系統(tǒng)斷電，內(nèi)容也不會丟失。CMOS芯片只有保存數(shù)據(jù)的功能，而對CMOS中各項參數(shù)的修改卻要通過BIOS的設定程序來實現(xiàn)。現(xiàn)在的主板廠商大多將CMOS RAM芯片和RTC（Real-Time Clock，實時時鐘）集成在南橋芯片中。這樣，在主板上只能看到給CMOS RAM供電的電池和BIOS ROM芯片。如圖3-7所示。圖3-7 BIOS芯片2.8 供電單元主板上不同的硬件子系統(tǒng)需要不同的電壓，主要分為三大類：鍵盤控制器和BIOS芯片等部件需要+5V電壓；

22、內(nèi)存和AGP通道等系統(tǒng)I/O電壓則需要+3.3V；而不同的CPU的核心電壓并不一樣，現(xiàn)在主流CPU的電壓只有1.5V左右。2.9 硬盤和光驅(qū)接口硬盤和光驅(qū)都是通過數(shù)據(jù)線與主板相連的，因此主板上有與硬盤和光驅(qū)的數(shù)據(jù)線連接的接口，以前硬盤和光驅(qū)數(shù)據(jù)線在主板上的接口是IDE接口，現(xiàn)在大多采用SATA接口。SATA接口IDE接口圖3-10 硬盤、光驅(qū)的接口2.10 板載聲卡和網(wǎng)卡控制芯片聲卡是多媒體計算機的重要設備之一，有板載聲卡和獨立聲卡之分，獨立聲卡是專門用來處理聲音的板卡，插在PCI插槽中，而板載聲卡是集成在主板上的音效芯片，如圖3-11所示。板載音效芯片處理能力不斷提升，在2GHz以上處理器的

23、配合下，板載聲卡和普通獨立聲卡之間性能差異越來越小。對于非專業(yè)用戶來說，板載聲卡配上一套好的音箱，效果也不錯。隨著各種寬帶接入方式和網(wǎng)絡的普及，網(wǎng)卡已經(jīng)成為計算機的標準配置之一，并且網(wǎng)卡集成到主板上已經(jīng)成為主流。而網(wǎng)卡控制芯片，是集成網(wǎng)卡的核心元件，比較常見的有RTL8100B、BCM5702CKMB、Intel RC82540、Intel DA82562ET和Marvel 88E8001-LKJ等，如圖3-12所示。圖3-11音效芯片圖3-12 網(wǎng)卡控制芯片2.11 USB與IEEE 1394控制芯片通用串行總線（Universal Serial Bus，USB）傳輸規(guī)范有兩種：USB 1.

24、0和USB 2.0。USB 2.0為目前的主流，數(shù)據(jù)傳輸速率為480Mbps。USB設備具有支持熱插拔、無需電源插座、同時支持127個外部設備，并且不會損失帶寬等優(yōu)勢。常見的支持USB 2.0功能的控制芯片有VIA的VT6202和NEC的D720100AGM等，如圖3-13所示。IEEE 1394也是一種傳輸速率非常高的傳輸規(guī)范，許多數(shù)碼攝像機都采用IEEE 1394接口。為了更為有效地支持眾多數(shù)碼產(chǎn)品，許多主板集成了IEEE 1394控制芯片，如圖3-14所示。常見的IEEE 1394控制芯片有德州儀器的TSB43AB22A和TSB43AB23和VIA的VT6306等。圖3-14 IEEE

25、1394控制芯片圖3-13 USB 2.0控制芯片2.12 時鐘發(fā)生器時鐘發(fā)生器的作用是：在主板啟動時提供初始化時鐘信號，讓主板能夠啟動。在主板正常運行時提供各種總線所需要的時鐘信號，以協(xié)調(diào)內(nèi)存芯片的時鐘頻率。圖3-15 時鐘發(fā)生器和晶振2.13 硬件監(jiān)控芯片主板上通常有一塊至兩塊專門用于監(jiān)控硬件工作狀態(tài)的硬件監(jiān)控芯片，如圖3-16所示。當硬件監(jiān)控芯片與各種傳感元件（電壓、溫度、轉(zhuǎn)速）配合時，便能在硬件工作狀態(tài)不正常時，自動采取保護措施或及時調(diào)整相應元件的工作參數(shù)，以保證電腦中各配件工作在正常狀態(tài)下。比較常見的硬件監(jiān)控芯片有華邦公司的W83697HF和W83627HF，SMSC公司的LPC47

26、M172，ITE公司的IT8705F，ASUS公司的AS99172F等。圖3-16 硬件監(jiān)控芯片2.14 I/O接口面板主板上的I/O接口面板是CPU與外部設備進行數(shù)據(jù)交換的橋梁。主板外圍設備品種繁多，其相應的接口電路也各不相同，如今主板上自帶的I/O接口越來越齊全，如圖3-17所示。隨著USB設備的大量普及（USB鍵盤、USB鼠標主USB打印機等），PS/2、LPT和COM等低速接口終究會被USB接口所取代。圖3-17 I/O接口PS/2接口LPT接口COM接口USB2.0接口IEEE1394接口音頻接口RJ-45網(wǎng)絡接口三：主板的工作原理和基本故障分析開機過程： 主機板在未開機的情況下,一

27、般會有兩個部分在工作,.一部分是電腦主機板的RTC及CMOS電路,這部分電路負責保存主機板的系統(tǒng)時鐘和CMOS設置,一部分是ATX電源提供的+5V VSB電壓,它負責提供給南橋的待機電壓,使電腦主機板在開機之前一直處于待命狀態(tài).當按下電源開關按鍵時,電腦主機板南橋偵測到電源開關控制電壓降為0V時,南橋會輸出控制信號將ATX電源的PS-ON為低電平時就開啟整個電源, 各路電壓開始輸出給電腦主機板,這時PG信號也會被發(fā)送到CPU電路和南橋電路,CPU電路會產(chǎn)生出CPU的核心工作電壓;南橋則產(chǎn)生RESET信號給電腦主機板的各個模塊或設備,使之處于待工作狀態(tài).此時主機板的BIOS芯片里的自舉程序啟動,

28、它首先引導各個主機板上的設備進行上電自檢,包括CPU,內(nèi)存,顯示卡,硬盤,鼠標,鍵盤,軟驅(qū),打印機,光驅(qū)等,當這些設備自檢通過沒有問題后,電腦自舉完成,BIOS軟件自動尋找操作系統(tǒng)引導記錄,并由引導記錄進入操作系統(tǒng),把系統(tǒng)權(quán)交給操作系統(tǒng),從而完成整個啟動過程。3.1 CPU在主機板上的供電電壓及電路CPU是計算機的心臟,CPU核心供電電壓是CPU穩(wěn)定工作的基石.隨著晶體管的加工工藝的進步,CPU核心工作電電流也越來越大,現(xiàn)在主流CPU的工作電壓一般在1.1V-1.8V之間,最大工作電流已達到50A以上.導致了單相供電不能滿足CPU這種低電壓,大電流的需求,必須設計成多相供電來應付.DC的轉(zhuǎn)換有

29、兩種途徑(1)線性調(diào)節(jié);(2)開關穩(wěn)壓調(diào)節(jié).CPU的供電電路一般采取第二種供電模式.它的工作原理如下所示:該電路的工作過程如下:主機板通電后,ATX電源給主電源控制IC提供PG信號和+5V,+12V供電.主電源控制IC啟動內(nèi)部電路自動偵測VID0-VID4 5個引腳,通過偵測到的這5個引腳對地短路的方式的不同,決定輸出多高的電壓.主電源控制IC內(nèi)部根據(jù)該電壓輸出相應的調(diào)寬脈沖信號,該信號被從電源IC驅(qū)動后輸出控制開關場效應管的導通,截止時間.+12V電壓經(jīng)電感和電容組成的LC濾波電路后與開關管組成開關電路,從而輸出相應的CPU核心工作電壓.該電壓再經(jīng)電感和電容組成LC濾波電路后就可以直接提供給

30、CPU使用了.因為主電源控制IC輸出的是調(diào)寬脈沖來控制電壓的輸出,所以CPU這種供電電路稱為PWM（Pulse width Modulation） 電路,其特點是轉(zhuǎn)換效率高,響應速度快.為了保證CPU供電電壓的穩(wěn)定與安全，還在CPU電路上附加了反饋取樣電路，有的還采用了過壓，過流等保護電路。反饋取樣電路主要是為了保證CPU電壓的穩(wěn)定，它主要通過CPU的額定電壓相比較，過高則減少調(diào)寬脈沖的脈沖平頂，過低則增加調(diào)寬脈沖的脈沖平頂來調(diào)整開關場效應管的導通，截止時間，達到恒壓的目的。過流，過壓電路主要是為了保護CPU在電流過大或電壓過高時，不被損壞而設計的。在電腦主機板上CPU的核心工作電壓一般除了提

31、供給CPU外，還會提供給主機板的北橋和南橋兩個部分。3.2 CPU Socket的分類及CPU接口的主要信號2.2.1 常見的CPU Socket主要有以下幾種:Slot1;slot2;Socket7;Socket370;Socket423;Socket478;Lga775;Socket754; Socket939; Socket940等2.2.2 CPU Socket主要是與主機板的PCB連接的CPU接口,它有以下幾種信號及其作用:供電,復位,時鐘,控制信號,地址信號,數(shù)據(jù)信號等.2.2.3 CPU的復位信號是在CPU工作之前給CPU置零的一種電壓信號,沒有該信號,CPU就不能正常啟動工作了

32、,一般該信號在開機的瞬間有一個電平從低到高的變化.2.2.4 時鐘控制信號是控制整臺計算機正常有序工作的前提,沒有該信號,計算機就沒有指令,會動作錯亂,沒有規(guī)律,或者根本不聽指揮.2.2.5 地址信號是CPU對數(shù)據(jù)進行處理和調(diào)用并尋找該數(shù)據(jù)的依據(jù),2.2.6 數(shù)據(jù)信號就是CPU要處理和調(diào)用并尋找該數(shù)據(jù)的依據(jù)資料.2.2.7 控制信號是控制CPU按照用戶意圖進行工作的指令.3.3 北橋模塊的工作原理 北橋的英文簡稱為GMCH(Graphics Memory Controi Hub)j即圖象,內(nèi)存控制集線器,它的主要作用是與CPU,內(nèi)存條,南橋,AGP顯示卡等進行數(shù)據(jù)交換,是一個數(shù)據(jù)傳輸通道.南

33、橋AGP圖形處理內(nèi)存插槽VGA接口PCIETV-OUTCPU時鐘控制北 橋北橋的連接方框圖是: 北橋與各連接模塊的關系及關鍵信號：北橋的供電電壓一般有兩組或三組,一組由CPU的供電電壓提供,它直接取自CPU核心電壓;一組是AGP模塊的供電電壓,它是給AGP模塊工作時提供的供電電壓.一組是本身的供電電壓,一般為1.5V左右.如下圖:3. 4時鐘控制模塊的工作原理時鐘控制IC輸出的各種頻率是由14.318MHZ晶振提供的基準振蕩頻率進行分頻和倍頻得到的,然后傳送到主機板上的各個設備,讓各個設備可以正常地運行. 現(xiàn)時鐘生產(chǎn)廠商有如下幾種:RTM,ICS,CY等.主機板時鐘常見的型號有:(1)ICS系

34、列:950213AF,93725AF,950228BF,952607EF等.(2)其它系列:W211BH;W83194BR,RTM560;RTM360等. 注:只有VIA的芯片組才會用次時鐘IC為內(nèi)存提供時鐘信號,其它的都好似由北橋為內(nèi)存提供時鐘信號.時鐘控制的工作方框圖時鐘控制的主要信號 (1) CPU的頻率:隨CPU外頻的不同輸出不同的頻率, 如:100MHZ,133MHZ,166MHZ,200MHZ等. (2) 14.318MHZ晶振:輸出基準14.318MHZ頻率. (3) 北橋控制時鐘IC正常工作.與時鐘IC相互關聯(lián)的關系. (4) 輸出AGP圖形卡需要的66MHZ時鐘頻率. (5)

35、 一般情況下輸出33MHZ的PCI BUS時鐘. (6) 輸出南橋需要的33MHZ,24MHZ時鐘和控制USB的48MHZ的專 用時鐘頻率. (7) 輸出BIOS需要的33MHZ的工作時鐘. (8) 輸出I/O需要的33MHZ,24MHZ或100MHZ工作時鐘頻率. (9) 輸出AC97IC需要的24.576MHZ時鐘(有的則不需要時鐘控制IC 供給,由自身24.576MHZ晶振提供) (10) 輸出PCIE設備需要的100MHZ時鐘頻率. (11) 輸出內(nèi)存需要的時鐘,依據(jù)芯片組不同,內(nèi)存不同輸出不同的工作時鐘頻 率,一般VIA芯片組是由次時鐘IC提供時鐘頻率的.3.5內(nèi)存模塊的工作原理內(nèi)存

36、模塊的連接方框圖 3.6 AGP圖形顯示模塊的工作原理AGP的英文全稱是(Accelerated Graphics Port),中文意思是圖形加速處理端口.AGP的前身是PCI BUS,AGP顯示卡直接與北橋進行數(shù)據(jù)處理與傳輸,大大提高了圖形顯示的效果與速度.AGP的發(fā)展大致經(jīng)歷了3個階段,即AGP1.0,AGP2.0,AGP3.0在AGP發(fā)展的同時,為了兼顧消費者的利益,AGP規(guī)范的各種插槽一般是向下兼容,即4X插槽兼容2X插槽,8X插槽兼容4X插槽,但8X插槽不兼容2X插槽.即8X的顯示卡不能插到2X的卡槽上,不然會因電壓過高燒壞顯卡或損壞主機板.AGP1X,2X的供電電壓為3.3V,4X

37、的為1.8V,8X的為1.5V.3.7南橋模塊的工作原理南橋又名ICH(INPUT/OUTPUT CONTROL HUB)主要提供對K/B MOUSE(鍵盤鼠標控制器),RTC(實時鐘控制器),USB(通用串行總線),UTRA DMA33/66/100/133 EIDE數(shù)據(jù)傳輸方式和ACPI(高級電源管理)等I/O設備的支持.南橋主要的作用就是傳輸數(shù)據(jù)和管理外圍接口設備. 南橋的供電一般有3組:一組是CPU的核心供電電壓,它直接取自CPU的核心供電電路;二組是南橋的主供電電壓,現(xiàn)在較主流的南橋的南橋的主供電電壓為2.5V;三組是南橋RTC實時鐘供電電壓,所有的主板都采用了電池和電源供電電路,它

38、們都為3.3V. 3.8 I/O接口的模塊的工作原理3.9其他模塊PCI總線模塊的工作原理AC97模塊的工作原理USB模塊的工作原理K/B MOUSE 模塊的工作原理COM口模塊的工作原理LPT模塊的工作原理GAME的連接方框圖IDE模塊的工作原理3.10基本故障分析1主板啟動電容損壞故障現(xiàn)象：開機后，電腦沒有任何反應，顯示器黑屏，CPU風扇也不轉(zhuǎn)動。分析處理：可能是主板的啟動電容出了問題，電腦啟動時需要一個啟動裝置，此裝置大部分都在主板上，其中有一個啟動電容，如果這個電容被損壞，就會出現(xiàn)上述故障現(xiàn)象。拿起主板，仔細觀察，你會發(fā)現(xiàn)一個鐵質(zhì)的電解電容，它通常被一個金屬絲環(huán)繞住，特征明顯，很容易找

39、到，換一個好的電容，故障就會排除。2系統(tǒng)時鐘經(jīng)常變慢故障現(xiàn)象：一臺使用時間較長的電腦，出現(xiàn)系統(tǒng)時間變慢現(xiàn)象，多次較準，但不久后便會慢很多。分析處理：出現(xiàn)時鐘變慢的情況，大多數(shù)是主板電池電量不足造成的。如果更換電池后問題沒有解決，就要檢查主板的時鐘電路了。控制電腦系統(tǒng)時鐘的電路一般在電池附件，很像電子表中的石英電路。用無水酒精謹慎清潔電路，若故障還存在，需要檢查時鐘電路。3安裝第三條內(nèi)存后無法啟動系統(tǒng)故障現(xiàn)象：Intel 845D芯片組主板，提供三個DIMM內(nèi)存插槽，原來安裝有兩條內(nèi)存，一切正常，但是安裝第三條內(nèi)存后，系統(tǒng)不能正常啟動。分析處理：Intel 845D芯片組只提供4組Banks，即

40、可以支持兩條雙面內(nèi)存，或者一條雙面、兩條單面內(nèi)存。如果三個內(nèi)存插槽都使用了雙面內(nèi)存，則不能正常工作。主板故障的四種基本解決辦法主板是整個計算機系統(tǒng)中非常重要的部件，它可以說成是一臺計算機的基礎軀干，CPU、內(nèi)存、顯卡等其他配件都要安插在主板上以后才能進行正常的工作。另外，CPU及總線控制邏輯、BIOS芯片讀寫控制、系統(tǒng)時鐘發(fā)生器與時序控制電路、DMA傳輸與中斷控制、內(nèi)存及其讀寫控制、鍵盤控制邏輯、I/O總線插槽及某些外設控制邏輯也都集成在主板上。因此，主板發(fā)生故障的話將會嚴重的影響到整個PC機系統(tǒng)的正常工作。一般由計算機主板引起的常見故障表現(xiàn)為：開機加電顯示器呈黑屏狀態(tài)，揚聲器無聲響，鍵盤被封

41、鎖，硬盤驅(qū)動器不能引導等。一、清潔法用毛刷輕輕刷去主板上的贓物（如錫珠、錫渣等），另外，主板上一些插卡、芯片都采用了插腳形式，經(jīng)常會因為引腳氧化而造成接觸不良。對于這樣的情況，我們可以用橡皮擦去表面氧化層，然后再重新插接即可。二、觀察法 仔細的查看出現(xiàn)問題的主板，看看每個插頭、插座是否傾斜，電阻、電容的引腳是否相互虛連、芯片的表面是否燒焦或者開裂，主板上的錫箔是否有燒斷的痕跡出現(xiàn)。另外我們還要查看的就是，有沒有異物掉進主板的元器件之間。元件是否有錯、漏、反等。遇到有疑問的地方，可以借助萬用表量一下。三、拔插交換法 主機系統(tǒng)產(chǎn)生故障的原因很多，例如主板自身故障或I/O總線上的各種插卡的故障均可能

42、導致系統(tǒng)的運行不正常。采用拔插檢查的方式是確定故障在主板或I/O設備的簡捷方法。簡單點說也就是在關機的情況下將插卡逐塊拔出，每拔出一塊插卡后就開機觀察一下機器運行狀態(tài)，如果在拔出某塊插卡后計算機運行正常了，那故障原因就是該插卡有故障或相應的I/O總線插槽及負載電路有問題。若拔出所有插卡后計算機啟動仍不正常，則故障很有可能就出在主板上。采用拔插交換法實質(zhì)上就是將同型號插件板，總線方式一致、功能相同的插卡或同型號芯片相互交換，根據(jù)故障的變化情況判斷故障所在。此法多用于易拔插的維修環(huán)境，例如內(nèi)存在自檢的時候出錯，就可以交換相同的內(nèi)存芯片或內(nèi)存條來確定故障原因。四、電阻、電壓測量法 為防止出現(xiàn)意外，我

43、們還應該測量一下主板上的電源+5V與地（GND）之間的電阻值。最簡捷的方法就是測量芯片的電源引腳與地之間的電阻。在沒有插入電源插頭時，該電阻一般為300，最低的也不應該低于100。然后我們再測一下反向電阻值，可能略有差異，但相差不可以過大。如果正反向阻值都很小或接近導通，就說明主板上有短路現(xiàn)象發(fā)生，應該檢查短路的原因。一般，產(chǎn)生這類現(xiàn)象的原因有以下幾種 ： 1.主板上有被擊穿的芯片。一般說此類故障較難排除。例如TTL芯片（LS系列）的+5V連在一起，可吸去+5V引腳上的焊錫，使其懸浮，逐個測量，從而找出有故障的芯片。如果不采用吸掉焊錫而直接使用割線的方法，有可能會影響到主板的壽命。 2.主板上

44、有損壞的電阻電容。 3.主板上存有導電雜物。 當排除短路故障后，插上所有的I/O卡，測量+5V，+12V與地是否短路。特別是+12V與周圍信號是否相碰。如果手頭上正好有一塊同樣型號的主板時，也可以用測量電阻值的方法測板上的疑點，通過對比，可以很快的發(fā)現(xiàn)芯片故障所在。 如果在上述步驟還沒有見效時，可以將插上電源加電測量。一般測電源的+5V和+12V。當發(fā)現(xiàn)某一電壓值偏離標準太遠時，可以通過分隔法或割斷某些引線或拔下某些芯片再測電壓。當割斷某條引線或拔下某塊芯片時，若電壓變?yōu)檎?，則這條引線引出的元器件或拔下來的芯片就是故障所在。實踐最重要我們從上面的幾點可以看出來，計算機主板的故障分析和排除不僅

45、僅只是需要我們緊跟當前主板的制造和發(fā)展技術(shù)，而且還要熟悉和掌握PC機和主板的工作原理，不斷總結(jié)實際工作中的經(jīng)驗才是最重要的。四：考試習題一.選擇題1主板芯片組又稱邏輯控制芯片組，通常分為（A）。 A南橋芯片，北橋芯片B主，輔助C一級，二級D總線，時鐘2芯片組的主要生產(chǎn)廠家有（A,B,C,D）。AIntel公司BVIA公司CSIS公司DALi公司3主板的核心和靈魂是（C）。ACPU插座B擴展槽C芯片組DBIOS和CMOS芯片4AGP接口插槽可以插接下列哪種設備（C）。A聲卡B網(wǎng)卡C顯卡D硬盤5目前常用的硬盤和光驅(qū)數(shù)據(jù)線分別有（B,C）。A網(wǎng)路線 BIDE CSATA D電源線6以下那顆芯片是AM

46、D生產(chǎn)的（D）。 A B C D二.填空題1DDR 內(nèi)存插槽有240個觸點。2BIOS是主板上唯一可能被病毒攻擊的芯片。3芯片組的分類，按用途可分為： 服務器/工作站，臺式機、筆記本等類型。4臺式機芯片組要求有強大的性能，良好的兼容性，互換性和擴展性，對性價比要求也最高，并適度考慮用戶在一定時間內(nèi)的可升級性，擴展能力在三者中最高。三.判斷題1主板按結(jié)構(gòu)可分為ATX、BTX和AT主板，目前主流的是AT主板。（X）2BIOS芯片由主板上的電池供電，即使系統(tǒng)斷電，內(nèi)容也不會丟失。 （X）3主板性能的好壞直接影響整個系統(tǒng)的性能。（V）4主板上的CMOS電池不能更換。（X）四.問答題用一兩句話談談您將如何運用四種基本故障分