主板的主要結(jié)構(gòu)與工作原理課件

1主板架構(gòu)及工作原理2008年7月1主板架構(gòu)及工作原理2008年7月2Agenda1.主板基本架構(gòu)2.主要元件動(dòng)作原理

*CPU-CentralProcessingUnit*DDR-DoubleDataRateSDRAM(Memory)*Northbridge/Southbridge

2Agenda1.主板基本架構(gòu)3CPUP4/PIII/K7NorthBridge北橋SouthBridge南橋FWHVRMforCPUPowerSupplyConnectorAGP4XVRMforAGPIDE1&2USBLEDKeyboardMouseParallelSeriesFloppyDriveSIORJ45LANAC97audioCodecAMPCNRriserPCIslotsDDRClockGenerator100/133Mhz33MhzACLinkLPCBus66MhzHUBLink/Vlink/Zlink100/133/266MhzPCBasicArchitecture3CPUNorthBridgeSouthBridgeFW4CPU中央處理單元（CPU）是主機(jī)板的大腦，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的能力主要取決于CPU。

CPU本身包含數(shù)百萬個(gè)電晶體，以細(xì)微的線路負(fù)責(zé)執(zhí)行運(yùn)算、邏輯判斷以及控制各項(xiàng)設(shè)備等關(guān)鍵性任務(wù)。

主要由運(yùn)算器和控制器組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以分為控制單元邏輯單元和存儲(chǔ)單元三大部分,通過這三個(gè)部分的協(xié)調(diào)工作，就可以完成各種操作。按照其處理信息的字長(zhǎng),CPU可以分為：四位微處理器、八位微處理器、十六位微處理器、三十二位微處理器以及六十四位微處理器等等。4CPU中央處理單元（CPU）是主機(jī)板的大腦，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理5CPU是怎樣工作的？CPU的工作原理：CPU.其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為控制單元，邏輯單元和存儲(chǔ)單元三大部分。CPU的工作原理就象一個(gè)工廠對(duì)產(chǎn)品的加工過程：進(jìn)入工廠的原料（指令），經(jīng)過物資分配部門（控制單元）的調(diào)度分配，被送往生產(chǎn)線（邏輯運(yùn)算單元），生產(chǎn)出成品（處理后的數(shù)據(jù)）后，再存儲(chǔ)在倉(cāng)庫（存儲(chǔ)器）中，最后等著拿到市場(chǎng)上去賣（交由應(yīng)用程序使用）。

5CPU是怎樣工作的？CPU的工作原理：6CPU參數(shù)介紹CPU的外頻：外頻是CPU的基準(zhǔn)頻率，也叫前端總線頻率和系統(tǒng)總線頻率。P4之前的CPU外頻就是主板為CPU提供的基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率。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。6CPU參數(shù)介紹CPU的外頻：外頻是CPU的基準(zhǔn)頻率，也叫前7CPUCPU的主頻：CPU主頻也叫工作頻率，是CPU內(nèi)核電路的實(shí)際運(yùn)行頻率。基本上，CPU的主頻=CPU的外頻x倍頻系數(shù)?？偩€：CPU透過總線和電腦系統(tǒng)各單元聯(lián)系。依功能分為三種1.地址總線：指定資料存取的目的位址；2.數(shù)據(jù)總線：負(fù)責(zé)資料的傳送；3.控制總線：借此送出控制訊號(hào)，以控制地址總線和數(shù)據(jù)總線7CPUCPU的主頻：CPU主頻也叫工作頻率，是CPU內(nèi)核電8DDR(DoubleDataRate)雙倍數(shù)據(jù)速率結(jié)構(gòu),每個(gè)時(shí)鐘周期傳送兩個(gè)數(shù)據(jù)（上沿和下沿）何謂雙通道？

簡(jiǎn)單來說，就是芯片組可以在兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)通道上分別尋址、讀取

數(shù)據(jù)。這兩個(gè)相互獨(dú)立工作的內(nèi)存通道是依附于兩個(gè)獨(dú)立并行工作的，內(nèi)存帶寬陡增一倍。8DDR(DoubleDataRate)雙倍數(shù)據(jù)速率9DDRIVSDDRⅡOCD、9DDRIVSDDRⅡOCD、101011Northbridge/SouthbridgeMotherboard上面,CPU主要通過系統(tǒng)總線與北橋做溝通，完成數(shù)據(jù)、地址、控制訊號(hào)的傳輸.另外,CPU還有一些訊號(hào)直接與南橋做溝通,這些訊號(hào)是系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí),南橋發(fā)給CPU,讓CPU來做初始化、休眠、停止時(shí)鐘、或者各種中斷動(dòng)作.下面就主要介紹一下chipsets（Northbridge/Southbridge）11Northbridge/SouthbridgeMo12Northbridge芯片組(Chipset)是主板的核心組成部分，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（NorthBridge）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（HostBridge）。一般來說，芯片組的名稱就是以北橋芯片的名稱來命名的。北橋芯片負(fù)責(zé)與CPU的聯(lián)系并控制內(nèi)存、AGP、PCI數(shù)據(jù)在北橋內(nèi)部傳輸，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，DDRSDRAM以及RDRAM等等）和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC糾錯(cuò)等支持，整合型芯片組的北橋芯片還集成了顯示核心。

12Northbridge芯片組(Chipset)是主板的核13Northbridge北橋芯片就是主板上離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。因?yàn)楸睒蛐酒臄?shù)據(jù)處理量非常大，發(fā)熱量也越來越大，所以現(xiàn)在的北橋芯片都覆蓋著散熱片用來加強(qiáng)北橋芯片的散熱，有些主板的北橋芯片還會(huì)配合風(fēng)扇進(jìn)行散熱。因?yàn)楸睒蛐酒闹饕δ苁强刂苾?nèi)存，而內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)與處理器一樣變化比較頻繁，所以不同芯片組中北橋芯片是肯定不同的，當(dāng)然這并不是說所采用的內(nèi)存技術(shù)就完全不一樣，而是不同的芯片組北橋芯片間肯定在一些地方有差別。

13Northbridge北橋芯片就是主板上離CPU最近的芯14Northbridge由于已經(jīng)發(fā)布的AMDK8（現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)M2，以及更新的）核心的CPU將內(nèi)存控制器集成在了CPU內(nèi)部，于是支持K8芯片組的北橋芯片變得簡(jiǎn)化多了，甚至還能采用單芯片芯片組結(jié)構(gòu)。這也許將是一種大趨勢(shì)，北橋芯片的功能會(huì)逐漸單一化，為了簡(jiǎn)化主板結(jié)構(gòu)、提高主板的集成度，也許以后主流的芯片組很有可能變成南北橋合一的單芯片形式（事實(shí)上SIS老早就發(fā)布了不少單芯片芯片組）。

14Northbridge由于已經(jīng)發(fā)布的AMDK8（現(xiàn)在已15Southbridge

南橋芯片（SouthBridge）是主板芯片組的重要組成部分，一般位于主板上離CPU插槽較遠(yuǎn)的下方，PCI插槽的附近，這種布局是考慮到它所連接的I/O總線較多，離處理器遠(yuǎn)一點(diǎn)有利于布線。相對(duì)于北橋芯片來說，其數(shù)據(jù)處理量并不算大，所以南橋芯片一般都沒有覆蓋散熱片。南橋芯片不與處理器直接相連，而是通過一定的方式（不同廠商各種芯片組有所不同），與北橋芯片相連。

15Southbridge

南橋芯片（SouthBridg16Southbridge南橋芯片負(fù)責(zé)I/O總線之間的通信，如PCI總線、USB、LAN、ATA、SATA、音頻控制器、鍵盤控制器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制器、高級(jí)電源管理等，這些技術(shù)一般相對(duì)來說比較穩(wěn)定，所以不同芯片組中可能南橋芯片是一樣的，不同的只是北橋芯片。所以現(xiàn)在主板芯片組中北橋芯片的數(shù)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于南橋芯片。南橋芯片的發(fā)展方向主要是集成更多的功能，例如網(wǎng)卡、RAID、IEEE1394、甚至WI-FI無線網(wǎng)絡(luò)等等。

16Southbridge南橋芯片負(fù)責(zé)I/O總線之間的通信，17CPUNorthSouthAnalogVideo

OutSATAIDEUSBAC’97PCIEXPRESSConnectorRTL8100C&8110SB&811SCPCISLOTFWHSUPERI/OFSBLPCBUSRGBPCI-33HUBLINKSerialATAATA33/66/100/133USB1.0/2.0AC-linkIntelChipset(7267)DIMM1DIMM2DualchannelDDRIIVRMPCI17CPUNorthSouthAnalogSATAIDEUS18CPUNorthSouthPCI-ExpressX16IDEUSB1394controllerPCISLOTFWHSUPERI/OFSBLPCBUS16XPCI-33V-LinkDualATA33/66/100/133USB1.0/2.0VIAChipset(7255)LANDDRIIVRMPCI-ExpressX11XHDCodecALC883AC_linkSATASerialATA18CPUNorthSouthPCI-ExpressIDEU19Thankyou!19Thankyou!20主板架構(gòu)及工作原理2008年7月1主板架構(gòu)及工作原理2008年7月21Agenda1.主板基本架構(gòu)2.主要元件動(dòng)作原理

*CPU-CentralProcessingUnit*DDR-DoubleDataRateSDRAM(Memory)*Northbridge/Southbridge

2Agenda1.主板基本架構(gòu)22CPUP4/PIII/K7NorthBridge北橋SouthBridge南橋FWHVRMforCPUPowerSupplyConnectorAGP4XVRMforAGPIDE1&2USBLEDKeyboardMouseParallelSeriesFloppyDriveSIORJ45LANAC97audioCodecAMPCNRriserPCIslotsDDRClockGenerator100/133Mhz33MhzACLinkLPCBus66MhzHUBLink/Vlink/Zlink100/133/266MhzPCBasicArchitecture3CPUNorthBridgeSouthBridgeFW23CPU中央處理單元（CPU）是主機(jī)板的大腦，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的能力主要取決于CPU。

CPU本身包含數(shù)百萬個(gè)電晶體，以細(xì)微的線路負(fù)責(zé)執(zhí)行運(yùn)算、邏輯判斷以及控制各項(xiàng)設(shè)備等關(guān)鍵性任務(wù)。

主要由運(yùn)算器和控制器組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以分為控制單元邏輯單元和存儲(chǔ)單元三大部分,通過這三個(gè)部分的協(xié)調(diào)工作，就可以完成各種操作。按照其處理信息的字長(zhǎng),CPU可以分為：四位微處理器、八位微處理器、十六位微處理器、三十二位微處理器以及六十四位微處理器等等。4CPU中央處理單元（CPU）是主機(jī)板的大腦，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理24CPU是怎樣工作的？CPU的工作原理：CPU.其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為控制單元，邏輯單元和存儲(chǔ)單元三大部分。CPU的工作原理就象一個(gè)工廠對(duì)產(chǎn)品的加工過程：進(jìn)入工廠的原料（指令），經(jīng)過物資分配部門（控制單元）的調(diào)度分配，被送往生產(chǎn)線（邏輯運(yùn)算單元），生產(chǎn)出成品（處理后的數(shù)據(jù)）后，再存儲(chǔ)在倉(cāng)庫（存儲(chǔ)器）中，最后等著拿到市場(chǎng)上去賣（交由應(yīng)用程序使用）。

5CPU是怎樣工作的？CPU的工作原理：25CPU參數(shù)介紹CPU的外頻：外頻是CPU的基準(zhǔn)頻率，也叫前端總線頻率和系統(tǒng)總線頻率。P4之前的CPU外頻就是主板為CPU提供的基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率。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。6CPU參數(shù)介紹CPU的外頻：外頻是CPU的基準(zhǔn)頻率，也叫前26CPUCPU的主頻：CPU主頻也叫工作頻率，是CPU內(nèi)核電路的實(shí)際運(yùn)行頻率?；旧希珻PU的主頻=CPU的外頻x倍頻系數(shù)?？偩€：CPU透過總線和電腦系統(tǒng)各單元聯(lián)系。依功能分為三種1.地址總線：指定資料存取的目的位址；2.數(shù)據(jù)總線：負(fù)責(zé)資料的傳送；3.控制總線：借此送出控制訊號(hào)，以控制地址總線和數(shù)據(jù)總線7CPUCPU的主頻：CPU主頻也叫工作頻率，是CPU內(nèi)核電27DDR(DoubleDataRate)雙倍數(shù)據(jù)速率結(jié)構(gòu),每個(gè)時(shí)鐘周期傳送兩個(gè)數(shù)據(jù)（上沿和下沿）何謂雙通道？

簡(jiǎn)單來說，就是芯片組可以在兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)通道上分別尋址、讀取

數(shù)據(jù)。這兩個(gè)相互獨(dú)立工作的內(nèi)存通道是依附于兩個(gè)獨(dú)立并行工作的，內(nèi)存帶寬陡增一倍。8DDR(DoubleDataRate)雙倍數(shù)據(jù)速率28DDRIVSDDRⅡOCD、9DDRIVSDDRⅡOCD、291030Northbridge/SouthbridgeMotherboard上面,CPU主要通過系統(tǒng)總線與北橋做溝通，完成數(shù)據(jù)、地址、控制訊號(hào)的傳輸.另外,CPU還有一些訊號(hào)直接與南橋做溝通,這些訊號(hào)是系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí),南橋發(fā)給CPU,讓CPU來做初始化、休眠、停止時(shí)鐘、或者各種中斷動(dòng)作.下面就主要介紹一下chipsets（Northbridge/Southbridge）11Northbridge/SouthbridgeMo31Northbridge芯片組(Chipset)是主板的核心組成部分，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（NorthBridge）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（HostBridge）。一般來說，芯片組的名稱就是以北橋芯片的名稱來命名的。北橋芯片負(fù)責(zé)與CPU的聯(lián)系并控制內(nèi)存、AGP、PCI數(shù)據(jù)在北橋內(nèi)部傳輸，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，DDRSDRAM以及RDRAM等等）和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC糾錯(cuò)等支持，整合型芯片組的北橋芯片還集成了顯示核心。

12Northbridge芯片組(Chipset)是主板的核32Northbridge北橋芯片就是主板上離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。因?yàn)楸睒蛐酒臄?shù)據(jù)處理量非常大，發(fā)熱量也越來越大，所以現(xiàn)在的北橋芯片都覆蓋著散熱片用來加強(qiáng)北橋芯片的散熱，有些主板的北橋芯片還會(huì)配合風(fēng)扇進(jìn)行散熱。因?yàn)楸睒蛐酒闹饕δ苁强刂苾?nèi)存，而內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)與處理器一樣變化比較頻繁，所以不同芯片組中北橋芯片是肯定不同的，當(dāng)然這并不是說所采用的內(nèi)存技術(shù)就完全不一樣，而是不同的芯片組北橋芯片間肯定在一些地方有差別。

13Northbridge北橋芯片就是主板上離CPU最近的芯33Northbridge由于已經(jīng)發(fā)布的AMDK8（現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)M2，以及更新的）核心的CPU將內(nèi)存控制器集成在了CPU內(nèi)部，于是支持K8芯片組的北橋芯片變得簡(jiǎn)化多了，甚至還能采用單芯片芯片組結(jié)構(gòu)。這也許將是一種大趨勢(shì)，北橋芯片的功能會(huì)逐漸單一化，為了簡(jiǎn)化主板結(jié)構(gòu)、提高主板的集成度，也許以后主流的芯片組很有可能變成南北橋合一的單芯片形式（事實(shí)上SIS老早就發(fā)布了不少單芯片芯片組）。

14Northbridge由于已經(jīng)發(fā)布的AMDK8（現(xiàn)在已34Southbridge

南橋芯片（SouthBridge）是主板芯片組的重要組成部分，一般位于主板上離CPU插槽較遠(yuǎn)的下方，PCI插槽的附近，這種布局是考慮到它所連接的I/O總線較多，離處理器遠(yuǎn)一點(diǎn)有利于布線。相對(duì)于北橋芯片來說，其數(shù)據(jù)處理量并不算大，所以南橋芯片一般都沒有覆蓋散熱片。南橋芯片不與處理器直接相連，而是通過一定的方式（不同廠商各種芯片組有所不同），與北橋芯片相連。

15Southbridge

南橋芯片（SouthBridg35Southbridge南橋芯片負(fù)責(zé)I/O總線之間的通信，如PCI總線、USB、LAN、