第三章 微机的总线与主版

1、请点击鼠标观看请点击鼠标观看第三章第三章 微机的总线与主板微机的总线与主板 本章主要介绍系统总线、本章主要介绍系统总线、控制芯片组、常见主板、控制芯片组、常见主板、主板的结构等主板的结构等。 第 2 页计算机硬件技术基础本章学习的重点及要求本章学习的重点及要求总线的功能、定义和分类总线的功能、定义和分类掌握掌握ISA、VESA、PCI和和AGP总线的规格和特点总线的规格和特点熟悉芯片组（南桥和北桥芯片）的基本功能熟悉芯片组（南桥和北桥芯片）的基本功能掌握掌握Intel等的常用芯片组的基本特点等的常用芯片组的基本特点熟悉主板构成和各部分的功能熟悉主板构成和各部分的功能了解主板的技术术语和特点了解

2、主板的技术术语和特点掌握主板上各个设备接口的用途掌握主板上各个设备接口的用途第 3 页计算机硬件技术基础3.1 总线系统总线系统总线的定义：总线的定义： 总线就是各种信号线的集合，是计算机各部总线就是各种信号线的集合，是计算机各部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通路。件之间传送数据、地址和控制信息的公共通路。通常根据传送信号的不同将它们分别称为地址通常根据传送信号的不同将它们分别称为地址(address bus)(address bus)、数据、数据(data bus)(data bus)和控制和控制(Control bus)(Control bus)三大总线。三大总线。 采用总线结构便于

3、部件和设备的扩充，尤其采用总线结构便于部件和设备的扩充，尤其制定了统一的总线标准则容易使不同设备间实现制定了统一的总线标准则容易使不同设备间实现互连。互连。 第 4 页计算机硬件技术基础总线的构成总线的构成 总线是数据总线、地址总线和控制总线的总称。总线是数据总线、地址总线和控制总线的总称。 数据总线数据总线传送的是数据信号，可双向传送。它的线数即传送的是数据信号，可双向传送。它的线数即总线宽度取决于系统采用的总线宽度取决于系统采用的CPU的字长指标。系统总线的字长指标。系统总线的宽度是指其数据线的位数。的宽度是指其数据线的位数。 地址总线地址总线传送的是内存（或传送的是内存（或I/O接口）的

4、地址信号，单向接口）的地址信号，单向传送。它的线数与系统采用的传送。它的线数与系统采用的CPU的地址线宽度一致，的地址线宽度一致，它决定了它决定了CPU直接寻址的内存容量。直接寻址的内存容量。 控制总线控制总线传送的是传送的是CPU和其它控制芯片发出的各种控制和其它控制芯片发出的各种控制信号，如：读信号，如：读/写周期写周期W/R、指令、指令/代码传送代码传送D/C、存储器或、存储器或IO口访问口访问M/IO和系统复位和系统复位Reset等。等。第 5 页计算机硬件技术基础总线的分类总线的分类片内总线片内总线 在在CPU内部，寄存器之间和算术逻辑部件内部，寄存器之间和算术逻辑部件ALU与控制部

5、件之间传输数据所用的总线与控制部件之间传输数据所用的总线称为片内总线（即芯片内部的总线）称为片内总线（即芯片内部的总线）片外总线片外总线 是是CPU与内存与内存RAM、ROM和输入和输入/输出输出设备接口之间进行通讯的通路。本节主要设备接口之间进行通讯的通路。本节主要介绍片外总线。介绍片外总线。第 6 页计算机硬件技术基础片外总线片外总线 片外总线通常指主板上传输数据的通道，就物理片外总线通常指主板上传输数据的通道，就物理特性而言就是一些并行的印刷电路导线。特性而言就是一些并行的印刷电路导线。 片外总线一般分为：片外总线一般分为： 系统总线（也叫前端总线系统总线（也叫前端总线FSB） 通常是指

6、通常是指CPU的的I/O接口单元与系统内存、接口单元与系统内存、L2 Cache和主板芯片组之间的数据、指令等传输通道。和主板芯片组之间的数据、指令等传输通道。 I/O总线总线 I/O总线用于总线用于CPU与其他部件的连接，实际中与其他部件的连接，实际中I/O总总线是通过系统总线连接到线是通过系统总线连接到CPU的。的。第 7 页计算机硬件技术基础详细说明前端总线详细说明前端总线 前端总线的英文名字是前端总线的英文名字是Front Side Bus，通常用，通常用FSB表示，表示，是将是将CPU连接到北桥芯片的总线。计算机的前端总线频率连接到北桥芯片的总线。计算机的前端总线频率是由是由CPU和

7、北桥芯片共同决定的。和北桥芯片共同决定的。 北桥芯片负责联系内存、显卡等数据吞吐量最大的部北桥芯片负责联系内存、显卡等数据吞吐量最大的部件，并和南桥芯片连接。件，并和南桥芯片连接。CPU就是通过前端总（就是通过前端总（FSB）连接）连接到北桥芯片，进而通过北桥芯片和内存、显卡交换数据。到北桥芯片，进而通过北桥芯片和内存、显卡交换数据。前端总线是前端总线是CPU和外界交换数据的最主要通道，因此前端和外界交换数据的最主要通道，因此前端总线的数据传输能力对计算机整体性能作用很大，如果没总线的数据传输能力对计算机整体性能作用很大，如果没足够快的前端总线，再强的足够快的前端总线，再强的CPU也不能明显提

8、高计算机整也不能明显提高计算机整体速度。目前体速度。目前PC机上所能达到的前端总线频率有机上所能达到的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz几种，前端总线频率越几种，前端总线频率越大，代表着大，代表着CPU与北桥芯片之间的数据传输能力越大，更与北桥芯片之间的数据传输能力越大，更能充分发挥出能充分发挥出CPU的功能。现在的的功能。现在的CPU技术发展很快，运算技术发展很快，运算速度提高很快，而足够大的前端总线可以保障有足够的数速度提高很快，而足够大的前端总线可以保障有足够的数据供给给据供给给CPU，较低的前端总线将无法供给足够的数据给，较低的前端总线将

9、无法供给足够的数据给CPU，这样就限制了，这样就限制了CPU性能得发挥，成为系统瓶颈。性能得发挥，成为系统瓶颈。第 8 页计算机硬件技术基础外频与前端总线频率的区别外频与前端总线频率的区别 前端总线的速度指的是前端总线的速度指的是CPU和北桥芯片间总线的速度和北桥芯片间总线的速度，更实质性的表示了更实质性的表示了CPU和外界数据传输的速度。而外频的概和外界数据传输的速度。而外频的概念是建立在数字脉冲信号震荡速度基础之上的，也就是说，念是建立在数字脉冲信号震荡速度基础之上的，也就是说，100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一万万次，它外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一万万次，它更多的更多的

10、影响其它总线的频率影响其它总线的频率。之所以前端总线与外频这两。之所以前端总线与外频这两个概念容易混淆，主要的原因是在以前的很长一段时间里个概念容易混淆，主要的原因是在以前的很长一段时间里（主要是在（主要是在Pentium 4出现之前和刚出现出现之前和刚出现Pentium 4时），前端时），前端总线频率与外频是相同的，因此往往直接称前端总线为外总线频率与外频是相同的，因此往往直接称前端总线为外频，最终造成这样的误会。随着计算机技术的发展，人们频，最终造成这样的误会。随着计算机技术的发展，人们发现前端总线频率需要高于外频，因此采用了发现前端总线频率需要高于外频，因此采用了QDR（Quad Dat

11、e Rate）技术，或者其他类似的技术实现这个目前。这些）技术，或者其他类似的技术实现这个目前。这些技术的原理类似于技术的原理类似于AGP的的2X或者或者4X，它们使得前端总线的频，它们使得前端总线的频率成为外频的率成为外频的2倍、倍、4倍甚至更高，从此之后前端总线和外频倍甚至更高，从此之后前端总线和外频的区别才开始被人们重视起来。的区别才开始被人们重视起来。 第 9 页计算机硬件技术基础内存总线速度内存总线速度 内存总线速度或者叫系统总路线速度，内存总线速度或者叫系统总路线速度，一般等同于一般等同于CPU的外频。内存总线的速度对的外频。内存总线的速度对整个系统性能来说很重要，由于内存速度的整

12、个系统性能来说很重要，由于内存速度的发展滞后于发展滞后于CPU的发展速度，为了缓解内存的发展速度，为了缓解内存带来的瓶颈，所以出现了二级缓存，来协调带来的瓶颈，所以出现了二级缓存，来协调两者之间的差异，而内存总线速度就是指两者之间的差异，而内存总线速度就是指CPU与二级与二级(L2)高速缓存和内存之间的工作高速缓存和内存之间的工作频率。频率。 第 10 页计算机硬件技术基础微机总线之间的关系微机总线之间的关系系统总线I/O总线 RAM控制器（含在芯片组）控制器（含在芯片组）L2CacheI/O设备驱动器键盘鼠标适配器等CPUCPU第 11 页计算机硬件技术基础3.1.1 总线的主要参数总线的主

13、要参数3.1.2 系统总线系统总线3.1.3 I/O总线总线3.1.4 ISA总线总线3.1.5 PCI总线总线3.1.6 AGP总线总线第 12 页计算机硬件技术基础3.1.1 总线的主要参数总线的主要参数总线的位宽总线的位宽 总线宽度指的是可以同时发送的数据总线宽度指的是可以同时发送的数据位数。位宽越宽则总线每秒数据传输率越大。位数。位宽越宽则总线每秒数据传输率越大。总线的工作时钟频率总线的工作时钟频率 总线的工作时钟频率以总线的工作时钟频率以MHz为单位，工作频率越高则总为单位，工作频率越高则总线工作速度越快。线工作速度越快。总线的带宽总线的带宽 带宽实质上指的是给定时间内可以发送的最大

14、数据量，带宽实质上指的是给定时间内可以发送的最大数据量，即我们常说的每秒钟传送多少即我们常说的每秒钟传送多少MB的最大稳态数据传输率。的最大稳态数据传输率。 总线带宽总线带宽=总线的位宽总线的位宽总线的工作时钟频率。总线的工作时钟频率。 第 13 页计算机硬件技术基础3.1.2 系统总线系统总线 系统总线在早期称为局域总线（系统总线在早期称为局域总线（local bus），），最新的叫法中称为前端总线（最新的叫法中称为前端总线（FSB）用于连接）用于连接CPU与与RAM（一般是（一般是L2-cache）。在主板上系统）。在主板上系统总线是主干，其它总线是其支干。在微机主板总线是主干，其它总线是

15、其支干。在微机主板上的系统总线一般都是根据特定类型的上的系统总线一般都是根据特定类型的CPU设设计的。系统总线的速度要求与其连接的电子部计的。系统总线的速度要求与其连接的电子部件的速度与一致。件的速度与一致。第 14 页计算机硬件技术基础现代现代CPU系统总线特性系统总线特性CPU主板芯片主板芯片Chip set系统总线速度系统总线速度CPU 速度速度Intel Pentium II82440BX82440GX100 MHz350, 400, 450 MHzAMD K6-2Via MVP3ALi 100 MHz250, 300, 400 MHzIntel Pentium II Xeon8245

16、0NX100 MHz450, 500 MHzIntel Pentium IIIi815i820133 MHz600, 667 MHz and upAMD AthlonVIA KT133200 MHz600 - 1000 MHzIntel Pentium82850、82801400MHZ1.4GHz以上以上第 15 页计算机硬件技术基础3.1.3 I/O总线总线 I/O总线用于总线用于CPU 与除与除RAM之外的其之外的其它部件的连接，它部件的连接， 微机主要微机主要I/O设备如显卡、设备如显卡、硬盘存储设备、高速网卡与硬盘存储设备、高速网卡与CPU、内存、内存及设备之间的数据交换都是通过及设备

17、之间的数据交换都是通过I/O总线总线完成的。在传输速度上完成的。在传输速度上I/O总线的速度要总线的速度要比系统总线低得多。比系统总线低得多。第 16 页计算机硬件技术基础 I/O总线的逻辑结构总线的逻辑结构 CPU北桥RAMAGP南桥PCIUSB键盘PS2系统总线（前端总线）ISAI/O总线EIDE网卡其它适配器COM1COM2LPT第 17 页计算机硬件技术基础 ISA总线，较早期使用的低速总线，现已总线，较早期使用的低速总线，现已逐渐被淘汰。逐渐被淘汰。PCI总线，目前使用最广泛的高速总线。总线，目前使用最广泛的高速总线。USB总线，新型高速串行总线。总线，新型高速串行总线。AGP总线总

18、线 ，用于显示卡的高速总线。，用于显示卡的高速总线。 第 18 页计算机硬件技术基础3.1.4 ISA总线总线 ISA总线的主要特点和性能指标总线的主要特点和性能指标 8位位ISA扩展扩展I/O插槽由插槽由62个引脚组成，用于个引脚组成，用于8位的插卡；位的插卡；8/16位的位的扩展插槽除了具有一个扩展插槽除了具有一个8位位62线的连接器外，还有一个附加的线的连接器外，还有一个附加的36线连线连接器，这种扩展接器，这种扩展I/O插槽既可支持插槽既可支持8位的插卡，也可支持位的插卡，也可支持16位插卡。位插卡。 ISA总线的主要性能指标如下总线的主要性能指标如下 :I/O地址空间地址空间0100

19、H-03FFH 24位地址线可直接寻址的内存容量为位地址线可直接寻址的内存容量为16MB 8/16位数据线位数据线 62+36引脚引脚 最大位宽最大位宽16位位(bit) 最高时钟频率最高时钟频率8MHz 最大稳态传输率最大稳态传输率16MB/s 中断功能 DMA通道功能 第 19 页计算机硬件技术基础3.1.5 PCI总线总线 PCI (Peripheral Component Interconnect)(Peripheral Component Interconnect)总线主总线主要是为了满足对高速的图形图像传输与显示的要求而开要是为了满足对高速的图形图像传输与显示的要求而开发的一种先进

20、的高性能发的一种先进的高性能32位局部总线标准，也是目前最位局部总线标准，也是目前最流行的流行的PC扩展总线标准。目前该总线可分为扩展总线标准。目前该总线可分为PCIPCI.0.0和和PCI 2.0PCI 2.0。PCI1.0PCI1.0为位总线，时钟频率为位总线，时钟频率MHzMHz，总，总线最大传输率为线最大传输率为MB/SMB/S，而，而PCI PCI 2.02.0为位总线，时钟频率为位总线，时钟频率MHzMHz，最大传输率，最大传输率MB/S,MB/S,目前最新版本为目前最新版本为PCI 2.1PCI 2.1。 第 20 页计算机硬件技术基础PCI的特点的特点 在在CPU和外设之间插入

21、了一个复杂的管理层，以协调和外设之间插入了一个复杂的管理层，以协调数据传输并提供总线接口。数据传输并提供总线接口。由于采用了信号缓冲，由于采用了信号缓冲，PCI能支持种外设，并在高能支持种外设，并在高时钟频率下保持最高的传输速率。时钟频率下保持最高的传输速率。PCI芯片将大量系统功能高度集成节省联接逻辑电路，芯片将大量系统功能高度集成节省联接逻辑电路，使硬件成本大为降低。使硬件成本大为降低。PCI总线能够自动配置参数，支持总线能够自动配置参数，支持PCI总线扩展板和部总线扩展板和部件。件。PCI能支持线性突发的数据传送模式，以确保总线更有能支持线性突发的数据传送模式，以确保总线更有效地利用频带

22、宽，不断地满载数据进行传送，减少无谓效地利用频带宽，不断地满载数据进行传送，减少无谓的寻址操作。的寻址操作。另外另外PCI独特的同步操作及对总线主控功能，可确保独特的同步操作及对总线主控功能，可确保CPU能与总线同步操作，无须等待后者完成任务，有助能与总线同步操作，无须等待后者完成任务，有助于改善于改善PCI的性能。的性能。第 21 页计算机硬件技术基础3.1.6 AGP总线总线 AGP（Accelerated Graphics Port）是）是Intel公司开公司开发的新一代图形总线标准。它是建立在发的新一代图形总线标准。它是建立在PCI基础基础上专门针对上专门针对3D图形处理而开发的高性能

23、图形总线。图形处理而开发的高性能图形总线。 它支持的它支持的AGP插槽可以插入符合该规范的插槽可以插入符合该规范的AGP插卡。其视频信号的传输速率可以从插卡。其视频信号的传输速率可以从PCI的的132MB/s提高到提高到266MB/s（1模式）现最高可达模式）现最高可达2128MB/s（8模式）模式） 。 第 22 页计算机硬件技术基础AGP的性能特点的性能特点 AGP是一种在系统芯片集和图形芯片之是一种在系统芯片集和图形芯片之间的高速点对点连接通道。间的高速点对点连接通道。AGP的设计使的设计使得图形子系统可以以较高的速度访问系统得图形子系统可以以较高的速度访问系统内存，利用系统内存完成内存

24、，利用系统内存完成3D渲染任务。渲染任务。 借助借助AGP连接，图形芯片可以通过系统芯连接，图形芯片可以通过系统芯片直接操作系统内存，操作速度相当于内片直接操作系统内存，操作速度相当于内存总线的速度，与存总线的速度，与PCI总线相比，可以减少总线相比，可以减少等待时间并提高性能。等待时间并提高性能。第 23 页计算机硬件技术基础AGP相对与相对与PCI的改进的改进 1.对内存的读写操作实行流水线处理，充分利用等待的时对内存的读写操作实行流水线处理，充分利用等待的时延，大大的增加了读内存的速度，使其与写内存的速度延，大大的增加了读内存的速度，使其与写内存的速度相当。而在相当。而在PCI中，读内存

25、的速度只是写内存速度的一中，读内存的速度只是写内存速度的一半。半。 2.使总线上的地址信号与数据信号分离，一方面充分利用使总线上的地址信号与数据信号分离，一方面充分利用了读写请求与数据传输之间的空闲，使总线的效率达到了读写请求与数据传输之间的空闲，使总线的效率达到最大；另一方面可以有效的分配系统资源，避免了死锁最大；另一方面可以有效的分配系统资源，避免了死锁的发生。的发生。 3.可以达到可以达到133MHz的数据传输速率，这样数据吞吐速度的数据传输速率，这样数据吞吐速度可达到可达到533MB/s。由于达到了这么高的传输速率，便可。由于达到了这么高的传输速率，便可以将图形内存的数据调入系统内存，

26、从而大大减轻了图以将图形内存的数据调入系统内存，从而大大减轻了图形内存的压力，而形内存的压力，而PCI总线的速度只有总线的速度只有33MHz，最大吞，最大吞吐率只有吐率只有133MB/s。第 24 页计算机硬件技术基础AGP总线的总线的DIMEDIME原理原理 DIME(Direct Memory Excute )直接内存执行，就是直接内存执行，就是直接用系统的内存作为直接用系统的内存作为Texture材质的存放空间，材质的存放空间，来增加来增加3D显示卡所需的显存，并降低显示卡的成显示卡所需的显存，并降低显示卡的成本。本。 由于由于PCI是一个是一个33MHz的的32bit扩展槽，数据频扩展

27、槽，数据频宽仅有宽仅有33*32/8=132MB/sec,通过通过PCI卡访问内存速度卡访问内存速度太慢，无法达到太慢，无法达到实时的实时的3D 运算运算的要求。采用的要求。采用AGP 总线，带宽高达总线，带宽高达528MB/sec,这跟显示芯片组访问显这跟显示芯片组访问显卡内存的带宽一样。卡内存的带宽一样。AGP可以直接取用系统内存可以直接取用系统内存来当作自己的来当作自己的local memory,来存放所需的材质来存放所需的材质（texture）资料。内存的资料直接传送到显示芯）资料。内存的资料直接传送到显示芯片上处理，所以叫做片上处理，所以叫做Direct Memory Excute。

28、第 25 页计算机硬件技术基础AGP总线的总线的DIMEDIME原理原理图形控制器显存（4-32M)RAMDAC图型显示卡AGP总线控制芯片（北桥）内存RAMCPUCPU系统总线前端总线TextureCacheDIME第 26 页计算机硬件技术基础PCI Express插槽插槽第 27 页计算机硬件技术基础PCI Express插槽插槽 PCI-Express是最新的总线和接口标准，是由英特是最新的总线和接口标准，是由英特尔提出的，英特尔的意思是它代表着下一代尔提出的，英特尔的意思是它代表着下一代I/O接口标准。交由接口标准。交由PCI-SIG（PCI特殊兴趣组织）认特殊兴趣组织）认证发布后才

29、改名为证发布后才改名为“PCI-Express”。这个新标准。这个新标准将全面取代现行的将全面取代现行的PCI和和AGP，最终实现总线标，最终实现总线标准的统一。它的主要优势就是数据传输速率高，准的统一。它的主要优势就是数据传输速率高，目前最高可达到目前最高可达到10GB/s以上，而且还有相当大的以上，而且还有相当大的发展潜力。发展潜力。PCI Express也有多种规格，从也有多种规格，从PCI Express 1X到到PCI Express 16X，能满足现在和将来，能满足现在和将来一定时间内出现的低速设备和高速设备的需求。一定时间内出现的低速设备和高速设备的需求。能支持能支持PCI Ex

30、press的主要是英特尔的的主要是英特尔的i915和和i925系列芯片组。当然要实现全面取代系列芯片组。当然要实现全面取代PCI和和AGP也也需要一个相当长的过程，就象当初需要一个相当长的过程，就象当初PCI取代取代ISA一一样，都会有个过渡的过程。样，都会有个过渡的过程。第 28 页计算机硬件技术基础第5章 主板系统故障维修第28页 共72页主板总线与接口主板总线与接口常用接口：SATA 2.0接口带宽为3.0Gbit/sSATA使用点对点传输协议，不存在硬盘设备的主从问题，并且每个驱动器独享接口带宽，SATA支持设备热插拔。第 29 页计算机硬件技术基础主板总线与接口主板总线与接口常用接口

31、：ATA-133标准的IDE接口采用的接口型式，带宽为133MB/s，主要用于连接硬盘和光驱。 第 30 页计算机硬件技术基础主板总线与接口主板总线与接口常用接口：键盘接口、鼠标接口、RS-232接口、LPT接口、软驱接口等。光纤SPDIFeSATA1394aUSBRJ45同轴电缆SPDIF第 31 页计算机硬件技术基础3.2 主板的控制芯片组主板的控制芯片组 芯片组芯片组(chip sets)是是CPU与其它周边沟通的桥梁。芯片与其它周边沟通的桥梁。芯片是整个电脑的控制中心。由芯片来联系是整个电脑的控制中心。由芯片来联系CPU 和其他周边和其他周边设备的运作。芯片组是主板的灵魂和核心，芯片组

32、性能设备的运作。芯片组是主板的灵魂和核心，芯片组性能的优劣，决定了主板性能的好坏与级别的高低。的优劣，决定了主板性能的好坏与级别的高低。CPUCPU控制芯片组RAMPCIEIDEROM-BIOS,RTC键盘PS/2,IrDACOM,LPT第 32 页计算机硬件技术基础南北桥的功能南北桥的功能 芯片组就是主板的大脑，人的大脑分为左脑和芯片组就是主板的大脑，人的大脑分为左脑和右脑，芯片组也是由北桥芯片与南桥芯片所组成。右脑，芯片组也是由北桥芯片与南桥芯片所组成。 北桥北桥芯片控制的是系统总线、芯片控制的是系统总线、L2 Cache、AGP总总线，决定着支持内存的类型及最大容量，是否支持线，决定着支

33、持内存的类型及最大容量，是否支持AGP高速图形接口及高速图形接口及ECC数据纠错等。数据纠错等。 南桥南桥负责对负责对USB、DMA33/66 EIDE 传输和传输和ACPI（高级能源管理）和大部分的（高级能源管理）和大部分的I/O设备（包括键盘、设备（包括键盘、鼠标、串并口、软驱等）控制和支持。鼠标、串并口、软驱等）控制和支持。第 33 页计算机硬件技术基础3.2.1 芯片组功能综述芯片组功能综述 ISA总线（总线（16位）位）IrDAIrDA键盘键盘PS/2(PS/2(鼠鼠) )LPTLPTCOM(COM(串）串）软驱软驱系统总线（系统总线（64位）位）PCI总线（总线（32位）位）L2C

34、acheCPURAMAGP北桥北桥EIDE1USB2EIDE2USB1南北桥结构芯片组南桥南桥I/O控制器控制器第 34 页计算机硬件技术基础550MHzIDE2Pentium III北桥北桥440BXAGP南桥南桥PIIX4ECMOS & RTCUSB超级超级I/OIDE1COM1COM2LPT1550MHzL1CacheL2Cache处理机总线处理机总线 100MHz100MHzPCI 总线总线 33MHzPCI 插槽插槽ISA插槽插槽硬件实验箱硬件实验箱ISA总线总线 8MHz内存条内存条ROM BIOS显显示示器器硬盘硬盘光驱光驱软驱软驱键盘鼠标键盘鼠标打印机打印机MODEM6

35、6MHz显卡显卡第 35 页计算机硬件技术基础3.2.2 芯片组介绍芯片组介绍 到目前为止，能够生产芯片组的厂到目前为止，能够生产芯片组的厂家有家有INTEL（美国英特尔）、（美国英特尔）、VIA（中国台湾威（中国台湾威盛）、盛）、SiS（中国台湾矽统科技）、（中国台湾矽统科技）、ULI（中国（中国台湾宇力）、台湾宇力）、Ali（中国台湾扬智）、（中国台湾扬智）、AMD（美（美国超微）、国超微）、NVIDIA（美国英伟达）、（美国英伟达）、ATI（加拿（加拿大大 已被已被AMD收购）、收购）、ServerWorks（美国）、（美国）、IBM（美国）、（美国）、HP（美国）等为数不多的几家，（美

36、国）等为数不多的几家，其中以英特尔和其中以英特尔和NVIDIA以及以及AMD的芯片组最为的芯片组最为常见。常见。 第 36 页计算机硬件技术基础不同领域对芯片组的要求不同领域对芯片组的要求 台式机芯片组台式机芯片组要求有强大的性能，良好的兼容性，要求有强大的性能，良好的兼容性，互换性和扩展性，对性价比要求也最高，并适度考虑用互换性和扩展性，对性价比要求也最高，并适度考虑用户在一定时间内的可升级性，扩展能力在三者中最高。户在一定时间内的可升级性，扩展能力在三者中最高。 在最早期的在最早期的笔记本笔记本设计中并没有单独的笔记本芯片设计中并没有单独的笔记本芯片组，均采用与台式机相同的芯片组，随着技术

37、的发展，组，均采用与台式机相同的芯片组，随着技术的发展，笔记本专用笔记本专用CPU的出现，就有了与之配套的笔记本专用的出现，就有了与之配套的笔记本专用芯片组。笔记本芯片组要求较低的能耗，良好的稳定性，芯片组。笔记本芯片组要求较低的能耗，良好的稳定性，但综合性能和扩展能力在三者中却也是最低的。但综合性能和扩展能力在三者中却也是最低的。 服务器服务器/工作站芯片组工作站芯片组的综合性能和稳定性在三者的综合性能和稳定性在三者中最高，部分产品甚至要求全年满负荷工作，在支持的中最高，部分产品甚至要求全年满负荷工作，在支持的内存容量方面也是三者中最高，能支持高达十几内存容量方面也是三者中最高，能支持高达十

38、几GB甚甚至几十至几十GB的内存容量，而且其对数据传输速度和数据的内存容量，而且其对数据传输速度和数据安全性要求最高，所以其存储设备也多采用安全性要求最高，所以其存储设备也多采用SCSI接口而接口而非非IDE接口，而且多采用接口，而且多采用RAID方式提高性能和保证数据方式提高性能和保证数据的安全性。的安全性。第 37 页计算机硬件技术基础市场情况分析市场情况分析 在台式机的英特尔平台上，英特尔自家的在台式机的英特尔平台上，英特尔自家的芯片组占有最大的市场份额，而且产品线齐芯片组占有最大的市场份额，而且产品线齐全，高、中、低端以及整合型产品都有，其全，高、中、低端以及整合型产品都有，其它的芯片

39、组厂商它的芯片组厂商VIA、SIS、ULI以及最新加入以及最新加入的的ATI和和NVIDIA几家加起来都只能占有比较小几家加起来都只能占有比较小的市场份额。的市场份额。第 38 页计算机硬件技术基础市场情况分析市场情况分析 在在AMD平台上，平台上，AMD在收购在收购ATI以后，也开以后，也开始像始像INTEL一样，走向了自家芯片组配自一样，走向了自家芯片组配自家家CPU的组合，产品现在不但多，而且市的组合，产品现在不但多，而且市场份额也不小，而曾经场份额也不小，而曾经AMD平台上最大的平台上最大的芯片组供应商芯片组供应商VIA已经基本上在市场上看已经基本上在市场上看不到，而不到，而SIS与与

40、ULI依旧是扮演配角，主要依旧是扮演配角，主要也是在中、低端和整合领域。也是在中、低端和整合领域。第 39 页计算机硬件技术基础市场情况分析市场情况分析 笔记本方面，英特尔平台具有绝对的优势，所以英特尔笔记本方面，英特尔平台具有绝对的优势，所以英特尔自家的笔记本芯片组也占据了最大的市场份额，其它厂自家的笔记本芯片组也占据了最大的市场份额，其它厂家都只能扮演配角以及为市场份额极小的家都只能扮演配角以及为市场份额极小的AMD平台设计平台设计产品。服务器产品。服务器/工作站方面，英特尔平台更是绝对的优势工作站方面，英特尔平台更是绝对的优势地位，英特尔自家的服务器地位，英特尔自家的服务器/工作站芯片组

41、产品占据着绝工作站芯片组产品占据着绝大多数的市场份额，但在基于英特尔架构的高端多路服大多数的市场份额，但在基于英特尔架构的高端多路服务器领域方面，务器领域方面，IBM和和HP却具有绝对的优势，只不过都是却具有绝对的优势，只不过都是只应用在本公司的服务器产品上而名声不是太大罢了；只应用在本公司的服务器产品上而名声不是太大罢了；而而AMD服务器服务器/工作站平台由于市场份额较小，以前主要工作站平台由于市场份额较小，以前主要都是采用都是采用AMD自家的芯片组产品，现在也有部分开始采自家的芯片组产品，现在也有部分开始采用用NVIDIA的产品。值得注意的是，曾经在基于英特尔架的产品。值得注意的是，曾经在

42、基于英特尔架构的服务器构的服务器/工作站芯片组领域风光无限的工作站芯片组领域风光无限的ServerWorks在在被被Broadcom收购之后已经彻底退出了芯片组市场；而收购之后已经彻底退出了芯片组市场；而ULI也已经被也已经被NVIDIA收购，也极有可能退出芯片组市场。收购，也极有可能退出芯片组市场。第 40 页计算机硬件技术基础3.3.1 主板的组成部件主板的组成部件1.印刷电路板印刷电路板2. CPU插座（或插槽）插座（或插槽）3. 主板芯片组主板芯片组4. PCI总线插槽总线插槽5. AGP插槽槽插槽槽6. 主板电源插座主板电源插座7. 内存插槽内存插槽8. IDE接口与软驱接口接口与软

43、驱接口9. AMR、CNR和和NCR插槽插槽10.各种外部设备输入各种外部设备输入 输出端口输出端口11. BIOS芯片芯片12. CMOS芯片芯片13. 跳线或跳线或DIP开关开关第 41 页计算机硬件技术基础1.印刷电路板印刷电路板 主板所用的印刷电路板（主板所用的印刷电路板（PCB）是由几层树脂材料粘）是由几层树脂材料粘合在一起的，内部采用铜箔走线。一般的合在一起的，内部采用铜箔走线。一般的PCB线路板分线路板分有四层，最上和最下的两层是信号层，中间两层是接地有四层，最上和最下的两层是信号层，中间两层是接地层和电源层。层和电源层。主信号层接地层电源层辅助信号层主信号层接地层内部信号层电源

44、层1电源层2辅助信号层(a)四层印刷电路板(b)六层印刷电路板第 42 页计算机硬件技术基础 CPU插座用于插座用于CPU芯片的插入，主流的芯片的插入，主流的CPU插座主要有插座主要有SOCKET370和和SOCKET A两两种，其中种，其中SOCKET370支持的是支持的是PIII及新赛扬，及新赛扬，CYRIXIII等处理器，而等处理器，而SOCKET A支持的则是支持的则是AMD的毒龙及雷鸟等处理器。的毒龙及雷鸟等处理器。2.CPU插座（或插槽）插座（或插槽）第 43 页计算机硬件技术基础3.主板芯片组主板芯片组 主板芯片组是主板的灵魂与核心，主板芯片组是主板的灵魂与核心，它主要由南桥芯片（它主要由南桥芯片（SOUTH BRIDGE）和北桥芯片（和北桥芯片（SORTH BRIDGE）组成。）组成。其中北桥芯片是