第2章主板-计算机组装

第2章主板熟悉主板的组成知识目标了解主板的分类熟悉主板芯片组能够识别主板的核心元器件及接口技能目标能够根据需要选购合适的主板第2章主板2.1主板的组成2.2主板的分类2.3主板芯片组2.4主板的选购2.1主板的组成2.1.1PCB基板2.1.2CPU插座或插槽2.1.3控制芯片组2.1.4内存插槽2.1.5总线扩展槽2.1.6硬盘、光驱、软驱接口2.1.7板载芯片2.1主板的组成2.1.8BIOS芯片和CMOS芯片2.1.9电源插座2.1.10电源供电单元2.1.11跳线开关2.1.12输入输出接口2.1.13机箱面板指示灯及控制钮插件2.1.1PCB基板主板的平面是一块PCB印制电路板，分为四层板和六层板，为了节约成本，现在的主板多为四层板：主信号层、接地层、电源层、此信号层。而六层板增加了辅助电源层和中信号层。六层PCB的主板抗电磁干扰能力更强，主板也更加稳定。2.1.2CPU插座或插槽

主板上最醒目的接口便是CPU插座（Socket）（或插槽Slot），是用来安装CPU的接口可以分为Socket插座和Slot插槽。1、Socket插座Socket插座是一个方形插座，插座上分布着数量不等的针脚孔或金属触点，它是目前最流行的CPU接口。常见的有支持AMDAthlon64系列CPU的SocketAM2（940个针脚孔），如图2.3（a）所示。Socket775插座（775个金属触点），如图2.3（b）所示。CPU接口类型不同，插座结构也就不同。

2.1.2CPU插座或插槽图2.3（a）SocketAM2图2.3（b）Socket7752.1.2CPU插座或插槽（2）Slot插槽 安装Slot架构的CPU主板上要提供相应的Slot架构插槽。如SlotA，如图2.4所示。

图2.4SlotA架构插槽2.1.3控制芯片组主板系统中，起重要作用的则是主板上的逻辑控制芯片组（Chipset），芯片组是主板的核心组成部分。芯片组的功能和主板上BIOS中存储的BIOS程序性能是决定主板品质和技术特性的关键因素。

控制芯片组一般由两片芯片组成，按照在主板上的排列位置的不同，通常分为北桥芯片和南桥芯片。

目前芯片组正向更高级的加速集线架构发展，即中心控制式芯片组。它将一些子系统如IDE接口、音效、Modem和USB直接接入主芯片，能够提供比PCI总线宽一倍的带宽，达到了266MB/s。

芯片组是主板上除CPU外尺寸最大的芯片，采用表面封装（PQFP）形式焊接在主板上或采用引脚网状阵列（PGA）封装形式插入主板的插槽中。2.1.4内存插槽内存插槽分为SIMM和DIMM两种。目前SIMM已被淘汰。采用DIMM的内存条有SDRAM、RDRAM、DDRSDRAM、DDR2SDRAM、DDR3SDRAM几种。其中SDARM使用168Pin接口，内存插槽有两个非对称缺口；DDR和RDRAM采用184Pin接口，内存插槽只有1个缺口；如图2.5所示。图2.5内存插槽2.1.4内存插槽

DDR2、DDR3采用240Pin接口，内存插槽只有1个缺口，但两者位置不同。如图2.6所示。图2.6DDR2和DDR3内存插槽DDR2DDR32.1.5总线扩展槽总线是构成计算机系统的桥梁，是各个部件之间进行数据传输的公共通道。总线扩展插槽用于扩展PC机的功能，也被称为I/O插槽，大部分主板都有1～8个扩展槽。总线扩展槽是总线的延伸，也是总线的物理体现，在它上面可以插入任意的标准选件，如显卡、声卡、网卡等。1、ISA扩展槽ISA（IndustryStandardArchitrcture）是工业标准体系结构的意思，它是IBM公司在PC机中最早推出的一种总线标准。数据总线宽度为16位，工作频率为8MHz，数据传输率最高为8MB/s。ISA扩展槽为黑色且长度最长。目前ISA总线早已经被淘汰。2.1.5总线扩展槽2、PCI扩展槽PCI扩展槽为白色且长度较短，PCI扩展槽仅能插PCI接口卡，如PCI显卡、PCI声卡、PCI网卡等。如图2.7所示。PCI插槽图2.7PCI和PCIExpressX1、X16图2.8AGP4X插槽PCI-EX1PCI-EX16AGP4X插槽2.1.5总线扩展槽3、PCIExpress扩展槽PCIExpress总线是第三代输入/输出总线，PCIExpress最基本的物理串行连接被称为X1模式，PCIExpress还提供了扩展带宽模式（分别为：X2、X4、X8、X12、X16、X32）。PCIExpressX16模式最大能为显示卡提供4GB/s带宽。如图2.7所示为PCIExpressX1和X16扩展槽。2.1.5总线扩展槽4）AGP接口插槽AGP插槽的形状与PCI扩展槽相似，位置在PCI插槽的右边偏低，为褐色。AGP插槽只能插显卡，因此在主板上AGP接口只有一个，如图2.8所示。PCI插槽图2.7PCI和PCIExpressX1、X16图2.8AGP4X插槽PCI-EX1PCI-EX16AGP4X插槽2.1.5总线扩展槽5）、AMR插槽和CNR插槽AMR是主板上一个褐色的插槽，比AGP插槽短许多，如图2.9所示。

可以实现软件音频功能和软件调制解调器功能。CNR（CommunicationNetworkRiser通信网络插卡）是AMR的升级产品，从外观上看，它比AMR稍长一些，而且两者的针脚也不相同，所以两者不兼容，如图2.10所示。图2.9AMR插槽图2.10CNR插槽2.1.6硬盘、光驱、软驱接口1、IDE（IntegratedDeviceElectronics，集成设备电子部件）接口也称PATA接口，主要用于连接IDE硬盘和IDE光驱，如图2.11所示。

增强型IDE（EnhancedIDE）是WesternDigital为取代IDE而开发的接口标准。与IDE相比，EIDE具有支持大容量硬盘、可连接四台EIDE设备、数据传输快等优点。图2.11IDE接口插槽2.1.6硬盘、光驱、软驱接口2、软盘驱动器接口插座主板上的软驱接口一般为一个34针双排针插座，标注为Floppy、FDC或FDD。一些主板为了方便用户正确插入电缆插头，把未使用的第5针取消，形成了不对称的33针软驱接口插座以区分连接方向，如图2.11所示。随着USB设备的普及，目前有些主板已不再提供软驱接口。图2.11IDE接口插槽2.1.7板载芯片采用板载芯片可以有效降低成本，提高产品的性价比，如图2.13所示。（1）I/O控制芯片（2）时钟频率发生器（3）RAID控制芯片（4）网卡控制芯片（5）声卡控制芯片（6）电源管理芯片（7）USB2.0/IEEE1394控制芯片图2.13I/O控制芯片2.1.8

BIOS芯片和CMOS芯片

BIOS（BasicInput/OutputSystem，基本输入/输出系统），它是安装在主板上的一个FlashROM芯片，其中固化保存着计算机系统最重要的基本输入/输出程序、系统CMOS设置程序、开机上电自检程序和系统启动自举程序，为计算机提供最低级的、最直接的硬件控制。目前主板BIOS有三大类型：AWARD、AMI和PHOENIX，不过AWARD已将PHOENIX收购，出现了PHOENIX-AWARDBIOS。如图2.14所示。图2.14BIOS芯片2.1.8

BIOS芯片和CMOS芯片

CMOS是计算机主板上的一块可读写的RAM芯片，用来保存当前系统的硬件配置和用户对某些参数的设定（如BIOS参数），开机时看到的系统检测过程（如主板厂商信息和各种系统参数信息的显示等）就是CMOS中设定程序的执行。CMOS芯片可由主板的电池供电，即使关闭机器，信息也不会丢失。2.1.9电源插座

计算机电源通过电缆连接主板电源接口为主板供电，电源接口类型依电源版本或标准而定。目前，ATX电源插座是24芯双列插座，如图2.15所示。该插座具有方向性，可以有效防止误插，并且能固定电源，避免因为接头松动导致主板在工作状态下突然断电。在软件的配合下，ATX电源可以实现软件关机和通过键盘、Modem远程唤醒开机等电源管理功能。图2.15主板电源24芯插座2.1.10电源供电单元

主板的供电单元系统是指CPU、内存和显卡供电的单元，起作用是对电源传送过来的电流进行电压的转换，将电压转换至CPU所能接受的内核电压值，保证CPU在高频、大电流工作状态下稳定地运行，以及对主机电源传送过来的电流进行整形和过滤，滤除各种杂波和干扰信号以保证计算机的稳定工作。2.1.11跳线开关

跳线开关简称跳线（Jumper），是控制电路板上电流流动的小开关，如图2.16所示。跳线由两部分组成，一部分是固定在电路板上的，由两根或两根以上金属跳针组成，另一部分是“跳线帽”，这是一个可以活动的部件，外层是绝缘塑料，内层是导电材料，可以插在跳线针上面，将两根跳线针连接起来。另外，还有使用DIP开关实现跳线设置的主板，如图2.17所示。它的功能和普通跳线是一样的，只是把小跳线做成了开关。图2.16主板跳线开关图2.17主板DIP开关2.1.12输入输出接口

目前主板上常见的输入输出接口有：串口、并口、USB接口、鼠标接口、键盘接口、IEEE1394接口等。如图2.18所示。图2.18主板外部接口2.1.12输入输出接口1、串行口插座

串行口（SerialPort）也叫COMPORT（CommunicationPort，即通信口）。串口是所有计算机都具备的I/O接口。串口在品牌微机上常用“Serial”表示，在有2个串口的微机上则分别标为COM1和COM2，或者SerialA和SerialB。2、并行口插座并行口（ParallelPort）由于主要连接打印机（Pinter），也称打印口（LPT、PRN）。如图2.18所示。并口的连接器采用25针D型插头插座。2.1.12输入输出接口3、USB接口插座USB是UniversalSerialBus(通用串行总线)的缩写，是一个D型4引脚插座，如图2.23所示。它支持热插拔，实现了即插即用。USB是逐渐广泛使用并逐步代替串、并口的一种高速串行I/O接口。4、PS/2接口

PS/2接口因最初应用于IBMPS/2微机而得名，它是一个6针微型DIN接口。如图2.18所示。其中紫色的接键盘，绿色的接鼠标。传输速度比串行接口稍快。2.1.12输入输出接口5、IEEE1394接口 IEEE1394接口是高速串行接口，Apple公司称该接口位火线（FireWire）IEEE1394接口有6针（如图2.19所示）和4针（如图2.20所示）两种类型，也就是常说的大口和小口。6角形的接口为6针，小型四角形接口则为4针。6-PIN接口包含4条信号线和2条电源线，不需要额外供电，而4-PIN接口只有信号线。图2.19IEEE1394接口及线缆（6针）图2.20IEEE1394接口及线缆（4针）2.1.12输入输出接口6、eSATA接口

eSATA就是“外置”版的SATA，它是用来连接外部而非内部SATA设备。例如拥有eSATA接口，可以轻松地将SATA硬盘与主板的eSATA接口连接，而不用打开机箱更换SATA硬盘。目前很多台式的主板上已经提供了eSATA接口。如图2.21所示。7、RJ-45网络接口

主板上的板载网络接口几乎都是RJ-45接口。如图2.22所示。RJ-45接口应用于以双绞线为传输介质的以太网中，有8芯线。网卡上自带有两个状态指示灯，通过这两个指示灯可判断网卡的工作状态。2.1.12输入输出接口8、声卡接口目前主板中常见的音频接口分为两种，如图2.23所示的8声道（6个3.5mm插孔）或如图2.24所示的6声道（3个3.5mm插孔）。图2.21eSATA接口图2.22RJ-45接口图2.238声道接口图2.246声道2.1.12输入输出接口9、光纤音频接口

光纤音频接口（TosLink，全名ToshibaLink）是日本东芝（TOSHIBA）公司开发并设定的技术标准，在大多数视听器材的背板上有Optical作标识。现在几乎所有的数字影音设备都具备这种格式的接头。目前在某些型号主板也配备了光纤音频接口，如图2.25所示。10、同轴音频接口同轴音频接口（Coaxial）的标准为SPDIF（Sony/PhilipsDigitalInterFace），是由索尼公司与飞利浦公司联合制定的，在视听器材的背板上有Coaxial作标识，主要提供数字音频信号的传输。目前在某些型号主板也配备了单个输出的接口（黄色），如图2.26所示。而有某些主板提供完整的输入（红色）、输出接口（黄色）。如图2.27所示。2.1.12输入输出接口图2.25光纤音频接口图2.26同轴音频输出接口图2.27同轴音频接口

2.1.12输入输出接口11、VGA接口VGA接口是一种最常见的显示设备视频信号传输接口，主要连接显示器。一般是蓝色的，有15个针脚，也叫做D-sub接口。多见于显卡或拥有集成显示核心的主板上。如图2.28所示。图2.28VGA、DVI-I、HDMI接口插座2.1.12输入输出接口12、DVI接口DVI接口主要连接LCD等数字显示设备。目前，DVI接口有两种，一个是DVI-D接口，只能接收数字信号；另外一种则是DVI-I接口，如图2.28所示，可同时兼容模拟和数字信号。考虑到兼容性问题，目前在多数主板上一般只会采用DVD-I接口，这样可以通过转换接头连接到普通的VGA接口。13、HDMI接口

HDMI（HighDefinitionMultimedia，高清晰度多媒体接口）。新型的主板和显示卡上开始配备HDMI接口插座，如图2.28所示。只需要一条HDMI线，便可以同时传送影音信号，而不像现在需要多条线材来连接。HDMI接口可以提供高达5Gbps的数据传输带宽，可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。2.1.12输入输出接口14、S端子S端子(SeparateVideo，简称S-Video)是视频信号专用输入输出接口。如图2.29所示。可用于输出视频信号至电视，S端子采用亮度和色度分离输出设计，克服了视频节目复合输出时的亮度和色度的互相干扰，提供较高清晰度的输出效果。图2.29S端子接口2.1.13机箱面板指示灯及控制按钮插针主板上有一组插针接口，机箱面板上的电源开关、重置开关、电源指示灯、键盘锁、硬盘指示灯，都连接到该组插针上。2.2主板的分类2.2.1按主板支持CPU的类型分类2.2.2按照主板的机构分类2.2.1按主板支持CPU的类型分类它是指能在该主板上使用的CPU类型。每种类型的CPU在接口类型、封装、主频、工作电压等方面都有差异，尤其是在速度上差异很大，只有采用与主板支持CPU类型相同的CPU，二者才能配套工作。

特别要注意的是，用一名称的CPU由于内核不同，能支持他的芯片组也不相同，与这种CPU配套的主板也不相同。2.2.2按主板的结构分类主板按结构标准主要分为ATX、BabyAT、BTX和NLX等类型。主流结构是ATX，早先的BabyAT结构已很少使用，只有个别用户在对其原来的AT型机箱升级时才使用。至于NLX结构的主板，市场上没有零售的，由于它的结构小巧特殊，可以使用体积较小的机箱，所以一般仅用于国外品牌机。2.2.2按主板的结构分类1、AT主板AT是一种主板尺寸大小和结构的规范，因AT主板首先应用在IBMPC/AT机上而得名，已成为一种工业标准。AT主板尺寸为32cm×30cm（长×宽），以键盘插座所处边为上沿。AT标准尺寸的主板现在已经淘汰。BabyAT为袖珍尺寸的AT主板，比AT主板小，因而得名。很多原装机的一体化主板首先采用此主板结构。BabyAT（Mini型AT）主板是从最早的AT主板继承来的，它的大小为26.5cm×22cm（长×宽），比AT主板略长，而宽度大大窄于AT主板。BabyAT主板使用AT或ATX电源。

2.2.2按主板的结构分类2.ATX主板ATX（ATeXternal，扩展的AT主板规范）是Intel公司首创并得到广大主板厂商响应的主板结构规范，如图2.30所示。标准ATX主板19cm×30.5cm（长×宽），使用ATX电源，符合ATX标准的主板上集成了常用的功能芯片和I/O端口。ATX主板提供7个I/O槽（1个槽共享），需要配合专门的ATX机箱，它是广泛采用的主板结构。

图2.30ATX主板2.2.2按主板的结构分类3.BTX主板结构BTX（BalancedTechnologyeXtended）主板也是ATX主板的改进版，但对系统结构进行了重新设计。BTX结构采用了独特的可扩展系统外形，来满足数字家庭和数字办公室等市场的更低价位需求。由于BTX架构把系统最主要的组件都安排在主板的上部，因此减小主板的尺寸只需要去掉多余的外围设备扩展槽便可实现，picoBTX就仅保留了一条外围设备扩展槽，如图2.31所示

图2.31BTX主板2.2.2按主板的结构分类4.NLX主板NLX主板是一种低侧面主板，标准尺寸为32.5cm×22.5cm（长×宽），使用专用机箱，采用AT或ATX电源。它支持各类微处理器技术，支持新的AGP接口，支持高内存技术，提供了更多的系统级设计和灵活的集成能力。这种设计上的灵活性允许系统设计者快速完成主板的拆装，