计算机装配技术第3讲主板与总线课件

第3讲主板与总线计算机装配技术主要内容3.1概述3.2主板外形规格3.3芯片组体系结构介绍3.4芯片组主要生产厂商介绍3.5芯片组产品了解3.6总线主流主板外观微星P55-CD53技嘉GA-EP43T-UD3L北桥芯片IntelX58芯片南桥芯片IntelFW8280ATIIXP300ATIIXP450CMOSCMOS芯片CMOS设置界面3.2主板外形规格PC机主板有一些通用的外形规格，你了解它的发展过程吗？

新的外形规格实现了真正的标准化，增强了每种类型内部的可交换性

过时的外形规格现代的外形规格XTATXBaby-ATMicro-ATXFull-sizeATFlex-ATXLPXNLXBTXMicro-BTXPico-BTX3.2.1标准AT标准（Full-size）AT主板是符合原装IBMAT设计的主板。长约345mm，宽约300mm。通常这种规格也叫IBM-AT。这是因为这种规格的主板不仅是由IBM设计，而且是首先用在IBM-AT机上。随后的各兼容机都采纳了这种规格的主板形状。标准AT主板规范发布一段时间后，IBM稍微减小了一点标准AT主板的尺寸，众多兼容机厂商将此版本的主板拷贝生产，这就是著名的小AT主板（Baby-AT）。目前这两种规格的主板形状已不再使用。3.2.1标准ATIBMAT主板典型的Baby-AT主板3.2.2ATX典型的ATX主板3.2.2ATX典型的ATX主板外部I/O连接器面板3.2.2ATX3.2.4Flex-ATXFlex-ATX定义的主板尺寸是ATX主板族系中最小的外形规格最大宽度最大深度ATX305mm244mmMini-ATX284mm208mmMicro-ATX244mm244mmFlex-ATX229mm191mm3.2.4Flex-ATXFlex-ATX主板Flex-ATX只支持插座式处理器可以使用小型机箱和SFX电源，也可以使用标准ATX机箱以及标准的ATX电源3.2.5NLXNLX（NewLow-pro）的中文意思是新型小尺寸扩展扩展竖板和主板两部分组成，并且相对独立3.2.6BTXBTX（BalancedTechnologyExtended）的中文意思是平衡技术扩展

BTX具有如下特点：

针对散热和气流的运动，对主板的线路布局进行了优化设计支持Low-profile，也即窄板设计，系统结构将更加紧凑主板的安装更加简便，机械性能也将经过最优化设计3.2.6BTX处理器插座移到了机箱前部，芯片组在其后，通过风道式结构设计可以得到良好的散热内存插槽竖排，使气流可以顺着内存通过，有利于散热外部I/O连接器和扩展槽的位置与ATX相比交换了位置3.2.6BTXBTX（BalancedTechnologyExtended）的中文意思是平衡技术扩展BTX具有如下特点：针对散热和气流的运动，对主板的线路布局进行了优化设计支持Low-profile，也即窄板设计，系统结构将更加紧凑主板的安装更加简便，机械性能也将经过最优化设计3.2.7主板分解图CPU插座CPU的接口方式有卡式、触点式、针脚式等。对应到主板上就有相应的插槽类型。不同类型的CPU具有不同的CPU插槽，因此选择CPU，就必须选择带有与之对应插槽类型的主板。主板CPU插槽类型不同，在插孔数、体积、形状都有变化，所以不能互相接插。内存插槽内存插槽是主板上用来安装内存的地方。需要注意的是不同类型的内存插槽它们的引脚，电压，性能功能都是不尽相同的，不同的内存在不同的内存插槽上不能互相兼容。SDRAM插槽AGP插槽AGP（AccelerateGraphicalPort），加速图形接口。随着显示芯片的发展，PCI总线日益无法满足其需求。英特尔于1996年7月正式推出了AGP接口，它是一种显示卡专用的局部总线。AGP接口的发展经历了AGP1.0(AGP1X、AGP2X)、AGP2.0(AGPPro、AGP4X)、AGP3.0(AGP8X)等阶段，其传输速度也从最早的AGP1X的266MB/S的带宽发展到了AGP8X的2.1GB/S。由于AGP3.0显卡的额定电压为0.8—1.5V，因此不能把AGP8X的显卡插接到AGP1.0规格的插槽中。这就是说AGP8X规格与旧有的AGP1X/2X模式不兼容。而对于AGP4X系统，AGP8X显卡仍旧在其上工作，但仅会以AGP4X模式工作，无法发挥AGP8X的优势。PCI-E插槽PCI-Express是最新的总线和接口标准，简称PCI-E，采用了双单工和点对点串行连接，能提供更高的传输速率和质量。PCI-E技术规格允许实现X1，X2，X4，X8，X12，X16和X32通道规格，PCI-EX1和PCI-EX16已成为PCI-E主流规格。IDE插槽IDE的英文全称为“IntegratedDriveElectronics”，即“电子集成驱动器”，IDE接口有ATA33/66/100/133几种规格，主要用来连接硬盘和光驱等设备。SATA插槽SATA的全称是SerialAdvancedTechnologyAttachment（串行高级技术附件，串行硬件驱动器接口），是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盘接口规范。网卡芯片主板网卡芯片是指整合了网络功能的主板所集成的网卡芯片，与之相对应，在主板的背板上也有相应的网卡接口（RJ-45），板载网卡芯片以速度来分可分为10/100Mbps自适应网卡和千兆网卡，以网络连接方式来分可分为有线网卡和无线网卡，以芯片类型来分可分为芯片组内置的网卡芯片和主板所附加的独立网卡芯片。部分高档家用主板、服务器主板还提供了双板载网卡。声卡芯片板载声卡一般有软声卡和硬声卡之分。这里的软硬之分，指的是板载声卡是否具有声卡主处理芯片之分，一般软声卡没有主处理芯片，只有一个解码芯片，通过CPU的运算来代替声卡主处理芯片的作用。而板载硬声卡带有主处理芯片，很多音效处理工作就不再需要CPU参与了。CMOS芯片CMOS（ComplementaryMetalOxideSemiconductor），互补金属氧化物半导体，指保存计算机基本启动信息(如日期、时间、启动设置等)的芯片。CMOS由主板的电池供电，即使系统掉电，信息也不会丢失。CMOSRAM本身只是一块存储器，只有数据保存功能。电源芯片为CPU、芯片组、内存、PCI-E、AGP、声卡、网卡、USB总线等部件提供供电信号主板电源接口为主板及与主板连接的部件供电主板跳线在主板左下端靠近边缘的位置，有双行插针，即为主板跳线，主要连接电源开关按钮，复位开关按钮，电源指示灯，硬盘指示灯，扬声器等。主板跳线连接1.电源开关连接线

先从机箱面板连线上找到标有“powersw”的两针插头，然后插在主板上标有“pwrsw”或是“PWR”字样的插针上就可以了。2.复位开关连接线

先找到标有“RESETSW”的两针插头，然后插在主板上标有“Resetsw”或是“RSR”字样的插针上就可以了。3.电源指示灯连接线先找到标有“PowerLED”的三针插头，中间一根线空缺，两端分别是白绿两种颜色，然后将它插在主板上标有“PWRLED”或是“PLED”字样的插针上。有些主板上会标示“PLED+”和“PLED-”字样，我们只要将绿色的一端对应连接在PLED+插针上，白线连接在PLED-插针上。主板跳线连接4.硬盘指示灯连接线先找到标有“H.D.D.LED”的两针插头，将它插在主板上标有“HDDLED”或“IEDLED”字样的插针上。插时要注意方向性。一般主板会标有“HDDLED+”、“HDDLED-”，将红色一端对应连接在HDDLED+插针上，白色插在标有“HDDLED-”插针上。5.扬声器连接线先找到“SPEAKER”的四针插头，中间两根线空缺，两端分别是红黑两种颜色，将它插在主板上标有“SPEAKER”或是“SPK”字样的插针上。红色插正极，黑色插负极。但事实证明这两根线也是不分正负极的。主板背部接口键盘鼠标PS/2接口键盘和鼠标的PS/2接口，紫色的接键盘，绿色的是接鼠标。但根据Intel下一代的ICH10的南桥规格中，将会取消PS/2键盘鼠标接口，全面采用USB接口代替。此外还有一种比较少见的键鼠通用的PS/2接口，这个接口非常好辨认，就是一半为紫色，一半为绿色。并行接口LPT接口，是采用并行通信协议的扩展接口。标准并口的数据传输率为1Mbps，一般用来连接打印机、扫描仪等。所以并口又被称为打印口。并行接口设备的数据传输率很低，而且对于较为新型的外置式的USB或IEEE1394接口，并行接口在速度和兼容性方面都要落后很多。并行接口的产品目前已经逐渐被市场淘汰。串行接口串行接口，简称串口，也就是COM接口，是采用串行通信协议的扩展接口。通常用于连接鼠标和外置Modem以及老式摄像头和写字板等设备等。数据传输率是115kbps～230kbps，目前很多主板已开始取消该接口。USB接口USB是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。USB接口可用于连接多种外设，如鼠标、调制解调器和键盘等。USB自从1996年推出后，已成功替代串口和并口。主板USB接口跳线提供外接USB接口扩展IEEE1394接口IEEE1394，简称为1394。最早是由Apple公司开发的，最初称之为FireWire（火线）。IEEE于1995年正式制定该总线标准，由于IEEE1394的数据传输速率相当快，因此有时又叫它为“高速串行总线”。十分适合视频影像的传输，所以多用来连接摄像机E-SATA接口E-SATA是一种外置的SATA规范，通俗的说，它是通过特殊设计的接口能够很方便的与普通SATA硬盘相连，由于SATA2接口最大能提供3Gb/s的总线带宽，理论传输速度更是能达到375MB，远远超过主流USB2.0和IEEE1394等外部传输技术的速度USBPLUSUSBPLUS是E-SATA2.0(3Gbps)与USB2.0(480Mbps)的结合，解决了ESATA无法单线供电的问题，且又能兼容USB2.0，具有很好的通用性VGA接口VGA(VideoGraphicsArray)接口是一种常见的显示设备视频信号传输接口。一般是蓝色的，有15个针脚，分成三排，每排五个。工作原理是首先是将电脑内的数字信号转换为模拟信号，将信号发送到显示器，而显示器再将该模拟信号转换为数字信号。DVI接口DVI接口（DigitalVisualInterface数字视频接口）分为两种，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，可同时兼容模拟和数字信号。主板上一般采用DVD-I接口。DVI接口多见于21.5寸以上的显示器HDMI接口HDMI的英文全称是“High

DefinitionMultimedia”，中文的意思是高清晰度多媒体接口。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。非常适合连接大尺寸的液晶电视。S端子S端子是S-Video的简称，其全称是SeparateVideo，是视频信号专用输入输出接口。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，提供较高清晰度的输出效果。声卡接口音频输出端口（绿色）：用于连接耳机或者音箱等的音频接收设备。音源输入端口（蓝色）：用于可将录音机、音响等的音频输出端连接到此音频输入端口。麦克风端口（粉红色）：此端口用于连接到麦克风。声卡跳线提供声卡与前置音频接口的连接网络接口常见的接口主要有以太网的RJ-45接口、细同轴电缆的BNC接口和粗同轴电AUI接口、FDDI接口等。但应用在主板上的板载网络接口，则以RJ-45接口最为常见，该接口一般位于音频接口或USB接口附近。3.3芯片组体系结构芯片组是计算机的中枢神经系统任何有相同芯片组的主板，其功能是基本一致的目前芯片组的体系结构主要有以下两种：南北桥(North/SouthBridge)体系结构HUB体系结构3.3.1南北桥(North/SouthBridge)体系结构包括北桥和南桥两部分芯片组的名称通常以北桥芯片的名称来命名的北桥芯片通常负责CPU、内存和显卡三者间的“交通协调”，也决定了对这些部件的支持规格情况整合型芯片组的北桥芯片集成了图形芯片南桥芯片不与处理器直接相连，而是通过一定的方式与北桥芯片相连南桥芯片负责外部设备的数据处理与传输，也决定了主板对这些设备的支持规格情况不同芯片组中的南桥芯片可能是一样的，不同的只是北桥芯片超级I/O芯片将通常使用的外围设备的控制器都整合到一块芯片里3.3.1南北桥(North/SouthBridge)体系结构典型的南北桥体系主板3.3.2HUB体系结构包括MCH（GMCH）、ICH和FWH三部分MCH（GMCH）和ICH之间通过Hub-Link总线或DMI总线进行连接HUB结构具有以下几个优点：速度更快，Hub-Link的速率为266MB/s，DMI的速率为2.0GB/sPCI负载减少主板布线减少典型的HUB体系主板3.4芯片组主要生产厂商3.4.1Intel3.4.2NVIDIA3.4.3VIA3.4.4SiS3.4.1Intel430LX440FX440LX810440ZX-66440EX440BX430TX430VX430HX430FX440ZX-100815820820E850845865875848P9159259459559759469653.4.2NVIDIAnForce4IEnForcenForce2nForce4nForce3nForce500IEC51nForce500nForce600iC613.4.3VIAApolloVPlApolloMVP4ApolloMVP3ApolloVP2KX133KT133KT133AApolloProPlusApolloProApolloPro266TApolloPro133ApolloPro133TP4X266PT800P4X533P4X400P4X333PT890PT890KT266KT266AKT333KT400KT400AKT600KT880K8T800K8T890K8T900P4M9003.4.4SiSSiS公司的芯片组产品主要面向OEM厂商主攻中低端市场SiS是第一个设计制造单芯片主板的厂商SiS6XX系列芯片组支持Intel平台，SiS7XX系列芯片组支持AMD平台3.5.1Intel公司产品946系列提供对800MHzFSB的Core2Duo和PentiumD处理器的支持946系列芯片组所搭配的ICH芯片是ICH7系列946GZ芯片组系统结构

946系列946GZ946PL支持处理器类型Pentium4、PentiumD、CeleronD、Core2DuoFSB(MHz)800、533内存类型/频率DDR2533、DDR2667图形芯片是外部显卡接口PCIExpressx16ICHICH7USB接口USB2.0/8PATA接口ATA/100/1SATA接口SATA-300/4RAIDSATARAID0/1/5/10、IntelMatrixStorageTechnology（ICH7R）音频HDA3.5.1Intel公司产品3.5.1Intel公司产品965系列与945系列相比，965最大的改进就是增加了对Core2Duo处理器的良好支持。集成的图形芯片包括GMAX3000和GMA3000两种对DDR2800提供支持Intel对主板芯片组的命名规格做了一些改动965系列包括P965、G965和Q965Q963取消了对DDR2-800和PCI-Expressx16独立显卡的支持；和965搭配的ICH芯片是ICH8系列，分为四个不同的版本，分别是低端标准版ICH8、主流Raid版ICH8R、数字企业版ICH8-DO和数字家庭版ICH8-DH。与ICH7系列相比，ICH8系列新增加2个SATA接口（除ICH8以外），拥有10个USB2.0接口并采用双Hi-Speed控制器，首次南桥内置千兆网卡，放弃传统的AC97以及IDE接口支持。3.5.1Intel公司产品965系列Q965芯片组系统结构

965系列Q965P965G965Q963支持处理器类型Pentium4、PentiumD、CeleronD、Core2DuoFSB(MHz)1066、800、533内存类型/频率DDR2533、DDR2667、DDR800DDR2533、DDR2667图形芯片是是是外部显卡接口PCIExpressx16ICHICH8USB接口USB2.0/10SATA接口SATA-300/6（ICH8R、ICH8DO、ICH8DH）RAIDSATARAID0/1/5/10、IntelMatrixStorageTechnology（ICH8R、ICH8DO、ICH8DH））音频HDA3.5.1Intel公司产品3.5.1Intel公司产品X58系列3.5.2AMD公司产品AMD990FX芯片组CPU兼容性AMD速龙™、AMD速龙™II、AMD羿龙™、AMD羿龙™II、AMDFX™内存支持AM3接口主板支持DDR3AM3+接口主板支持DDR3PCIExpress®PCIExpress®2.0USB多达14个USB2.0接口SATA支持SATA6Gb/s设备3.5.3VIA公司产品威盛K8系列芯片组支持全部AMDAthlon64™处理器K8T890芯片组系统结构威盛K8T890特性3.5.3VIA公司产品特性威盛K8T890处理器支持AthlonFX/Athlon64/Sempron（939,940和754针）前端总线1GHz/16-bit（上行和下行）HyperTransportBusLinkPCIExpress图形支持PCIExpressx16图形内存支持直接整合到AMD64处理器的DDR内存控制器北桥芯片/南桥芯片连接UltraV-Link(1066MB/s)网络威盛Velocity™千兆以太网（PCI辅助控制器）PCI装置/插槽6个插槽SATA2通道串行ATA支持2SATA装置;两个附加

SATALite™接口（总共4个）高速USB8个接口3.5.3VIA公司产品K8T890芯片组的升级版采用VIA特有的RapidFire技术标准搭配的南桥芯片是VT82514个SATA-300接口支持RAID5K8T900芯片组系统结构威盛K8T900特性3.5.3VIA公司产品特性威盛K8T900处理器支持AthlonFX/Athlon64/Sempron（939,940和754针）前端总线1GHz/16-bit（上行和下行）HyperTransportBusLinkPCIExpress图形支持PCIExpress双x8显卡/PCIExpressx16显卡内存支持直接集成到AMD处理器的DDR内存控制器北桥芯片/南桥芯片连接UltraV-Link(1066MB/s)网络威盛Velocity™千兆以太网（PCI辅助控制器）PCI装置/插槽5个插槽SATA4通道串行ATA，支持4个SATA3.0Gb/s设备高速USB8个接口3.5.3VIA公司产品威盛PT890支持全系列Intel®Pentium®处理器和部分Core™2Duo处理器威盛PT890芯片组内建威盛独创的StepUp™存储技术，能够在同一片主板上同时支持DDR以及DDR2的内存标准威盛PT890芯片组具有高带宽V-Link总线，使芯片组北桥与南桥之间的传输速率达到533MB/秒。VIAPT890芯片组系统结构威盛PT890特性3.5.3VIA公司产品特性威盛

PT890处理器支持Intel®Pentium®4、Celeron和Core™2Duo处理器前端总线533MHzPCIExpress图形支持PCIExpressGraphicsx16内存支持单通道DDR2533/400DDR400/333/266北桥芯片/南桥芯片连接V-Link(533MB/sec)网络千兆以太网控制器PCI装置/插槽6个插槽SATA2xSATA150devices高速USB8个接口计算机系统部件间的互联方式：分散连接：各部件之间通过单独的线缆连接。总线连接：将各部件连到一组公共信息传输线上。3.6总线3.6总线总线就是一组电导线，直接印制到电路板上，延伸到各个部件。总线是计算机内数据传输的路径，将信息以一个或多个源部件传送到一个或多个目的部件的一组传输线。如果出现两个或两个以上部件向总线发出数据，会导致冲突，因此某一时刻只允许一个部件向总线发出信息，而允许多个部件同时从总线接收信息。3.6总线按总线的功能分为数据总线、地址总线和控制总线按传输数据的方式划分，可以分为串行总线和并行总线。按总线连接的部件分为处理器总线、存储器总线、I/O总线、连接器总线和特殊总线3.6.1处理器总线-FSB前端总线—FrontSideBus（FSB），是将CPU连接到北桥芯片的总线。前端总线是处理器与主板北桥芯片或内存控制集线器之间的数据通道，其频率高低直接影响CPU访问内存的速度。数据带宽=（总线频率×数据位宽）÷8(BPS)3.6.1主流平台前端总线频率Inter平台赛扬系列平台：800MHz奔腾双核系列平台：800MHz酷睿2双核7000系列平台：1066MHz酷睿2双核8000系列平台：1333MHz酷睿2四核系列平台：1333MHz酷睿i双核系列平台：1333MHz酷睿i四核系列平台：1333MHz3.6.1主流平台前端总线频率AMD平台闪龙双核系列平台：800MHz速龙64X2系列平台：1000MHz速龙64X27000系列平台：1800MHz羿龙X3系列平台：1800MHz羿龙X4系列平台：2600-3600MHz速龙IIX2系列平台：2000MHz羿龙IIX3系列平台：2000MHz羿龙IIX4系列平台：2000MHz3.6.1处理器总线-QPIIntel的QuickPathInterconnect技术缩写为QPI，译为快速通道互联。事实上它的官方名字叫做CSI，CommonSystemInterface公共系统界面，用来实现芯片之间的直接互联。QPI总线总带宽=QPI频率（每秒传输次数）×每次传输的有效数据（16bit）×2（双向）÷8(BPS)6.4GT/s的总带宽=6.4×16×2÷8=25.6GB/sQPI总线可实现多核处理器内部的直接互联，而无须像以前那样还要再经过FSB进行连接。CPU可直接通过内存控制器访问内存资源，而不是以前繁杂的“前端总线——北桥——内存控制器”模式。3.6.1处理器总线-QPIQPI总线示意图3.6.1处理器总线-HTHT是HyperTransport的简称，是AMDCPU到主板芯片之间的连接总线。HyperTransport被设计为两枚芯片间的连接，连接对象可以是处理器与处理器、处理器与芯片组、芯片组的南北桥等等处理器与北桥芯片的传输率可达到8GB/s。3.6.2I/O总线-PCIPCI总线1992年6月发布1.0版，最新版本为3.0，常见的是2.2版和2.3版支持是IntelPnP规范有多种PCI总线类型PCI总线类型总线宽度（bit）总线速度（MHz）带宽（MB/s）PCI3233133PCI66MHz3266266PCI64位6433266PCI66MHz/64位6466533PCI-X6413310663.6.2I/O总线-PCIPCI总线32位/33MHzPCI插槽（上）64位/66MHzPCI插槽（中）64位/33MHzPCI插槽（下）PCI插槽与ISA/EISA/AGP插槽的典型配置三种常见PCI插槽3.6.2I/O总线-AGPAGP总线专门用作高性能图形及视频支持Intel在1996年7月发布AGP规范1.0，最后版本是3.0，定义了AGP8x使用AGP可以使PCI主要去完成输入输出设备的数据传输AGP允许直接使用显卡访问系统内存需要注意AGP显卡与主板的兼容性AGPPro接口是用来增强，而不是取代原有AGP