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主板维修教程  

2008-01-05 14:51:41|  分类: 主板 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一、 认 识 主 板   

主板是电脑主机中最大的一块电路板,也有母板、主机板等名称。主板是电脑的中枢,它为CPU、内存及各种功能卡(如声卡、显卡、网卡等)提供安装插座;为各种存储设备(如打印机、扫描仪、数码相机)等外设提供接口。电脑就是通过主板将CPU等各种器件和外部设备有机地结合起来,形成一套完整的系统,因此电脑的整体运行速度和稳定性在相当程度上取决于主板的性能。

  主板实际上是由多层树脂材料粘合在一起的,内部采用铜箔走线“名为迹线”,一般典型的PCB(印刷电路板即主板)共设有四层,最上一层和最下一层为“信号层”。中间两层分别叫做“接地层”和“电源层”。将接地和电源层放在中间主要是为了更容易地对信号线进行修正。注:CPU引脚数量超过 425Pin时,就要求主板采用六层设计以防止信号线之间产生相互干扰。PCB上“迹线”的布局和长度对主板能否长期稳定运行有着至关重要的影响。

  虽然目前的主板品牌、型号五花八门,但大致外形和基本构成都比较类似。

  1、 CPU插槽

  CPU插座是主板上最显眼的东西,其颜色一般为白色,上面布满了一个个的“针孔”而且边上还有一个拉杆。目前市场上的CPU有很多种接口方式,如PIII、赛扬用的是 Socket370接口,P4用的是Socket478,毒龙、雷鸟、Athlon XP用的SocketA等。从外观上来看,这些插座都差不多。由于很多CPU的针脚排列大致成对称的方形,为了安装方便,目前的CPU及CPU插座都采用了防“插反”设计(大多插座都有缺口)。

  2、 内存插槽

  目前主流内存有三种:SDRAM、DDR、SDRAM、RAMBUS。而这三种内存条的引脚、工作电压、性能都不相同,所以与之配套的内存插槽也不尽相同。外观上来看主要是长度、接口有很大的区别;为了可扩展性,现在的主板上都有两三根内存条插槽,内存槽越多升级空间也就越大。

  3、 AGP插槽

  一块主板上目前只有一个AGP插槽,一般位于CPU插座与PCI插座之间,通常为褐色,AGP插槽直接与北桥相连,它能使显卡上的图形芯片直接与系统内存连接,并增加了3D图形数据传输速度。

  4、 PCI插槽

  主板上一般都有好几个PCI插槽,白色,中间有隔断。PCI为声卡、网卡、Modem等设备提供了一个非常好的连接接口,它的最大传输率可达132MB/S,并且可以同时支持多组外部设备。

  5、 IDE/FDD(软驱接口)

  主板上有两个IDE接口及一个FDD(软驱)接口,现在的这些接口往往还被厂商涂上各种颜色,所以能轻松找到它们;IDE只需一根电缆就能将硬盘与主板连接起来,而硬盘生产商则可以将盘体与数据传输控制器集成在一起,即硬盘中,这样一来,只要你购买的硬盘是IDE接口的,就能与采用IDE接口的主板相连接,大大方便了硬盘的使用。

  在两个IDE接口的旁边,一般都会标注该接口的序号,如IDE1一般用来连接硬盘,而IDE2则用来连接光驱。注意:虽然主板上只有两个IDE接口,但是能挂接四个IDE设备,如两个硬盘,一个光驱、一个刻录机。这是因为现在的IDE接口都是双通道的,一个接口能挂两个设备。

  在IDE接口上我们能发现每一个接口上都有一个“缺口”,这是用来帮助使用者辨别数据线方向的。再看一下数据线的端口,就会发现上面有一个凸出块,刚好能与IDE接口上的缺口相吻合。至于FDD接口很好识别,仅此一个,用来连接软驱。

  6 ISA插槽

  此插槽外部形状比PCI插槽略长,为黑色,其由南桥控制。由于其数据传输率只有8MB/S,传输数据相对PCI来说较慢,盛行于286、386、486主板中,如今Pentium及以上级别的主板中都有数量不等的PCI插槽,至于ISA插槽,很多新型主板都取消了该插槽,只有个别为配接老式的16位扩展部件(如声卡、Modem等)还保留1—2个ISA插槽(算是友情保留),但是推进到815系列主板则千篇一律地放弃了ISA插槽。

  7、 芯片组

  主板芯片组是主板的灵魂与核心,芯片组性能的优劣,决定了主板性能的好坏与级别的高低。

  (1) 主板的外部频率

  我们知道目前的CPU有着不同的外频,而芯片组的一个重要性能就是对CPU外频的支持情况。芯片组支持的外部频率必须与CPU的外频协调,两者才能正常工作。

  (2) 支持的内存容量及种类

  目前的内存主要有三种,即最常见的SDRAM,如日中天的DDR SDRAM还有就是高端产品RDRAM了。以目前最为为爆的P4 CPU为例,同样的一颗CPU却有好几种主板芯片组对它提供支持,在内存的支持上更是高中低一应俱全,如I845芯片组支持SDRAM;I845D则支持DDR SDRAM;I850则支持RDRAM。不同芯片组所支持的内存类型、最大容量不同,而这些都将影响整台电脑的性能及可扩展性。

  (3) 总线及输出模式

  总线是微机系统中广泛采用的一种技术。总线是一组信号线,是在多于两个模块(子系统或设备)间相互通讯的通路,也是微处理器与外部硬件接口的核心。除了目前较为流行的PCI、AGP、USB等总线外,又出现了EV6总线、PCI-X局部总线等,它们的出现,从某种程度上代表了未来总线技术的发展趋势。

  以硬盘传输模式为例,我们经常提到的UITRA DMA 33/66/100就是由主板芯片组决定的。同样的一块硬盘,挂在不同芯片组的主板上,其磁盘性能或多或少都有区别。比如说将一块支持UITRA DMA 100R的高速硬盘挂在一块BX芯片组的主板上,该硬盘的数据传输速度将急剧下降,因为BX芯片组只支持UITRA DMA 33。

  目前的主板芯片组一般都是由两块芯片组组成的,一块位于CPU插座的附近,称之为“北桥”,它是CPU与其它外部设备连接的桥梁,AGP、PCI、DRAM等设备都得通过不同的途径与它相连才行。由于北桥的工作量很大,发热量也就很可观了,为了保护它,现在的主板厂商都在它的上面加上了一块散热片来帮助散热,有些甚至在北桥上加风扇。位于PCI插槽附近的那块芯片称之为“南桥”,它主要负责和IDE、ISA、USB、I/O芯片的协调,控制输入输出。

目前市场上常见的芯片组有Intel、VIA、SIS、ALI等几家公司的产品,它们为主流产品。

  (4) 整合型芯片组

  因为市场的需要,我们还能看到一些“整合式”主板芯片组——将绘图、音效,甚至网络等过去必须要以扩充卡加装的外围功能,整合到芯片组里。如Intel的810、815E系列芯片组,就是我们常说的“集成显卡”、“集成声卡”。整合型主板能降低成本,但就目前而言,整合型主板所集成的功能在很多方面还不理想,主要面向低端市场。

  二、 计算机的一般工作原理

  1、 二进制原理

  一切计算机处理的数据(包括数字、文字、图形、图像、声音等)都要用二进制代码来表示;只有这样,计算机才能够识别执行,因此输入计算机中代表指令和数据、字母、数字、文字、符号等都必须用统一的二进制代码表示;用电子原件的状态(电位的高或低、晶体管的导通与截止等)来表示各种各样的数据。

  2、 程序存储原理

  人为编制的程序来完成各项工作。要使计算机完成各种预定操作,不仅应该告诉计算机做什么,而且还要告诉计算机如何去做,这都是通过计算机执行一条条指令来完成的。

  3、 顺序控制原理

  计算机从存储器里把程序中的指令一条条读出来,然后依次执行:

  (1)读指令、(2)指令译码、(3)执行指令三种操作。

  三、 逻辑代数的基本运算

  1、 与门

  当决定一件事情的各个条件全部具备时,这件事情才会发生,而且一定发生。这样的关系称为“与”.

  逻辑“与门”表达式:L=A*B

  2、 或门

  当决定一件事情的各个条件中,只要具备一个或一个以上的条件,这件事情就会发生。这样的因果关系称为“或”。

逻辑“或门”表达式:L=A+B

  3、 “非门”意为“否定”

  逻辑“非门”表达式:L=A

主板维修教程 - xcx83205 - 在那个下雨的夜里

四、 总 线 概 述

  CPU需要与各种外围硬件设备进行数据交换,如果每种设备都分别引入一组线路直接与CPU相连,将会导致系统线路杂乱无章。为简化硬件电路和系统结构,计算机中引入了一组可供多种设备共同使用的数据传输线路(总线),CPU通过总线与各种外围硬件设备相连,并通过总线进行数据交换。也就是说,总线是计算机中各部件之间传送数据的公共通路。

  总线按功能分为五大总线:

  1、 地址总线

  从CPU发出至各个I/O接口

  地址总线上传送的是CPU向存储器、或I/O接口设备发出的地址信息,一般由CPU发出并被送往各个有关的内存单元、或者I/O接口,以实现CPU对内存或I/O设备的选址。寻址能力是CPU特有的功能,地址总线上传送的地址信息是单向传输的。其是采用单向传输,三态控制(即:高、低电平,高阻)。

  ★ CPU地址线数目决定了CPU选址的内存范围。

  2、 数据总线

  数据总线是CPU与存储器、CPU与I/O接口设备之间传送数据信息(各种指令数据信息)的总线,这些信号通过数据总线往返于CPU与存储器、CPU与I/O接口设备之间,因此,数据总线上的信息是双向传输的。

  ★ 数据总线的宽度决定了CPU一次传输的数据量,也就决定了CPU的类型与档次。

  3、控制总线

  控制总线传送的是各种控制信号,有CPU至存储器、I/O接口设备的控制信号,有I/O接口送向CPU的应答信号、请求信号,因此,控制总线上的信息是双向传输的。控制信号包括时序信号、状态信号和命令信号(如读写信号、忙信号、中断信号)等。

  4、 电源线

  5、 地线(GND):起屏蔽作用。

  五、 总线性能参数

  总线的主要性能参数有总线带宽、总线位宽和总线工作时钟频率。

  1、 总线带宽

  总线带宽也称总线传输速率,用来描述总线传输数据的快慢。用总线上单位时间(每秒、S)可传送数据量的多少表示,常用单位为MB/S。如符合AGP2X规范的AGP总线带宽为528MB/S。

  2、 总线位宽

  总线位宽指是总线一次能传送二进制数的数据量,单位为bit(位)。我们常说的32位(bit)、64位(bit)即是指总线宽度。总线位宽越大,则每次通过总线传送的数据越多,总线带宽也就越大。

  3、 总线工作时钟频率

  总线工作时钟频率简称为总线时钟,用以描述总线工作速度快慢,用总线上单位时间(每秒)可传送数据的次数表示,总线时钟常用单位为MHZ。总线时钟频率越高,单位时间通过总线传送数据的次数越多,总线带宽也就越大。

  由于计算机中不同设备的速度不同,需要的数据量多少也不同,因而通向不同设备的总线时钟也不尽相同,需要将系统时钟(由一个安装在主板上的晶振产生,相当精确稳定的脉冲信号发生器)经分频供给不同的设备和总线使用。

  例如:对安装有133MHZ外频PIII CPU主板构成的系统来说,系统时钟为133MHZ,CPU外部总线和内部总线工作于133MHZ;AGP通道工作于66MHZ(133*1/2MHZ,二分频);而PCI总线则工作于33MHZ(133*1/4MHZ,四分频),AGP、PCI的工作时钟是由分频电路产生的。(从分频中我们可以看出,为什么有时候我们超频到75MHZ和83MHZ叫做非标准外频呢?因为这样的外频分频后不能平均,造成计算机不能稳定地工作。)

  4、 带宽、位宽、总线时钟的关系

  ★ 总线带宽=总线位宽*总线时钟  例如: PCI总线的位宽为32位,总线时钟频率为33MHZ;则PCI总线带宽=32bit*33MHZ/8=132MB/S(除8是将bit换算为Bye, 1Bye=8bit).

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