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主板(mainboard):主板结构

2014-07-23  codeforacause.net
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所谓主板结构就是根据主板上各元器件的布局排列方式,尺寸大小,形状,所使用的电源规格等制定出的通用标准,所有主板厂商都必须遵循。

主板结构分为AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX以及BTX等结构。其中,AT和Baby-AT是多年前的老主板结构,已经淘汰;而LPX、NLX、Flex ATX则是ATX的变种,多见于国外的品牌机,国内尚不多见;EATX和WATX则多用于服务器/工作站主板;ATX是市场上最常见的主板结构,扩展插槽较多,PCI插槽数量在4-6个,大多数主板都采用此结构;Micro ATX又称Mini ATX,是ATX结构的简化版,就是常说的“小板”,扩展插槽较少,PCI插槽数量在3个或3个以下,多用于品牌机并配备小型机箱;而BTX则是英特尔制定的最新一代主板结构,但尚未流行便被放弃,继续使用ATX。

芯片组

芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分,几乎决定了这块主板的功能,进而影响到整个manbet系统性能的发挥。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。北桥芯片提供对CPU的类型和主频、内存的类型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持。南桥芯片则提供对KBC(键盘控制器)、RTC(实时时钟控制器)、USB(通用串行总线)、Ultra DMA/33(66)EIDE数据传输方式和ACPI(高级能源管理)等的支持。其中北桥芯片起着主导性的作用,也称为主桥(Host Bridge)。
 
按逻辑控制芯片组分类

这些芯片组中集成了对CPU、CACHE、I/0和总线的控制。586以上的主板对芯片组的作用尤为重视。Intel公司出品的用于586主板的芯片组有:LX 早期的用于Pentium 60和66MHz CPU的芯片组。

NX 海王星(Neptune),支持Pentium 75 MHz以上的CPU,在Intel 430 FX芯片组推出之前很流行,已不多见。

FX 在430和440两个系列中均有该芯片组,前者用于Pentium,后者用于Pentium Pro。HX Intel 430系列,用于可靠性要求较高的商用微机。VX Intel 430系列,在HX基础上针对普通的多媒体应用作了优化和精简。有被TX取代的趋势。TX Intel 430系列的最新芯片组,专门针对PentiumMMX技术进行了优化。GX、KX Intel 450系列,用于Pentium Pro,GX为服务器设计,KX用于工作站和高性能桌面PC。MX Intel 430系列,专门用于笔记本manbet的奔腾级芯片组,参见《Intel 430 MX芯片组》。非Intel公司的芯片组有:VT82C5xx系列 ⅥA公司出品的586芯片组。

SiS系列 矽统(SiS)出品,在非Intel芯片组中名气较大。

Opti系列 Opti公司出品,采用的主板商较少。

  
扩展槽

扩展插槽是主板上用于固定扩展卡并将其连接到系统总线上的插槽,也叫扩展槽、扩充插槽。扩展槽是一种添加或增强manbet特性及功能的方法。扩展插槽的种类和数量的多少是决定一块主板好坏的重要指标。有多种类型和足够数量的扩展插槽就意味着今后有足够的可升级性和设备扩展性,反之则会在今后的升级和设备扩展方面碰到巨大的障碍。

主要接口

硬盘接口:硬盘接口可分为IDE接口和SATA接口。在型号老些的主板上,多集成2个IDE口,通常IDE接口都位于PCI插槽下方,从空间上则垂直于内存插槽(也有横着的)。而新型主板上,IDE接口大多缩减,甚至没有,代之以SATA接口。

软驱接口:连接软驱所用,多位于IDE接口旁,比IDE接口略短一些,因为它是34针的,所以数据线也略窄一些。

COM接口(串口):大多数主板都提供了两个COM接口,分别为COM1和COM2,作用是连接串行鼠标和外置Modem等设备。COM1接口的I/O地址是03F8h-03FFh,中断号是IRQ4;COM2接口的I/O地址是02F8h-02FFh,中断号是IRQ3。由此可见COM2接口比COM1接口的响应具有优先权,市面上已很难找到基于该接口的产品。

PS/2接口:PS/2接口的功能比较单一,仅能用于连接键盘和鼠标。一般情况下,鼠标的接口为绿色、键盘的接口为紫色。PS/2接口的传输速率比COM接口稍快一些,但这么多年使用之后,绝大多数主板依然配备该接口,但支持该接口的鼠标和键盘越来越少,大部分外设厂商也不再推出基于该接口的外设产品,更多的是推出USB接口的外设产品,不过值得一提的时候,由于该接口使用非常广泛,因此很多使用者即使在使用USB也更愿意通过PS/2-USB转接器插到PS/2上使用,外加键盘鼠标每一代产品的寿命都非常长,接口依然使用效率极高,但在不久的将来,被USB接口所完全取代的可能性极高。

USB接口:USB接口是如今最为流行的接口,最大可以支持127个外设,并且可以独立供电,其应用非常广泛。USB接口可以从主板上获得500mA的电流,支持热拔插,真正做到了即插即用。一个USB接口可同时支持高速和低速USB外设的访问,由一条四芯电缆连接,其中两条是正负电源,另外两条是数据传输线。高速外设的传输速率为12Mbps,低速外设的传输速率为1.5Mbps。此外,USB2.0标准最高传输速率可达480Mbps。USB3.0已经出现在主板中,并已开始普及。

LPT接口(并口):一般用来连接打印机或扫描仪。其默认的中断号是IRQ7,采用25脚的DB-25接头。并口的工作模式主要有三种:1、SPP标准工作模式。SPP数据是半双工单向传输,传输速率较慢,仅为15Kbps,但应用较为广泛,一般设为默认的工作模式。2、EPP增强型工作模式。EPP采用双向半双工数据传输,其传输速率比SPP高很多,可达2Mbps,已有不少外设使用此工作模式。3、ECP扩充型工作模式。ECP采用双向全双工数据传输,传输速率比EPP还要高一些,但支持的设备不多。使用LPT接口的打印机与扫描仪已经基本很少了,多为使用USB接口的打印机与扫描仪。

MIDI接口:声卡的MIDI接口和游戏杆接口是共用的。接口中的两个针脚用来传送MIDI信号,可连接各种MIDI设备,例如电子键盘等,市面上已很难找到基于该接口的产品。

SATA接口:SATA的全称是Serial Advanced Technology Attachment(串行高级技术附件,一种基于行业标准的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,在IDF Fall 2001大会上,Seagate宣布了Serial ATA 1.0标准,正式宣告了SATA规范的确立。SATA规范将硬盘的外部传输速率理论值提高到了150MB/s,比PATA标准ATA/100高出50%,比ATA/133也要高出约13%,而随着未来后续版本的发展,SATA接口的速率还可扩展到2X和4X(300MB/s和600MB/s)。从其发展计划来看,未来的SATA也将通过提升时钟频率来提高接口传输速率,让硬盘也能够超频。

主板平面

主板的平面是一块PCB(印刷电路板),一般采用四层板或六层板。相对而言,为节省成本,低档主板多为四层板:主信号层、接地层、电源层、次信号层,而六层板则增加了辅助电源层和中信号层,因此,六层PCB的主板抗电磁干扰能力更强,主板也更加稳定。