[实用参考]计算机主板基础知识.ppt
《计算机主板》课件
AGP插槽
加速图形端口，用于高性 能的独立显卡。
PCI-E插槽
最新的总线标准，用于高 性能的独立显卡和其他扩 展卡。
常见的主板接口与扩展槽
主板上的接口
除了上述提到的接口外，还有 PS/2接口、IEEE 1394接口等。
主板上的扩展槽
除了上述提到的扩展槽外，还有 AMR插槽、CNR插槽等。
05
计算机主板的性能指标与评价
04
主板的安装与使用
安装前的准备
确保电脑配件齐全，了解主板的安装步骤和注意事项。
正确安装
按照主板说明书正确安装主板，确保所有部件连接牢固。
连接电源与线缆
连接电源线和数据线，确保主板正常供电和数据传输。
设置BIOS
进入BIOS设置，检查硬件配置并调整相关设置。
主板的维护与保养
清洁与除尘
定期清洁主板表面灰尘， 保持清洁干燥。
防止静电
在接触主板时，注意防止 静电对主板造成损坏。
检查与更换部件
定期检查主板上的电容、 电阻等部件是否正常，如 有损坏及时更换。
软件更新
及时更新主板驱动和 BIOS，以确保主板性能 和稳定性。
THANKS
感谢观看
通过仿真软件验证电路设计的 正确性。
优化设计
根据仿真结果，对电路设计进 行优化。
主板的布线工艺
布线规则制定
根据电路设计和元件布局，制定布线规则。
布线实施
按照布线规则和策略，进行电路板的布线。
布线策略选择
选择合适的布线策略，确保布线质量和效率 。
布线检查
对布线结果进行检查，确保符合设计要求和 工艺规范。
总结评价
根据测试结果和比较情况，对主板的性能进 行综合评价，给出购买建议。
计算机主板基础知识-PPT文档资料
3.1 主板的简介 3.2 主板的主要组成 3.2.1 PCB基板 3.2.2 CPU插座 3.2.3 主板芯片组 3.2.4 总线扩展槽 3.2.5 AGP接口插槽 3.2.6 内存插槽 3.2.7 BIOS单元 3.2.8 供电单元 3.2.9 硬盘和光驱接口 3.2.10 板载声卡和网卡控制芯片
3.1 主板的简介 主板，又叫母板(Motherboard)或主机板， 是微机中最基本最重要的部件之一，是电脑内 部各种配件的载体，各种配件通过主板联系在 一起，配件之间的数据传输，都是通过主板来 实现的。主板性能的好坏，将直接影响整个系 统的运作情况。每一种新型CPU的出现，都 会推出与之配套的主板控制芯片组，否则新型 CPU的性能就无法或正常发挥出来。
图3-4 主板芯片组
3.4 主流主板芯片组简介 3.4.1 Intel Pentium4平台 3.4.2 AMD AthlonXP平台 3.5 主板的选购 3.6 主板的新技术介绍 3.6.1 PCI Express(PCI-E)总线 3.6.2 新主机箱规范 -BTX 3.7 主板常见故障分析与处理
3.8 实验及实训 3.8.1 实验及实训1-主板的安装和机箱内部连 接 3.8.2 实验及实训2-安装主板驱动程序 3.8.3 实验及实训3-网上查询 3.9 本章小结 3.10 习题 3.11 习题参考答案
3.2 主板的主要组成 主板虽然档次和品牌很多，但是其组成和 技术基本一致，除CPU接口和芯片组不同外， 其组成结构几乎相同。下面我们以ATX主板为 例，如图3-1所示，看一看主板上的TX电源接口 AGP插槽
CPU插槽 北桥芯片 PCB基板 IDE插槽
《计算机硬件主板篇》PPT课件
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图中的“10”号位置是指双绞以太网线接 口，也称之为“RJ-45接口”。
图中的“11”号位置是指声卡输入/输出
接口。
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开机报警音
1短 系统正常启动 2短 常规错误，请进入CMOS SETUP重新设置不正确的选项 1长1短 RAM或主板出错 1长2短 显示错误（显示器或显卡） 1长3短 键盘控制器错误 不停的长声 内存没插稳或已损坏 无声音无提示 电源故障
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四、主板插槽
CPU插槽
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CPU插槽主要分为Socket、Slot这 两种。就是用于安装CPU的插座。 目前CPU的接口都是针脚式接口， 对应到主板上就有相应的插槽类 型。CPU接口类型不同，在插孔数、 体积、形状都有变化，所以不能 互相接插。
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AGP插槽
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AGP插槽来安装AGP显卡 的AGP插槽。
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二、主板工作原理
在电路板下面，是错落有致的电路布线；在上面，则为棱角分明 的各个部件：插槽、芯片、电阻、电容等。当主机加电时，电流 会在瞬间通过CPU、南北桥芯片、内存插槽、AGP插槽、PCI插槽、 IDE接口以及主板边缘的串口、并口、PS/2接口等。随后，主板会 根据BIOS（基本输入输出系统）来识别硬件，并进入操作系统发 挥出支撑系统平台工作的功能。
连接软驱所用，多位于IDE接口旁，比 IDE接口略短一些，所以数据线也略窄一 些。
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如图中的“4”号位置是键盘和鼠标接口 图中的“5”号位置是并行接口（LPT接 口），通常用于老式的并行打印机连接， 也有一些老式游戏设备采用这种接口。
图中的“6”号位置为串行COM口，它主要 是用于以前的扁口鼠标、Modem以及其它 串口通信设备。 图中的“7”号和“9”号位置都是USB接 口。它也是一种串行接口，目前最新的标 准是2.0版。 图1中的“8”号位置是IEEE 1394接口。
主板基本知识教材ppt课件
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
主板构架
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
cpu插槽
目前cpu插槽多采用ZIF（zero insert force）标准，常见的cpu插 槽类型有socket478、socket754、socket939、LGA775和socket AM2等，现在市场上主流cpu插槽为socket AM2和LGA775插槽。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
BIOS ROM芯片 常见BIOS芯片如图所示。
CMOS RAM芯片
常见的CMOS RAM如图所示。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
BIOS与CMOS的区别
• BIOS与CMOS并不是相同的概念，BIOS是用来设置硬件 的一组计算机程序（中断指令系统），该程序保存在主板 上的一块只读EPROM或EEPROM芯片中，有时也将放置 BIOS程序的芯片简称为BIOS。BIOS包括系统的重要例程 以及设置系统参数的设置程序（BIOS Setup程序）。由 上面的解释可以看出，BIOS与CMOS既相关又有所不同 ：BIOS是计算机系统中断控制指令系统只读存储器；。
第2章计算机主板31649 39页PPT
第二章 计算机主板
7．扩展插槽
主板上各种扩展插槽是用来连接各种输入输出设 备，是外部设备与主板之间进行数据交换的通道。
ISA插槽 PCI插槽 AGP插槽
第二章 计算机主板
2） EISA总线 EISA（Enhanced Industry Standard Architecture,扩展标准工业
第二章 计算机主板
8）IDE接口 IDE（集成电子驱动器）接口也称PATA（并行高级技术附件）
接口，用来连接硬盘、光驱等设备。
第二章 计算机主板
10）软驱接口 软驱接口用来连接软驱，一般主板上有一个34针（无第5针）
的软驱接口，可连接两个软驱，标注为FDC或FDD或Floppy。
11）SATA接口 SATA（Serial ATA）接口是串行ATA接口，主要用于连接硬盘、
第二章 计算机主板
2）CPU电源接口
目前使用最为广泛的CPU电源接口是4针12V CPU电源接口， 如图所示。CPU 12V电源送给其供电电路后，必须经过滤波和稳 压才能供CPU使用。多采用两相以上供电电路，每相电路由LC （电感电容）滤波器和MOSFET（金属-氧化物场效应晶体管）稳 压芯片及MOSFET驱动芯片组成，也有主板采用LC滤波器与集成 电源模块组成电源电路。
跳线开关（JP）由跳针和跳线帽（也称跳线环、短路环）组 成，主要用于设置CPU外频、倍频、电压、清除CMOS内容等。 为了跳线方便也有主板提供了DIP开关跳线。
第二章 计算机主板
2.3 主板的新技术简介
1. 双通道内存控制技术
双通道内存控制技术（简称双通道内存技术）是控制和管理 内存的技术。能有效地提高内存总带宽，从而适应CPU的数据传 输、处理的需要。它的技术核心在于：芯片组(北桥)可以在两个不 同的数据通道上分别寻址、读取数据，内存可以达到128位的带 宽。
主板基础知识最终版.课件
所谓总线就是连接CPU和内存、缓存、 外部控制芯片之间的数据通道；控制芯 片和扩展槽之间还有数据通道，叫做扩 展总线，或者局部总线。
总线扩展槽
扩展总线允许用户通过安装新的扩展卡 来扩充计算机的功能。主板上的扩展槽 越多，用户可安装的扩展卡就越多。 通 常每块主板提供5-8个扩展槽，它们可能 是不同的总线类型。
同一类型的连接槽都是相通的，所以板 卡可以插入其中任何一个槽中。
总线扩展槽
总线扩展槽
扩展槽的 每一边都 有针，它 和所插入 板卡的连 接器边缘 相接触。
总线扩展槽
ISA总线扩展槽
ISA（Industry Standard Architecture，工 业标准结构总线）一种16位的总线，扩 展槽教长，颜色一般为黑色，目前已经 很少使用。
Intel（英特尔）芯片组
Intel i810E 芯片组
Intel i815 芯片组
Intel（英特尔）芯片组
Intel i845 芯片组
Intel i850 芯片组
Intel（英特尔）芯片组
Intel i865G 芯片组
Intel i875P 芯片组
VIA（威盛）芯片组
VIA KX133 芯片组
SiS（矽统）芯片组
SiS 961 芯片组
SiS 963 芯片组
BIOS芯片
BIOS芯片是主板上一个很重要的芯片， BIOS的中文意思是“基本输入输出系 统”，因为BIOS包含一组例行程序，由 它们来完成系统与外设之间的输入输出 工作。它的功能当然不止这些，它还有 内部的诊断程序和一些实用程序，比如 每次启动计算机时，都要调用BIOS的自 检程序，检查主要部件以确保它们工作 正常。
计算机主板各部分介绍PPT课件
• 详见P27-28页
2021/3/9
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放映结束 感谢各位的批评指导！
谢 谢！
让我们共同进步
2021/3/9
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声响以提示用户，在判断硬件故障时却起着至
关重要的作用。
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主板的命名
通常由四个部分组成
• 支持处理器类型 • 芯片组型号 • 芯片组类型 • 后辍
主板品牌：有数面个之多，常见的有：
华硕(ASUS) 技嘉(GIGABYTE) 精英(ECS) 微星 (MSI) 升技(ABIT) 磐正(EPOX) 双敏(UNIKA) 映泰 (BIOSTAR) 华擎(ASRock) 硕泰克(SOLTEK)
2021/3/9
主板上有没有集成网卡由主板厂商 决定，所以用户买到的主板上不一 定有网卡接口。而USB接口一般都 有，且目前都支持USB 2.0规范。
返28回
音频接口
2021/3/9
音频接口主要用于连接耳机和音箱。 它符合PC'99颜色规格，采用彩色 接口，容易辨别。其中蓝色接口为 Speaker接口，红色为Mic接口，绿 色接口为Line-in音频输入接口。
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BIOS芯片
2021/3/9
BIOS芯片
BIOS芯片实质上是一个ROM芯片，其
中保存电脑最重要的基本输入输出程
序、系统设置信息、开机上电自检程
序和系统启动自举程序。
返回12
芯片组
芯片组是主板的核心部分，按照位置不同， 通常把它们叫做南桥芯片和北桥芯片，通常 这两个芯片合称为芯片组。
2021/3/9
2021/3/9
1
认识主板
2021/3/9
标准ATX结构的 Pentium 4主板
《主板基础知识》PPT课件
PCI总线扩展槽
PCI（Peripheral Component Interconnect， 外设部件互连总线）是一个先进的高性 能局部总线（支持多个外设），同时它 还支持即插即用。颜色一般为白色，有 一长（64位）一短（32位）两种扩展槽。
第四十一页，共74页。
PCI总线扩展槽
CPU插座类型可分为Slot架构和Socket架 构。
Slot架构又分为Slot 1、 Slot 2 和Slot A等； Socket架构又分为Socket 7（Super 7）、
Socket 370和Socket 478等；
第十二页，共74页。
Slot 1架构
第十三页，共74页。
Slot 1架构
SiS 748 芯片组
第六十八页，共74页。
SiS（矽统）芯片组
SiS 961 芯片组
SiS 963 芯片组
第六十九页，共74页。
Ali（扬智）芯片组
Ali M1651t 芯片组
Ali M1671 芯片组
第七十页，共74页。
Ali（扬智）芯片组
Ali M1681 芯片组
Ali M1683 芯片组
第二十页，共74页。
Socket 478架构
第二十一页，共74页。
Socket 478架构
Socket 478插座主要是用于搭配 Intel Pentium 4等类型的CPU。
第二十二页，共74页。
主板控制芯片组
主板控制芯片组（Chipset）是控制局部 总线、内存和各种扩展卡的，是整块主 板的灵魂所在；也就是说CPU对其它设 备的控制都是通过它们来完成的。
第三十一页，共74页。
CMOS芯片
主板基础知识 (2)-27页PPT精选文档
DWHD-PCA-EE: Tune 2019.01.08
Roadmap
1 M/B Block Diagrams 2 M/B basic components – R/L/C 3 M/B basic components – Chipset 4 M/B basic components – Super I/O 5 M/B basic components – CPU 6 PCIE Introduction 7 8B/10B Coding
1) Jumper for reserved design or debug, often 0 resistor; 2) Pull up or pull down to some logic level 3) Impedance match for clock and high speed signal 4) For power , used as damping resistor, power bleed off
M/B Block Diagrams
VGA/DVI/HDMI
PCIE X16
USB2.0(12 Ports) HD Audio Network PHY I/F
Printer Port Com Port
FSB DDR2 channel A
DDR2 channel B
DMI
SATAII interface
Tolerance:
NPO X5R X7R Y5V M5U
Electrical features:
operating temp range Capacitance tolerance operating temperature Load life case size
《计算机主板》PPT课件
ZIF插座即Socket 7插座，如图2-5所示， 其外形就是方形多针角零插拔力插座，插座上 有一根拉杆，在安装和更换CPU时只要将拉杆 向上拉出，就可以轻易地插进或取出CPU。
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Slot 1架构的主板
Slot架构又分为Slot 1、Slot 2和 Slot A 3种，Slot 1、Slot 2用于早期 的Intel CPU，Slot A用于AMD公司 的K7（Athlon）CPU。
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图2-9
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北桥芯片和散热片
南桥芯片
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主板芯片组 •支持的CPU类型及其
主•支芯频持片范的围内组。存类型及最
大•支C容持P量AUG。与P图周形边接口设备 沟通的桥梁，
主宰着主板的性能。
•对➢PC北I总桥线芯的支片持NBC
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主板概览
北桥控制芯片 AGP总线控制芯片
南桥控制芯片 BIOS芯片 CMOS电池
PCI总线控制芯片
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CPU插座
CPU插座又称为CPU的接口，是用于连接 CPU的专用插座，而且还是连接CPU的惟一桥 梁，没有它，电脑就不能工作。对应于不同架 构的CPU，与主板连接的插座类型各不相同。 主 板 上 安 装 CPU 的 插 座 类 型 可 分 为 ZIF （ Zero Insering Form零插拔力式）插座、Slot架构、 Socket、Socket A架构等。
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图2-4
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主板基础知识 (2)-PPT精品文档27页
Electrical characteristic
operating temp range maximum working voltage Maximum overload voltage Dielectric withstanding voltage Resistance range Temp coefficient
M/B basic components – Super I/O
LPC Interface:
connect to SB multi-drop ,similar to PCI
Storage
Floppy
PS/2
Keyboard Mouse
Printer Port
Legacy printer port
Tolerance:
5%,10% 20%,25%
Electrical characteristic
operating temp range maximum working voltage Maximum overload voltage Dielectric withstanding voltage Resistance range Temp coefficient
M/B basic components – C[SMD]
Capacitor specification
主板基础知识 PPT课件
M/B Design BasicsDWHD-PCA-EE: Tune2008.01.08Roadmap1M/B Block Diagrams2M/B basic components – R/L/C3M/B basic components – Chipset4M/B basic components – Super I/O5M/B basic components – CPU6PCIE Introduction78B/10B CodingM/B Block DiagramsFSBDMIDDR2 channel A VGA/DVI/HDMIPCIE X16USB2.0(12 Ports) SATAII interfaceDDR2 channel BPCI interface Com PortPrinter Port PS/2 PortFloppy Port HD AudioNetwork PHY I/F PCIE X1 interfaceM/B Block Diagrams – Actual M/BM/B basic components – R Resistor specificationPower Rating:(rated power @ 70 degree )☐ RC0402 1/16 W☐ RC0603 1/10 W☐ RC0805 1/8 W☐ RC1206 1/4 WRated Voltage:the DC or AC ( rms) continuous working voltage corresponding to the rated power is determined by the following formula. Electrical characteristic ☐operating temp range☐maximum working voltage☐Maximum overload voltage☐Dielectric withstanding voltage ☐Resistance range☐Temp coefficientResistor application on mother board1)Jumper for reserved design or debug, often 0 resistor;2)Pull up or pull down to some logic level3)Impedance match for clock and high speed signal4)For power , used as damping resistor, power bleed offCapacitor specification Size:☐ RC0402☐ RC0603☐ RC0805☐ RC1206Rated Voltage: 10V,16V, 25V,50V Electrical features: ☐ operating temp range ☐ Capacitance tolerance ☐ operating temperature ☐ Load life☐ case sizecapacitor application on mother board1)Power decoupling to stabilize a signal or power rail2)EMI signal sink,100pF,150pF…3)RC delay, such as 100nF,1uF…4)High speed signal coupling, such as 100nF Tolerance: ☐ NPO☐ X5R☐ X7R☐ Y5V☐ M5UCapacitor specification Parameter:☐ Capacitance ☐ ESR,☐ Dissipation Factor ☐ Impedance☐ Leakage currentElectrical characteristic☐operating temp range ☐maximum working voltage ☐Maximum overload voltage ☐Dielectric withstanding voltage ☐Resistance range ☐Temp coefficientE-Capacitor application on mother board1)Power decoupling, to stabilize power rail 2)Audio Signal coupling3)Low ESR cap, for ripple current filterTolerance:☐ Al ECAP☐ OS-CON FP CAPCapacitor specification Type:☐ Chip inductor – SignalThin Film Chip InductorMultilayer Chip Inductor Wire Wound Chip Inductor ☐ Ferrite bead - EMIDifferential modeCommon mode☐ Power Inductor Electrical characteristic ☐operating temp range☐maximum working voltage☐Maximum overload voltage☐Dielectric withstanding voltage ☐Resistance range☐Temp coefficientChip inductor application on mother board☐Depress the noise into power☐Signal process, impedance matchas a signal filter such as power and VGA signalas EMI filter.USB signal ,common mode noise depress☐For power process Tolerance: ☐ 5%,10% ☐ 20%,25%M/B basic components – L[DIP] Choke specificationProcess:☐ IRON Coil☐ PMCParameter :☐ L: inductance value☐ RDC: internal DC resistor ☐ IDC: rating current☐ Q:☐ Test Frequency☐ working temperature ☐ resonant frequency Electrical characteristic ☐operating temp range☐maximum working voltage☐Maximum overload voltage☐Dielectric withstanding voltage ☐Resistance range☐Temp coefficientchoke application on mother board1)Power process, DC-DC power output choke2)EMI filter, DC-DC power input chokeM/B basic components – chipset GMCH Host Interface:☐ FSBGTLClockGraphics I/F☐ VGA☐ DVI/HDMI ☐ PCIE X16 DMI Interface☐ DMI LINK Memory Interface ☐ DDRII☐ DDR III☐ Maximum 8GB☐ Dual Channel ,4-DIMMNB function on mother board1)Host interface to CPU, and make a bridge between the ICH, Memory, Graphics and CPU.2)Integrated core: PCI/PCIE bridge, Memory controller, AGP,PCIE/PCI to Host bridge3)NB capability:Graphics process: to support the Direct X9.0, 10.0 … rendering technologyDisplay /Media Content: HDMI/DVI/Display Port, HD-DVD, Blue-RayMemory speed: to match with memory type or speedFSB speed: to match with CPU FSBM/B basic components – chipset ICHHost Interface:☐ DMI to GMCH ☐ point –to-point linkStorage☐ SATAII 3Gb/s ☐ RAIDNetwork Interface☐ LCI/GLCI ☐ Ethernet PHYUSB2.0 Interface☐ 12 Ports ☐ 6 UHCI ☐ 2 EHCI☐ USB legacy supportExpand SlotPCI Rev2.3 ,3 Slots PCIE X1,6 SlotsSB function on mother board1)Host interface to NB, and make a bridge between the SIO, PCI, PCIE, and NB.2)Integrated core: PCI/PCIE bridge, PIDE/SATA controller, Audio Link, Network PHY, legacy core: RTC, interrupt controller, SM bus controller, APIC controller 3)NB capability:Storage: to support the Direct X9.0, 10.0 … rendering technology Expandability: support PCI,PCIE numbers Network : Ethernet PHY Audio Link: AC’97, HDAAudio Interface☐ HAD LinkM/B basic components – Super I/O LPC Interface:☐ connect to SB☐ multi-drop ,similar to PCIStorage ☐ Floppy COM Port☐ Modem☐ serial port Keyboard ☐ serial communication Printer Port Legacy printer portPS/2☐ Keyboard☐ MouseSIO function on mother board1)To provide the communication path for legacy device to ICH2)Integrated legacy core: UART, Floppy controller, Printer controller, PS/2 controller,M/B basic components – CPU Desktop ProcessorPerformance/Features: • cores numbers• on -chip Shared Cache Size • Simultaneous Multi-Threading capability (SMT)• FSB/QPI• New instructionsPower:• 65W,95W,130W FMB Socket:☐ mPGA478☐ LGA775 socket☐ LGA1336 socket Process Technology: ☐ 130 nm, Prescott☐ 90 nm ,☐ 65 nm ,Conroe☐ 45 nm ,wolf daleM/B basic components – CPU example Desktop Bloomfield ProcessorPerformance/Features: • 4 cores• 8M on -chip Shared Cache • Simultaneous Multi-Threading capability (SMT)• Intel® Quick PathInterconnect (QPI)• Integrated Memory Controller (IMC)• New instructionsPower:• 130W FMB Schedule• Q1’08 First samples • Q4’08 Launch HEDT Socket:• New LGA1336 Socket Processor Technology: • 45nm CPUM/B basic components – CPU TrendDesktop Processor new technologyFast Radix-16 DividerFaster OS Primitive SupportEnhanced Intel Virtualization Technology Larger Caches: up to 12 MB 24 Way Set Associatively Intel® Wide Dynamic ExecutionIntel® Advanced Smart CacheSplit Load Cache Enhancement Improved Store Forwarding Higher bus speeds Intel® SSE4 instructions Super Shuffle EngineDeep Power Down TechnologyEnhanced Intel Dynamic Acceleration TechIntel® Smart Memory AccessIntel® Advanced Digital Media BoostIntel® Intelligent Power CapabilityIntel Core Micro architecture New with the Penryn FamilyPCIE Introduction- Key Attributes⏹ Scalable Width, Frequency⏹ Higher Bandwidth⏹ Consolidate the I/O⏹ Unify proliferated segments ⏹ Works in existing PCI Environment High Performance I/OSimplification ⏹ Layered Architecture => longevity ⏹ Reliability, Availability, Serviceability ⏹ Advanced Power Management ⏹ Virtual Channels⏹ Quality of Service/Isochrones⏹ New Form Factors/Innovative Designs⏹ Hot Plug / Hot SwapAdvanced Architecture Next Gen 3D/Multimedia Ease of UsePCIE Introduction- ArchitectureRe-use: IP Houses, Foundries, Tool Vendors, RTLCompute Industry work: Verification, Interoperability,Design Collateral, Massive Economies of Scale & InvestmentsPCI Express Targets Chip-to-Chip Advanced Switching Targets FabricsPCI PnP Model init, enum, configAS Fabric Mngmt init, enum, config PCI Software Driver ModelPEIPEIPEIPhysical LayerLink LayerTransaction LayerLayer 4+Market Segment OptimizationsL1/L2 CommonalityPCIE Introduction- Transaction Layer ☐ Initialization and configuration☐ Packet generation and process service☐ Flow control service☐ Ordering rules☐ Split TransactionPosted and non-posted requestsnon-posted request require completions☐ Transaction TypesMemory, I/O, Configuration, MessageHeader DatePCIE Introduction- Data Link Layer ☐ Link Managementinitialization and power management☐ Data integrityData protection, error checking, and retry servicesTLP sequence numberData Protection CodeSeq.# CRCHeader DatePCIE Introduction- Physical Layer ☐ Initialization and configuration☐ Packet generation and process service☐ Flow control service☐ Ordering rulesFraming FramingSeq.# CRCHeader DatePCIE Introduction- Definitions8B/10B Coding - Part 1 History/application The code was described in 1983 by Al Widmer and Peter Franaszek in theIBM Journal of Research and Development. IBM was issued a patent for thescheme the following year. IBM's patent notwithstanding, the method,implementation and goals are very similar to Group Code Recording (GCR)used on floppy disks in some computers during late 1970s/early 80sHistoryApplicationPCI Express IEEE 1394b Serial ATA SASFiber Channel SSAHyper Transport InfiniBandXAUISerial RapidIODVI (Transition Minimized Differential Signaling)DVB Asynchronous Serial Interface (ASI)Gigabit Ethernet (except for the twisted pair based 1000Base-T)8B/10B Coding - Part 2 How it worksHow it worksAs the scheme name suggests, 8 bits of data are transmitted as a 10-bitentity called a symbol, or character. The low 5 bits of data are encoded intoa 6-bit group and the top 3 bits are encoded into a 4-bit group. These codegroups are concatenated together to form the 10-bit symbol that istransmitted on the wire.Because 8b/10b encoding uses 10-bit symbols to encode 8-bit words, someof the possible 1024 codes can be excluded to grant a run-length limit of 5consecutive equal bits and grant that the difference of the count of 0s and1s is no more than 2. Some of the 256 possible 8-bit words can be encodedin two different ways. Using these alternative encodings, the scheme is ableto affect long-term DC-balance in the serial data stream.The encoding is normally done entirely in hardware. Upper layers of thesoftware stack should be "unaware" that this encoding is being used.3B/4Binput RD=-1 RD=+1 input Rd=-1 Rd=+1 HGF fghj HGF fghjD.x.0 000 1101 0100 K.x.0 000 1011 0100D.x.1 001 1001 K.x.12 001 0110 1001D.x.2 010 0101 K.x.22 001 1010 0101D.x.3 011 1100 0011 K.x.3 011 1100 0011D.x.4 100 1101 0010 K.x.4 100 1101 0010D.x.5 101 1010 K.x.52 001 0101 1010D.x.6 110 0110 K.x.62 001 1001 0110D.x.P71 111 1110 0001D.x.A71 111 0111 1000 K.x.A72 111 0111 1000 Note 1: For D.x.7, the Primary (D.x.P7) or Alternate (D.x.A7) encoding must be selected in order to avoid a run of five consecutive 0s or 1s when combined with the preceding 5b/6b code. Sequences of five identical bits are used in comma codes for synchronization issues. D.x.A7 is only used for x=17, x=18 and x=20 when RD=-1 and for x=11, x=13 and x=14 when RD=+1. With x=23, x=27, x=29 and x=30, the same code forms the control codes K.x.7. Any other x.A7 code can't be used as it would result in chances for misaligned comma sequences.Note 2: The alternate encoding for the K.x.y codes with disparity 0 allow for K.28.1, K.28.5 and K.28.7 to be "comma" codes that contain a bit sequence that can't be found elsewhere in the data stream5B/6Binput RD=-1 RD=+1HGF EDCBA Abcdei fghj Abcdei fghj K.28.0 000 11100 001111 0100 110000 1011K.28.1 001 11100 001111 1001 110000 0110K.28.2 010 11100 001111 0101 110000 1010K.28.3 011 11100 001111 0011 110000 1100K.28.4 100 11100 001111 0010 110000 1101K.28.5 101 11100 001111 1010 110000 0101K.28.6 110 11100 001111 0110 110000 1001K.28.7 111 11100 001111 1000 110000 0111K.23.7 111 10111 111010 1000 000101 0111K.27.7 111 11011 110110 1000 001001 0111K.29.7 111 11101 101110 1000 010001 0111K.30.7 111 11110 011110 1000 100001 0111Control symbolsinput RD=-1 RD=+1HGF EDCBA Abcdei fghj Abcdei fghj K.28.0 000 11100 001111 0100 110000 1011K.28.1 001 11100 001111 1001 110000 0110K.28.2 010 11100 001111 0101 110000 1010K.28.3 011 11100 001111 0011 110000 1100K.28.4 100 11100 001111 0010 110000 1101K.28.5 101 11100 001111 1010 110000 0101K.28.6 110 11100 001111 0110 110000 1001K.28.7 111 11100 001111 1000 110000 0111K.23.7 111 10111 111010 1000 000101 0111K.27.7 111 11011 110110 1000 001001 0111K.29.7 111 11101 101110 1000 010001 0111K.30.7 111 11110 011110 1000 100001 0111。
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图3-4 主板芯片组
3.2.4 总线扩展槽
总线扩展槽是用于扩展微机功能的插槽，
它是总线的延伸，可以用来插接各种板卡，如 显卡、声卡、网卡和视频采集卡等。目前使用 的总线扩展槽主要有PCI插槽和PCI-E插槽。 PCI插槽用于插接PCI总线的板卡，一般为乳 白色，如图3-5所示。根据主板的不同，一般 有3～5个PCI插槽。PCI-E插槽大大提高了微 机图形接口的吞吐能力，目前多用于插接显卡， PCI-E插槽将会成为今后一段时间内的主流扩 展插槽。
3.2.2 CPU插槽
目前，主流CPU的插槽多采用ZIF（Zero Insert Force）标准，常见的CPU插槽类型有 Socket 478、Socket 754 、Socket 939 、 LGA 775和Socket AM2等，现在市场上主流 CPU的插槽为Socket AM2插槽和LGA 775插 槽。
显存，这是一种解决显卡板载显示内存不足的 廉价解决方案。
3.2.6 内存插槽
内存插槽是用来安装内存条的，目前应用 比较多的是DDR和DDR Ⅱ插槽，其中DDR插 槽有184个触点，而DDR Ⅱ插槽有240个触点。 随着CPU和主板技术的更新，DDR Ⅱ内存已 经变成主流配置。
随着主板集成技术的提高，许多主板芯片
组已经开始用一块单一芯片来代替南桥芯片和 北桥芯片。主板芯片组也逐渐开始集成显卡、 声卡、调制解调器和网卡等部件。目前，主流 芯片组生产厂家有Intel(英特尔公司)、VIA(威 盛电子（中国）有限公司)、SiS(矽统科技股 份有限公司)、ALI(扬智科技股份有限公司)、 AMD(超微半导体（中国）有限公司)、 nVIDIA(英伟达公司)和ATI(冶天：已经被 AMD兼并)等，其中以Intel、nVIDIA、VIA和 AMD最为常见，如图3-4所示。
3.2 主板的主要组成
主板虽然档次和品牌很多，但是其组成和 技术基本一致，除CPU接口和芯片组不同外， 其组成结构几乎相同。下面我们以ATX主板为 例，如图3-1所示，看一看主板上的主要组成 部件及其功能。
外围接口 ATX电源接口 AGP插槽 PCI插槽
CPU插槽 北桥芯片 PCB基板 3-5 PCI插槽和PCI-E插槽
3.2.5 AGP接口插槽
加速图形端口（Accelerated Graphics Port，AGP）插槽是Intel为配合Pentium Ⅱ 处理器的开发而提出的规范标准，用于解决 3D图形处理能力不足的问题。
AGP不是一种总线结构，它是点对点的连 接，即连接控制芯片和AGP显卡。AGP在内 存与显卡之间提供了一条直接通道，使得3D 图形数据越过PCI总线，直接送入显示子系统， 这样就能突破由于PCI总线形成的系统瓶颈， 从而达到高性能3D图形的描绘功能。AGP标 准可以让显卡通过AGP接口调用系统内存做
AMD的Socket AM2插槽采用全新设计， 有940根针脚，如图3-2所示。这种类型的微 处理器内建DDR2内存控制器，可以支持最高 DDR2 800MHz的内存。
图3-2 Socket AM2 CPU插槽
Intel的LGA 775插槽如图3-3所示，它与 Socket接口不同，LGA 775接口的CPU底部 没有传统的针脚，而是775个触点，通过与对 应的LGA 775插槽内的775根触针接触来传输 信号。LGA 775接口不仅能够提升处理器的信
号强度和处理器频率，同时也可以降低生产成 本。目前，LGA 775插槽已经成为Intel桌面 CPU的标准接口。
LGA 775插槽，是Intel 925X Express和 Intel 915 Express芯片组，所采用的接口类 型，支持Pentium 4和Pentium 4 Extreme Edition处理器。
主板芯片组几乎决定着主板的全部功能，其中CPU的类型、主板的 系统总线频率，内存类型、容量和性能，显卡插槽规格由芯片组 中的北桥芯片决定的；
扩展槽的种类与数量、扩展接口的类型和数量（如USB2.0/1.1， IEEE1394，串口，并口，笔记本的VGA输出接口）等，由芯片 组的南桥决定的。
有些芯片组由于集成了3D加速显示（集成显示芯片）、AC‘97声音 解码等功能，还决定着计算机系统的显示性能和音频播放性能等。
图3-3 LGA775 CPU插槽
在CPU插座内一般都有一个温度探头，用 来探测CPU的温度，并将测得的温度在主板 BIOS中显示出来。
3.2.3 主板芯片组
芯片组(Chipset)是主板的灵魂和中枢，它 不仅负责主板上各种总线之间数据和指令的传 输，而且还承担着硬件资源的分配与协调任务。 按照芯片组在主板上位置的不同，通常可分为 北桥芯片和南桥芯片。靠近CPU的那块芯片 称为北桥芯片，它主要负责CPU、内存和显 示卡之间的数据、指令的交换、控制和传输任 务。南桥芯片负责外部存储器（硬盘和光驱） 以及其他硬件资源（USB、PCI和ISA等设备） 的控制、调配及传输任务。
软驱插槽
内存插槽 CMOS电池 BIOS芯片 南桥芯片
图3-2 主板
图3-1 ATX主板
3.2.1 PCB基板
PCB（Printed Circuit Board：印刷电路 板）由多层构成，在每一层PCB板上都密布 有信号走线。在系统运行的时候，信号线间难 免会出现电磁干扰现象，最终导致信号不稳定 和系统运行不稳定。因此，一般除了对走线的 布局及间距进行改进外，好的主板多采用6层 及其6层以上的PCB板结构，并在中间加入了 屏蔽层来避免各层间的信号干扰现象，以达到 运行稳定性的要求。
本章要点
主板的组成、分类以及选购 主板的芯片组 主板和主板驱动程序的安装 主板的常见故障分析和处理
3.1 主板的简介
主板，又叫母板(Motherboard)或主机板， 是微机中最基本最重要的部件之一，是电脑内 部各种配件的载体，各种配件通过主板联系在 一起，配件之间的数据传输，都是通过主板来 实现的。主板性能的好坏，将直接影响整个系 统的运作情况。每一种新型CPU的出现，都 会推出与之配套的主板控制芯片组，否则新型 CPU的性能就无法或正常发挥出来。