电脑主板工作原理

电脑主板工作原理

3、3V的供电，同时CMOS电路的实时时钟震荡器产生

32、768Khz的正弦波供给开机电路与CMOS电路，此时开机电路的工作条件得到了供电和时钟，随时随地可以接受开机键的触发了。当有人按动了开机键时，开机键上通过电阻来自SB5V-SB

3、3V的高电平会产生0-1跳变，也就是“↑”上升沿的出现，使开机电路的核心受到触发，从而输出有效电平控制执行级元器件导通将ATX电源14脚由SB5V产生的5V高电平对地泻放，由此ATX电源内部的开关电源不再被控制，开始了工作，输出各项供电电流送到主板上。上述步骤可以参阅图A，此过程即主板加电过程。如上图所示，主板的供电系统第一个加电环节就OK了。重点测试点为：①CMOS跳线电压，正常为3V。②

32、768Khz晶振两脚间电压0、2V。③开机键有无高电平。

④开机键高电平可否跳变。⑤ATX电源14脚电压。⑥ATX电源14脚外围元件好坏。⑦开机键到控制核心的信号通路。⑧核心到ATX 电源14脚外围元件控制信号通路。⑨核心损坏。其次，主板上的DC-DC直流转换电路将ATX电源提供的5V,

3、3V,12V静态直流转换成CPU，BQ，NQ，DIMM所需要的动态直流，具体过程见CPU，BQ，NQ，DIMM等直流转换电路工作原理。于是主板上的各个硬件得到了工作所需的第一个条件，供

电。与此同时，主板上的CLKSYS时钟系统也得到了来自供电系统的正常供电，其内部的震荡器开始震荡，产生了

14、318Mhz的方波CLK信号送给系统时钟电路的控制器，而后芯片收到ATX电源8脚PG信号触发，控制器在频率跳线或者CMOS软设置的指引下输出调节后的

14、318MhzCLK信号给内部的各个分频器，经不同倍频调节，各分频器输出各个硬件所需要的各种频率的CLK到达各个硬件的CLK信号输入端。见图B至此，主板上的各大硬件又得到了第二个工作条件，CLK信号。NQ内的复位控制芯片也收到了来自ATX电源8脚的PG信号触发，瞬间开始工作，只是工作一瞬间，输出一个3V以内的0-1-0跳变电压，即RST#，此信号经外围执行电路转换成两路再输出，一路正向0-1-0跳变电压的叫做PCIRST#送给周边设备，包括BQ，AGP，PCI等等，另一路反向的1-0-1跳变电压的叫做IDERST#送给IDE接口，负责硬盘的复位控制。当BQ被复位后，会随即输出0-1-0跳变电压的叫做CPURST#（结束靠CPU-DC-DC电源管理芯片输出的PG信号控制）。例外的是462接口的CPU，它的复位信号是由NQ直接提供的。而并非BQ。此时，主板上的各大硬件的三大工作条件到齐，可以开始工作了，上述所有过程加在一起就是主板的硬启动过程，检测这个过程可以通过0系统化检测，条件齐全再上CPU，DIMM等硬件进行下一步的软启动检测。主板无疑是电脑最核心的部件。目前，奔腾主板市场空前繁荣，据《计算机世界报》报导，奔腾主板来自数个生产厂

家，有近百种之多，如何从这么多种类的主板中选择呢？本节将从主板的原理与结构方面出发，揭开主板的神秘面纱，使读者对主板能有一个清晰的认识，对选购和装机都不无益处。

奔腾级AT主板的结构及工作原理

奔腾级主板的结构

下面是奔腾级主板的结构框图。由图中可以看到主板上的一些主要部分。

FDC：软驱控制器（接口）

USB：通用串行总线（接口）

SIMM：72线内存条插槽

DIMM：168线内存条插槽

PS／2：PS／22鼠标接口

BIOS：基本输入输出系统

LPT：并行接口（打印口）

COM

1、COM2：串行接口

显然，主板主要由三类构件组成：集成电路、各种插槽插座和一大块多层电路板。在主板上的众多集成电路中，有着重要程度上的差别。图中有阴影的几个集成电路决定了主板的性能，这几个集成电路称为“芯片组”或“套片”，包括PCM芯片、LBX芯片、SIO芯片。

奔腾主板的工作原理

PCI ISA总线奔腾主板中，CPU只与套片（芯片组）直接打交道，套片作为CPU的全权代表，处理CPU与内存、高速缓存、PCI 插卡、ISA插卡、硬盘等外部设备的通信。各芯片的作用如下：

1、PCI、内存、Cache控制器（PCMC）芯片

PCMC是“PCI、Cache and Memory Controller”的缩写，从名字上就可以看出来，它的作用是：管理PCI总线、管理Cache、管理内存。

由于PCMC内的二级Cache控制器只支持256KB或512KB的二级Cache，于是采用Intel套片的主板就没有提供其它容量Cache。如果你听到某个主板声称自己支持1024KB的Cache，那就说明它用的肯定不是Intel的套片。

另外，在PCMC内还集成有DRAM控制器，负责DRAM的刷新、读写和被Cache。因此，主板支持的内存种类、内存的最大容量也不是任意的，主板生产商在这方面依然只能服从这些限制。

2、局部总线加速器（LBX）芯片

LBX是“Local Bus Accellerator”的缩写，它具有下列主要功能：

◇提供64位的DRAM界面，支持猝发式读写。支持的内存读写方式和读写周期也会影响主板的性能。

◇提供32位的PCI界面。LBX与PCMC一起作为CPU总线到PCI总线的桥梁，提供了PCI总线。

◇提供CUP与内存、CPU与PCI总线、内存与PCI总线之间的读写缓冲，提高数据传输速度。这些缓冲的大小将影响主机板的性能。FX套片性能不如HX、VX套片，部分原因就在于其读写缓冲较小。

◇某些版本的LBX还支持内存校验和纠错。

3、系统I／O（SIO）芯片

SIO是“System I／O”的缩写，具有下列主要功能：

◇作为PCI总线到ISA总线的桥梁，提供ISA总线，并且负责ISA设备的仲裁。

◇集成82C54实时钟，用于系统时钟、内存刷新、扬声器发声。

◇支持X工具总线。X工具总线的作用是连接多功能I／O芯片、键盘、实时钟和BIOS片选。多功能I／O芯片提供了双串口、一并口、软驱接口。有的I／O芯片还提供了游戏杆接口。

◇集成2个82C59中断控制器，管理系统硬件中断。

◇支持CPU的系统管理模式，用于绿色功能，能让CPU进入省电的休眠状态或者在需要的时候唤醒CPU。

◇提供2个增强型DMA控制器，支持多种DMA功能。

◇最新的SIO还支持USB总线接口。

奔腾级ATX主板的结构及工作原理

下图是ATX主板的结构框图。是当前的主流机采用的主板。

1、ISA扩展槽