第8章 总线与主板技术
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3.总线系统的主要技术参数
➢ (1)总线的带宽 ➢ (2)总线的位宽 ➢ (3)总线的工作频率
4
8.1.2 总线层次结构
➢ 计算机的总线系统是由处于计算机系统不 同层次上的若干总线组成的，一般可分为 以下几个层次：CPU总线、存储总线、系 统总线和外部总线。
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6
8.1.3 系统总线的标准化
13
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8.2.4 新型总线PCI Express
➢ 随着计算机技术的不断发展，处理器的主频越来越高，显 卡的速度越来越快，存储系统和网络的性能也越来越好， 已经在PC系统中使用了10多年的PCI总线面对现在巨大的 数据吞吐量，已经显得不堪重负，它已逐渐成为当前计算 机性能的瓶颈。
➢ AGP总线的出现解放了图形芯片，南北桥芯片之间也陆续 地采用了专用的互连总线，比如Intel Hub Link架构、VIA V-Link和SiS MuTIOL-Link。服务器和工作站也陆续地在 20世纪90年代末期开始采用66MHz/64-bit PCI总线，后来 升级为PCI-X总线技术。然而这些改变只是局部的，真正 要彻底解决PCI的瓶颈问题，必须从根本上改变总线设计， 采用一种新的总线来彻底取代PCI。
第8章 总线与主板技术
本章首先介绍了总线的基本概念、分类及总线的 层次结构，及几种常见系统总线，然后系统地介 绍了主板的组成及主板芯片组。
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8.1总线技术 8.1.1总线的基本概念
➢ 1.概述 总线是计算机系统各功能部件之间进行信息传送 的公共通道，它由一组导线和相关的控制、驱动 电路组成。构成计算机系统的各功能部件/模块 （如主板、存储器、I/O接口板等）通过总线来互 连和通信，总线以分时的方法来为这些部件服务。 总线结构很大程度上决定了计算机系统硬件的组 成结构，是计算机系统总体结构的支柱，目前在 计算机系统中常把总线作为一个独立的功能部件 来看待。
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2.总线的分类wenku.baidu.com
➢ ①按相对于CPU与其他芯片的位置可分为片内总 线和片外总线。
➢ ②按总线传送信息的类别，可分为地址总线、数 据总线和控制总线。
➢ ③按照总线传送信息的方向，可分为单向总线和 双向总线。
➢ ④按总线在微机系统中的位置，可分为机内总线 和外设总线。
➢ ⑤按总线的层次结构可分为CPU总线、存储总线、 系统总线和外部总线。
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8.2.3 AGP总线
➢ AGP是Accelerated Graphics Port（图形加速端 口）的缩写，它是一种显示卡专用的局部总线， 是为提高视频带宽而设计的总线规范。
➢ 随着计算机的图形处理能力越来越强，显卡处 理的数据越来越多，PCI总线越来越无法满足其 需求。Intel公司于1996年7月正式推出了AGP接 口，推出AGP的主要目的就是要大幅提高PC机的 图形尤其是3D图形的处理能力。
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8.2.2 PCI总线
➢ PCI是 Peripheral Component Interconnect （外设部件互连标准）的缩写，它是目前 个人电脑中使用最为广泛的接口，几乎所 有的主板产品上都带有这种插槽。PCI总线 是以Intel公司为首的PCI集团于1992年推出 的一种高性能的系统总线，它采用同步时 序协议和集中式仲裁策略并具有自动配置 能力，是目前最流行的PC扩展总线标准， 其总线插槽的外形如下图所示。
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8.3 主板
➢ 主板又称系统板（或称母板），是位于机箱内底 部的一块多层印刷电路板。主板是微机硬件系统 集中管理的核心载体，是PC机的核心部件。
➢ 主板是一台PC机的主体所在，要完成计算机系 统的管理和协调，支持各种CPU、功能卡和各总 线接口的正常运行。主板不仅是用来承载电脑关 键设备的基础平台，而且还起着硬件资源调度中 心的作用，担负各种配件之间的通信、控制和传 输任务。
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8.2 常见的系统总线
➢ 随着微型计算机的发展，为了适应数据宽 度的增加和系统性能的提高，依次推出了 多种标准的系统总线，下面主要介绍现在 常用的ISA总线、PCI总线、AGP总线和新 型总线PCI Express。
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8.2.1 ISA总线
➢ ISA（Industry Standard Architecture，工 业标准体系结构）总线，也叫AT总线，它 是IBM—PC/XT、AT及其兼容机所使用的总 线，其总线带宽为8MBps或16MBps，支持 8位或16位数据传送。
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8.3.1 主板上的主流芯片组简介
➢ 目前主板所用的芯片组主要由Intel、VIA、SiS、 Ali、AMD等公司生产，其中以Intel的芯片组最为 常见。芯片组与CPU有着密切的关系，每一代 CPU都有与其配套的芯片组，例如，Pentium主 要使用的芯片组有Intel的430FX/VX/HX/T系列芯 片组以及VIA的VPl、VP2、VP3、VP4、MVP4系 列芯片组；PentiumⅡ主要使用的芯片组有Intel的 440FX∕LX∕BX∕GX∕EX∕ZX以及VIA的Apollo pro133∕133A芯片组系列；PentiumⅢ主要使用的 芯片组有Intel的i810、i820、i815芯片组以及VIA 的693∕694等；Pentium4主要使用的有i850芯片组 等。
➢ 系统总线中的信号线可分为5个主要类型： ➢ ①数据线：决定数据宽度。 ➢ ②地址线：决定直接寻址范围。 ➢ ③控制线：包括控制、时序和中断线，决
定总线功能和适应性的好坏。 ➢ ④电源线和地线：决定电源的种类及地线
的分布和用法。 ➢ ⑤备用线：留给厂家或用户自己定义。
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➢ 有关这些信号线的标准主要涉及如下几个方面： ➢ ①信号的名称。 ➢ ②信号的定时关系。 ➢ ③信号的电平。 ➢ ④连接插件的几何尺寸。 ➢ ⑤连接插件的电气参数。 ➢ ⑥引脚的定义、名称和序号。 ➢ ⑦引脚的个数。 ➢ ⑧引脚的位置。 ➢ ⑨电源及地线。
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1.主板架构
➢ (1)传统南/北桥架构（South Bridge/North Bridge）
➢ (2)加速集线架构AHA（Accelerated Hub Architecture）
3.总线系统的主要技术参数
➢ (1)总线的带宽 ➢ (2)总线的位宽 ➢ (3)总线的工作频率
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8.1.2 总线层次结构
➢ 计算机的总线系统是由处于计算机系统不 同层次上的若干总线组成的，一般可分为 以下几个层次：CPU总线、存储总线、系 统总线和外部总线。
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8.1.3 系统总线的标准化
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8.2.4 新型总线PCI Express
➢ 随着计算机技术的不断发展，处理器的主频越来越高，显 卡的速度越来越快，存储系统和网络的性能也越来越好， 已经在PC系统中使用了10多年的PCI总线面对现在巨大的 数据吞吐量，已经显得不堪重负，它已逐渐成为当前计算 机性能的瓶颈。
➢ AGP总线的出现解放了图形芯片，南北桥芯片之间也陆续 地采用了专用的互连总线，比如Intel Hub Link架构、VIA V-Link和SiS MuTIOL-Link。服务器和工作站也陆续地在 20世纪90年代末期开始采用66MHz/64-bit PCI总线，后来 升级为PCI-X总线技术。然而这些改变只是局部的，真正 要彻底解决PCI的瓶颈问题，必须从根本上改变总线设计， 采用一种新的总线来彻底取代PCI。
第8章 总线与主板技术
本章首先介绍了总线的基本概念、分类及总线的 层次结构，及几种常见系统总线，然后系统地介 绍了主板的组成及主板芯片组。
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8.1总线技术 8.1.1总线的基本概念
➢ 1.概述 总线是计算机系统各功能部件之间进行信息传送 的公共通道，它由一组导线和相关的控制、驱动 电路组成。构成计算机系统的各功能部件/模块 （如主板、存储器、I/O接口板等）通过总线来互 连和通信，总线以分时的方法来为这些部件服务。 总线结构很大程度上决定了计算机系统硬件的组 成结构，是计算机系统总体结构的支柱，目前在 计算机系统中常把总线作为一个独立的功能部件 来看待。
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2.总线的分类wenku.baidu.com
➢ ①按相对于CPU与其他芯片的位置可分为片内总 线和片外总线。
➢ ②按总线传送信息的类别，可分为地址总线、数 据总线和控制总线。
➢ ③按照总线传送信息的方向，可分为单向总线和 双向总线。
➢ ④按总线在微机系统中的位置，可分为机内总线 和外设总线。
➢ ⑤按总线的层次结构可分为CPU总线、存储总线、 系统总线和外部总线。
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8.2.3 AGP总线
➢ AGP是Accelerated Graphics Port（图形加速端 口）的缩写，它是一种显示卡专用的局部总线， 是为提高视频带宽而设计的总线规范。
➢ 随着计算机的图形处理能力越来越强，显卡处 理的数据越来越多，PCI总线越来越无法满足其 需求。Intel公司于1996年7月正式推出了AGP接 口，推出AGP的主要目的就是要大幅提高PC机的 图形尤其是3D图形的处理能力。
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8.2.2 PCI总线
➢ PCI是 Peripheral Component Interconnect （外设部件互连标准）的缩写，它是目前 个人电脑中使用最为广泛的接口，几乎所 有的主板产品上都带有这种插槽。PCI总线 是以Intel公司为首的PCI集团于1992年推出 的一种高性能的系统总线，它采用同步时 序协议和集中式仲裁策略并具有自动配置 能力，是目前最流行的PC扩展总线标准， 其总线插槽的外形如下图所示。
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8.3 主板
➢ 主板又称系统板（或称母板），是位于机箱内底 部的一块多层印刷电路板。主板是微机硬件系统 集中管理的核心载体，是PC机的核心部件。
➢ 主板是一台PC机的主体所在，要完成计算机系 统的管理和协调，支持各种CPU、功能卡和各总 线接口的正常运行。主板不仅是用来承载电脑关 键设备的基础平台，而且还起着硬件资源调度中 心的作用，担负各种配件之间的通信、控制和传 输任务。
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8.2 常见的系统总线
➢ 随着微型计算机的发展，为了适应数据宽 度的增加和系统性能的提高，依次推出了 多种标准的系统总线，下面主要介绍现在 常用的ISA总线、PCI总线、AGP总线和新 型总线PCI Express。
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8.2.1 ISA总线
➢ ISA（Industry Standard Architecture，工 业标准体系结构）总线，也叫AT总线，它 是IBM—PC/XT、AT及其兼容机所使用的总 线，其总线带宽为8MBps或16MBps，支持 8位或16位数据传送。
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8.3.1 主板上的主流芯片组简介
➢ 目前主板所用的芯片组主要由Intel、VIA、SiS、 Ali、AMD等公司生产，其中以Intel的芯片组最为 常见。芯片组与CPU有着密切的关系，每一代 CPU都有与其配套的芯片组，例如，Pentium主 要使用的芯片组有Intel的430FX/VX/HX/T系列芯 片组以及VIA的VPl、VP2、VP3、VP4、MVP4系 列芯片组；PentiumⅡ主要使用的芯片组有Intel的 440FX∕LX∕BX∕GX∕EX∕ZX以及VIA的Apollo pro133∕133A芯片组系列；PentiumⅢ主要使用的 芯片组有Intel的i810、i820、i815芯片组以及VIA 的693∕694等；Pentium4主要使用的有i850芯片组 等。
➢ 系统总线中的信号线可分为5个主要类型： ➢ ①数据线：决定数据宽度。 ➢ ②地址线：决定直接寻址范围。 ➢ ③控制线：包括控制、时序和中断线，决
定总线功能和适应性的好坏。 ➢ ④电源线和地线：决定电源的种类及地线
的分布和用法。 ➢ ⑤备用线：留给厂家或用户自己定义。
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➢ 有关这些信号线的标准主要涉及如下几个方面： ➢ ①信号的名称。 ➢ ②信号的定时关系。 ➢ ③信号的电平。 ➢ ④连接插件的几何尺寸。 ➢ ⑤连接插件的电气参数。 ➢ ⑥引脚的定义、名称和序号。 ➢ ⑦引脚的个数。 ➢ ⑧引脚的位置。 ➢ ⑨电源及地线。
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1.主板架构
➢ (1)传统南/北桥架构（South Bridge/North Bridge）
➢ (2)加速集线架构AHA（Accelerated Hub Architecture）