USB,SATA,PCIE,DMI,QPI硬件工程师Training讲义
硬件工程师培训教程
硬件工程师培训教程（九）硬件工程师培训教程（九）第三章 主板综述主板(Mother Board，也叫Main Board 或System Board)是一台PC 的主体所在，主板完成电脑系统的管理和协调，支持各种CPU 、功能卡和各总线接口的正常运行。
它是PC 机的“总司令部”，主板所用的芯片组、IOS 、电源器件和布线水平等决定了它的“级别”。
平时我们所说的386 、486 和Pentium电脑等，其判断的标准就是机器所用的主板和CPU 。
换句话说，若换上不同的主板和CPU，电脑就可以从486 变成Pentium Ⅲ，其他附件如显示器、声卡和键盘等基本上可以通用。
第一节 主板的组成在介绍主板的性能和特点之前，有必要先简单介绍一下主板的各主要组成部分。
主板的外形多为矩形印刷电路板(PCB ——Printed Circuit Board)，集成有芯片组、各种I/O 控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯接插件、扩展槽、主板和电源接口等元器件。
1.CPU 插槽:CPU 插槽主要分Socket 和Slot 两种。
Socket 插槽包括Intel Pentium 、Pentium MMX 、AMD K6-2 和K6-3 等CPU 专用的Socket 7 插座;Intel Pentium Ⅲ Coppermine 、Celeron Ⅱ(这不是Intel 的官方命名，但为了和以前的两款Celeron 相区别，我们暂时这样称呼)、Cyrix Ⅲ等专用的Socket 370;AMD Duron 和Thunderbird 用的Socket A 。
Slot 插槽包括Intel Pentium Ⅱ和Pentium Ⅲ专用的Slot 1 插槽和AMD Athlon 使用的Slot A 插槽。
2.芯片组:芯片组由North Bridge(北桥)芯片和South Bridge(南桥)芯片组成。
北桥是CPU 与外部设备之间的联系纽带，AGP 、DRAM 、PCI 插槽和南桥等设备通过不同的总线与它相连。
《硬件知识讲座》课件
选择主板时，需要考虑其处理器插槽类型、内存插槽数量 、扩展插槽数量和类型、磁盘接口数量和类型等因素。
显卡（GPU）
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独立显卡与集成显卡
独立显卡具有独立的图形处理单元，性能优于集成显卡，适合进行大型 游戏和高强度图形处理。集成显卡则整合在处理器中，适合一般日常使 用。
显卡性能参数
显卡的性能参数包括核心频率、显存容量和类型、位宽、流处理器数量 等。这些参数直接影响显卡的性能。
屏幕上的图像。
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中央处理器
计算机的“大脑”，负责 执行程序中的指令和处理
数据。
硬盘
用于永久存储数据和程序 ，包括机械硬盘（HDD）
和固态硬盘（SSD）。
主板
连接和协调各个硬件组件 的桥梁，提供各种接口插
槽和扩展卡槽。
硬件与软件的关系
硬件是软件的运行平台
软件需要在硬件上运行，硬件的性能和配置直接影响软件的运行 效果。
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输入输出设备
显示器
显示器类型
液晶显示器（LCD）、有机发光二极 管显示器（OLED）、等离子显示器 等。
分辨率
刷新率
刷新率决定了显示画面的流畅度，常 见的刷新率有60Hz、120Hz和240Hz 。
分辨率决定了显示画面的清晰度，常 见的分辨率有1080p、4K和8K。
键盘与鼠标
键盘类型
机械键盘、薄膜键盘等。
网络卡
网络卡用于连接电脑到网络，分为有线网卡和无线网卡两种。有线网 卡通过网线连接，速度更快更稳定，无线网卡则方便移动上网。
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硬件维护与升级
硬件清洁与保养
定期清洁
定期清洁硬件设备表面， 保持设备整洁，防止灰尘 和污垢影响设备性能。
电脑硬件组装培训教程(ppt6)
4. 连接主板上的电源线、数 据线等接口。
5. 关闭机箱侧板，连接显示 器、键盘鼠标等外设。
04 内存、硬盘和显卡安装与调试
内存类型及选购建议
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内存类型
DDR3、DDR4等，不同 代数内存不兼容，需根据 主板支持的内存类型选择 。
容量选择
根据个人需求和预算选择 ，一般办公和家用建议 8GB起步，游戏和设计建 议16GB或更多。
关注散热性能
选择散热性能好的散热器，确保硬件温度不会过高。
确认兼容性和安装方式
确保散热器与主板、CPU等硬件兼容，并了解安装方式和步骤。
机箱类型及选购建议
ATX机箱
标准尺寸，适用于大多数台式机。
mATX机箱
小尺寸，适用于小型主机和HTPC。
机箱类型及选购建议
• ITX机箱：迷你尺寸，适用于特殊需求的场景。
接口类型
SATA、M.2等，需根据主板支持的 接口类型选择。
显卡类型及选购建议
显卡类型
核芯显卡（集成显卡）和 独立显卡，独立显卡性能 更强，适合游戏和设计。
性能参数
流处理器数量、核心频率 、显存类型和容量等，性 能参数越高，显卡性能越 好。
品牌与型号
Nvidia和AMD是两大显卡 品牌，不同型号性能差异 较大，需根据个人需求和 预算选择。
确保电源提供足够的接口类型和数量 ，满足硬件连接需求。
关注电源效率
选择高效率的电源，降低能源浪费和 热量产生。
和散热片将热量从CPU等硬 件上带走。
水冷散热器
通过循环冷却液将热量从硬件上带走 ，散热效果更好。
散热器类型及选购建议
确认散热器类型
根据硬件需求和预算选择合适的散热器类型。
硬件工程师培训教程(15个doc)24
硬件工程师培训教程(15个doc)24硬件工程师培训教程（十）第二节主板的结构特点主板结构规范也就是指主板上各种元器件的布局和排列方式。
不同的板型通常要求不同的机箱与之相配套，各主板结构规范之间的差别包括尺寸大小、形状、元器件的放置位置和电源供应器等。
目前常见的主板结构规范主要有AT 、Baby AT 、ATX 、Mini ATX 、Micro ATX 、LPX 、Mini LPX 、NLX 和Flex ATX 等结构。
一、AT 结构AT 结构因首先应用在IBM PC/AT 机上而得名，现已成为一种计算机的工业标准。
AT 主板的尺寸为二、ATX 结构ATX(AT Extend)结构是Intel 公司于1995 年7 月提出的。
ATX 结构属于一种全新的结构设计，能够更好地支持电源管理。
ATX 是Baby AT 和LPX 两种架构的综合，它在Baby AT 的基础上逆时针旋转了90 度，直接提供COM 口、LPT 口、PS/2 鼠标接口和PS/2 键盘接口。
另外在主板设计上，由于横向宽度增加，可让将CPU 插槽安放在内存插槽旁边，这样在插长卡时就不会占用CPU 的空间，而且内存条的更换也更加方便。
软硬盘连接口从主板的边沿移到了中间，这样安装好以后离机箱上的硬盘和软驱更近，方便了连线，降低了电磁干扰。
电源位于CPU 插槽的右侧，利用电源单边托架风扇，可以直接给CPU 及机箱内元件散热。
大部分外设接口集成在主板上，有效降低了电磁干扰，并改善了各种设备连线争用空间的情况。
ATX 结构的优点有:一是全面改善了硬件的安装、拆卸和使用;二是支持现有各种多媒体卡和未来的新型设备更加方便;三是全面降低了系统整体造价;四是改善了系统通风设计;五是降低了电磁干扰，机内空间更加简洁。
Micro ATX结构则在ATX 架构的基础上减小了主板面积。
三、Micro ATX 结构Micro ATX 是依据ATX 规格所改进而成的一种新标准，已成为市场的新趋势。
新电脑硬件培训资料
新电脑硬件培训资料电脑的几个主要组成部分CPU 主板内存硬盘显卡CPU1.主频:即CPU内核工作的时钟频率（CPU Clock Speed）。
通常所说的某某CPU是多少兆赫的，而这个多少兆赫就是“CPU的主频”。
很多人认为CPU的主频就是其运行速度，其实不然。
CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度，与CPU实际的运算能力并没有直接关系。
主频和实际的运算速度存在一定的关系，但目前还没有一个确定的公式能够定量两者的数值关系，因为CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标（缓存、指令集，CPU的位数等等）。
由于主频并不直接代表运算速度，所以在一定情况下，很可能会出现主频较高的CPU 实际运算速度较低的现象。
比如AMD公司的AthlonXP系列CPU大多都能以较低的主频，达到英特尔公司的Pentium 4系列CPU较高主频的CPU性能，所以AthlonXP系列CPU才以PR值的方式来命名。
因此主频仅是CPU性能表现的一个方面，而不代表CPU的整体性能。
CPU的主频不代表CPU的速度，但提高主频对于提高CPU运算速度却是至关重要的。
举个例子来说，假设某个CPU在一个时钟周期内执行一条运算指令，那么当CPU运行在100MHz 主频时，将比它运行在50MHz主频时速度快一倍。
因为100MHz的时钟周期比50MHz的时钟周期占用时间减少了一半，也就是工作在100MHz主频的CPU执行一条运算指令所需时间仅为10ns比工作在50MHz主频时的20ns 缩短了一半，自然运算速度也就快了一倍。
只不过电脑的整体运行速度不仅取决于CPU运算速度，还与其它各分系统的运行情况有关，只有在提高主频的同时，各分系统运行速度和各分系统之间的数据传输速度都能得到提高后，电脑整体的运行速度才能真正得到提高。
提高CPU工作主频主要受到生产工艺的限制。
由于CPU是在半导体硅片上制造的，在硅片上的元件之间需要导线进行联接，由于在高频状态下要求导线越细越短越好，这样才能减小导线分布电容等杂散干扰以保证CPU运算正确。
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1.9 USB Drop / Droop
测试定义 • Drop
– Measure the USB power drop (Spec. = 4.75 ~ 5.25V) – Use 500mA DC load to plug-In all each USB port
• Droop
– Measure the power drop when loading the device at a single port (Spec. < 330mV) – Apply a 100mA DC load which switches on and off to one of the USB port and other ports plug-In 500mA DC loads
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1.10 USB Layout注意事项
• USB信号远离Power Phase / Gate • 如果只對一個Port供Power，Power走線寬度 至少40 mil。 • 如果是對多個Port供Power，每一個port提 供1A電流，走30mil線寬，總體寬度為30* Port數。
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1.11 8b/10b编码及解码
+5VDUAL +5V_USB_P78 UF4 1 1.5A/6V 2 1 UL4 2 70Ohm/100Mhz
1
UR4 4.7KOhm
1 1 2
UR5 2 8.2KOhm GND
2
<12> S_USB_OC#910
1
2
UC4 0.1UF/16V /X
+
UCE4 100UF/6.3V
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• Chipset端Power / 信号
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2024版硬件工程师培训教程
01硬件基础知识Chapter01电阻、电容、电感等基本电子元件的工作原理与特性020304欧姆定律、基尔霍夫定律等电路基本定律的应用模拟电路与数字电路的基本概念与区别常用电子测量仪器（如示波器、万用表）的使用方法电子元件与电路010204数字逻辑与计算机组成逻辑代数基础：逻辑变量、逻辑函数、逻辑运算等门电路、触发器、寄存器等数字逻辑电路的工作原理与设计计算机组成原理：CPU、内存、I/O设备等核心部件的功能与结构指令集、微程序控制器等计算机控制方式的理解与应用03嵌入式系统与微处理器01020304硬件设备接口与通信协议等的工作通信协议基础：数据帧结构、数据传输速率、差错控制02硬件设计技能Chapter原理图设计与PCB布局布线原理图设计PCB布局布线仿真验证与调试技巧仿真验证调试技巧熟悉硬件调试的基本流程和方法，掌握常用调试工具的使用技巧。
能够定位并解决电路中的故障和问题，提高硬件设计的稳定性和可靠性。
信号完整性分析与优化信号完整性分析优化措施可靠性设计与防护措施可靠性设计防护措施03嵌入式系统开发能力Chapter嵌入式操作系统原理及应用嵌入式操作系统基本概念嵌入式操作系统体系结构常见嵌入式操作系统介绍嵌入式操作系统应用开发01020304设备驱动基本概念设备驱动调试技巧设备驱动开发流程实例分析驱动程序开发与调试方法嵌入式应用软件开发流程嵌入式应用软件需求分析嵌入式应用软件编码与测试A B C D嵌入式应用软件设计嵌入式应用软件维护与升级实时操作系统（RTOS）应用实践RTOS基本概念与原理RTOS性能优化与调试RTOS选型与评估RTOS应用开发了解实时操作系统的定义、特点、分类及工作原理。
掌握基于特定法，包括任务管理、内存管理、中断处理、时间管理等。
04测试与验证方法Chapter功能测试与性能测试方法功能测试性能测试故障诊断与排除技巧故障诊断通过分析故障现象、查看日志文件和运用专业工具，定位硬件故障的原因和位置。
电脑硬件工程师-完整版
硬件工程师培训教程（一）硬件工程师培训教程（一）第一章计算机硬件系统概述要想成为一名计算机硬件工程师，不了解计算机的历史显然不行。
在本书的第一章中，我们将带你走进计算机硬件世界，去回顾计算机发展历程中的精彩瞬间。
第一节计算机的发展历史现代电子计算机技术的飞速发展，离不开人类科技知识的积累，离不开许许多多热衷于此并呕心沥血的科学家的探索，正是这一代代的积累才构筑了今天的“信息大厦”。
从下面这个按时间顺序展现的计算机发展简史中，我们可以感受到科技发展的艰辛及科学技术的巨大推动力。
一、机械计算机的诞生在西欧，由中世纪进入文艺复兴时期的社会大变革，极大地促进了自然科学技术的发展，人们长期被神权压抑的创造力得到了空前的释放 。
而在这些思想创意的火花中 ，制造一台能帮助人进行计算的机器则是最耀眼、最夺目的一朵。
从那时起，一个又一个科学家为了实现这一伟大的梦想而不懈努力着。
但限于当时的科技水平，多数试验性的创造都以失败而告终，这也就昭示了拓荒者的共同命运: 往往在倒下去之前见不到自己努力的成果。
而后人在享用这些甜美成果的时候，往往能够从中品味出汗水与泪水交织的滋味……1614 年:苏格兰人John Napier(1550 ～1617 年)发表了一篇论文 ，其中提到他发明了一种可以进行四则运算和方根运算的精巧装置。
1623 年:Wilhelm Schickard(1592 ～1635 年)制作了一个能进行6 位数以内加减法运算，并能通过铃声输出答案的“计算钟”。
该装置通过转动齿轮来进行操作。
1625 年:William Oughtred(1575 ～1660 年)发明计算尺。
1668 年:英国人Samuel Morl(1625 ～1695 年)制作了一个非十进制的加法装置，适宜计算钱币。
1671 年:德国数学家Gottfried Leibniz 设计了一架可以进行乘法运算，最终答案长度可达16位的计算工具。
1822 年:英国人Charles Babbage(1792 ～1871 年)设计了差分机和分析机 ，其设计理论非常超前，类似于百年后的电子计算机，特别是利用卡片输入程序和数据的设计被后人所采用。
电脑硬件培训资料精品PPT课件
电脑硬件培训资料 第一节 认识计算机的各大硬件组成
显卡
• 功能：显卡的作用就是提供 对图像数据的快速处理，显 卡也是电脑的重要组成部件 之一，而且也是更新换代最 快的一个部件，目前很多3D 游戏对显卡的要求都很高， 因此我们不得不掏钱从新买 一块显卡来更新换代。
电脑硬件培训资料 第一节 认识计算机的各大硬件组成
卡等等。下面将简单的介绍组成电脑的各个零部件。
电脑硬件培训资料 第一节 认识计算机的各大硬件组成
机箱的整体外观
电脑硬件培训资料 第一节 认识计算机的各大硬件组成
主板
• 主板和CPU都是电脑中 最关键的部件。
• 所有的板卡必须通过Байду номын сангаас 板发挥作用，主板性能 和质量的好坏直接影响 到整个系统。
• 电脑主板按不同的架构 标准和各种不同的主要 部件、接口组合而成。
电脑硬件培训资料 第一节 认识计算机的各大硬件组成
CPU
• 功能：也就是负责运算和 控制的控制中心，是电脑 的最关键部位，是计算机 的头脑
• 作用：相当于人的大脑一 样，在计算机中进行的任 何操作（数据的输入，存 储，程序的运行，屏幕的 显示，结果的打印）都在 CPU的控制下完成的。 CPU比计算机中任何部件 都更能决定计算机的工作 速度和效率。
• SCSI接口多用于服务器和 高端工作站上，目前主流 的SCSI接口规范为SCSI 80和SCSI 160，传输速度 分别为80 MB/s和160 MB/s
电脑硬件培训资料 第二节 计算机的各大硬件详细介绍
Serial ATA接口：
• Serial ATA接口是新一代硬盘 接口，是串口硬盘的接口， 其数据传输率达到150 MB/s。 Serial ATA采用低电压、点对 点(Point-to-Point)设计，减 少了对能耗的要求，并提升 气流与增加散热效果。此外， 它还支持热插拔功能。
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1.5 USB Device Speed identification
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• Low-Speed / Full-Speed侦测参考上图，是通 过Reset时，侦测D- / D+哪一个经1.5K电阻 Pull-up 至3.3V来识别； • High-Speed侦测方式：首先Host确认Device 为Full-Speed，然后通过握手新号来确认是 High-Speed还是Full-Speed； • 详细的侦测过程参考附件Page154
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1.9 USB Drop / Droop
测试定义 • Drop
– Measure the USB power drop (Spec. = 4.75 ~ 5.25V) – Use 500mA DC load to plug-In all each USB port
硬件培训资料
硬件培训资料主板，是一台电脑中最差不多，最重要的部分，是把cpu 显卡光驱硬盘内存连接起来的一个平台。
一样为一块矩形电路板，上面安装了各种电路元件和组成电脑的要紧电路系统。
要紧组成部分有中央处理器（CPU）插槽,内存插槽，南北桥芯片，扩展插槽。
主板芯片组及其作用：芯片组（Chipset）是主板的核心组成部分，假如说中央处理器（CPU）是整个电脑系统的心脏，那么芯片组将是整个躯体的躯干。
而芯片组通常由北桥和南桥组成，也有些以单芯片设计，增强其效能。
这些芯片组为主板提供一个通用平台供不同设备连接，操纵不同设备的沟通。
主板芯片组几乎决定着主板的全部功能，进而阻碍到整个电脑系统性能的发挥，芯片组是主板的灵魂。
芯片组性能的优劣，决定了主板性能的好坏与级别的高低。
其中CPU的类型、内存类型、容量和性能，显卡插槽规格是由芯片组中的北桥芯片决定的；而扩展槽的种类与数量、扩展接口的类型和数量等，是由芯片组的南桥决定的。
常见和要紧生产芯片组的厂家有英特尔（美国）、AMD（美国）这2大伙儿。
南北桥芯片：横跨PCI-E插槽左右两边的两块芯片确实是南北桥芯片。
芯片组以北桥芯片为核心，一样情形，主板的命名差不多上以北桥的核心名称命名的（如P45的主板确实是用的P45的北桥芯片）。
从主板的命名看出，北桥的地位更为重要北桥芯片要紧负责处理CPU、内存、显卡三者间的“交通”，主板上离CPU 最近的芯片，这要紧是考虑到北桥芯片与处理器之间的通信最紧密，为了提高通信性能而缩短传输距离，由于处理的数据量多而发热量较大，因而需要散热片散热。
南桥芯片则负责I/O总线之间的通信（即硬盘，光驱等储备设备，音频，键盘，时钟，电源等操纵器和主板的数据流通），离CPU插槽最远，一样在PCI插槽的邻近，这种布局是考虑到它所连接的I/O总线较多，离处理器远一点有利于布线。
随着技术的进展，有些新出的主板，把南北桥芯片整合在一起，节约成本的同时，进一步提高芯片组的性能！主板内存插槽、扩展插槽及磁盘接口：DDR2内存插槽DDR3内存插槽内存规范也在不断升级，从早期的SDRAM到DDR SDRAM，进展到现在的DDR2与DDR3，每次升级接口都会有所改变，因此这种改变在外型上不容易发觉，如上图第一副为DDR2，第二幅为DDR3，在外观上的区别要紧是防呆接口的位置，专门明显，DDR2与DDR3是不能兼容的，因为全然就插不下。
电脑硬件基础知识ppt课件
H 主供电接口
I 双4PIN供电
J CMOS电池
K IDE接口
L SATA接口
M 机箱前面版接口
N 扩展USB接口
O 主板上的功能按 键
P 主板外设接口
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可编辑课件PPT
主板按结构分为 AT、Baby-AT ATX、MicroATX LPX、NLX、Flex ATX EATX、WATX BTX等
Intel的Tick-Tock模式
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可编辑课件PPT
Tick-Tock：奇数年更新制作工艺，偶数年更新微架 构。
Tick指每隔两年的奇数年推出核心面积更小、制程更先进的处理
器；Tock指每隔两年的偶数年推出新架构的处理器。
“Tick”，代表着工艺的提升、晶体管变 小，并在此基础上增强原有的微架构，而 Tick-Tock中的“Tock”，则在维持相同工艺 的前提下，进行微架构的革新，这样在制程 工艺和核心架构的两条提升道路上，总是交 替进行。
MATX
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ATX
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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、PCI-E插槽、PCI插槽、 IDE接口以及主板边缘的其他数据接口等。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。
【CAS的延迟】指的是内存存取数据所需的延迟时间，数字越 小，代表反应所需的时间越短。
【数据位宽度和带宽】 内存的数据位宽度是指内存在一个时钟周期内传输数据的位 数，以“bit”为单位。 内存带宽是指内存的数据传输速率，计算方法是：运行频率 ×数据带宽/8，之所以要除以8，是因为每8个bit(比特)等于 一个Byte(字节)。
电脑硬件基础知识培训
电脑硬件基础知识培训欢迎大家参加本次电脑硬件基础知识培训。
在当今数字化时代，电脑已经成为我们生活和工作中不可或缺的工具。
了解电脑硬件基础知识，可以帮助我们更好地使用和维护电脑，提高工作效率，减少故障率。
接下来，让我们一起系统地学习一下电脑硬件基础知识。
一、电脑硬件的组成1. 中央处理器（CPU）：中央处理器是电脑的大脑，负责处理和执行各种指令，是电脑最核心的组件。
2. 内存（RAM）：内存用于临时存储数据和程序，是电脑运行时的临时工作空间。
3. 硬盘：硬盘用来长期存储数据，包括操作系统、程序和文件等。
4. 主板：主板是各种硬件组件的连接中心，是电脑的基础。
5. 显卡：显卡负责电脑的图像处理工作，对于游戏和图形设计等任务至关重要。
6. 显示器：显示器用来显示电脑的图像和文字。
7. 键盘和鼠标：键盘和鼠标是电脑的输入设备，用于输入指令和操作电脑。
二、如何选择电脑硬件1. 根据需求选择CPU：不同的CPU有不同的性能和价格，根据自己的使用需求选择合适的CPU。
2. 内存大小的选择：合理的内存大小可以提高电脑的运行速度和多任务处理能力。
3. 硬盘的选择：根据自己的存储需求选择适当大小和类型的硬盘。
4. 显卡选择：如果需要进行游戏或图形设计等高性能任务，需要选择性能较好的显卡。
5. 显示器的选择：选择合适大小和分辨率的显示器，能够提高使用舒适度和工作效率。
三、电脑硬件的安装和维护1. 安装CPU：在安装CPU时，需要注意插槽的对准和散热风扇的安装。
2. 内存的安装：内存的安装需要注意金手指的对准和插槽的安装顺序。
3. 硬盘的安装：硬盘的安装一般比较简单，只需将硬盘固定好即可。
4. 显卡的安装：显卡的安装需要注意插槽的对准和电源线的连接。
5. 正确使用键盘和鼠标：正确使用键盘和鼠标能够延长它们的使用寿命。
6. 定期清理内部灰尘：定期清理电脑内部的灰尘能够提高散热效果，延长电脑的使用寿命。
四、常见电脑故障处理1. 电脑开不了机：可能是电源供应问题、主板故障或者硬件连接问题。
【工程管理】硬件工程师培训教程(15个doc)9
硬件工程师培训教程(15个doc)9部门： xxx时间： xxx整理范文，仅供参考，勿作商业用途硬件工程师培训教程（十一）第三节主板芯片组综述一、主板与芯片组的关系芯片组是主板的灵魂，决定了主板的性能和价格。
主板上的芯片组又称之为控制芯片组(Chipset)，与主板的关系就好像CPU 对于整机的关系一样，提供了主板所需的完整核心逻辑。
正如人的大脑分左脑和右脑，主板上的芯片组由北桥芯片和南桥芯片组成。
其中北桥芯片负责管理L2 Cache 、支持存的类型及最大容量、是否支持AGP 加速图形接口及ECC 数据纠错等。
对USB 接口、UDMA/33 EIDE 传和ACPI(Advanced Configuration and Power Interface，高级电源管理)的支持以及是否包括KB C (键盘控制模块)和RTC(实时时钟模块)则由南桥芯片决定。
因此，芯片组的类型将直接影响主板甚至整机的性能。
二、主流芯片组一览在386 和486 时代，生产主板芯片组的厂商很多，其中包括VIA 、UMC(联华)、SiS 和AL i等。
P e n t i u m 处理器上市后，由于各芯片组制造厂商对其技术不熟悉，使得早期586 级主板对Pentium 处理器的支持不尽人意。
在这种情况下，Intel 公司开始自己研发主板芯片组，使其能够更好地支持Pentiu m 系列处理器。
在Intel 公司正式加入芯片组竞争的短短几年中，很多专业芯片组厂商的市场份额大幅下降，甚至转行生产其他产品，I n t e l芯片组的市场份额也一度达到了近90%。
1.I n t e l芯片组(1)I n t e l430T XIntel 430TX 是Intel 于几年前推出的专门支持Pentium MMX 级CPU 的芯片组，针对MM X 技术进行了优化。
同时该芯片组还支持AMD K6 和Cyrix M ⅡCPU 。
Intel 430TX 芯片组利用动态电源管理结构，长了便携式电脑的电池使用时间。
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4） USB Power • Connector端Power： 最多2个USB Port共用电源。 UF4：过流保护，这里建议使用1.5A的，Poly Switch 电 流过小容易出现插入某些USB Device时误保护; UL4：EMI器件; UCE4：USB Drop, Droop,选用参考值22uF-820uF,根据实测 选择; UR4，UR5：USB OC分压3.3V信号接至PCH.
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1.9 USB Drop / Droop
测试定义 • Drop
– Measure the USB power drop (Spec. = 4.75 ~ 5.25V) – Use 500mA DC load to plug-In all each USB port
• Droop
– Measure the power drop when loading the device at a single port (Spec. < 330mV) – Apply a 100mA DC load which switches on and off to one of the USB port and other ports plug-In 500mA DC loads
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1.5 USB Device Speed identification
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• Low-Speed / Full-Speed侦测参考上图，是通 过Reset时，侦测D- / D+哪一个经1.5K电阻 Pull-up 至3.3V来识别； • High-Speed侦测方式：首先Host确认Device 为Full-Speed，然后通过握手信号来确认是 High-Speed还是Full-Speed； • 详细的侦测过程参考附件Page154
• 8B/10B，也叫做8比特/10比特或8b10b。8b/10b方式 最初由IBM公司于1983年发明并应用于ESCON(200M 互连系统），由Al Widmer和Peter Franaszek在IBM的 刊物“研究与开发”上描述。 • 8b/10b编码的特性之一是保证DC 平衡，采用8b/10b 编码方式，可使得发送的“0”、“1”数量保持基本 一致，连续的“1”或“0”不超过5位，即每5个连续 的“1”或“0”后必须插入一位“0”或“1”，从而保 证信号DC平衡，它就是说，在链路超时时不致发生 DC失调。
USB,SATA,PCIE,DMI,QPI
kiddeny 2014-03-21
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1. 2. 3. 4. 5. USB SATA PCIE DMI QPI
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1. USB
1.1 背景介绍 1.2 基本介绍 1.3 USB特点 1.4 USB系统架构 1.5 USB Device Speed identification 1.6 USB电流规格 1.7 USB线路注意事项 1.8 USB眼图 1.9 USB Drop / Droop 1.10 USB Layout注意事项 1.11 8b/10b编码及解码
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1.1 背景介绍
• 在早期的计算机系统上常用串口或并口连接外围设备。每个接口都需 要占用计算机的系统资源(如中断，I/O地址，DMA信道, PS2 KB/MS等)。 无论是串口还是并口都是点对点的连接，一个接口仅支持一个设备。 因此每添加一个新的设备，就需要添加一个ISA/EISA或PCI卡来支持， 同时系统需要重新启动才能驱动新的设备,不能支持即插即用（plugand-play）。 • USB总线是INTEL、NEC、MICROSOFT、IBM等公司联合提出的一种新的 串行总线标准，主要用于PC机与外围设备的互联。 • USB总线具有低成本、使用简单、支持即插即用、易于扩展等特点， 已被广泛地用在PC机及嵌入式系统上。 • USB总线最初的目的是为了将PC和telephone连接起来，从而实现信息 处理和信息交流的融合，并为PC提供一个开放式的接口，方便扩展， 并在硬件和软件上实现简单易用化。
+5VDUAL_USB01 5
UD1 2 1 BAT64-04W /X UD2 2 1 GND BAT64-04W /X 3 USB03 USB0+ USB0_VCC_FB
UD1
USB_ESUN USB_ESUP
1 3
6 USB_PN1 4 USB_PP1
2 IP4220CZ6 T/R . /X GND
+5VDUAL +5V_USB_P78 UF4 1 1.5A/6V 2 1 UL4 2 70Ohm/100Mhz
1
UR4 4.7KOhm
1 1 2
UR5 2 8.2KOhm GND
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
<12> S_USB_OC#910
1
2
UC4 0.1UF/16V /X
+
UCE4 100UF/6.3V
15
• Chipset端Power / 信号
5
1.3 USB特点
• 使用简单 所用USB系统的接口一致，连接简单。系统可对设备进行自动检测和配置，支持热插拔。新添加设备系统 不需要重新启动。 • 应用范围广 USB系统数据报文附加信息少，带宽利用率高，可同时支持同步传输和异步传输两种传输方式。一个USB系 统最多可支持127个物理设备。USB设备的带宽可从几Kbps到几Mbps (在USB2.0版本，最高可达几百Mbps)。 一个USB系统可同时支持不同速率的设备，如低速的键盘、鼠标，全速的ISDN、语音，高速的磁盘、图像 等(仅USB2.0版本支持高速设备)。 • 较强的纠错能力 USB系统可实时地管理设备插拔。在USB协议中包含了传输错误管理、错误恢复等功能，同时根据不同的传 输类型来处理传输错误。 • 总线供电 USB总线可为连接在其上的设备提供5V电压/100mA电流的供电，最大可提供500mA的电流。USB设备也可采 用自供电方式。 • 低成本 USB接口电路简单，易于实现，特别是低速设备。USB系统接口/电缆也比较简单，成本比串口/并口低。
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2）在USB Port分配原则： 将高速的USB Port/Device 平均分配给两个Controller； 如右图所示：其中USB Port，Card Reader， Camera为高速Device。
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3）EMI / ESD Solution • EMI Solution：信号串入Common Choke，目前default不留。 • ESD有两种Solution，如下图： ESD零件的Power要和USB Jack/Device相同。 USB Port现在为Dual电，Camera、Bluetooth为 VS电，Touch-Screen Dual/VS根据Spec待定。
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1.10 USB Layout注意事项
• USB信号远离Power Phase / Gate • 如果只對一個Port供Power，Power走線寬度 至少40 mil。 • 如果是對多個Port供Power，每一個port提 供1A電流，走30mil線寬，總體寬度為30* Port數。
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1.11 8b/10b编码及解码
4
1.2 基本介绍
• • • • • • • • • • USB：Universal Serial Bus(通用串行总线) Super-Speed：USB3.0，USB operation at 5.0Gb/s High-Speed：USB2.0，USB operation at 480Mb/s Full-Speed: USB1.1，USB operation at 12Mb/s Low-Speed：USB1.0，USB operation at 1.5Mb/s Bandwidth：带宽，the amount of data transmitted per unit of time, typically bits per second(b/s) or byte per second(B/s). CRC：Cyclic Redundancy Check即循环冗余检验码，通过CRC可以check是否有 错误发生，并可纠正错误。 UHCI：Universal Host Controller Interface (USB1.0,1.1) EHCI： Enhanced Host Controller Interface (USB2.0) RMH：Rate Matching Hub，The RMHs replace the functionality of the UHCI controllers by converting high-speed traffic into low and full-speed traffic.
• USB总线的组件，依照功能可以分为三类：
Host端：是整个USB 总线的主控，不管任何的要求都由Host发出 Hub：主要用来扩充连接USB装置 Device：是提供特殊功能的终端，也叫Function端 • 可扩充127个外部装置，最多可串接7个Layer（包含Root层），如果是 7个Layer，则第7个Layer实质上是不可以激活使用的，所以第7 layer只 能连接Device。 • 每个layer之间可以支持5m连接线，实体6个layer最长为30m
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6）USB眼图Tuning USB眼图Fail，可以从以下几个方面着手： • BIAS电阻：调解USB信号Driving能力的大小，具体体现 为眼图的振幅变动，一般情况下是电阻越小，眼睛张的 越大;（Used to set transmit currents and internal load resistors） • USB Power：主要影响USB信号的集中性，如果USB信号 过于发散，就需要测试USB Power的noise; • Register：USB信号还可以通过寄存器调节振幅amplitude 和Slew Rate（信号上升下降的速度）; • 料件：Cable长度及材质、Connector材质、Common Choke • Layout：阻抗，分叉线，Layout走线长度，路径上的干 扰源，VIA数量，等等。