第2章主板-計(jì)算機(jī)組裝

第2章主板熟悉主板的組成知識(shí)目標(biāo)了解主板的分類熟悉主板芯片組能夠識(shí)別主板的核心元器件及接口技能目標(biāo)能夠根據(jù)需要選購合適的主板第2章主板2.1主板的組成2.2主板的分類2.3主板芯片組2.4主板的選購2.1主板的組成2.1.1PCB基板2.1.2CPU插座或插槽2.1.3控制芯片組2.1.4內(nèi)存插槽2.1.5總線擴(kuò)展槽2.1.6硬盤、光驅(qū)、軟驅(qū)接口2.1.7板載芯片2.1主板的組成2.1.8BIOS芯片和CMOS芯片2.1.9電源插座2.1.10電源供電單元2.1.11跳線開關(guān)2.1.12輸入輸出接口2.1.13機(jī)箱面板指示燈及控制鈕插件2.1.1PCB基板主板的平面是一塊PCB印制電路板，分為四層板和六層板，為了節(jié)約成本，現(xiàn)在的主板多為四層板：主信號(hào)層、接地層、電源層、此信號(hào)層。而六層板增加了輔助電源層和中信號(hào)層。六層PCB的主板抗電磁干擾能力更強(qiáng)，主板也更加穩(wěn)定。2.1.2CPU插座或插槽

主板上最醒目的接口便是CPU插座（Socket）（或插槽Slot），是用來安裝CPU的接口可以分為Socket插座和Slot插槽。1、Socket插座Socket插座是一個(gè)方形插座，插座上分布著數(shù)量不等的針腳孔或金屬觸點(diǎn)，它是目前最流行的CPU接口。常見的有支持AMDAthlon64系列CPU的SocketAM2（940個(gè)針腳孔），如圖2.3（a）所示。Socket775插座（775個(gè)金屬觸點(diǎn)），如圖2.3（b）所示。CPU接口類型不同，插座結(jié)構(gòu)也就不同。

2.1.2CPU插座或插槽圖2.3（a）SocketAM2圖2.3（b）Socket7752.1.2CPU插座或插槽（2）Slot插槽 安裝Slot架構(gòu)的CPU主板上要提供相應(yīng)的Slot架構(gòu)插槽。如SlotA，如圖2.4所示。

圖2.4SlotA架構(gòu)插槽2.1.3控制芯片組主板系統(tǒng)中，起重要作用的則是主板上的邏輯控制芯片組（Chipset），芯片組是主板的核心組成部分。芯片組的功能和主板上BIOS中存儲(chǔ)的BIOS程序性能是決定主板品質(zhì)和技術(shù)特性的關(guān)鍵因素。

控制芯片組一般由兩片芯片組成，按照在主板上的排列位置的不同，通常分為北橋芯片和南橋芯片。

目前芯片組正向更高級(jí)的加速集線架構(gòu)發(fā)展，即中心控制式芯片組。它將一些子系統(tǒng)如IDE接口、音效、Modem和USB直接接入主芯片，能夠提供比PCI總線寬一倍的帶寬，達(dá)到了266MB/s。

芯片組是主板上除CPU外尺寸最大的芯片，采用表面封裝（PQFP）形式焊接在主板上或采用引腳網(wǎng)狀陣列（PGA）封裝形式插入主板的插槽中。2.1.4內(nèi)存插槽內(nèi)存插槽分為SIMM和DIMM兩種。目前SIMM已被淘汰。采用DIMM的內(nèi)存條有SDRAM、RDRAM、DDRSDRAM、DDR2SDRAM、DDR3SDRAM幾種。其中SDARM使用168Pin接口，內(nèi)存插槽有兩個(gè)非對(duì)稱缺口；DDR和RDRAM采用184Pin接口，內(nèi)存插槽只有1個(gè)缺口；如圖2.5所示。圖2.5內(nèi)存插槽2.1.4內(nèi)存插槽

DDR2、DDR3采用240Pin接口，內(nèi)存插槽只有1個(gè)缺口，但兩者位置不同。如圖2.6所示。圖2.6DDR2和DDR3內(nèi)存插槽DDR2DDR32.1.5總線擴(kuò)展槽總線是構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的橋梁，是各個(gè)部件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓餐ǖ馈？偩€擴(kuò)展插槽用于擴(kuò)展PC機(jī)的功能，也被稱為I/O插槽，大部分主板都有1～8個(gè)擴(kuò)展槽?？偩€擴(kuò)展槽是總線的延伸，也是總線的物理體現(xiàn)，在它上面可以插入任意的標(biāo)準(zhǔn)選件，如顯卡、聲卡、網(wǎng)卡等。1、ISA擴(kuò)展槽ISA（IndustryStandardArchitrcture）是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)的意思，它是IBM公司在PC機(jī)中最早推出的一種總線標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)總線寬度為16位，工作頻率為8MHz，數(shù)據(jù)傳輸率最高為8MB/s。ISA擴(kuò)展槽為黑色且長度最長。目前ISA總線早已經(jīng)被淘汰。2.1.5總線擴(kuò)展槽2、PCI擴(kuò)展槽PCI擴(kuò)展槽為白色且長度較短，PCI擴(kuò)展槽僅能插PCI接口卡，如PCI顯卡、PCI聲卡、PCI網(wǎng)卡等。如圖2.7所示。PCI插槽圖2.7PCI和PCIExpressX1、X16圖2.8AGP4X插槽PCI-EX1PCI-EX16AGP4X插槽2.1.5總線擴(kuò)展槽3、PCIExpress擴(kuò)展槽PCIExpress總線是第三代輸入/輸出總線，PCIExpress最基本的物理串行連接被稱為X1模式，PCIExpress還提供了擴(kuò)展帶寬模式（分別為：X2、X4、X8、X12、X16、X32）。PCIExpressX16模式最大能為顯示卡提供4GB/s帶寬。如圖2.7所示為PCIExpressX1和X16擴(kuò)展槽。2.1.5總線擴(kuò)展槽4）AGP接口插槽AGP插槽的形狀與PCI擴(kuò)展槽相似，位置在PCI插槽的右邊偏低，為褐色。AGP插槽只能插顯卡，因此在主板上AGP接口只有一個(gè)，如圖2.8所示。PCI插槽圖2.7PCI和PCIExpressX1、X16圖2.8AGP4X插槽PCI-EX1PCI-EX16AGP4X插槽2.1.5總線擴(kuò)展槽5）、AMR插槽和CNR插槽AMR是主板上一個(gè)褐色的插槽，比AGP插槽短許多，如圖2.9所示。

可以實(shí)現(xiàn)軟件音頻功能和軟件調(diào)制解調(diào)器功能。CNR（CommunicationNetworkRiser通信網(wǎng)絡(luò)插卡）是AMR的升級(jí)產(chǎn)品，從外觀上看，它比AMR稍長一些，而且兩者的針腳也不相同，所以兩者不兼容，如圖2.10所示。圖2.9AMR插槽圖2.10CNR插槽2.1.6硬盤、光驅(qū)、軟驅(qū)接口1、IDE（IntegratedDeviceElectronics，集成設(shè)備電子部件）接口也稱PATA接口，主要用于連接IDE硬盤和IDE光驅(qū)，如圖2.11所示。

增強(qiáng)型IDE（EnhancedIDE）是WesternDigital為取代IDE而開發(fā)的接口標(biāo)準(zhǔn)。與IDE相比，EIDE具有支持大容量硬盤、可連接四臺(tái)EIDE設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸快等優(yōu)點(diǎn)。圖2.11IDE接口插槽2.1.6硬盤、光驅(qū)、軟驅(qū)接口2、軟盤驅(qū)動(dòng)器接口插座主板上的軟驅(qū)接口一般為一個(gè)34針雙排針插座，標(biāo)注為Floppy、FDC或FDD。一些主板為了方便用戶正確插入電纜插頭，把未使用的第5針取消，形成了不對(duì)稱的33針軟驅(qū)接口插座以區(qū)分連接方向，如圖2.11所示。隨著USB設(shè)備的普及，目前有些主板已不再提供軟驅(qū)接口。圖2.11IDE接口插槽2.1.7板載芯片采用板載芯片可以有效降低成本，提高產(chǎn)品的性價(jià)比，如圖2.13所示。（1）I/O控制芯片（2）時(shí)鐘頻率發(fā)生器（3）RAID控制芯片（4）網(wǎng)卡控制芯片（5）聲卡控制芯片（6）電源管理芯片（7）USB2.0/IEEE1394控制芯片圖2.13I/O控制芯片2.1.8

BIOS芯片和CMOS芯片

BIOS（BasicInput/OutputSystem，基本輸入/輸出系統(tǒng)），它是安裝在主板上的一個(gè)FlashROM芯片，其中固化保存著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最重要的基本輸入/輸出程序、系統(tǒng)CMOS設(shè)置程序、開機(jī)上電自檢程序和系統(tǒng)啟動(dòng)自舉程序，為計(jì)算機(jī)提供最低級(jí)的、最直接的硬件控制。目前主板BIOS有三大類型：AWARD、AMI和PHOENIX，不過AWARD已將PHOENIX收購，出現(xiàn)了PHOENIX-AWARDBIOS。如圖2.14所示。圖2.14BIOS芯片2.1.8

BIOS芯片和CMOS芯片

CMOS是計(jì)算機(jī)主板上的一塊可讀寫的RAM芯片，用來保存當(dāng)前系統(tǒng)的硬件配置和用戶對(duì)某些參數(shù)的設(shè)定（如BIOS參數(shù)），開機(jī)時(shí)看到的系統(tǒng)檢測過程（如主板廠商信息和各種系統(tǒng)參數(shù)信息的顯示等）就是CMOS中設(shè)定程序的執(zhí)行。CMOS芯片可由主板的電池供電，即使關(guān)閉機(jī)器，信息也不會(huì)丟失。2.1.9電源插座

計(jì)算機(jī)電源通過電纜連接主板電源接口為主板供電，電源接口類型依電源版本或標(biāo)準(zhǔn)而定。目前，ATX電源插座是24芯雙列插座，如圖2.15所示。該插座具有方向性，可以有效防止誤插，并且能固定電源，避免因?yàn)榻宇^松動(dòng)導(dǎo)致主板在工作狀態(tài)下突然斷電。在軟件的配合下，ATX電源可以實(shí)現(xiàn)軟件關(guān)機(jī)和通過鍵盤、Modem遠(yuǎn)程喚醒開機(jī)等電源管理功能。圖2.15主板電源24芯插座2.1.10電源供電單元

主板的供電單元系統(tǒng)是指CPU、內(nèi)存和顯卡供電的單元，起作用是對(duì)電源傳送過來的電流進(jìn)行電壓的轉(zhuǎn)換，將電壓轉(zhuǎn)換至CPU所能接受的內(nèi)核電壓值，保證CPU在高頻、大電流工作狀態(tài)下穩(wěn)定地運(yùn)行，以及對(duì)主機(jī)電源傳送過來的電流進(jìn)行整形和過濾，濾除各種雜波和干擾信號(hào)以保證計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定工作。2.1.11跳線開關(guān)

跳線開關(guān)簡稱跳線（Jumper），是控制電路板上電流流動(dòng)的小開關(guān)，如圖2.16所示。跳線由兩部分組成，一部分是固定在電路板上的，由兩根或兩根以上金屬跳針組成，另一部分是“跳線帽”，這是一個(gè)可以活動(dòng)的部件，外層是絕緣塑料，內(nèi)層是導(dǎo)電材料，可以插在跳線針上面，將兩根跳線針連接起來。另外，還有使用DIP開關(guān)實(shí)現(xiàn)跳線設(shè)置的主板，如圖2.17所示。它的功能和普通跳線是一樣的，只是把小跳線做成了開關(guān)。圖2.16主板跳線開關(guān)圖2.17主板DIP開關(guān)2.1.12輸入輸出接口

目前主板上常見的輸入輸出接口有：串口、并口、USB接口、鼠標(biāo)接口、鍵盤接口、IEEE1394接口等。如圖2.18所示。圖2.18主板外部接口2.1.12輸入輸出接口1、串行口插座

串行口（SerialPort）也叫COMPORT（CommunicationPort，即通信口）。串口是所有計(jì)算機(jī)都具備的I/O接口。串口在品牌微機(jī)上常用“Serial”表示，在有2個(gè)串口的微機(jī)上則分別標(biāo)為COM1和COM2，或者SerialA和SerialB。2、并行口插座并行口（ParallelPort）由于主要連接打印機(jī)（Pinter），也稱打印口（LPT、PRN）。如圖2.18所示。并口的連接器采用25針D型插頭插座。2.1.12輸入輸出接口3、USB接口插座USB是UniversalSerialBus(通用串行總線)的縮寫，是一個(gè)D型4引腳插座，如圖2.23所示。它支持熱插拔，實(shí)現(xiàn)了即插即用。USB是逐漸廣泛使用并逐步代替串、并口的一種高速串行I/O接口。4、PS/2接口

PS/2接口因最初應(yīng)用于IBMPS/2微機(jī)而得名，它是一個(gè)6針微型DIN接口。如圖2.18所示。其中紫色的接鍵盤，綠色的接鼠標(biāo)。傳輸速度比串行接口稍快。2.1.12輸入輸出接口5、IEEE1394接口 IEEE1394接口是高速串行接口，Apple公司稱該接口位火線（FireWire）IEEE1394接口有6針（如圖2.19所示）和4針（如圖2.20所示）兩種類型，也就是常說的大口和小口。6角形的接口為6針，小型四角形接口則為4針。6-PIN接口包含4條信號(hào)線和2條電源線，不需要額外供電，而4-PIN接口只有信號(hào)線。圖2.19IEEE1394接口及線纜（6針）圖2.20IEEE1394接口及線纜（4針）2.1.12輸入輸出接口6、eSATA接口

eSATA就是“外置”版的SATA，它是用來連接外部而非內(nèi)部SATA設(shè)備。例如擁有eSATA接口，可以輕松地將SATA硬盤與主板的eSATA接口連接，而不用打開機(jī)箱更換SATA硬盤。目前很多臺(tái)式的主板上已經(jīng)提供了eSATA接口。如圖2.21所示。7、RJ-45網(wǎng)絡(luò)接口

主板上的板載網(wǎng)絡(luò)接口幾乎都是RJ-45接口。如圖2.22所示。RJ-45接口應(yīng)用于以雙絞線為傳輸介質(zhì)的以太網(wǎng)中，有8芯線。網(wǎng)卡上自帶有兩個(gè)狀態(tài)指示燈，通過這兩個(gè)指示燈可判斷網(wǎng)卡的工作狀態(tài)。2.1.12輸入輸出接口8、聲卡接口目前主板中常見的音頻接口分為兩種，如圖2.23所示的8聲道（6個(gè)3.5mm插孔）或如圖2.24所示的6聲道（3個(gè)3.5mm插孔）。圖2.21eSATA接口圖2.22RJ-45接口圖2.238聲道接口圖2.246聲道2.1.12輸入輸出接口9、光纖音頻接口

光纖音頻接口（TosLink，全名ToshibaLink）是日本東芝（TOSHIBA）公司開發(fā)并設(shè)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在大多數(shù)視聽器材的背板上有Optical作標(biāo)識(shí)?，F(xiàn)在幾乎所有的數(shù)字影音設(shè)備都具備這種格式的接頭。目前在某些型號(hào)主板也配備了光纖音頻接口，如圖2.25所示。10、同軸音頻接口同軸音頻接口（Coaxial）的標(biāo)準(zhǔn)為SPDIF（Sony/PhilipsDigitalInterFace），是由索尼公司與飛利浦公司聯(lián)合制定的，在視聽器材的背板上有Coaxial作標(biāo)識(shí)，主要提供數(shù)字音頻信號(hào)的傳輸。目前在某些型號(hào)主板也配備了單個(gè)輸出的接口（黃色），如圖2.26所示。而有某些主板提供完整的輸入（紅色）、輸出接口（黃色）。如圖2.27所示。2.1.12輸入輸出接口圖2.25光纖音頻接口圖2.26同軸音頻輸出接口圖2.27同軸音頻接口

2.1.12輸入輸出接口11、VGA接口VGA接口是一種最常見的顯示設(shè)備視頻信號(hào)傳輸接口，主要連接顯示器。一般是藍(lán)色的，有15個(gè)針腳，也叫做D-sub接口。多見于顯卡或擁有集成顯示核心的主板上。如圖2.28所示。圖2.28VGA、DVI-I、HDMI接口插座2.1.12輸入輸出接口12、DVI接口DVI接口主要連接LCD等數(shù)字顯示設(shè)備。目前，DVI接口有兩種，一個(gè)是DVI-D接口，只能接收數(shù)字信號(hào)；另外一種則是DVI-I接口，如圖2.28所示，可同時(shí)兼容模擬和數(shù)字信號(hào)?？紤]到兼容性問題，目前在多數(shù)主板上一般只會(huì)采用DVD-I接口，這樣可以通過轉(zhuǎn)換接頭連接到普通的VGA接口。13、HDMI接口

HDMI（HighDefinitionMultimedia，高清晰度多媒體接口）。新型的主板和顯示卡上開始配備HDMI接口插座，如圖2.28所示。只需要一條HDMI線，便可以同時(shí)傳送影音信號(hào)，而不像現(xiàn)在需要多條線材來連接。HDMI接口可以提供高達(dá)5Gbps的數(shù)據(jù)傳輸帶寬，可以傳送無壓縮的音頻信號(hào)及高分辨率視頻信號(hào)。2.1.12輸入輸出接口14、S端子S端子(SeparateVideo，簡稱S-Video)是視頻信號(hào)專用輸入輸出接口。如圖2.29所示?？捎糜谳敵鲆曨l信號(hào)至電視，S端子采用亮度和色度分離輸出設(shè)計(jì)，克服了視頻節(jié)目復(fù)合輸出時(shí)的亮度和色度的互相干擾，提供較高清晰度的輸出效果。圖2.29S端子接口2.1.13機(jī)箱面板指示燈及控制按鈕插針主板上有一組插針接口，機(jī)箱面板上的電源開關(guān)、重置開關(guān)、電源指示燈、鍵盤鎖、硬盤指示燈，都連接到該組插針上。2.2主板的分類2.2.1按主板支持CPU的類型分類2.2.2按照主板的機(jī)構(gòu)分類2.2.1按主板支持CPU的類型分類它是指能在該主板上使用的CPU類型。每種類型的CPU在接口類型、封裝、主頻、工作電壓等方面都有差異，尤其是在速度上差異很大，只有采用與主板支持CPU類型相同的CPU，二者才能配套工作。

特別要注意的是，用一名稱的CPU由于內(nèi)核不同，能支持他的芯片組也不相同，與這種CPU配套的主板也不相同。2.2.2按主板的結(jié)構(gòu)分類主板按結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)主要分為ATX、BabyAT、BTX和NLX等類型。主流結(jié)構(gòu)是ATX，早先的BabyAT結(jié)構(gòu)已很少使用，只有個(gè)別用戶在對(duì)其原來的AT型機(jī)箱升級(jí)時(shí)才使用。至于NLX結(jié)構(gòu)的主板，市場上沒有零售的，由于它的結(jié)構(gòu)小巧特殊，可以使用體積較小的機(jī)箱，所以一般僅用于國外品牌機(jī)。2.2.2按主板的結(jié)構(gòu)分類1、AT主板AT是一種主板尺寸大小和結(jié)構(gòu)的規(guī)范，因AT主板首先應(yīng)用在IBMPC/AT機(jī)上而得名，已成為一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。AT主板尺寸為32cm×30cm（長×寬），以鍵盤插座所處邊為上沿。AT標(biāo)準(zhǔn)尺寸的主板現(xiàn)在已經(jīng)淘汰。BabyAT為袖珍尺寸的AT主板，比AT主板小，因而得名。很多原裝機(jī)的一體化主板首先采用此主板結(jié)構(gòu)。BabyAT（Mini型AT）主板是從最早的AT主板繼承來的，它的大小為26.5cm×22cm（長×寬），比AT主板略長，而寬度大大窄于AT主板。BabyAT主板使用AT或ATX電源。

2.2.2按主板的結(jié)構(gòu)分類2.ATX主板ATX（ATeXternal，擴(kuò)展的AT主板規(guī)范）是Intel公司首創(chuàng)并得到廣大主板廠商響應(yīng)的主板結(jié)構(gòu)規(guī)范，如圖2.30所示。標(biāo)準(zhǔn)ATX主板19cm×30.5cm（長×寬），使用ATX電源，符合ATX標(biāo)準(zhǔn)的主板上集成了常用的功能芯片和I/O端口。ATX主板提供7個(gè)I/O槽（1個(gè)槽共享），需要配合專門的ATX機(jī)箱，它是廣泛采用的主板結(jié)構(gòu)。

圖2.30ATX主板2.2.2按主板的結(jié)構(gòu)分類3.BTX主板結(jié)構(gòu)BTX（BalancedTechnologyeXtended）主板也是ATX主板的改進(jìn)版，但對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。BTX結(jié)構(gòu)采用了獨(dú)特的可擴(kuò)展系統(tǒng)外形，來滿足數(shù)字家庭和數(shù)字辦公室等市場的更低價(jià)位需求。由于BTX架構(gòu)把系統(tǒng)最主要的組件都安排在主板的上部，因此減小主板的尺寸只需要去掉多余的外圍設(shè)備擴(kuò)展槽便可實(shí)現(xiàn)，picoBTX就僅保留了一條外圍設(shè)備擴(kuò)展槽，如圖2.31所示

圖2.31BTX主板2.2.2按主板的結(jié)構(gòu)分類4.NLX主板NLX主板是一種低側(cè)面主板，標(biāo)準(zhǔn)尺寸為32.5cm×22.5cm（長×寬），使用專用機(jī)箱，采用AT或ATX電源。它支持各類微處理器技術(shù)，支持新的AGP接口，支持高內(nèi)存技術(shù)，提供了更多的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)和靈活的集成能力。這種設(shè)計(jì)上的靈活性允許系統(tǒng)設(shè)計(jì)者快速完成主板的拆裝，