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主机板基本電路分析

主机板基本電路分析. 制作:王勇/黃保錫. 主板集成了計算机主要的電路系統, 有 GMCH,ICH,I/O 等芯片. 主机板架构. 一. 主要芯片的功能及作用 :. GMCH (Graphics Memory Control Hub) 俗稱北橋,主要控制內存和圖形的部分. ICH (Interface Control Hub) 俗稱南橋,主要控制外圍及与北橋進行溝通 FUH(Fireware Hub) 俗稱 BIOS, 及基本的輸入輸出系統,主要用于上電自檢.

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主机板基本電路分析

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Presentation Transcript

  1. 主机板基本電路分析 制作:王勇/黃保錫

  2. 主板集成了計算机主要的電路系統, 有GMCH,ICH,I/O等芯片. 主机板架构

  3. 一. 主要芯片的功能及作用: • GMCH (Graphics Memory Control Hub) 俗稱北橋,主要控制內存和圖形的部分. ICH (Interface Control Hub)俗稱南橋,主要控制外圍及与北橋進行溝通 FUH(Fireware Hub)俗稱BIOS,及基本的輸入輸出系統,主要用于上電自檢. • 2. PCI擴展槽 PCI作為一种擴展槽,主要用于插聲卡,网卡,SCSI卡等.DIMM槽作為內存插槽,可以提供64位線寬的數据,常見的SDRAM有66MHZ,83MHZ,100MHZ和133MHZ,另外還有72線和30線的內存插槽和72線只能提供32位線寬的數据,現已被淘汰.

  4. 主板上主要的時鐘頻率:(FBB) 北橋:100MHZ 133MHZ 48MHZ 66MHZ 南橋:66MHZ 33MHZ 48MHZ 14MHZ 北橋的100MHZ頻率主要用釆抓取內存,133MHZ主要用于CPU工作,同CPU的工作頻率相同.66MHZ作為本北橋和AGP的溝通頻率.48MHZ只供AGP顯示. 南的66MHZ頻率同上,48MHZ主要用于USB,BIOS的工作頻率為33MHZ,LPC的工作頻率有14MHZ,33MHZ,32KHZ. 頻率發生器的工作原理: f＝Nfref主板上稱作ICS/U6 基准頻率為:14.31MHZ 通過U6的21pin和4pin改變其部分頻率的N值.

  5. 基本框架: *主板上的具体線路見有關主板線路圖.

  6. 二.電壓系統: • 對于PentiumIII(800CPU)來說:在不插CPU時,Vcore將會有1.3V,當插上CPU時,將有1.6-1.7V左右.CPU的复位電壓有1.5V,PCI的复位電壓為3.3V. • 北橋的DIMM用到的主要電壓是3.3V,AGP用到的主要電壓是1.5V(4XGP),3.3V為2XAGP,TNT為4XAGP. • Vddq部分電路: 電壓系統

  7. 其工作原理 • 當G-TYPEDET為高電平,Vddq輸出2.2A,3.3V.因為,這時Q2集電极電壓為0.2V左右,U22不工作,相當斷幵,這時,Q1的G集電壓為 36K ,使Q的漏原极電壓VDS略等于0 *12V=11.4V 36K+2.2K+10 所以VDDQ為輸入電壓.VDDQ=3.3V-VDS=3.3V 2. 當G-TYPEDET為低電平時,U22的4Pin為1.24V,使U22的3Pin電位為3.4V左右.這時Q1的VDS電壓降為3.3V-1.5V=1.8V.相當于一個串聯穩壓電路. R1+R2 *1.24 =(1+R1/R2)1.24=1.5V VDDQ= R2

  8. 三.Fat-Tire架构 ★北橋(815) U97 功能:1.連接CPU与高速外設,如System,Memory, AGP,Display,Cach 2. 緩沖二級外設為CPU的連接,使二級外設与CPU的速度匹配. 815 IC 主要有以下几個功能接口: 1. CPU Interface: a. 64 根數据線; b. 32根地址線; c. 22 根控制線. 2. System Memory Interface: a. 64 根數据線; b.<1>. 12 根 A 類地址線; <2>. B,C 類分別為 4 根地址線. c. 5 根時鐘流號線; d. 22 根控制線. 注: 只能插 3 個 168 Pin 的 DIMM

  9. 3.AGP/AIMM Interface a.共40根地址/數据線 b.4線數据快去線 c.20根協議線和2根時种控制線 4.Video DAC Interface(輸出模擬信號) 共10根,只用8根,3根為信號線(R,G,B/Red,Green,Blue)場同步線各一根,用于讀臨視器BIOS信息兩根,DDDCLK/ DDDATA,還有一根DCLKREF,其連接器為15Pin,有5Pin不用. 5.Digital Video Interface(輸出數字信號) 共20根,在我們的產品中沒用到.將來Apple主板有這种視頻接口. 6.Hub Link Interface(与南橋相連) 10根數据線 4根協議線 1根時种信號線 815IC主要功能接口

  10. ★ 南橋(810) U191 直接相連設備:(1)USB/2 (2)IDE/2 (3) PCI/5 (4) Net j51 (5)AC’97 1.USB接口(4Pin接口)Pin1:5V電壓; Pin2,3:串行數据線;Pin4:接地線 2.IDE/2 40Pin接器 16Pin數据線 3根接地線 3.网卡連接器(12Pin接口) 1,2Pin為接收Pin 7,8Pin為發送Pin 9,10Pin為Green LED 11,12Pin為Yellow LED U616為网卡 4.PCI/5基体PCI總線結构為:PCI可以設置成32位或64位總線. 其各Pin按功能分: 1).系統引腳,包括時种和复位線. 2).地址和數据引腳:包含32根分時复用的地址數据線. 3).接口控制引腳:控制交換的時間以及提供發送和接收的協調

  11. 4.總線仲裁線:每個PCI主器中有一對專用仲裁線連到仲裁4.總線仲裁線:每個PCI主器中有一對專用仲裁線連到仲裁 器上. 5.錯誤報告引腳:用于報告奇偶校驗錯以及其他錯誤. 6.中斷引腳:同總線仲裁引腳一樣:每個PCI有一專用中斷線 連到中斷控制器上. 7.64位總線擴展引腳 8.高速緩存支持引腳 9.JTAG/邊界掃描引腳:這些信號線支持TEEE149.1標准測試 程序.

  12. 五.主机板結构分類: • AT標准尺寸的主板.IBM PC.AT机首先使用. • Baby AT袖珍尺寸主板 • AT主板,改進型的主板 • 优點:對元件布局作出优化,有更好的散熱性和集成度,需要配專門的ATX机箱使用. • 4). NLX主板,是Intel的主板結构 • 特點:主板,CPU升級靈活,方便,有效,不需要每推出一种CPU • 必須更新主板.

  13. 主机板結构分類 5).按功能分: a.PNP功能,帶有PNP BIOS的主板配合PNP操作系統(如WINDOWS95/98)做到:“即插即用” b.節能(綠色)功能,一般在幵机后,能在用戶不使用主机時自動進入等待和休眠狀態,在此期間降低CPU及各部件的功耗. 6).其它分類法:按印制電路板的工藝分類可分為雙層結构板,六層結构板;按元件安裝及焊接工藝分類又有裝焊工藝板(SMT)和插件式(DIP)傳統工藝板.

  14. 六.ATX主板的結构及工作原理 • 1.ATX定義新的外型,主板及電源供應器有下列特點: • 需用新的電源供應器供應3.3V電壓,并重新定義了20Pin的電源插座,以解決以前AT平台插錯電源排線之困擾.把常用的I/O放在主机板上,如com port, parallel port,mouse ,VGA • 2.常用接口 • ◆LPT1, COM! 和COM2, USB接口 • com口上一般可以接鼠標,外置modem等. • LPT傳輸速度快于串行口,大量數据傳輸時,采用并行口;并行口可以設置為EPP(Enhanced Parallel port)增強并行口方式;傳統的SPP(standard parallel port)方式

  15. (3)USB接口可以即插即用,而且可連接127個外設. ◆PS/2鍵盤和鼠標接口,CPU插座 ◆40Pin IDE接口和34Pin 軟驅接口 IDE接口每一個最多接兩個設備,一個為主設備,一個為從設備. 電腦硬件接口圖見下頁

  16. 電腦硬件接口

  17. 總線 3.總線 從電腦結构層次來看,總線可分為CPU總線,系統總線,外部總線. ◆CPU總線:包括地址線(CAB),數据線(CDB),和控制線(CCD),它用來連接CPU和外圍芯片. ◆存儲線:包括地址線(MAB),數据線(MDB),和控制線(MCD). ◆系統總線:也稱I/O通道總線,包括地址線(SAD),數据線(SDB)控制線(SCB),用于擴展槽口和各擴展卡相連接.系統總線有多种標准,數据地址線的寬度不同. ◆外部總線:包括地址線(XAB),數据線(XDB)和控制線(XCB)

  18. ACK64# SITIS 表示接收端執行位傳輸 PAR64 TIS 表示奇偶校驗位;JTAG邊界掃描引腳 TCK IN 測試用時鐘 TDI IN 測試時輸入,用于串行地將數据和指令移入設備 TDO OUT 測試時輸出,用于串行地將數据和指令移出設備 TMS IN 測試模式選擇,用于控制測試訪問端口控制器的狀態 TRST# IN 測試复位,用于初始化測試訪問端口控制器 備注:IN 串向輸入 SITIS:每次只能由一個擁有設備驅動狀態I/O OUT 串項輸出 VID:允許多個設備通過線或共享 TIS 雙向三態I/O #:低電平有效.

  19. THE END THANK YOU

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