典型筆記本電腦系統(tǒng)架構(gòu)框圖

1、典型筆記本電腦系統(tǒng)架構(gòu)框圖芯片組（chipset）是電腦主板系統(tǒng)架構(gòu)的核心組成部分，如果說中央處理器（cpu）是整個電腦系統(tǒng)的大腦，那么芯片組將是整個身體的軀干。芯片組作為直接和cpu打交道的部件，是發(fā)揮cpu性能的基礎平臺。 在電腦界通常稱設計芯片組的廠家為core logic，core的中文意思就是核心，單從字面上就足以看出芯片組在電腦主機中的分量。對于電腦主板而言，芯片組性能的優(yōu)劣，決定了主板性能的好壞與級別的高低，進而也影響到整個電腦系統(tǒng)性能的發(fā)揮。     提到全球個人電腦cpu及主板芯片組制造商，就不得不提到大名鼎鼎的intel公司，其自個人電腦誕生以

2、來，一直以領頭羊的身份帶領著pc技術(shù)的向前發(fā)展。intel每一款芯片組產(chǎn)品的推出，都影響著全球千千萬萬電腦使用者對電腦產(chǎn)品的性能和感官體驗。不過話也說回來，當今的amd公司自從率先推出雙核消費型cpu及并購著名顯卡芯片商ati后，其在pc集成芯片領域也占據(jù)一方，這是也普通電腦消費者所樂見的。只有競爭的越激烈，我們才能用上性能更好、價格更便宜的電腦產(chǎn)品。    因為intel公司的處理器、芯片組同出系門，在采用整套intel芯片產(chǎn)品應用方案電腦機型上，也因此具有更好的兼容性與穩(wěn)定性，幾乎不存在配合上的問題。電腦主板硬件開發(fā)工程師。   

3、 通常只需要嚴格地按照芯片規(guī)格書（data sheet）的定義去做相應的信號連接即可，從而大大降低了產(chǎn)品的研發(fā)周期與風險。 本章主要內(nèi)容也將是基于intel芯片組系統(tǒng)架構(gòu)的機型為例，為讀者朋友分不同層次、方面的內(nèi)容逐一展開講解。     首先，我們會帶領大家對若干典型電腦系統(tǒng)架構(gòu)做個全面、直觀的認識。為了方便各位的理解，圖4-1-1系統(tǒng)模塊示意圖是用電腦主板上各個芯片的實物拍攝而成。建議讀者朋友可以將整個電腦系統(tǒng)架構(gòu)框圖背下來，以便在腦海中形成一個直觀的輪廓，相信它對后續(xù)電腦各個功能模塊及它們之間的邏輯關系理解會有很大的幫助。在每個功能模塊之間，都會有相應的總線（

4、bus）連接。在章節(jié)最后內(nèi)容里，還將會對目前筆記本電腦各功能模塊間常見的數(shù)據(jù)總線分門別類做一個介紹，以方便各位對所提及的總線功能特點有個較全面的了解。    其次，還會對系統(tǒng)架構(gòu)圖中的各主要功能模塊芯片的硬件規(guī)格、產(chǎn)品特性及芯片內(nèi)部的功能單元有較全面闡述。如經(jīng)常提到的南橋、北橋芯片等等。     還有，也將從芯片組的發(fā)展的角度，為讀者朋友介紹近期不同廠商、類型的芯片組平臺的發(fā)展史。 典型電腦系統(tǒng)架構(gòu)圖說明    和學習筆記本電腦主板電源架構(gòu)一樣，首先從電腦的系統(tǒng)架構(gòu)開始著手。圖4-1-1列出了筆記本電腦典

5、型系統(tǒng)架構(gòu)視圖。不同品牌、芯片組類型的機器，硬件配置上可能會有相應變動，但是整個系統(tǒng)架構(gòu)及各個功能模塊的連接方式，不會有根本的變化。     和學習筆記本電腦主板電源架構(gòu)一樣，首先從電腦的系統(tǒng)架構(gòu)開始著手。圖4-1-1列出了筆記本電腦典型系統(tǒng)架構(gòu)視圖。不同品牌、芯片組類型的機器，硬件配置上可能會有相應變動，但是整個系統(tǒng)架構(gòu)及各個功能模塊的連接方式，不會有根本的變化。圖 4-1-1 典型筆記本電腦系統(tǒng)架構(gòu)圖    筆記本電腦主板系統(tǒng)架構(gòu)的主要功能模塊有：北橋芯片（north bridge）、南橋芯片（south bridge）、顯卡芯片

6、（graphics process unit）、嵌入式控制器（embedded controller）和bios等。這幾部分一般都是集成在電腦主板上的，以配合cpu、內(nèi)存等功能模塊，在系統(tǒng)開機后進入bios控制程序模塊。這些功能模塊就像是一棵大樹的主干，缺一不可。同時，它們也是pc/at電腦系統(tǒng)架構(gòu)的基本構(gòu)成元素。     其他部分功能模塊，如硬盤、網(wǎng)卡芯片、內(nèi)置鍵盤等等，就相當于樹的枝干。如果缺少這些模塊，并不影響電腦系統(tǒng)的開機加電，甚至正常的顯示。當然，這并不是說它們不重要，試想一下，如果您的電腦沒有硬盤，在很多時候，是根本無法正常使用的。  

7、60;  下面，讓我們對照前面系統(tǒng)架構(gòu)示意圖，以分塊的方式來全面認識一下。為了不引起大家混淆，不同的模塊以虛線框圈定范圍，并標有相應的標號，和文中提到的標號位置相對應。     首先，可以將整個電腦系統(tǒng)架構(gòu)分成三大部分來看。第一部分，就是本節(jié)所要介紹的各個系統(tǒng)功能模塊。第二部分，是時鐘模塊，也就是標號1所示，時鐘芯片及紅色箭頭所傳遞的不同類型、頻率的時鐘信號部分。時鐘模塊可以認為是電腦主板的心臟，它起著為各個功能芯片提供基準時鐘信號的作用。試想一下，如果沒有了時鐘頻率，整個系統(tǒng)將會是一潭死水，無法進行任何數(shù)據(jù)信號的傳輸，電腦也就根本就運行不起來。第三部分

8、，如標號2所示，主板的電源模塊部分，我們在前一章內(nèi)容里，已重點介紹。前面章節(jié)也有提到，電源模塊在電腦主板上起著半邊天的作用。    現(xiàn)在，再回到系統(tǒng)架構(gòu)圖的第一大部分來看。如標號3所示，為顯示模塊部分。在有獨立顯卡的機型上，顯示芯片通常和北橋芯片直接相連，它們之間的連接總線由早期的agp 4×總線升級為現(xiàn)在的pci express 16×總線。此外，顯示芯片通常還需要有自己獨立的顯卡存儲芯片，簡稱為顯存。如圖中所示，顯存芯片容量的大小和圖像數(shù)據(jù)的傳輸速率在很大程度上影響了顯示模塊的整體性能。其中，顯存數(shù)據(jù)傳輸快慢又與顯卡、顯存之間傳輸時鐘頻率的

9、高低和數(shù)據(jù)位寬有直接的關系。    講到顯存，這里也可以隨便提一下內(nèi)存。同樣，內(nèi)存是和北橋芯片直接相連的，內(nèi)存容量的大小和數(shù)據(jù)傳輸速率，更是影響到整個計算機系統(tǒng)的性能。     接著，來看看都有哪些功能模塊和南橋芯片相連接呢？很顯然有些功能模塊，如硬盤、光驅(qū)和usb端口等設備是直接和南橋芯片相連的。換句話說，它們是直接由南橋芯片來控制的。同時，大家應該還注意到了經(jīng)常聽說的pci總線設備，其實就是通過南橋芯片內(nèi)部的pci總線控制器引出來pci總線。毫無疑問，掛在pci總線上的設備，當然就是pci設備咯。常見的pci設備有pcmcia端口

10、、本地網(wǎng)卡、1394控制器和mini pci界面的內(nèi)置無線網(wǎng)卡接口等等，這些設備端口通常需要有符合pci總線標準的控制芯片來控制。     不僅如此，在筆記本電腦主板上，不可缺少的ec控制芯片也是通過lpc總線和南橋芯片相連接的。各位可以看到，ec芯片除了控制整個系統(tǒng)電源部分的電源電壓的產(chǎn)生與分配，如系統(tǒng)開機信號、cpu散熱風扇的運轉(zhuǎn)及電池的充放電等。同時，還控制電腦系統(tǒng)中的部分低速端口設備。如內(nèi)置鍵盤、觸控板等等。接著往下看，系統(tǒng)bios芯片通常是直接掛在ec芯片上的，這樣做應該是有它的道理的，ec芯片的控制程序也可以和系統(tǒng)bios程序合并在一起，存儲在bios

11、芯片的flash rom中。此外，bios芯片通常還包含顯卡、網(wǎng)卡等功能模塊bios程序。     還有，再來了解一下聲卡控制芯片。由于此功能模塊的特殊性，pc業(yè)界通常會給它單獨分配一條總線供其使用。如圖中所示，聲卡芯片就是通過ac_link總線和南橋芯片相連接的。這里需要提及一下，主板上的modem功能模塊，也是需要受到聲卡解碼芯片來控制的，它們端口界面?zhèn)鬏數(shù)男盘柖际悄M音頻信號。     好了，讓我們再來認識一下標號4所示模塊。主板上各個芯片上一些冗余的功能端口，還可以通過主板上的導線匯合到一個統(tǒng)一端口，可以稱之為擴展塢（dock

12、ing）。設計此端口的用意，是在電腦使用者有需要的時候，滿足其相應功能端口的擴展。舉個例子，ich6南橋芯片規(guī)格最多可配置8個usb端口，但考慮到主板成本和電腦主機端口布局的限制，主板上只用到了4個usb口，那么多余的若干個usb口，就可以直接連接到擴展塢接口即可。這里有一點需要說明的是，由于擴展塢的端口都是按照不同機型“量身定做”的。所以，要想實現(xiàn)對這些擴展端口使用，還需要有和該擴展塢接口相匹配的外圍擴展設備，它通常是由同一電腦硬件廠商提供。    最后，把框圖所包含的信息，做一個簡要的總結(jié)，重點強調(diào)各主要模塊的功能與作用。 北橋芯片主要功能 

13、0;  北橋芯片是用來連接cpu、內(nèi)存和南橋芯片的中樞，如果是包含獨立顯卡的電腦系統(tǒng)，還會提供與顯卡芯片連接的agp或pci express總線接口。它主要負責對一些高速、大容量的圖形、存儲數(shù)據(jù)進行運算和傳輸。北橋芯片英文也常稱之為mch或者gmch，也就是memory control hub或者graphics &memory control hub的意思。 南橋芯片主要功能     南橋芯片主要用來連接一些外圍設備，比如pci總線傳輸界面的網(wǎng)卡、pcmcia控制器等等。此外，諸如usb、ide接口設備也是由南橋芯片來控制的。南橋芯片還提供lp

14、c總線與ec芯片進行通信。電腦系統(tǒng)部分的電源管理，也是要由南橋芯片來實現(xiàn)的。相對來講，南橋芯片控制端口處理的數(shù)據(jù)量及速度較北橋芯片要低，但其內(nèi)部功能模塊較北橋芯片多。南橋芯片用英文也常稱之為ich，就是input/output control hub的意思。 ec芯片主要功能（embed controller）    雖然和我們常說的bios有點像，不過其實ec芯片是bios的“物理控制器”和“載體”，它通過lpc總線與南橋芯片進行溝通。 其在目前筆記本電腦中擔當相當重要的“重任”，整個系統(tǒng)電源受其管理和控制。此外，ec芯片還承接內(nèi)置鍵盤等一些低速設備接口的控制功能。所以，也會有稱ec芯片為電源管理芯片或鍵盤控制器的說法。在后面的內(nèi)容里，還將展開敘述。 bios主要功能(basic input/output system)     確切的來講，它是基于物理flash rom芯片存儲的、人為事先編好的，不同功能模塊底層控制程序的結(jié)合體。其在整個電腦系統(tǒng)