計算機組裝與維護課件

計算機組裝與維護主講教師：董如楠E-Mail：neudrn@（32學時）第二章2024/5/5第三章主板主板又叫母板(Motherboard)、主機板(MainBoard)或系統(tǒng)板(SystemBoard)，是微機中最基本最重要的部件之一，是電腦內(nèi)部各種配件的載體，各種配件通過主板聯(lián)系在一起，配件之間的數(shù)據(jù)傳輸，都是通過主板來實現(xiàn)的。主板性能的好壞，將直接影響整個系統(tǒng)的運作情況。

PS:每一種新型CPU的出現(xiàn)，都會推出與之配套的主板控制芯片組，否則新型CPU的性能就無法或正常發(fā)揮出來。2024/5/5第三章主板

主板的分類

主板的結(jié)構(gòu)

主板的組成芯片組及控制芯片介紹主板的供電單元主板生產(chǎn)廠商主板選購2024/5/53.1主板的分類

主板的分類按照CPU插槽分類

按照控制芯片組分類

按照主板結(jié)構(gòu)分類2024/5/53.1.1按照CPU插槽分類Intel系列CPU（a）（b）（c）Socket478（a）LGA775（b）LGA1366（c）2024/5/53.1.1按照CPU插槽分類AMD系列CPU

（a）

（b）

（c）

（d）AMDCPU插槽Socket754Socket940SocketAM2SocketAM32024/5/53.1.2按照主板芯片組分類芯片組（Chipset）是主板上最重要的部件之一，主板的功能主要取決于芯片組。因此每推出一種新型的CPU，就會推出與其配套的主板芯片組。現(xiàn)在研發(fā)PC主板芯片組的公司主要是Intel、AMD兩家，各自僅適合各自的平臺。因此我們也常常按芯片組來給主板分類，例如，Intel845芯片組主板、Intel865芯片組主板、Intel965芯片組主板和IntelP35芯片組主板。2024/5/53.1.3按照主板結(jié)構(gòu)分類生產(chǎn)主板時都遵循行業(yè)規(guī)定的技術(shù)結(jié)構(gòu)標準，以保證主板在安裝時的兼容性和互換性。按照主板上各元器件的排列方式、主板尺寸大小和主板形狀等的不同，主板可分為AT、Baby-AT、ATX、MicroATX、MiniITX以及BTX等結(jié)構(gòu)。ATX標準的ATX主板俗稱大板，最大尺寸為12英寸×9.6英寸（305mm×244mm），有5~8個擴展插槽，4條內(nèi)存插槽，只要是ATX主板其尺寸與元件布局都相差不多。2024/5/53.1.3按照主板結(jié)構(gòu)分類MicroATX俗稱小板，是Intel公司1998年推出的新的主板，以降低主板制造成本和對電源的需求。MicroATX主板縮減了ATX主板長度，變成9.6英寸×9.6英寸（244mm×244mm）的正方形。其主板孔位、高度限制與ATX相同，但PCI擴展槽和其他接口相對減少了，有3~4個擴展插槽，2~4條內(nèi)存插槽。

2024/5/53.1.3按照主板結(jié)構(gòu)分類MINIITXMiniITX主板的尺寸非常小，尺寸僅為170mm×170mm，只有手掌大小，用于小空間、相對低成本的場合，如HTPC、汽車、機頂盒以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的計算機。MiniITX主板僅有1條擴展插槽（PCI-E或PCT），有1~2條內(nèi)存插槽，有的MiniITX主板只能用筆記本內(nèi)存。MINIITX2024/5/53.1.3按照主板結(jié)構(gòu)分類BTXBTX主板是Intel公司推出的新型主板架構(gòu)BalancedTechnologyeXtended的簡稱，BTX主板能夠在不犧牲性能的前提下做到體積最小，但目前仍未廣泛使用2024/5/53.2主板的結(jié)構(gòu)從外部觀察鼠標、鍵盤口同軸電纜音頻接口COM口USB口網(wǎng)卡口音頻接口1394口打印機接口2024/5/53.2主板的結(jié)構(gòu)1RJ-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，RJ-45是8芯線。2eSATA接口SATA→eSATA/USB直接將大硬盤外置2024/5/53.2主板的結(jié)構(gòu)目前主板上常見的音頻接口有兩種：如上圖所示的6聲道（3個3.5mm插孔）和如下圖所示的8聲道（6個3.5mm插孔）。淺藍色：音源輸入端口。草綠色：音頻輸出端口。粉紅色：傳感器端口。橙色：中置或重低音音箱端口。黑色：后置環(huán)繞音箱端口。灰色：側(cè)邊環(huán)繞音箱端口。3音頻接口2024/5/53.2主板的結(jié)構(gòu)4光纖音頻接口現(xiàn)在某些型號的主板也配備了光纖音頻接口，如圖所示。5同軸音頻接口有些主板配備了單個輸出的接口（黃色），而有些主板則提供完整的輸出（黃色）、輸入接口（紅色），如下右圖所示。2024/5/53.2主板的結(jié)構(gòu)6VGA接口

VGA接口是最常見的顯示設(shè)備視頻信號輸出接口之一，主要連接顯示器，一般為藍色，有15個針腳，也叫做D-SUB接口。集成主板上都有VGA接口插槽，如圖所示。7DVIDVI主要連接LCD等數(shù)字顯示設(shè)備，DVI有兩種，如左圖所示，一種是DVI-D，只能接收數(shù)字信號；另外一種是DVI-I，可同時兼容模擬和數(shù)字信號，通過轉(zhuǎn)換接頭可連接到VGA接口上，如右圖所示。2024/5/58HDMI

最新的主板和顯示卡上已經(jīng)開始配備HDMI（HighDefinitionMultimediaInterface，高清晰多媒體接口）插槽。9DisplayPort接口

DisplayPort接口的外觀如圖所示。3.2主板的結(jié)構(gòu)2024/5/510串行接口串行接口插槽如圖所示。11并行接口并行（PRN、LPT）接口簡稱并口，是采用并行通信協(xié)議的擴展接口。3.2主板的結(jié)構(gòu)2024/5/53.2從內(nèi)部觀察

3.2主板的結(jié)構(gòu)2024/5/53.3主板的組成1PCB基板PCB（PrintedCircuitBoard：印刷電路板）

是由幾層樹脂材料粘合在一起的，內(nèi)部采用銅箔走線。一般的PCB分有4層，最上和最下的兩層是信號層，中間兩層是接地層和電源層。好的主板多采用6層及其6層以上的PCB板結(jié)構(gòu)，并在中間加入了屏蔽層來避免各層間的信號干擾現(xiàn)象，以達到運行穩(wěn)定性的要求。2024/5/53.3主板的組成1PCB基板2盎司純銅PCB，其實就是在PCB的電源層與接地層中采用比往常厚一些的純銅箔材質(zhì)，以降低PCB的電阻，提高PCB的導熱性。2盎司=28.35克

2，成本有所增加。2024/5/52CPU插槽3.3主板的組成3內(nèi)存插槽在CPU插座內(nèi)一般都有一個溫度探頭，用來探測CPU的溫度，并將測得的溫度在主板BIOS中顯示出來2024/5/53.3主板的組成3內(nèi)存插槽240針DDR2DIMM插槽

SIMM（SingleInlineMemoryModule，單內(nèi)聯(lián)內(nèi)存模塊）內(nèi)存條通過金手指與主板連接，內(nèi)存條正反兩面都有金手指，可以在兩面提供不同的信號，也可以提供相同信號。SIMM就是一種兩側(cè)金手指都提供相同信號的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，它多用于早期的FPM和EDDDRAM，在內(nèi)存發(fā)展進入SDRAM時代后，逐漸被DIMM技術(shù)取代。RIMM

是Rambus公司生產(chǎn)的RDRAM內(nèi)存采用的接口類型，它與DIMM的外型尺寸差不多，金手指也是雙面的，也有184Pin的針腳，在金手指的中間部分有兩個靠的很近的卡口。由于RDRAM內(nèi)存價格較高，在市場很少見到，RIMM接口也就難得一見了。184針DIMM插槽

DIMM（DualInlineMemoryModule，雙列直插內(nèi)存模塊）目前流行的內(nèi)存條有DDR、DDR2、DDR3SDRAM三種，與之對應(yīng)的內(nèi)存插槽均屬于DIMM。但是他們之間也有區(qū)別，DDR內(nèi)存采用184Pin，金手指每面有92Pin，金手指上只有一個卡口。DDR2內(nèi)存則為240Pin結(jié)構(gòu)，金手指每面有120Pin，與DDR內(nèi)存一樣，金手指上也只有一個卡口，但是卡口的位置與DDR內(nèi)存稍微有一些不同，因此兩種插槽是無法兼容的。168針SDRDIMM插槽

2024/5/53.3主板的組成3內(nèi)存插槽雙通道技術(shù)雙通道內(nèi)存技術(shù)其實是一種內(nèi)存控制和管理技術(shù)，它依賴于芯片組的內(nèi)存控制器發(fā)生作用，在理論上能夠使兩條相同規(guī)格的內(nèi)存條所提供的寬帶增長一倍。比如兩個667內(nèi)存條可以組成雙通道，兩條800內(nèi)存也可以組成雙通道，比如最新的1333內(nèi)存。只要是頻率一樣就可以。2024/5/53.3主板的組成4顯卡插槽AGP插槽(AcceleratedGraphicsPort)

顏色多為深棕色，位于北橋芯片和PCI插槽之間。表示圖形加速端口，AGP的傳輸標準可分為AGP1.0（AGP1X和AGP2X），AGP2.0(AGP4X)，AGP3.0（AGP8X）3種。在PCIExpress出現(xiàn)之前，AGP顯卡較為流行。其中AGP1X的傳輸帶寬理論上可達到266MB/s，AGP8X的理論傳輸帶寬可達到2133MB/s。倍數(shù)越大理論傳輸帶寬也就越高，其性能也更好。AGP1×/2×AGP4×AGP8×2024/5/53.3主板的組成4顯卡插槽PCIExpress：最新的總線和接口標準，是由Intel公司提出的，主要用于全面取代傳統(tǒng)的PCI插槽標準和AGP插槽標準，以實現(xiàn)外部總線標準的統(tǒng)一。PCI-E插槽標準的數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達10GB/s以上，并且還有很大的提升潛力。該標準的規(guī)格很多，根據(jù)總線位寬不同可分為×1、×4、×8、×16、×32模式，能滿足現(xiàn)在和將來一定時間內(nèi)出現(xiàn)的各種設(shè)備需求。2024/5/53.3主板的組成5PCI插槽PCI插槽是Intel公司1991年推出的基于PCI局部總線（PeripheralComponentInterconnect，外圍組件擴展接口）的擴展插槽，其顏色一般為乳白色，通常位于主板上AGP插槽的下方。其位寬為32位或64位，工作頻率為33MHz,最大數(shù)據(jù)傳輸率為133MB/s(32位)和266MB/s(64位)。PCI總線能自動識別外部設(shè)備，能插顯卡、聲卡、網(wǎng)卡、電視卡、視頻采集卡等擴展卡。PCI插槽是主要的擴展插槽，通過插接不同的擴展卡可以獲得目前微機所能實現(xiàn)的幾乎所有外接功能，是名副其實的“萬用”擴展插槽。2024/5/53.3主板的組成5數(shù)據(jù)線接口IDE接口用來連接硬盤和光驅(qū)等IDE存儲設(shè)備，主板上IDE接口一般有兩個：IDE1和IDE2，為40針雙排針插槽。在接口邊的PCB上標有IDE編號，通常藍色的IDE接口為IDE1，白色（或黑色）的為IDE2。FDC接口比IDE接口稍短一點。目前市場上的軟驅(qū)規(guī)格統(tǒng)一，所以不必擔心型號問題。2024/5/53.3主板的組成5數(shù)據(jù)線接口SATA（SerialATA

）是新一代硬盤、光驅(qū)接口，僅用4根針腳就能完成所有的工作，分別用于連接電源、連接地線、發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)，目前常見的SATA接口為7針結(jié)構(gòu)。SATA1.0的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)率為1.5Gbit/s，SATA2.0為3.0Gbit/s，SATA3.0為6.0Gbit/s。SATA接口的設(shè)備沒有主、從之分，支持熱插拔功能。2024/5/53.3主板的組成5數(shù)據(jù)線接口SCSI接口多用于服務(wù)器和高端工作站，目前主流的SCSI接口規(guī)范為SCSI80和SCSI160，傳輸速率分別為80MB/s和160MB/s。SCSI80接口為孔狀80線插槽。2024/5/5芯片組（Chipset）是保證系統(tǒng)正常工作的重要控制模塊，起著協(xié)調(diào)和控制數(shù)據(jù)在CPU、內(nèi)存和各部件之間傳輸?shù)淖饔?，一塊主板的、性能和技術(shù)特性都是由主板芯片組的特性來決定的。芯片組總是與某種類型的CPU配套，每當推出一款新規(guī)格的CPU時，就會同步推出相應(yīng)的主板芯片組。

芯片組按芯片數(shù)量可分為單芯片組和南、北橋芯片組；按是否整合顯示卡，分為整合芯片組和非整合芯片組。芯片組也可以集成顯示卡、聲卡和網(wǎng)卡等部件。對于兩片組成的南、北橋結(jié)構(gòu)的主板上都有兩塊面積比較大的芯片。按照地圖“上北下南”的標記方法，靠近CPU插槽的芯片稱為北橋芯片，靠近PCI插槽的芯片稱為南橋芯片。3.4主板芯片組及控制芯片1芯片組2024/5/5北橋芯片（NorthBridgeChipset）：也稱為主橋，是主板上離CPU最近的芯片（CPU插槽和PCI-E插槽之間），這是考慮到北橋芯片與處理器之間的通信最密切，為提高通信性能而縮短傳輸距離。北橋負責與CPU的聯(lián)系，并控制內(nèi)存、AGP、PCI數(shù)據(jù)在北橋內(nèi)部傳輸，提供對CPU的類型、主頻、HT或QPI、DMI總線頻率、內(nèi)存的類型和最大容量、PCI-E插槽等支持，整合型芯片組的北橋還集成了顯示核心?？傮w來說，北橋芯片主要承擔高速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的連接。北橋芯片的數(shù)據(jù)處理量非常大，發(fā)熱量也越來越大，所以現(xiàn)在的北橋芯片都覆蓋著散熱片以加強其散熱，有些主板的北橋芯片還會配合風扇進行散熱。3.4主板芯片組及控制芯片1芯片組2024/5/53.4主板芯片組及控制芯片1芯片組南橋芯片（SouthBridgeChipset）南橋芯片一般位于主板上離CPU插槽較遠的下方，PCI插槽附近，這是考慮到它所連接的I/O總線較多，離處理器遠一點有利于布線。相對于北橋芯片來說，南橋芯片數(shù)據(jù)處理量不是很大，一般沒有覆蓋散熱片。主要負責低速I/O總線之間的通信，如PCI總線、PCI-E×1或×4、USB、LAN、ATA、SATA、音頻控制器、鍵盤控制器、實時時鐘控制器、高速電源管理等。由于這些設(shè)備的速度都比較慢，所以將他們分離出來讓南橋芯片控制，這樣北橋高速部分就不會受到低速設(shè)備的影響，可以全速運行。主板上眾多功能都依靠南橋芯片來控制，當然它是需要和其他功能芯片共同合作來實現(xiàn)的。2024/5/53.4主板芯片組及控制芯片1芯片組單一芯片（SingleChipset）隨著主板集成技術(shù)的提高，許多主板芯片組已經(jīng)開始用一塊單一芯片來代替南橋芯片和北橋芯片（把南、北橋兩片芯片集成到一片芯片組中）主板芯片組也逐漸開始集成顯卡、聲卡、調(diào)制解調(diào)器和網(wǎng)卡等部件。芯片組就像橋梁或紐帶一樣，將系統(tǒng)中各個獨立的器件和設(shè)備連接起來形成一個整體。I3-500,i5-600采用單核心，但實際上北橋被移至CPU基板上，還是傳統(tǒng)意義上的南北橋。I7把北橋大部分功能都集成到CPU里，沒有南北橋之分了。2024/5/53.4主板芯片組及控制芯片1芯片組如圖所示為CPU中集成有內(nèi)存控制器（AMDAthlonII、IntelCorei）的南、北橋結(jié)構(gòu)組成的主板示意圖。2024/5/53.4主板芯片組及控制芯片主流芯片組生產(chǎn)廠家Intel英特爾AMDNvidia

Via威盛SIS矽統(tǒng)ATI2024/5/53.4主板芯片組及控制芯片主流芯片組Intel平臺1)Intel的5系列芯片組

5系列芯片組的用戶定位如下：

X58是針對高端用戶的芯片組。

P系列是針對主流市場的芯片組。有P57和P55。

H系列是針對入門級市場的整合芯片組。有H57和H55（是H57的簡化版）。

Intel5系列主流芯片組規(guī)格見表3-3。5系列平臺都只支持DDR3內(nèi)存。2024/5/53.4主板芯片組及控制芯片2024/5/53.4主板芯片組及控制芯片主流芯片組Intel平臺2）．Intel的6系列芯片組2011年1月，Intel公司在發(fā)布第二代Corei（SandyBrige）處理器時，一起發(fā)布了與SandyBrige處理器配套的6系列芯片組，采用單芯片設(shè)計，包括P67、H67、H61，其規(guī)格見表3-4。

2024/5/53.4主板芯片組及控制芯片主流芯片組AMD平臺1）．AMD800系列芯片組

AMD800系列主流芯片組規(guī)格對比見下表。2024/5/53.4主板芯片組及控制芯片

880G+SB810芯片組的外觀，如圖所示。2024/5/53.4主板芯片組及控制芯片2）．AMD900系列芯片組

AMD900系列主板芯片組規(guī)格見表。2024/5/53.4主板芯片組及控制芯片2BIOS單元BIOS全稱是ROM-BIOS（ROMBasicInputOutputSystem），即只讀存儲器基本輸入輸出系統(tǒng)。BIOS程序是硬件與操作系統(tǒng)之間的接口程序，負責解決硬件的即時要求，并按軟件對硬件的操作要求具體執(zhí)行。BIOS程序包括：基本輸入輸出的程序、系統(tǒng)設(shè)置信息、開機上電自檢程序和系統(tǒng)啟動自舉程序。2024/5/5由于BIOS是只讀的，無法保存用戶設(shè)置的數(shù)據(jù)。用戶在BIOS中設(shè)置的各向參數(shù)要保存在CMOS中。CMOS通常是指主板上一塊可讀寫的RAM芯片，他存儲了系統(tǒng)的時鐘信息和硬件配置信息等，系統(tǒng)加電引導機器時先讀取CMOS信息，初始化系統(tǒng)各部件狀態(tài)。現(xiàn)在也常保存在南橋芯片中的RAM單元中。關(guān)機后為了維持BIOS設(shè)置參數(shù)和主板上系統(tǒng)時鐘的運行，主板上都裝有一塊電池。在電池旁邊都有一個用來清除BIOS用戶設(shè)置參數(shù)的跳線或DIP開關(guān)，用戶在錯誤地設(shè)置了BIOS參數(shù)或忘記BIOS口令后，可通過放電來恢復(fù)出廠默認設(shè)置。3.4主板芯片組及控制芯片3CMOS2024/5/5現(xiàn)在板載聲卡已成為主板的標準配置，幾乎所有新出的主板都集成了符合AC’97規(guī)范的音頻編解碼芯片Codec，能夠提供高品質(zhì)的6或8聲道音效輸出。常見的聲卡控制芯片有Realtek（瑞昱）公司的ALC650/655/850/861//888等。4音頻控制芯片3.4主板芯片組及控制芯片2024/5/55網(wǎng)卡控制芯片許多主板上都集成了具備網(wǎng)卡功能的芯片（10/100/1000Mbit/sFastEthernet控制器），主板上常見網(wǎng)卡控制芯片主要有10/100M的RealTek公司的RTL8100(8139C/8139D芯片)系列芯片以及威盛網(wǎng)卡芯片等。一些中高端主板上集成了千兆網(wǎng)卡芯片等，如Intel的i82547EI、Marvell(3COM)的88E1111等等。

3.4主板芯片組及控制芯片2024/5/56時鐘發(fā)生器

時鐘發(fā)生器的作用總結(jié)為：在主板啟動時提供初始化時鐘信號，讓主板能夠啟動。在主板正常運行時提供各種總線所需要的時鐘信號，以協(xié)調(diào)內(nèi)存芯片的時鐘頻率從而保證電腦的穩(wěn)定。3.4主板芯片組及控制芯片2024/5/57硬件監(jiān)控芯片主板上通常有、兩塊專門用于監(jiān)控硬件工作狀態(tài)的硬件監(jiān)控芯片，當它與各種傳感元件（電壓、溫度、轉(zhuǎn)速）配合時，便能在硬件工作狀態(tài)不正常時，自動采取保護措施或及時調(diào)整相應(yīng)元件的工作參數(shù)，以保證電腦中各配件工作在正常狀態(tài)下。比較常見的硬件監(jiān)控芯片有華邦公司的W83697HF和W83627HF，SMSC公司的LPC47M172，ITE公司的IT8705F，ASUS公司的AS99172F等。硬盤監(jiān)控芯片一般位于主板邊緣。

3.4主板芯片組及控制芯片2024/5/5

為了提高顯示卡的性能，現(xiàn)在新推出的集成顯示卡的主板上會有一顆用做顯存的內(nèi)存芯片，顯存芯片一般位于北橋芯片附近，如圖所示。例如，AMD890GX板載128MBDDR3-1333MHz獨立顯存，顯存芯片通常使用SAMSUNG或Hynix的內(nèi)存顆粒。8板載顯存3.4主板芯片組及控制芯片2024/5/51主板電源插座3.5主板電源插座及供電單元

安裝IntelCorei和AMDAthlonⅡ級別CPU的主板的ATX電源插座都是24針雙列插座有的主板還另外提供一個4針或8針的12V電源插座，這個通常是為高功耗的CPU提供電力支持的。1主板電源插座安裝IntelCorei和AMDAthlonⅡ級別CPU的主板的ATX電源插座都是24針雙列插座1主板電源插座安裝IntelCorei和AMDAthlonⅡ級別CPU的主板的ATX電源插座都是24針雙列插座1主板電源插座安裝IntelCorei和AMDAthlonⅡ級別CPU的主板的ATX電源插座都是24針雙列插座1主板電源插座安裝IntelCorei和AMDAthlonⅡ級別CPU的主板的ATX電源插座都是24針雙列插座1主板電源插座安裝IntelCorei和AMDAthlonⅡ級別CPU的主板的ATX電源插座都是24針雙列插座有的主板還另外提供一個4針或8針的12V電源插座，這個通常是為高功耗的CPU提供電力支持的。1主板電源插座安裝IntelCorei和AMDAthlonⅡ級別CPU的主板的ATX電源插座都是24針雙列插座2024/5/52CPU風扇接口4針風扇接口首先出現(xiàn)在LGA775主板上，可根據(jù)CPU傳感器測量的溫度來智能調(diào)節(jié)風扇轉(zhuǎn)速。

還有一些CHA_FAN的插座，這些都是用來給散熱器供電的，大家如果添加了散熱器，可以通過這些接口來為風扇供電。

3.5主板電源插座及供電單元

2024/5/53供電單元供電單元是指為CPU、內(nèi)存控制器、集成顯示卡等部件供電的單元。主板供電回路的主要部分一般都位于主板CPU插座附近，如下圖所示為6相供電電路。鍵盤控制器和BIOS芯片等部件+5V；內(nèi)存和AGP通道等系統(tǒng)I/O

+3.3V；CPU的核心電壓不一樣，主流CPU1.5V左右。3.5主板電源插座及供電單元

2024/5/53.6主板主