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引用 全面讲解电脑主板-图文【转载】  

2008-06-29 21:39:41|  分类: 知识 |  标签: |举报 |字号 订阅

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世界没有陌生人全面讲解电脑主板-图文【转载】

 

 大家知道,主板是所有电脑配件的总平台,其重要性不言而喻。而下面我们就以图解的形式带你来全面了解主板。

一、主板图解  一块主板主要由线路板和它上面的各种元器件组成

1.线路板

  PCB印制电路板是所有电脑板卡所不可或缺的东东。它实际是由几层树脂材料粘合在一起的,内部采用铜箔走线。一般的PCB线路板分有四层,最上和最下的两层是信号层,中间两层是接地层和电源层,将接地和电源层放在中间,这样便可容易地对信号线作出修正。而一些要求较高的主板的线路板可达到6-8层或更多。

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  主板(线路板)是如何制造出来的呢?PCB的制造过程由玻璃环氧树脂(Glass Epoxy)或类似材质制成的PCB“基板”开始。制作的第一步是光绘出零件间联机的布线,其方法是采用负片转印(Subtractive transfer)的方式将设计好的PCB线路板的线路底片“印刷”在金属导体上。

  这项技巧是将整个表面铺上一层薄薄的铜箔,并且把多余的部份给消除。而如果制作的是双面板,那么PCB的基板两面都会铺上铜箔。而要做多层板可将做好的两块双面板用特制的粘合剂“压合”起来就行了。

  接下来,便可在PCB板上进行接插元器件所需的钻孔与电镀了。在根据钻孔需求由机器设备钻孔之后,孔璧里头必须经过电镀(镀通孔技术,Plated-Through-Hole technology,PTH)。在孔璧内部作金属处理后,可以让内部的各层线路能够彼此连接。

  在开始电镀之前,必须先清掉孔内的杂物。这是因为树脂环氧物在加热后会产生一些化学变化,而它会覆盖住内部PCB层,所以要先清掉。清除与电镀动作都会在化学过程中完成。接下来,需要将阻焊漆(阻焊油墨)覆盖在最外层的布线上,这样一来布线就不会接触到电镀部份了。

  然后是将各种元器件标示网印在线路板上,以标示各零件的位置,它不能够覆盖在任何布线或是金手指上,不然可能会减低可焊性或是电流连接的稳定性。此外,如果有金属连接部位,这时“金手指”部份通常会镀上金,这样在插入扩充槽时,才能确保高品质的电流连接。   最后,就是测试了。测试PCB是否有短路或是断路的状况,可以使用光学或电子方式测试。光学方式采用扫描以找出各层的缺陷,电子测试则通常用飞针探测仪(Flying-Probe)来检查所有连接。电子测试在寻找短路或断路比较准确,不过光学测试可以更容易侦测到导体间不正确空隙的问题。

  线路板基板做好后,一块成品的主板就是在PCB基板上根据需要装备上大大小小的各种元器件—先用SMT自动贴片机将IC芯片和贴片元件“焊接上去,再手工接插一些机器干不了的活,通过波峰/回流焊接工艺将这些插接元器件牢牢固定在PCB上,于是一块主板就生产出来了。

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  另外,线路板要想在电脑上做主板使用,还需制成不同的板型。其中AT板型是一种最基本板型,其特点是结构简单、价格低廉,其标准尺寸为33.2cmX30.48cm,AT主板需与AT机箱电源等相搭配使用,现已被淘汰。而ATX板型则像一块横置的大AT板,这样便于ATX机箱的风扇对CPU进行散热,而且板上的很多外部端口都被集成在主板上,并不像AT板上的许多COM口、打印口都要依靠连线才能输出。另外ATX还有一种Micro ATX小板型,它最多可支持4个扩充槽,减少了尺寸,降低了电耗与成本。

2.北桥芯片

  芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分,按照在主板上的排列位置的不同,通常分为北桥芯片和南桥芯片,如Intel的i845GE芯片组由82845GE GMCH北桥芯片和ICH4(FW82801DB)南桥芯片组成;而VIA KT400芯片组则由KT400北桥芯片和VT8235等南桥芯片组成(也有单芯片的产品,如SIS630/730等),其中北桥芯片是主桥,其一般可以和不同的南桥芯片进行搭配使用以实现不同的功能与性能。

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  北桥芯片一般提供对CPU的类型和主频、内存的类型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持,通常在主板上靠近CPU插槽的位置,由于此类芯片的发热量一般较高,所以在此芯片上装有散热片。

3.南桥芯片

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  南桥芯片主要用来与I/O设备及ISA设备相连,并负责管理中断及DMA通道,让设备工作得更顺畅,其提供对KBC(键盘控制器)、RTC(实时时钟控制器)、USB(通用串行总线)、Ultra DMA/33(66)EIDE数据传输方式和ACPI(高级能源管理)等的支持,在靠近PCI槽的位置。

4.CPU插座

  CPU插座就是主板上安装处理器的地方。主流的CPU插座主要有Socket370、Socket 478、Socket 423和Socket A几种。其中Socket370支持的是PIII及新赛扬,CYRIXIII等处理器;Socket 423用于早期Pentium4处理器,而Socket 478则用于目前主流Pentium4处理器。

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  而Socket A(Socket462)支持的则是AMD的毒龙及速龙等处理器。另外还有的CPU插座类型为支持奔腾/奔腾MMX及K6/K6-2等处理器的Socket7插座;支持PII或PIII的SLOT1插座及AMD ATHLON使用过的SLOTA插座等等。

5.内存插槽

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  内存插槽是主板上用来安装内存的地方。目前常见的内存插槽为SDRAM内存、DDR内存插槽,其它的还有早期的EDO和非主流的RDRAM内存插槽。需要说明的是不同的内存插槽它们的引脚,电压,性能功能都是不尽相同的,不同的内存在不同的内存插槽上不能互换使用。对于168线的SDRAM内存和184线的DDR SDRAM内存,其主要外观区别在于SDRAM内存金手指上有两个缺口,而DDR SDRAM内存只有一个。

6.PCI插槽

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  PCI(peripheral component interconnect)总线插槽它是由Intel公司推出的一种局部总线。它定义了32位数据总线,且可扩展为64位。它为显卡、声卡、网卡、电视卡、MODEM等设备提供了连接接口,它的基本工作频率为33MHz,最大传输速率可达132MB/s。

7.AGP插槽

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  AGP图形加速端口(Accelerated Graphics Port)是专供3D加速卡(3D显卡)使用的接口。它直接与主板的北桥芯片相连,且该接口让视频处理器与系统主内存直接相连,避免经过窄带宽的PCI总线而形成系统瓶颈,增加3D图形数据传输速度,而且在显存不足的情况下还可以调用系统主内存,所以它拥有很高的传输速率,这是PCI等总线无法与其相比拟的。AGP接口主要可分为AGP1X/2X/PRO/4X/8X等类型。

8.ATA接口

  ATA接口是用来连接硬盘和光驱等设备而设的。主流的IDE接口有ATA33/66/100/133,ATA33又称Ultra DMA/33,它是一种由Intel公司制定的同步DMA协定,传统的IDE传输使用数据触发信号的单边来传输数据,而Ultra DMA在传输数据时使用数据触发信号的两边,因此它具备33MB/S的传输速度。

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  而ATA66/100/133则是在Ultra DMA/33的基础上发展起来的,它们的传输速度可反别达到66MB/S、100M和133MB/S,只不过要想达到66MB/S左右速度除了主板芯片组的支持外,还要使用一根ATA66/100专用40PIN的80线的专用EIDE排线。

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  此外,现在很多新型主板如I865系列等都提供了一种Serial ATA即串行ATA插槽,它是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型,它用来支持SATA接口的硬盘,其传输率可达150MB/S。

9.软驱接口

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  软驱接口共有34根针脚,顾名思义它是用来连接软盘驱动器的,它的外形比IDE接口要短一些。

10.电源插口及主板供电部分

  电源插座主要有AT电源插座和ATX电源插座两种,有的主板上同时具备这两种插座。AT插座应用已久现已淘汰。而采用20口的ATX电源插座,采用了防插反设计,不会像AT电源一样因为插反而烧坏主板。除此而外,在电源插座附近一般还有主板的供电及稳压电路。

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  主板的供电及稳压电路也是主板的重要组成部分,它一般由电容,稳压块或三极管场效应管,滤波线圈,稳压控制集成电路块等元器件组成。此外,P4主板上一般还有一个4口专用12V电源插座。

11.BIOS及电池

  BIOS(BASIC INPUT/OUTPUT SYSTEM)基本输入输出系统是一块装入了启动和自检程序的EPROM或EEPROM集成块。实际上它是被固化在计算机ROM(只读存储器)芯片上的一组程序,为计算机提供最低级的、最直接的硬件控制与支持。除此而外,在BIOS芯片附近一般还有一块电池组件,它为BIOS提供了启动时需要的电流。

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  常见BIOS芯片的识别主板上的ROM BIOS芯片是主板上唯一贴有标签的芯片,一般为双排直插式封装(DIP),上面一般印有“BIOS”字样,另外还有许多PLCC32封装的BIOS。

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  早期的BIOS多为可重写EPROM芯片,上面的标签起着保护BIOS内容的作用,因为紫外线照射会使EPROM内容丢失,所以不能随便撕下。现在的ROM BIOS多采用Flash ROM( 可擦可编程只读存储器),通过刷新程序,可以对Flash ROM进行重写,方便地实现BIOS升级。

  目前市面上较流行的主板BIOS主要有Award BIOS、AMI BIOS、Phoenix BIOS三种类型。Award BIOS是由Award Software公司开发的BIOS产品,在目前的主板中使用最为广泛。Award BIOS功能较为齐全,支持许多新硬件,目前市面上主机板都采用了这种BIOS。

  AMI BIOS是AMI公司出品的BIOS系统软件,开发于80年代中期,它对各种软、硬件的适应性好,能保证系统性能的稳定,在90年代后AMI BIOS应用较少;Phoenix BIOS是Phoenix公司产品,Phoenix BIOS多用于高档的原装品牌机和笔记本电脑上,其画面简洁,便于操作,现在Phoenix已和Award公司合并,共同推出具备两者标示的BIOS产品。

12.机箱前置面板接头

  机箱前置面板接头是主板用来连接机箱上的电源开关、系统复位、硬盘电源指示灯等排线的地方。一般来说,ATX结构的机箱上有一个总电源的开关接线(Power SW),其是个两芯的插头,它和Reset的接头一样,按下时短路,松开时开路,按一下,电脑的总电源就被接通了,再按一下就关闭。

  而硬盘指示灯的两芯接头,一线为红色。在主板上,这样的插针通常标着IDE LED或HD LED的字样,连接时要红线对一。这条线接好后,当电脑在读写硬盘时,机箱上的硬盘的灯会亮。电源指示灯一般为两或三芯插头,使用1、3位,1线通常为绿色。

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  在主板上,插针通常标记为Power LED,连接时注意绿色线对应于第一针(+)。当它连接好后,电脑一打开,电源灯就一直亮着,指示电源已经打开了。而复位接头(Reset)要接到主板上Reset插针上。主板上Reset针的作用是这样的:当它们短路时,电脑就重新启动。而PC喇叭通常为四芯插头,但实际上只用1、4两根线,一线通常为红色,它是接在主板Speaker插针上。在连接时,注意红线对应1的位置。

13.外部接口

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  ATX主板的外部接口都是统一集成在主板后半部的。现在的主板一般都符合PC'99规范,也就是用不同的颜色表示不同的接口,以免搞错。一般键盘和鼠标都是采用PS/2圆口,只是键盘接口一般为蓝色,鼠标接口一般为绿色,便于区别。而USB接口为扁平状,可接MODEM,光驱,扫描仪等USB接口的外设。而串口可连接MODEM和方口鼠标等,并口一般连接打印机。

14.主板上的其它主要芯片

  除此而外主板上还有很多重要芯片:

AC97声卡芯片

  AC'97的全称是Audio CODEC'97,这是一个由Intel、Yamaha等多家厂商联合研发并制定的一个音频电路系统标准。主板上集成的AC97声卡芯片主要可分为软声卡和硬声卡芯片两种。所谓的AC'97软声卡,只是在主板上集成了数字模拟信号转换芯片(如ALC201、ALC650、AD1885等),而真正的声卡被集成到北桥中,这样会加重CPU少许的工作负担。

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  所谓的AC'97硬声卡,是在主板上集成了一个声卡芯片(如创新CT5880和支持6声道的CMI8738等),这个声卡芯片提供了独立的声音处理,最终输出模拟的声音信号。这种硬件声卡芯片相对比软声卡在成本上贵了一些,但对CPU的占用很小。

网卡芯片

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  现在很多主板都集成了网卡。在主板上常见的整合网卡所选择的芯片主要有10/100M的RealTek公司的8100(8139C/8139D芯片)系列芯片以及威盛网卡芯片等。除此而外,一些中高端主板还另外板载有Intel、3COM、Alten和Broadcom的千兆网卡芯片等,如Intel的i82547EI、3COM 3C940等等。(见图18-3COM 3C940千兆网卡芯片)

IDE阵列芯片

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  一些主板采用了额外的IDE阵列芯片提供对磁盘阵列的支持,其采用IDE RAID芯片主要有HighPoint、Promise等公司的产品的功能简化版本。例如Promise公司的PDC20276/20376系列芯片能提供支持0,1的RAID配置,具自动数据恢复功能。美国高端HighPoint公司的RAID芯片如HighPoint HPT370/372/374系列芯片,SILICON SIL312ACT114芯片等等。

I/O控制芯片

  I/O控制芯片(输入/输出控制芯片)提供了对并串口、PS2口、USB口,以及CPU风扇等的管理与支持。常见的I/O控制芯片有华邦电子(WINBOND)的W83627HF、W83627THF系列等,例如其最新的W83627THF芯片为I865/I875芯片组提供了良好的支持,除可支持键盘、鼠标、软盘、并列端口、摇杆控制等传统功能外,更创新地加入了多样新功能,例如,针对英特尔下一代的Prescott内核微处理器,提供符合VRD10.0规格的微处理器过电压保护,如此可避免微处理器因为工作电压过高而造成烧毁的危险。

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  此外,W83627THF内部硬件监控的功能也同时大幅提升,除可监控PC系统及其微处理器的温度、电压和风扇外,在风扇转速的控制上,更提供了线性转速控制以及智能型自动控转系统,相较于一般的控制方式,此系统能使主板完全线性地控制风扇转速,以及选择让风扇是以恒温或是定速的状态运转。这两项新加入的功能,不仅能让使用者更简易地控制风扇,并延长风扇的使用寿命,更重要的是还能将风扇运转所造成的噪音减至最低。

频率发生器芯片

  频率也可以称为时钟信号,频率在主板的工作中起着决定性的作用。我们目前所说的CPU速度,其实也就是CPU的频率,如P4 1.7GHz,这就是CPU的频率。电脑要进行正确的数据传送以及正常的运行,没有时钟信号是不行的,时钟信号在电路中的主要作用就是同步;因为在数据传送过程中,对时序都有着严格的要求,只有这样才能保证数据在传输过程不出差错。

  时钟信号首先设定了一个基准,我们可以用它来确定其它信号的宽度,另外时钟信号能够保证收发数据双方的同步。对于CPU而言,时钟信号作为基准,CPU内部的所有信号处理都要以它作为标尺,这样它就确定CPU指令的执行速度。

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  时钟信号频率的担任,会使所有数据传送的速度加快,并且提高了CPU处理数据的速度,这就是我们为什么超频可以提高机器速度的原因。要产生主板上的时钟信号,那就需要专门的信号发生器,也称为频率发生器。

  但是主板电路由多个部分组成,每个部分完成不同的功能,而各个部分由于存在自己的独立的传输协议、规范、标准,因此它们正常工作的时钟频率也有所不同,如CPU的FSB可达上百兆,I/O口的时钟频率为24MHz,USB的时钟频率为48MHz,因此这么多组的频率输出,不可能单独设计,所以主板上都采用专用的频率发生器芯片来控制。

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  频率发生器芯片的型号非常繁多,其性能也各有差异,但是基本原理是相似的。例如ICS 950224AF时钟频率发生器,是在I845PE/GE的主板上得到普遍采用时钟频率发生器,通过BIOS内建的“AGP/PCI频率锁定”功能,能够保证在任何时钟频率之下提供正确的PCI/AGP分频,有了起提供的这“AGP/PCI频率锁定”功能,使用多高的系统时钟都不用担心硬盘里面精贵的数据了,也不用担心显卡、声卡等的安全了,超频,只取决于CPU和内存的品质而已了。

二、总结

  最后再让我们通过一张详细的大图来对主板来个彻底注释。

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  1是整合音效芯片,2是I/O控制芯片,3是光驱音源插座,4是外接音源辅助插座,5是SPDIF插座,6是USB插头,7是机箱被开启接头,8是PCI插槽,9是AGP4X插槽,10是机箱前端通用USB接口,11是BIOS,12是机箱面板接头,13是南桥芯片,14是IDE1插口,15是IDE2插口,16是电源指示灯接头,17是清除CMOS记忆跳线,18是风扇电源插座,19是电池,20是软驱插座,21是ATX电源插座,22是内存插槽,23是风扇电源插座,24是北桥芯片,25是CPU风扇支架,26是CPU插座,27是12VATX电源插座,28是第二组音源插座,29是PS/2键盘及鼠标插座,30是USB插座,31是并串口,32是游戏控制器及音源插座,33是SUP_CEN插座。

主板是整个计算机的中枢,所有部件及外设都是通过它与处理器连接在一起,并进行通信,然后由处理器发出相应的操作指令,执行相应的操作,所以了解的主板结构对每一位学电脑,特别是学电脑维修的人员来说是非常重要的。很难想象一个连主板基本上分几个部分、每部分什么作用都分不清的人可以顺利地维修电脑。本文笔者就以一款华硕最新800MHz FSB P4主板带各位来具体洞察主板的五脏六腑。

  为了便于读者有一个真实的感性认识,现以一块目前最新主板——华硕的P4P800-Deluxe主板来介绍,它支持最新的Intel 800MHz FSB,如图1所示,为了便于对照学习,已对主板中的各主要部分进行了标注。

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图1

  主板结构从大体上来分的话,可以分为以下几个部分(几乎每一块同档主板结构都基本一样):

1. 处理插座:

  这自然是用来安装处理器(CPU)的。处理器插座的结构要根据相应主板所采用的处理器架构来具体决定。目前主要有两种处理器架构,即Socket和Slot。前者是在处理器芯片底部四周分布许多插针,通过这些针来与处理器插座接触,如图2左边所示的是Socket处理器插座,右边所示是Socket处理器背面图。采用这种处理器架构的主要有Intel奔腾处理器、Socket 7、PⅢ和赛扬处理器的Socket 370、P4处理器的Socket 423和Socket 478;AMD处理器K6-2所用的Socket 7、Athlon系列处理器用的Socket 462、最新Hammer处理器系列处理器也是用Socket架构,目前它可算是一种主流处理器架构,也是未来的发展方向。这么多Socke架构,往往不同的只是插针数及内部电路不同,外观基本一样。它有一个手柄,压下后处理器插针就可以与插座很好的接触。

  注意这种架构的处理器在插入主板处理器插座时要注意方向,只有一个方向可以插入,要对准处理器与处理器插座的缺口位,千万别插反了,强行插入会把插针弄弯,甚至折断了。

  另一种处理器架构就是Slot架构,它是属于单边接触型,通过金手指与主板处理器插槽接触,就像PCI板卡一样,在早期的PⅡ、PⅢ处理器中曾用到,Intel把它称之为“Slot 1”。AMD也过这种架构,称之为“Slot A”。两者不同的也只是具体接触边数量和内部电路有所区别,外观基本一样。如图3所示的左图是华硕的一款支持Slot 1 PⅢ处理器的主板,右边图所示的是Slot 1架构的Intel处理器。要注意这种处理器的安装也有方向的,通常也只能有一个方向可以安装,类似于内存的安装,主要是看准缺口。

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图3

  说到处理器,就不能不说处理器的两个基本参数:(1)处理器主频(Frequency),也俗称“处理器速度”(Speed);(2)前端系统总线(Front System Bus,FSB)。前者是指处理器的实际工作频率,也即运行速度,就是指处理器的主频,如我们常说的2.6G\3.0G\3.06G等都是指处理器的主频,在一定程度上来说处理器的主频决定了处理器的性能,所以Intel在近两年利用它的处理器架构优势拼命拉开与AMD 差距就是这个原因。但也不是绝对的,处理器的综合性能还受许多因素制约,如缓存大小、总线频率等。

  后者是指处理器总线的工作频率,它与处理器的核心频率相关。因自Intel P4处理器以来,在同一时间内,处理器可以在一个周期内的上升、下降沿各执行2次操作指令,所以它的总线频率就是核心频率的4倍。目前最快的核心频率为200MHz,对应的总线频率就为800MHz。533MH z和400MHz总线的核心频率对应为“166MHz”和“100MHz”。

  目前计算机处理器市场中主要是Intel和AMD,在主频和总线频率上目前仍是由Intel在引领着市场潮流和方向,Intel的P4极限频率处理器800MHz FSB 3.2GHz也于6月23号正式发布,而AMD目前的最高主频标称值虽也为“3200”,但实际频率中有2.2GHz。在总线频Intel在今年初就推出了800MHz的FSB,AMD的Operation也是800MHz FSB,但是其桌面版Athlon 64按计划要等到今年9月30号。

2. 芯片组

  芯片组是主板的核心,它对主板性能起决定性作用。正因如此,所以在新规格处理器推出之时必定会相应的主板芯片组同步推出,它是与处理器保持同步的。

  主板芯片组主要分两部分,分别由一块单独的芯片负责,这两块芯片就是通常所说的南桥和北桥了。

  图1中“3”所示位置是主板北桥芯片位置,图中是加了散热器,所以看不到北桥芯片。与之对应的就是如图1中标注为“14”的南桥芯片。通常北桥芯片是离处理器最近的一块芯片,这主要是考虑到北桥芯片与处理器之间的通信最密切,为了提高通信性能而缩短传输距离。南桥芯片离处理器比较远,因为它所连接的I/O总线较多,离处理器远一点有利于布线。图1所示主板中的南桥芯片如图4所示。

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图4

  如图5所示的是Intel最新的i875P芯片组结构图,其它主板芯片组基本方框结构类似,不同的只是南、北桥芯片、连接的控制器及其互相连接的总线技术等。图中的82875P芯片就是北桥芯片,它直接与P4处理器相连;而ICH5芯片则是南桥芯片,它不与处理器直接相连,而是通过Intel的集线器结构(Intel Hub Architecture)与北桥芯片相连。由图中可以看出它们各自的主要功能。南桥芯片负责I/O总线之间的通信,如PCI总线、USB、LAN、ATA、SATA等,这些技术一般相对来说比较稳定,所以不同芯片组中可能南桥芯片是一样的,不同的只是北桥芯片。而北桥芯片主要负责内存了控制器、AGP图形卡与处理器之间的通信,因为内存标准与处理器一样变化比较频繁,所以不同芯片组中北桥芯片是肯定不同的,当然这并不是说所采用的内存技术就完全不一样,而是不同的芯片组北桥芯片间肯定在一些地方有差别。有的芯片组只有一个单芯片,即只有南桥芯片,北桥芯片功能集成在处理器中。

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图5

3. 内存插槽

  内存插槽当然是用来插入内存的,它也是采用金手指接触法与内存条的金手指接触。俗称为“RAM DIMM”。如图1中标注为“2”的就是4条内存插槽。注意不同的内存,内存插槽的结构也有所区别,从外观上来看主要体现在长度上的区别。目前主要有两种内存,一种是168线的SD内存,也就是说它有168个与插槽接触点,两面各84个金手指接触点;另一种就是现在主流的DDR内存,它是184线的。因为结构及电气性能(主要是指电压)都不同,所以两者不能通用。如图6所示上图是图1中标注为“2”部分的放大图。

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图6

  从图中可以看出,华硕的这款支持800MHz FSB的主板中,4条内存插槽用两种不同颜色区分(蓝色和黑色),这主要是因为最新的800MHz FSB处理器支持双通道DDR内存,而要实现双通道必须成对地配备内存,用不同颜色区分就更加方便用户配置双通道,只需要将两条完全一样的DDR内存插入到同一颜色的内存插槽中即可。现在几乎所有支持双通道内存的主板都采用这样的颜色标注方法。注意插入内存时也要注意方向,并不是随便那个方向,可以先拿内存条与对应的内存条插槽比一下,看内存条的缺口位是否与插槽的凸起位是否吻合,否则强行插错后就会引起内存烧毁。通常正确插好后,内存固定得非常牢固,并且插槽两边的固定耳会准确地卡住内存的相应缺口上,如图6下图所示。

4. PCI和AGP插槽

  因为目前的主要内置板卡基本上都是采用PCI总线接口的,所以在主板当中插槽最多的肯定就是PCI,如图1所示主板中标注为“13”的就是PCI插槽,它通常采用乳白色。在这块主板中有5条PCI插槽,通常最少也有3条。原来一些计算机中还保留有ISA插槽,但随着ISA接口的外设日趋淘汰,现在新的主板上基本上都没有ISA插槽,但是也有例外,超微竟然在i875P芯片组主板中推出了3条ISA插槽,如图7所示。这样的复古行为到底有多少人领情真是很难预料。ISA插槽通常采用黑色,它比PCI接口插槽要长些,参见图7。

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图7  在目前来说采用PCI总线接口的板卡主要有声卡、网卡、内置Modem、内置ADSL Modem等,以前的显卡也主要是PCI接口的。要注意同一主板上这么多PCI插槽,都是通用的,可以随便选择一个未用的插上声卡、网卡或者内置Modem板卡,不过最好间距均衡一些,以便更好地散热。

  说到PCI,就不能不说AGP总线接口了,它是专门从PCI接口中分离出来的,主要针对图形显示方面进行优化,专门用于图形显示卡。所以现在的显卡基本上都是AGP接口的。AGP卡又称“图形加速卡”。

  AGP标准也经过了几年的发展,从最初的AGP 1.0、AGP2.0 ,发展到现在的AGP 3.0,如果按倍速来区分的话,主要经历了AGP 1X、AGP 2X、AGP 4X、AGP PRO,目前最新片版本就是AGP 3.0,即AGP 8X。AGP 8X的传输速率可达到2.1GB/s,是AGP 4X传输速度的两倍。AGP插槽在如图1中的位置就是“12”。

  AGP插槽通常都是棕色(以上三种接口用不同颜色区分的目的就是为了便于用户识别),还有一点需要注意的是它不与PCI、ISA插槽处于同一水平位置,而是内进一些,这使得PCI、ISA卡不可能插得进去当然AGP插槽结构也与PCI、ISA完全不同,根本不可能插错的。

  这里要说明的一点就是这里所说的ISA、PCI和AGP都是在台式机中才可见到的,在笔记本电脑中,由于空间的限制不可能像台式机主板那样留样那么大条的插槽,而是采用一种专用的微型总线接口——PCMCIA,这种接口非常精细,占用空间小,它也主要是应用于网卡、Modem板卡之类,如图8所示的就是一款PCMCIA网卡,从图中可以清楚地看出这种总线接口的外观,因为这种结构的特殊性,所以要与其它设备连接的话(如电话线、网线等),都需要一条转接线。

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图8

  最后介绍一下最新的接口标准,那就是PCI-Express,它原来的名称为“3GIO”,是由Intel提出的,很明显Intel的意思是它代表着下一代I/O接口标准。交由PCI-SIG(PCI特殊兴趣组织)认证发布后才改名为“PCI-Express”。这个新标准将全面取代现行的PCI和AGP,最终实现总线标准的统一。它的主要优势就是数据传输速率高,目前最高可达到10GB/s以上,而且还有相当大的发展潜力。当然要实现全面取代PCI和AGP也需要一个相当长的过程,目前能支持PCI-Express的芯片组主要是Intel的i875P,到目前为止几乎没有一款主板提供对它的支持。

5. 硬盘接口

  硬盘接口当然是用来与硬盘进行连接的。目前主要有两种完全不同的硬盘接口标准,一种就是传统的并行ATA标准,也称IDE接口。另一种是最新的串行ATA,又称为“SATA”。两者的最根本区别当然还是传输速率,产行ATA的最新版本为ATA/133,它的传输数据为133MB/s,而SATA的第一版SATA 1.0的传输速率就可达到150MB/s,据说第二版、第三版传输速率分别可达到300MB/s、600MB/s,是传统并行ATA所无法达到的。

  并行ATA自ATA 66版后就开始采用80芯40线的数据线,而串行SATA只需要15芯4线即可。数据线数量可大减少,这样一则更加有利于标准的继续发展,再则数据线减少后功耗自然就降下来了,同时还大大方便安装等。如图1所示“15”为传统并行ATA,即IDE接口,“16”所示的是串行SATA接口。如图9所示就是图1中相应部位的放大图。从放大图中可以更清楚地看清楚两种硬盘接口结构。注意这两种接口数据线都不能随便插,是有一定方向的,还好都有相应避免插错的措施,如在并行ATA数据线的一边涂有红边,另外有一个卡位,IDE插槽也有一个卡,对准后才算正确。

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图9

  SATA也一样,它是“L”型的,更是只有一个方向可以插入。

  说到硬盘接口,顺便也介绍一下软驱接口,因为现在来说软驱仍是计算机的基本配置之一,还没有那一种设备能全面取代软驱,尽管目前来说软驱是越来越少人用。

  软驱在主板上的接口位置如图1所示的“17”号。

6. 电源接口

  主板上的各部件要正常工作,就必须提供各种直流电源,这电源的提供是由交流电源经过整流、滤波后,由各路分离电路提供,然后经过相应的插头插入到计算机主板电源插座和各设备电源接口。如图1所示的“18”号位置就是主板上的电源插座。以前电源是采用AT结构的,AT电源是由P8和P9两组接口组成,每个接口分别有六个针脚,支持+5.0V,+12V,-5V,-12V电压,它不支持+3.3V电压。主板AT电源插座参见图10左图所示,而AT电源参见图11。

  ATX与AT结构电源的最明显区别就是ATX电源在关机后,主板上的其中一路5V电源是不会断开的,除非拨了电源插头。这样的好处就是方便了远程唤醒之类的远程开机操作,通过软件就可以使得整个计算机在电源开机着凉的情况下开启系统,另外还增加3.3V低电压输出。目前的P4电源还有一个特别之处就是它不仅是采用ATX电源,而且还提供了一个4线12V电源,参见图10右图所示。ATX电源参见图11。

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图10

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图11

7. 外设接口

  因为计算机中的外设都是通过主板进行连接的,所以在一块主板中会存在各种各样的外设接口,如键盘、鼠标接口,打印机接口、USB接口和IEEE 1394火线接口、网线接口,以及音视频输出/输入接口等。这部分接口在图1中的位置是从“4~11”,这部分放大图如图12所示。

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图12

  在如图12中的“4”号位置是键盘和鼠标接口,它们的外观结构是一样的,但是不能用错。为了便于识别,通常以不同的颜色来区分,绿色的这个接口为鼠标接口,而紫色的这个为键盘接口。以前在586时代,键盘接口为大的圆口,而鼠标通常使用如图12“6”号位置的COM口,那时的电脑的COM口通常至少有2个。所以现在购买键盘和鼠标时一定要注意,以免买回来的不适合主板接口类型。通常为了区分,在购买键盘中以“大口”和“小口”来说明,而鼠标则以“圆口”和“扁口”来区分。

  图12中的“5”号位置是并行接口,通常用于老式的并行打印机连接,也有一些老式游戏设备采用这种接口,目前比较少用,主要是因为它的传输速率较慢,不适合当今数据传输发展需求,正在被USB或IEEE 1394接口所取代。

  图12中的“6”号位置为串行COM口,这在前面已经介绍。它主要是用于以前的扁口鼠标、Modem以及其它串口通信设备,它的不足之处也是数据传输速率低,也将被USB或IEEE 1394接口所取代。

  图12中的“7”号和“9”号位置都是USB接口。它也是一种串行接口,目前最新的标准是2.0版,理论传输速率可达480MB/s。目前许多上设都采用这种设备接口,如Modem、打印机、扫描仪、数码相机等。它的优点就是数据传输速率高、支持即插即用、支持热拨插、无需专用电源、支持多设备无PC独立连接等。

  图12中的“8”号位置是IEEE 1394接口,目前最新版本仍为IEEE 1394 95a版,最高传输速率为400MB/s,但它的IEEE 1394 b版将达到1.6GB/s的传输速率。它与USB类似,它也支持即插即用、热拨插、多设备无PC连接等。由于它的标准使用费比较高,目前仍受到许多限制,只是在一些高档设备中应用普遍,如数码相机、高档扫描仪等。

  图12中的“10”号位置是指双绞以太网线接口,也称之为“RJ-45接口”。这要主板集成了网卡才会提供的,它是用于网络连接的双绞网线与主板中集成的网卡进行连接。

  图12中的“11”号位置是指声卡输入/输出接口,这也要在主板集成了声卡后才提供的,不过现在的主板一般都集成声卡,所以通常在主板上都可以看到这3个接口。常用的只有2个,那就是输入和输入出接口。通常也是用颜色来区分,最下面红色的那个为输出接口,接音箱、耳机等音频输入设备,而最上面的那个浅蓝色的为音频输入接口,用于连接麦克风、话筒之类音频外设。

  好了,介绍了以上这些后,主板的基本结构就介绍完了。当然主板上还有许多组件,如BIOS芯片、CMOS电池、跳线开关(DIP,有的主板有,有的没有)、功能芯片(声卡、网卡,甚至Modem芯片等)等等,这些都不是最主要的,相对来说比较简单,而且并不是每块主板都有这些全部,所以在此就作多介绍了。

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