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主板的硬件原理

日期:2006-12-26   荐:

  主板是电脑中最大的一块印刷电路板,它提供了CPU、各种介面卡、内存条和硬盘、软驱、光驱的插槽(或接口),其他的外部设备也会通过主板上的I/O接口连接到计算机上。在主板中最容易出故障的地方为电源部分、BIOS和I/O电路部分。下面我们将分别对这几部分加以讨论。

1-1 电源部分

一.  概述

  机箱中的电源给主板提供了+3.3V、+5V、+5V Standby、地、+12V、-5V、-12V(ATX电源)几种电压(AT电源仅提供+5V、+12V、地、-5V、-12V),随着制造工艺的进步,CPU所需要的核心电压也越来越低(电压降低不仅有助于CPU的频率达到更高,同时CPU的发热量也会降低),这样,从核心电压与I/O电压相同的单电压CPU(如Intel的奔腾、AMD的K5、IBM/Cyrix的6x86)逐步演进为核心电压与I/O电压不同的双电压CPU(如Intel的多能奔腾以后、AMD的K6以后、IBM/Cyrix的MII)。在华硕主板上,产生CPU所需要的核心电压的设计主要有两种:一种是采用电压转换器(regulator)线性转换,另一种是采用开关(switch)电源。 二.采用开关(switch)电源与电压转换器(regulator)线性转换

图1 开关(switch)电源原理示意图

图2 开关(switch)电源效果图

  由上面两图可以看到:输出的电压将送到控制器(即后面所标识的HIP6003/6019之类)进行比较,如果低于预定的下限,则控制器打开开关,使输出电压上升;如果高于预定的上限,则控制器关闭开关,使输出电压下降。输出电压呈锯齿状波动,如果上下限之间的电压差足够小,则控制器快速开关,输出电压就是预定的电压值。

  下图是采用电压转换器(regulator)线性转换的示意图,

在TX97系列、SP97-V和早期的P2L97中,Vi/o的产生都是采用这种方式,它是用3055之类将+5V 直接降压至+3V,其余的电能以热的形式耗散出去。 现在产生电压(Vi/o和Vcore)采用的是开关(switch)电源方式。比起线性转换方式,它发热量小,也更省电。 1-2 系统启动和POST自检过程   系统安装完毕以后,上电启动。整个系统会按照如下顺序完成初始化和自检过程。   系统上电—— 主板上由+5V standby得出+3V standby,产生PSON#信号给电源,电源发出+12V、+5V等各种电压给主板,各种电压稳定后,主板上产生PG1信号,此信号转成POWER OK信号发给南桥, 南桥发出信号启动系统—— CPU采样BF确定时钟频率,设置CS和IP寄存器,从地址FFFFFFF0开始执行BIOS程序 ——执行POST程序—— 调用19h中断 ——19h中断读软盘的0面、0磁道、1扇区或硬盘的0柱面、0面、1扇区去寻找引导扇区—— 引导程序装入操作系统的内核文件——把控制权交给操作系统。   当计算机出现问题不能启动时,BIOS程序会从PC喇叭发出一些提示信息,从而找出发生故障的部件。华硕主板采用的是Award公司的BIOS,PC喇叭声音的含意如下:重复短响或既无声音又无显示:电源部分有问题 不断地响(长声):内存没有插好或已损坏 1长2短:显示部分有错误(显卡没有插好或已损坏、显示器有故障) 1长3短:键盘控制器错误 1短:系统正常启动 2短:常规错误,请进入CMOS SETUP重新设置不正确的选项 1-3 I/O电路部分   图1 由上图可知,IDE的控制芯片是South Bridge,并且由于采用两个通道对两个IDE进行控制,所以一个IDE口坏了,对另一个没有影响。两个串口分别由一个75232(或6571等)控制,并口、红外口、键盘鼠标口和软驱、串口控制器再分别连到多能I/O控制芯片上。

(出处:http://www.sheup.com)




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