计算机系统架构梳理(五)主板

Posted by A Chang on March 8, 2020

计算机系统架构梳理(五)主板

电脑机箱主板,又叫主机板(mainboard)、系统板(systemboard)或母板(motherboard)
主板一般为矩形电路板,上面安装了组成计算机的主要电路系统,一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。

主板结构

主板采用了开放式结构。在电路板下面,是4层有致的电路布线;在上面,则为分工明确的各个部件:插槽、芯片、电阻、电容等。
主板上最重要的构成组件是芯片组(Chipset)。而芯片组通常由北桥和南桥组成,也有些以单片机设计,增强其性能。这些芯片组为主板提供一个通用平台供不同设备连接,控制不同设备的沟通。它亦包含对不同扩充插槽的支持,例如处理器、PCI、ISA、AGP,和PCI Express。 主板上大都有6-15个扩展插槽,供PC机外围设备的控制卡(适配器)插接。通过更换这些插卡,可以对微机的相应子系统进行局部升级。

芯片组

芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分,几乎决定了这块主板的功能,进而影响到整个电脑系统性能的发挥。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。

  • 北桥芯片提供对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。
  • 南桥芯片则提供对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。
    其中北桥芯片起着主导性的作用,也称为主桥(Host Bridge)。

扩展插槽

扩展插槽的种类和数量的多少是决定一块主板好坏的重要指标。有多种类型和足够数量的扩展插槽就意味着今后有足够的可升级性和设备扩展性,反之则会在今后的升级和设备扩展方面碰到巨大的障碍。

工作原理

当主机加电时,电流会在瞬间通过CPU、南北桥芯片、内存插槽、AGP插槽、PCI插槽、IDE接口以及主板边缘的串口、并口、PS/2接口等。
随后,主板会根据BIOS(基本输入输出系统)来识别硬件,并进入操作系统发挥出支撑系统平台工作的功能。