Конструкция системных плат. Формфактор. Типы и характеристики

Системная плата – это сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера. Как правило, материнская плата содержит разъёмы (слоты) для подключения дополнительных контроллеров, для подключения которых обычно используются шины USB, PCI и PCI-Express. Основное назначение системной платы – соединение всех узлов компьютера в одно устройство.

Сокет - разъем, предназначенный для установки в него процессора. Использование разъемов вместо непосредственного припаивания упрощает замену процессора для модернизации и ремонта компьютера.

Слоты для подключения питания: бывают двух типов AT и ATX, зависит от класса материнской платы. В основном используются ATX питание для материнских плат.

Разъемы-слоты стандарта PCI. Слоты предназначенные для подключения 32 разрядных устройств. Как правило, их четыре. Устройствами, устанавливаемыми в PCI слот, могут являться: видеокарта, звуковые карты типа PCI, внутренние модемы, платы контроллера (SCSI), платы подключения USB составляющих, сетевые карты.

Разъем AGP. Специальный, более быстрый с точки зрения пропускной способности слот, предназначенный для установ­ки видеокарт формата AGP.

Разъемы-слоты типа ISA. Слоты, предназначенные для подключения 16 разрядных устройств. Гораздо более слабые в отношении пропускной способности, чем слоты PCI. К ним подключается громадное количество дополнительных карт: звуковые платы, внутренние модемы, сетевые карты, платы сканеров и так далее. Их на плате бывает от 2 до 4 под Socet 7, и от 1 до 2 под Slot 1. По внешнему виду слоты ISA напоминают слоты PCI, только они почти в полтора раза длиннее и цвет их черный.

Слоты для установки оперативной памяти от слотов для установки плат отличаются наличием специальных замочков-«защелок». На платах Pentium MMX, как правило, предусмотрена установка двух типов памяти — более старого формата SIMM (72 контакта) и быстрой памяти типа DIMM (168 контактов). Слоты DIMM значительно короче слотов SIMM. Количество слотов этих типов может варьироваться от 2 до 4.

Контроллеры портов. Под «портами» понимаются разъемы на задней стенке компьютера, предназначенные для подключения принтера, мобильного дисковода большой емкости (для этого предусмотрен параллельный порт), а также – внешнего модема, мыши и клавиатуры (круглые разъемы типа PS/2). Последовательный порт USB, позволяющий подключить к компьютеру множество внешних устройств.

Форм-фактор материнской платы – стандарт, определяющий размеры материнской платы для персонального компьютера, места ее крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, сокета центрального процессора (если он есть) и слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания. Классификация материнских плат по форм-фактору:

· устаревшие: Baby-AT; Mini-ATX; полноразмерная плата AT; LPX.

· современные: АТХ; microATX; Flex-АТХ; NLX; WTX, CEB.

· внедряемые: Mini-ITX и Nano-ITX; Pico-ITX; BTX, MicroBTX и PicoBTX

Северный мост–обеспечивает подключение ЦПУ к узлам, использующим высокопроизводительные шины: ОЗУ, графический контроллер. Для подключения ЦПУ к системному контроллеру могут использоваться такие FSB-шины, как Hyper-Transport.

Южный мост – содержит контроллеры периферийных устройств (жёсткого диска, Ethernet, аудио), контроллеры шин для подключения периферийных устройств (шины PCI, PCI-Express и USB), устройства, не требующие высокой пропускной способности.

13.Функции чипсета системной платы.

Чипсет— набор микросхем, которые выполняют служебные функции по распределению сигналов между всеми блоками. При подаче напряжения питания чипсет вырабатывает определенную последовательность команд, которая активизирует процессор. Процессор, в свою очередь, по программе BIOS тестирует и активизирует остальные устройства, установленные и подключенные к, системной плате. Если старт компьютера прошел успешно, то микросхемы чипсета связывают процессор, память и периферийные устройства в единое целое — вычислительное устройство, готовое выполнить команды пользователя или определенным образом реагировать на появление сигналов в интерфейсных линиях.

Чипсет материнской платы состоит из двух компонентов - Северный и Южный мост. Названия означают расположение чипсета моста относительно шины PCI: Северный находится выше, а Южный – ниже. Название чипсетам дали по выполняемыми ими функциями, они служат для связи различных шин и интерфейсов. Для проектировщика особой сложностью является Северный мост, т.к. он работает с самыми скоростными устройствами, поэтому сам должен работать очень быстро, обеспечивая быструю и надежную связь процессора, памяти, шины AGP и Южного моста. Южный мост работает с медленными устройствами, такими как жесткие диски, шина USB, PCI, ISA и т. п.

Исходя из назначения, северный мост определяет параметры (возможный тип, частоту, пропускную способность):

· системной шины и, косвенно, процессора (исходя из этого — до какой степени может быть разогнан компьютер),

· оперативной памяти (тип — например SDRAM, DDR, её максимальный объем),

· подключенного видеоадаптера.

Во многих случаях именно параметры и быстродействие северного моста определяют выбор реализованных на материнской плате шин расширения (PCI, PCI Express) системы.

В современных системах отсутствует северный мост в виде отдельного контроллера (чипа). Его функция была перенесена в центральный процессор, тем самым упростив проектирование системных плат и уменьшив количество активных компонентов последнего.

Функционально южный мост включает в себя:

· контроллеры шин PCI, PCI Express, SMBus, I2C, LPC, Super I/O

· DMA контроллер;

· контроллер прерываний;

· PATA (IDE) и SATA контроллеры;

· часы реального времени (Real Time Clock);

· управление питанием (Power management, APM и ACPI);

· энергонезависимую память BIOS (CMOS);

· звуковой контроллер (обычно AC'97 или Intel HDA).

Реже южный мост включает в себя поддержку клавиатуры, мыши и последовательных портов, но обычно эти устройства подключаются с помощью другого устройства —Super I/O (контроллера ввода-вывода).

Поиск по сайту: