¿Cuáles son los componentes de las placas base de PC de uso común y las funciones de cada parte? ¿Cómo funciona la placa base?
Placa base del ordenador
Como todos sabemos, la placa base es la plataforma general para todos los accesorios del ordenador y su importancia es evidente. A continuación, lo llevaremos a una comprensión integral de la placa base en forma de diagramas.
1. Diagrama de la placa base Una placa base se compone principalmente de una placa de circuito y varios componentes. 1. Placa de circuito PCB La placa de circuito impreso es algo indispensable para todas las placas de computadora. En realidad, se trata de varias capas de material de resina unidas entre sí, con una lámina de cobre enrutada internamente. Una placa de circuito PCB general está dividida en cuatro capas. Las capas superior e inferior son capas de señal, y las dos capas intermedias son la capa de tierra y la capa de energía. Coloque las capas de tierra y energía en el medio, para que las líneas de señal puedan ser fácilmente. modificado. Algunas placas base con requisitos más altos pueden tener placas de circuito con 6 a 8 capas o más. ¿Cómo se fabrica la placa base (placa de circuito)? El proceso de fabricación de PCB comienza con un "sustrato" de PCB hecho de vidrio epoxi o materiales similares. El primer paso en la producción es dibujar el cableado de interconexión entre las piezas. El método consiste en utilizar transferencia negativa (transferencia sustractiva) para "imprimir" el circuito negativo de la placa de circuito PCB diseñada en el conductor metálico. Esta técnica consiste en cubrir toda la superficie con una fina capa de lámina de cobre y recortar el exceso. Y si está haciendo una placa de doble cara, ambos lados del sustrato de la PCB se cubrirán con una lámina de cobre. Para hacer un tablero multicapa, puede "presionar" los dos paneles de doble cara con un adhesivo especial. A continuación, se puede realizar la perforación y el revestimiento necesarios para conectar los componentes en la placa PCB. Después de perforar con equipo mecánico de acuerdo con los requisitos de perforación, el interior del orificio debe galvanizarse (tecnología Plateado a través del agujero, PTH). Después de realizar el tratamiento del metal en el interior de la pared del orificio, las capas internas de circuitos se pueden conectar entre sí. Antes de comenzar a revestir, se deben limpiar los orificios de escombros. Esto se debe a que la resina epoxi producirá algunos cambios químicos después del calentamiento y cubrirá la capa interna de PCB, por lo que primero debe limpiarse. Tanto la acción de limpieza como la de recubrimiento se completan en un proceso químico. A continuación, debe cubrir el cableado más externo con máscara de soldadura (tinta de máscara de soldadura) para que el cableado no entre en contacto con la parte enchapada. Luego, imprima con pantalla varias etiquetas de componentes en la placa de circuito para marcar la ubicación de cada pieza. No puede cubrir ningún cableado ni dedos dorados, de lo contrario puede reducir la soldabilidad o la estabilidad de la conexión actual. Además, si hay una pieza de conexión metálica, la parte del "dedo dorado" suele estar chapada en oro, para garantizar una conexión de corriente de alta calidad cuando se inserta en la ranura de expansión. Finalmente, es hora de probar. Para comprobar si la PCB está en cortocircuito o en circuito abierto, se pueden utilizar pruebas ópticas o electrónicas. Los métodos ópticos utilizan el escaneo para encontrar defectos en cada capa, mientras que las pruebas electrónicas suelen utilizar una sonda voladora para comprobar todas las conexiones. Las pruebas electrónicas son más precisas para encontrar cortocircuitos o roturas, pero las pruebas ópticas pueden detectar más fácilmente espacios incorrectos entre conductores. Una vez completado el sustrato de la placa de circuito, una placa base terminada se equipa con varios componentes grandes y pequeños en el sustrato de PCB según sea necesario; primero use una máquina de colocación automática SMT para "soldar" el chip IC y los componentes del chip, y luego conéctelos manualmente. Insertar algunas tareas que las máquinas no pueden realizar y fijar firmemente estos componentes enchufables en la PCB mediante el proceso de soldadura por ola/reflujo, y luego se produce una placa base, además, si la placa de circuito se va a utilizar como placa base. en una computadora, todavía es necesario utilizarlo. Se fabrica en diferentes tipos de placa. Entre ellas, la placa AT es la más básica y se caracteriza por su estructura simple y su tamaño estándar es 33,2 cmX30. 48 cm. La placa base AT debe usarse junto con la fuente de alimentación del chasis AT. Ahora se ha eliminado la placa ATX como una placa AT horizontal grande, lo que facilita que el ventilador del chasis ATX disipe la CPU y muchos puertos externos. La placa está integrada en la placa base, a diferencia de la placa AT. Muchos puertos COM y puertos de impresión dependen de conexiones de salida.
Además, ATX también tiene un factor de forma pequeño Micro ATX, que puede admitir hasta 4 ranuras de expansión, reduciendo el tamaño, el consumo de energía y el costo. 2. Chip Northbridge El chipset es el componente central de la placa base, según la posición de disposición en la placa base, generalmente se divide en chip Northbridge y chip Southbridge. Por ejemplo, el chipset i845GE de Intel consta del chip Northbridge 82845GE GMCH y ICH4 (FW82801DB). ) chip de puente sur; mientras que el conjunto de chips VIA KT400 se compone del chip de puente norte KT400 y VT8235 y otros chips de puente sur (también hay productos de un solo chip, como SIS630/730, etc.), entre los que se encuentra el chip de puente norte. El puente principal, que generalmente puede ser diferente de los chips Southbridge, se puede utilizar juntos para lograr diferentes funciones y rendimiento. El chip Northbridge generalmente brinda soporte para el tipo y la frecuencia de la CPU, el tipo y la capacidad máxima de la memoria, la ranura ISA/PCI/AGP, la corrección de errores ECC, etc. Generalmente está ubicado cerca de la ranura de la CPU en la placa base. Debido al desarrollo de dichos chips, el calor es generalmente alto, por lo que se instala un disipador de calor en este chip. 3. Chip Southbridge El chip Southbridge se utiliza principalmente para conectarse a dispositivos de E/S y dispositivos ISA, y es responsable de gestionar las interrupciones y los canales DMA para que el dispositivo funcione sin problemas. Proporciona soporte para KBC (controlador de teclado) y RTC (. reloj en tiempo real), USB (Bus serie universal), método de transmisión de datos Ultra DMA/33 (66) EIDE y compatibilidad con ACPI (administración avanzada de energía), etc., cerca de la ranura PCI. 4. Zócalo de la CPU El zócalo de la CPU es donde se instala el procesador en la placa base. Los zócalos de CPU principales incluyen principalmente Socket370, Socket 478, Socket 423 y Socket A. Entre ellos, Socket370 admite PIII y el nuevo Celeron, CYRIXIII y otros procesadores. El Socket 423 se usa en los primeros procesadores Pentium4, mientras que el Socket 478 se usa en los procesadores Pentium4 convencionales. El zócalo A (Socket462) admite los procesadores Duron y Athlon de AMD. Además, existen tipos de zócalos de CPU, como el zócalo Socket7 que admite procesadores Pentium/Pentium MMX y K6/K6-2; el zócalo SLOT1 que admite PII o PIII y el zócalo SLOTA utilizado por AMD ATHLON, etc. 5. Ranura de memoria La ranura de memoria es el lugar de la placa base donde se instala la memoria. Actualmente, las ranuras de memoria comunes son la memoria SDRAM y las ranuras de memoria DDR. Otras incluyen las primeras ranuras de memoria EDO y RDRAM no convencionales. Cabe señalar que diferentes ranuras de memoria tienen diferentes pines, voltajes y funciones de rendimiento. No se pueden usar diferentes memorias de manera intercambiable en diferentes ranuras de memoria. Para la memoria SDRAM de 168 líneas y la memoria SDRAM DDR de 184 líneas, la principal diferencia de apariencia es que hay dos muescas en el dedo dorado de la memoria SDRAM, mientras que la memoria SDRAM DDR tiene solo una. 6. Ranura PCI La ranura de bus PCI (interconexión de componentes periféricos) es un bus local lanzado por Intel. Define un bus de datos de 32 bits y se puede ampliar a 64 bits. Proporciona interfaces de conexión para tarjetas gráficas, tarjetas de sonido, tarjetas de red, tarjetas de TV, MÓDEM y otros dispositivos. Su frecuencia de funcionamiento básica es de 33 MHz y la velocidad de transmisión máxima puede alcanzar los 132 MB/s. 7. Ranura AGP El puerto de aceleración de gráficos AGP (Accelerated Graphics Port) es una interfaz utilizada especialmente por las tarjetas aceleradoras 3D (tarjetas gráficas 3D). Está conectado directamente al chip Northbridge de la placa base, y esta interfaz permite que el procesador de video se conecte directamente a la memoria principal del sistema, evitando los cuellos de botella del sistema causados por el bus PCI de ancho de banda estrecho, aumentando la velocidad de transmisión de datos de gráficos 3D. y aún puede funcionar en caso de que la memoria de video sea insuficiente. Puede llamar a la memoria principal del sistema, por lo que tiene una tasa de transferencia muy alta, incomparable con buses como PCI. Las interfaces AGP se pueden dividir principalmente en AGP1X/2X/PRO/4X/8X y otros tipos.
8. Interfaz ATA La interfaz ATA se utiliza para conectar dispositivos como discos duros y unidades ópticas. Las interfaces IDE principales son ATA33/66/100/133. ATA33 también se llama Ultra DMA/33. Es un protocolo DMA síncrono desarrollado por Intel. La transmisión IDE tradicional utiliza un lado de la señal de activación de datos para transmitir datos. Ambos lados de la señal de activación de datos al transmitir datos, por lo que tiene una velocidad de transferencia de 33 MB/S. ATA66/100/133 está desarrollado sobre la base de Ultra DMA/33. Sin embargo, sus velocidades de transmisión pueden alcanzar 66 MB/S, 100 M y 133 MB/S respectivamente, para alcanzar una velocidad de aproximadamente 66 MB/S. placa base Además de la compatibilidad con el chipset, también se requiere un cable EIDE dedicado de 40 pines y 80 hilos para ATA66/100. Además, muchas placas base nuevas, como la serie I865, ahora ofrecen una ranura Serial ATA, que es un nuevo tipo de interfaz de disco duro que es completamente diferente del Parallel ATA. Se utiliza para admitir discos duros de interfaz SATA y su velocidad de transmisión puede. alcanza los 150MB/S. 9. Interfaz de la unidad de disquete La interfaz de la unidad de disquete tiene 34 pines. Como sugiere el nombre, se utiliza para conectar la unidad de disquete. Su apariencia es más corta que la interfaz IDE. 10. Toma de corriente y parte de fuente de alimentación de la placa base Hay dos tipos principales de tomas de corriente: toma de corriente AT y toma de corriente ATX. Algunas placas base tienen ambos tipos de tomas. Los enchufes AT se han utilizado durante mucho tiempo y ahora se han eliminado. La toma de corriente ATX de 20 puertos adopta un diseño de enchufe anti-retroceso, que no quemará la placa base debido a la conexión como las fuentes de alimentación AT. Además, suele haber circuitos estabilizadores de voltaje y fuente de alimentación de la placa base cerca de la toma de corriente. La fuente de alimentación y el circuito estabilizador de voltaje de la placa base también son una parte importante de la placa base. Generalmente se compone de capacitores, bloques estabilizadores de voltaje o transistores de efecto de campo, bobinas de filtro, bloques de circuitos integrados de control estabilizador de voltaje y otros componentes. Además, suele haber una toma de corriente de 12 V dedicada de 4 puertos en la placa base P4. 11. BIOS y batería El sistema básico de entrada y salida BIOS (SISTEMA BÁSICO DE ENTRADA/SALIDA) es un bloque integrado EPROM o EEPROM cargado con programas de inicio y autoprueba. De hecho, es un conjunto de programas solidificados en el chip ROM (memoria de solo lectura) de la computadora, que proporciona el control y soporte de hardware más bajo y directo para la computadora. Además, cerca del chip BIOS suele haber un componente de batería que proporciona al BIOS la corriente que necesita al iniciarse. Identificación de chips BIOS comunes El chip ROM BIOS de la placa base es el único chip que tiene una etiqueta en la placa base. Generalmente es un paquete en línea de doble fila (DIP) con la palabra "BIOS" impresa. muchos BIOS empaquetados PLCC32. Los primeros BIOS eran en su mayoría chips EPROM regrabables, y las etiquetas que tenían desempeñaban un papel en la protección del contenido del BIOS. Debido a que los rayos ultravioleta provocarían la pérdida del contenido de la EPROM, no se pueden eliminar por casualidad. La ROM BIOS actual utiliza principalmente Flash ROM (memoria de solo lectura programable y borrable). Al actualizar el programa, la Flash ROM se puede reescribir para actualizar fácilmente la BIOS. Actualmente, existen tres tipos principales de BIOS de placas base populares en el mercado: Award BIOS, AMI BIOS y Phoenix BIOS. Award BIOS es un producto BIOS desarrollado por Award Software y es el más utilizado en las placas base actuales. Award BIOS tiene funciones relativamente completas y admite muchos hardware nuevos. Actualmente, todas las placas base del mercado utilizan este BIOS.
AMI BIOS es el software del sistema BIOS producido por AMI. Fue desarrollado a mediados de la década de 1980. Tiene buena adaptabilidad a diversos software y hardware y puede garantizar la estabilidad del rendimiento del sistema. Después de la década de 1990, AMI BIOS rara vez se utilizaba. es Phoenix BIOS, el producto de la compañía, Phoenix BIOS, se utiliza principalmente en máquinas y computadoras portátiles de marcas originales de alta gama. Su pantalla es simple y fácil de operar. Ahora Phoenix se ha fusionado con la compañía Award y ha lanzado productos BIOS con ambos logotipos. 12. Conector del panel frontal del chasis El conector del panel frontal del chasis es donde se utiliza la placa base para conectar cables como el interruptor de encendido, reinicio del sistema, luz indicadora de alimentación del disco duro, etc. en el chasis. En términos generales, hay un cableado del interruptor de alimentación principal (Power SW) en el chasis de la estructura ATX. Es un enchufe de dos núcleos. Es igual que el conector de reinicio. Se cortocircuita cuando se presiona y se abre en circuito cuando se suelta. Presiónelo una vez y la computadora se encenderá y se apagará cuando se presione nuevamente. En cuanto al conector de dos núcleos de la luz indicadora del disco duro, una línea es roja. En la placa base, estos pines generalmente están marcados con las palabras IDE LED o HD LED, y los cables rojos deben estar emparejados al realizar la conexión. Después de conectar esta línea, cuando la computadora esté leyendo y escribiendo desde el disco duro, se encenderá la luz del disco duro en el chasis. La luz indicadora de encendido suele ser un enchufe de dos o tres núcleos, que utiliza las posiciones 1 y 3, y el cable 1 suele ser verde. En la placa base, los pines suelen estar etiquetados como LED de alimentación y, al realizar la conexión, tenga en cuenta que el cable verde corresponde al primer pin (). Cuando está conectado, la luz de encendido permanece encendida tan pronto como se enciende la computadora, lo que indica que está encendida. El conector de reinicio (Reset) debe estar conectado al pin Reset de la placa base. El propósito de los pines de reinicio en la placa base es el siguiente: cuando están en cortocircuito, la computadora se reinicia. Los altavoces de PC suelen tener enchufes de cuatro clavijas, pero en realidad solo usan dos cables, 1 y 4. El primer cable suele ser rojo y está conectado al pin del altavoz en la placa base. Al realizar la conexión, preste atención a la posición de la línea roja correspondiente a 1. 13. Interfaces externas Las interfaces externas de las placas base ATX están todas integradas en la mitad posterior de la placa base. Las placas base actuales generalmente cumplen con la especificación PC'99, lo que significa usar diferentes colores para representar diferentes interfaces para evitar errores. Generalmente, los teclados y ratones utilizan puertos redondos PS/2, pero el puerto del teclado suele ser azul y el puerto del ratón es verde para una fácil diferenciación. La interfaz USB es plana y se puede conectar a periféricos USB como MÓDEM, unidad óptica y escáner. El puerto serie se puede conectar a un MÓDEM y un mouse de puerto cuadrado, etc., y el puerto paralelo generalmente se conecta a una impresora. 14. Otros chips principales en la placa base Además, hay muchos chips importantes en la placa base: chip de tarjeta de sonido AC97. El nombre completo de AC''97 es Audio CODEC'97, desarrollado y formulado conjuntamente por Intel y Yamaha. y otros fabricantes. Un estándar de sistema de circuito de audio. El chip de tarjeta de sonido AC97 integrado en la placa base se puede dividir principalmente en dos tipos: tarjeta de sonido suave y chip de tarjeta de sonido duro. La llamada tarjeta de sonido suave AC''97 solo integra chips de conversión de señal digital a analógica (como ALC201, ALC650, AD1885, etc.) en la placa base, mientras que la tarjeta de sonido real está integrada en el Puente Norte, lo que aumentará la carga de trabajo de la CPU. La llamada tarjeta de sonido dura AC''97 es un chip de tarjeta de sonido integrado en la placa base (como los innovadores CT5880 y CMI8738 que admiten 6 canales, etc.). Este chip de tarjeta de sonido proporciona procesamiento de sonido independiente y finalmente emite un sonido analógico. señal. Este tipo de chip de tarjeta de sonido de hardware es relativamente más caro que la tarjeta de sonido de software, pero utiliza muy poca CPU. Chip de tarjeta de red Muchas placas base ahora tienen tarjetas de red integradas. Los chips comúnmente utilizados para tarjetas de red integradas en placas base incluyen los chips de la serie 8100 (chip 8139C/8139D) de 10/100M RealTek y los chips de tarjetas de red VIA. Además, algunas placas base de gama media a alta también tienen chips de tarjetas de red gigabit de Intel, 3COM, Alten y Broadcom, como Intel i82547EI, 3COM 3C940, etc.
(Consulte la Figura 18-Chip de tarjeta de red Gigabit 3COM 3C940) Chip de matriz IDE Algunas placas base utilizan chips de matriz IDE adicionales para brindar soporte para matrices de discos. Los chips IDE RAID que utilizan incluyen principalmente versiones simplificadas de productos de compañías como HighPoint y Promise. Por ejemplo, los chips de la serie PDC20276/20376 de Promise pueden brindar soporte para la configuración RAID 0,1 y tener funciones de recuperación automática de datos. Chips RAID de la empresa HighPoint de alta gama en Estados Unidos como chips de la serie HighPoint HPT370/372/374, chips SILICON SIL312ACT114, etc. Chip de control de E/S El chip de control de E/S (chip de control de entrada/salida) proporciona administración y soporte para el puerto serie paralelo, el puerto PS2, el puerto USB y el ventilador de la CPU. Los chips de control de E/S comunes incluyen las series W83627HF y W83627THF de Winbond Electronics (WINBOND). Por ejemplo, su último chip W83627THF proporciona un buen soporte para el conjunto de chips I865/I875, además de admitir teclado, mouse, disquete y puerto paralelo. Además de las funciones tradicionales como el control y el control por joystick, se han agregado de manera innovadora una variedad de funciones nuevas. Por ejemplo, para el microprocesador central Prescott de próxima generación de Intel, se proporciona protección contra sobretensión del microprocesador que cumple con las especificaciones VRD10.0, lo que puede evitar el microprocesador. Protección contra sobretensión. El dispositivo puede quemarse debido a un voltaje de funcionamiento excesivo. Además, la función de monitoreo de hardware interno del W83627THF también se ha mejorado enormemente. Además de monitorear la temperatura, el voltaje y el ventilador del sistema de PC y su microprocesador, también proporciona control de velocidad lineal y control de rotación automático inteligente para el control de velocidad del ventilador. Sistema, en comparación con el método de control general, este sistema permite que la placa base controle de forma completamente lineal la velocidad del ventilador y elija si el ventilador funciona a una temperatura constante o a una velocidad fija. Estas dos funciones recién agregadas no solo permiten a los usuarios controlar el ventilador más fácilmente y extender su vida útil, sino que, lo que es más importante, también pueden minimizar el ruido causado por el funcionamiento del ventilador. La frecuencia del chip generador de frecuencia también puede denominarse señal de reloj y la frecuencia juega un papel decisivo en el funcionamiento de la placa base. Lo que actualmente llamamos velocidad de la CPU es en realidad la frecuencia de la CPU. Por ejemplo, P4 1,7 GHz, esta es la frecuencia de la CPU. Para que una computadora realice una transmisión de datos correcta y un funcionamiento normal, no puede prescindir de una señal de reloj. La función principal de la señal de reloj en el circuito es la sincronización porque en el proceso de transmisión de datos existen requisitos estrictos en cuanto a sincronización; de esta forma se puede garantizar que los datos no existan errores en el proceso de transmisión. La señal del reloj primero establece un punto de referencia, que podemos usar para determinar el ancho de otras señales. Además, la señal del reloj puede garantizar la sincronización de ambas partes que envían y reciben datos. Para la CPU, la señal del reloj se utiliza como punto de referencia y todo el procesamiento de señales dentro de la CPU debe basarse en ella, de modo que determine la velocidad de ejecución de las instrucciones de la CPU. La frecuencia de la señal del reloj aumentará la velocidad de toda la transmisión de datos y aumentará la velocidad de procesamiento de datos de la CPU. Es por eso que el overclocking puede aumentar la velocidad de la máquina. Para generar la señal de reloj en la placa base, se requiere un generador de señales especializado, también llamado generador de frecuencia. Sin embargo, el circuito de la placa base se compone de varias partes, cada parte realiza diferentes funciones y cada parte tiene su propio protocolo, especificación y estándar de transmisión independiente, por lo que sus frecuencias de reloj de trabajo normales también son diferentes. Por ejemplo, el FSB de la CPU. puede alcanzar 100 M, la frecuencia de reloj del puerto de E / S es de 24 MHz y la frecuencia de reloj del USB es de 48 MHz. Por lo tanto, es imposible diseñar tantos conjuntos de salidas de frecuencia por separado, por lo que la placa base está controlada por una frecuencia dedicada. chip generador. Hay muchos modelos de chips generadores de frecuencia y su rendimiento varía, pero los principios básicos son similares.
Por ejemplo, el generador de frecuencia de reloj ICS 950224AF es un generador de frecuencia de reloj de uso común en las placas base I845PE/GE. A través de la función "Bloqueo de frecuencia AGP/PCI" integrada en el BIOS, puede garantizar que se proporcione el PCI correcto en cualquier frecuencia de reloj. /División de frecuencia AGP, con la función "bloqueo de frecuencia AGP/PCI" proporcionada, no importa qué tan alto se use el reloj del sistema, no hay necesidad de preocuparse por los valiosos datos en el disco duro ni por la seguridad de la tarjeta gráfica. , tarjeta de sonido, etc., overclocking, solo depende de la calidad de la CPU y la memoria. 2. Resumen Finalmente, demos una explicación detallada de la placa base a través de una imagen grande y detallada. 1 es el chip de audio integrado, 2 es el chip de control de E/S, 3 es el conector de audio de la unidad óptica, 4 es el conector auxiliar de audio externo, 5 es el conector SPDIF, 6 es el conector USB, 7 es el conector abierto del chasis , 8 es la ranura PCI, 9 es la ranura AGP4X, 10 es la interfaz USB universal en la parte frontal del chasis, 11 es el BIOS, 12 es el conector del panel del chasis, 13 es el chip del puente sur, 14 es el zócalo IDE1 , 15 es el zócalo IDE2, 16 es el conector de la luz indicadora de alimentación, 17 es el puente de memoria CMOS transparente, 18 es el zócalo de alimentación del ventilador, 19 es la batería, 20 es el zócalo de la unidad de disquete, 21 es el zócalo de alimentación ATX, 22 es la ranura de memoria, 23 es la toma de corriente del ventilador, 24 es el chip Northbridge, 25 es el soporte del ventilador de la CPU, 26 es la toma de corriente de la CPU, 27 es la toma de corriente de 12 VATX, 28 es el segundo conjunto de tomas de audio, 29 es la Conector para teclado y mouse PS/2, 30 es el conector USB, 31 es el puerto serie paralelo, 32 es el controlador de juego y el conector de audio, 33 es el conector SUP_CEN. La placa base es el centro de toda la computadora. Todos los componentes y periféricos están conectados y se comunican con el procesador a través de ella. Luego, el procesador emite las instrucciones de funcionamiento correspondientes y realiza las operaciones correspondientes. Por lo tanto, es muy importante comprender la estructura de la placa base. Es importante aprender informática, especialmente aquellos que aprenden mantenimiento de computadoras. Es difícil imaginar que una persona que ni siquiera puede distinguir las distintas partes de una placa base y la función de cada parte pueda reparar una computadora con éxito. En este artículo, el autor utilizará la última placa base FSB P4 de 800 MHz de ASUS para brindarle una visión detallada de los órganos internos de la placa base.