Разновидности системных плат

Системные платы и чипсеты

Системные платы и чипсеты. Интерфейсная система ПК.

Лекция 7

Системная (systemboard — SB), или объединительная, материнская (mother­board — MB), плата — это важнейшая часть компьютера, содержащая его основ­ные электронные компоненты. С помощью материнской платы осуществляется взаимодействие между большинством устройств машины.

Конструктивно MB представляет собой печатную плату площадью 600-1000 см², на которой размещается большое число различных микросхем, разъемов и дру­гих элементов. Существуют разновидности конструкции систем­ной платы (СП):

□ на плате жестко закреплены все необходимые для работы микросхемы, — сей­час такие платы используются лишь в простейших домашних компьютерах, называемых одноплатными;

□ непосредственно на системной плате размещается лишь минимальное коли­чество микросхем, а все остальные компоненты объединяются при помощи системной шины и конструктивно устанавливаются на дополнительных пла­тах (платах расширения), устанавливаемых в специальные разъемы (слоты), имеющиеся на материнской плате; компьютеры, использующие такую техно­логию, относятся к вычислительным системам с шинной архитектурой.

Современные профессиональные персональные компьютеры имеют именно шин­ную архитектуру. На системной плате непосредственно расположены:

□ разъем для подключения микропроцессора;

□ набор системных микросхем (чипсет, chipset), обеспечивающих работу мик­ропроцессора и других узлов машины;

□ микросхема постоянного запоминающего устройства, содержащего програм­мы базовой системы ввода-вывода (Basic Input-Output System — BIOS);

□ микросхема энергонезависимой памяти (питается от автономного, расположен­ного на MB, аккумулятора), по технологии изготовления называемая CMOS;

□ микросхемы кэш-памяти 2-го уровня (если они отсутствуют на плате микро­процессора) или 3-го уровня;

□ разъемы для подключения модулей оперативной памяти;

□ наборы микросхем и разъемы для системных, локальных и периферийных интерфейсов;

□ микросхемы мультимедийных устройств и т. д.

В настоящее время десятки фирм выпускают большое число различных систем­ных плат, отличающихся и конструктивно, и по типу поддерживаемых ими мик­ропроцессоров, и по тактовой частоте их работы, и по величине рабочих напря­жений и т. д.

Расположенные на СП набор системных микросхем (чипсет) и микропроцессорный разъем определяют типы микропроцессоров, которые на ней могут быть установлены.

Socket 7, Slot l, Socket 370, Socket 8, Slot 2, Slot A, Socket 423, Socket 428, Socket LGA 775, Socket LGA 1156, Socket LGA 1366 — процессорные разъемы, установленные на СП. Спецификация разъема опреде­ляет как сам конструктив разъема, так и назначение контактов, электрические параметры, определяет порядок взаимодействия с шинами данных, особенности взаимодействия с оперативной памятью и т. п.

Важным параметром системной платы является тактовая частота (FSB) на кото­рой она работает, вернее, частота её системной шины: современные СП имеют рабочие частоты 266, 400, 533, 800 и даже 1066 МГц. Этот параметр особенно влияет на производительность ПК, вы­полняющего задания, не содержащие большого количества математических опе­раций, а связанные с процедурами пересылки информации (например, большин­ство преобразований экономической информации).

Существуют различные базовые типоразмеры (форм-факторы) плат. Форм-фактор определяет не только внешние размеры системных плат, но и ряд специфических параметров, характеризующих функциональные и эксплуатационные свойства СП:

- Full-size AT размером 12 х 13,8 дюйма (сейчас не выпускаются);

- Baby AT — 8,57 х 13,04 дюйма, и их разновидность Mini AT — 8,57 х 9,85 дюйма (выпускаются, но также постепенно устаревают);

- полномасштабные платы AT отличаются от Baby AT только размером —12 х 13,04 дюйма;

- LPX и Mini LPX размером 9 х 13 и 8,2 х 10,4 дюйма, соответственно;

- АТХ — самый распространенный, 9,6 х 12 дюй­мов, отличающийся от Baby AT более удобным расположением элементов на плате, лучшей вен­тиляцией, наличием разъема новой универсальной шины USB и возможностью дистанционного выключения питания компьютера с модема или по локальной сети. На плате установлены разъемы только под модули оперативной памяти DRAM.

- MiniATX —9,6 х 9,6 дюймов;

- BTX – должна заменить ATX, имеет меньшие тепловые и электромагнитные влияния компонентов друг на друга, лучшее охлаждение, низкий уровень шума системы охлаждения.

- Три размера:

- BTX (ширина 12,8 дюйма) – для стандартных настольных компьютеров;

- Micro BTX (ширина 10,4 дюйма), Pico BTX (ширина 8 дюймов) – для компактных мобильных и промышленных систем.

- Mini ITX ‑ 6,8 х 6,8 дюйма, Pico ITX ‑ 4 х 3 дюйма

СП имеют разъемы (слоты) для установки определенных модулей оперативной памяти.

На СП может размещаться дополнительная кэш-память 2-го/3-го уровня.

На системной плате (в некоторых моделях в составе микросхем чипсета) располагается микросхема постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), содержащая программы BIOS, необходимые для управления многими ком­понентами компьютера. BIOS доступна постоянно, независимо от работоспособ­ности внешних компонентов, таких, например, как системные загрузочные диски. В BIOS есть программа, которая называется System Setup — имен­но с ее помощью пользователь управляет самыми глубокими настройками системы.

В современных материнских платах используются, как правило, микросхемы Flash BIOS, программы в которых могут перезаписываться при помощи специ­альных средств, что облегчает модернизацию этих программ при появлении но­вых устройств, которым нужно обеспечить поддержку (например, новых типов микросхем оперативной памяти). У Flash BIOS есть один существенный недо­статок. Существует много вирусов, которые, попав в систему, просто стирают все содержимое Flash BIOS, после чего системная плата выходит из строя. Самый известный из подобных вирусов — печально известный «Чернобыль», который испортил очень большое количество компьютеров. От вирусов можно защитить­ся только одним способом — в System Setup запретить перезапись содержимого BIOS. Если эта опция активизирована, то ни один вирус ничего сделать не сумеет.

Важным компонентом, размещенным на системной плате (иногда ‑ в системном чипсете), является микросхема CMOS-памяти. Она питается от своего локально­го аккумулятора (батарейки) и поэтому является энергонезависимой (сохраняет информацию при отключении компьютера от сети). Название CMOS произошло от названия технологии исполнения ее элементов. Память хранит информацию о параметрах многих устройств, входящих в ПК. Информация в ней может изме­няться по мере необходимости, то есть память отслеживает текущую конфигура­цию компьютера, на что не способна микросхема BIOS. Поэтому при загрузке компьютера BIOS берет необходимую для своей работы информацию об изме няемых параметрах компонентов ПК именно из этой памяти. Так, из CMOS-памя­ти считывается информация об установленном МП, о типах и емкости оператив­ной и всех видах дисковой памяти, о работоспособности устройств компьютера и т. д. Четкое отслеживание времени (в том числе и календаря), даже в отклю­ченном от энергосети состоянии, также связано с тем, что информация о време­ни хранится в CMOS-памяти.

На системных платах располагаются также перемычки («джамперы») и DIP-пере­ключатели, используемые для конфигурирования различных компонентов: пе­реключатели используемого напряжения (5 В, 3,5 Вит. д.), переключатели внутренней частоты МП и другие. «Джампер» представляет собой съемную пе­ремычку, устанавливаемую на штырьковые контакты СП; DIP-переключатели — это миниатюрные выключатели в DIP-корпусе. В современных компонентах пы­таются сократить количество механических переключений, перекладывая их на автоматические программно-управляемые электронные схемы. Компоненты, которые после установки конфигурируются автоматически, относят к категории PnP-устройств (PnP — Plug and Play, «Включай и работай»).

Дата добавления: 2014-01-06