华硕主板全程图解.docx

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华硕主板全程图解

华硕主板概述

主板是计算机各部分配件相互连接的桥梁。

主板（MainBoard）又称母板（MotherBoard）或系统板（SystemBoard），它是计算机内部最大的一块电路板，是整台计算机的组织核心。

在它上面集成安装了组成计算机的主要电路系统。

包括有芯片组、CPU插座、系统扩展槽（总线）、内存插槽、晶振、BIOS芯片、CMOS芯片、电池、IDE接口、FDD接口、电源接口、键盘接口、PS／2接口、USB接口、串行口、并行口和机箱面板控制电路接口等，而有些主板也集成了声卡和显示卡。

主板是一台计算机的主体所在，完成计算机的系统管理和协调各部件正常运行。

因此，主板是计算机最主要的设备之一，它的性能将对整台计算机的速度和性能起决定性的作用。

主板它实际是由几层树脂材料粘合在一起的，内部采用铜箔走线。

一般的PCB线路板分有四层，最上和最下的两层是信号层，中间两层是接地层和电源层，将接地和电源层放在中间，这样便可容易地对信号线作出修正。

而一些要求较高的主板的线路板可达到6-8层或更多。

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主板（线路板）是如何制造出来的呢？

PCB的制造过程由玻璃环氧树脂（GlassEpoxy）或类似材质制成的PCB“基板”开始。

制作的第一步是光绘出零件间联机的布线，其方法是采用负片转印（Subtractivetransfer）的方式将设计好的PCB线路板的线路底片“印刷”在金属导体上。

这项技巧是将整个表面铺上一层薄薄的铜箔，并且把多余的部份给消除。

而如果制作的是双面板，那么PCB的基板两面都会铺上铜箔。

而要做多层板可将做好的两块双面板用特制的粘合剂“压合”起来就行了。

　　接下来，便可在PCB板上进行接插元器件所需的钻孔与电镀了。

在根据钻孔需求由机器设备钻孔之后，孔璧里头必须经过电镀（镀通孔技术，Plated-Through-Holetechnology，PTH）。

在孔璧内部作金属处理后，可以让内部的各层线路能够彼此连接。

　　在开始电镀之前，必须先清掉孔内的杂物。

这是因为树脂环氧物在加热后会产生一些化学变化，而它会覆盖住内部PCB层，所以要先清掉。

清除与电镀动作都会在化学过程中完成。

接下来，需要将阻焊漆（阻焊油墨）覆盖在最外层的布线上，这样一来布线就不会接触到电镀部份了。

　　然后是将各种元器件标示网印在线路板上，以标示各零件的位置，它不能够覆盖在任何布线或是金手指上，不然可能会减低可焊性或是电流连接的稳定性。

此外，如果有金属连接部位，这时“金手指”部份通常会镀上金，这样在插入扩充槽时，才能确保高品质的电流连接。

最后，就是测试了。

测试PCB是否有短路或是断路的状况，可以使用光学或电子方式测试。

光学方式采用扫描以找出各层的缺陷，电子测试则通常用飞针探测仪（Flying-Probe）来检查所有连接。

电子测试在寻找短路或断路比较准确，不过光学测试可以更容易侦测到导体间不正确空隙的问题。

　　线路板基板做好后，一块成品的主板就是在PCB基板上根据需要装备上大大小小的各种元器件—先用SMT自动贴片机将IC芯片和贴片元件“焊接上去，再手工接插一些机器干不了的活，通过波峰/回流焊接工艺将这些插接元器件牢牢固定在PCB上，于是一块主板就生产出来了。

2、主板结构

主板结构分为AT、Baby-AT、ATX、MicroATX、LPX、NLX、FlexATX、EATX、WATX以及BTX等结构。

其中，AT和Baby-AT是多年前的老主板结构，现在已经淘汰；而LPX、NLX、FlexATX则是ATX的变种，多见于国外的品牌机，国内尚不多见；EATX和WATX则多用于服务器/工作站主板；ATX是目前市场上最常见的主板结构，扩展插槽较多，PCI插槽数量在4-6个，大多数主板都采用此结构；MicroATX又称MiniATX，是ATX结构的简化版，就是常说的“小板”，扩展插槽较少，PCI插槽数量在3个或3个以下，多用于品牌机并配备小型机箱；而BTX则是英特尔制定的最新一代主板结构。

主板结构变化的必然性

由于BabyAT主板市场的不规范和AT主板结构过于陈旧，英特尔在95年1月公布了扩展AT主板结构，即ATX（ATextended）主板标准。

这一标准得到世界主要主板厂商支持，目前已经成为最广泛的工业标准。

97年2月推出了ATX2.01版。

BabyAT结构标准的首先表现在主板横向宽度太窄（一般为22cm），使得直接从主板引出接口的空间太小。

大大限制了对外接口的数量，这对于功能越来越强、对外接口越来越多的微机来说，是无法克服的缺点。

其次，BabyAT主板上CPU和I/0插槽的位置安排不合理。

早期的CPU由于性能低、功耗小，散热的要求不高。

而今天的CPU性能高、功耗大，为了使其工作稳定，必须要有良好的散热装置，加装散热片或风扇，因而大大增加了CPU的高度。

在AT结构标准里CPU位于扩展槽的下方，使得很多全长的扩展卡插不上去或插上去后阻碍CPU风扇运转。

内存的位置也不尽合理。

早期的计算机内存大小是固定的，对安装位置无特殊要求。

BabyAT主板在结构上按习惯把内存插槽安放在机箱电源的下方，安装、更换内存条往往要拆下电源或主板，很不方便。

内存条散热条件也不好。

此外，由于软硬盘控制器及软硬盘支架没有特定的位置，这造成了软硬盘线缆过长，增加了电脑内部连线的混乱，降低了电脑的中靠性。

甚至由于硬盘线缆过长，使很多高速硬盘的转速受到影响。

ATX主板针对AT和BabyAT主板的缺点做了以下改进：

∙主板外形在BabyAT的基础上旋转了90度，其几何尺寸改为30.5cm×24.4cm。

∙采用7个I/O插槽，CPU与I/O插槽、内存插槽位置更加合理。

∙优化了软硬盘驱动器接口位置。

∙提高了主板的兼容性与可扩充性。

∙采用了增强的电源管理，真正实现电脑的软件开/关机和绿色节能功能。

MicroATX保持了ATX标准主板背板上的外设接口位置，与ATX兼容。

MicroATX主板把扩展插槽减少为3-4只，DIMM插槽为2-3个，从横向减小了主板宽度，其总面积减小约0.92平方英寸，比ATX标准主板结构更为紧凑。

按照MicroATX标准，板上还应该集成图形和音频处理功能。

目前很多品牌机主板使用了MicroATX标准，在DIY市场上也常能见到MicroATX主板。

BTX是英特尔提出的新型主板架构BalancedTechnologyExtended的简称，是ATX结构的替代者，这类似于前几年ATX取代AT和BabyAT一样。

革命性的改变是新的BTX规格能够在不牺牲性能的前提下做到最小的体积。

新架构对接口、总线、设备将有新的要求。

重要的是目前所有的杂乱无章，接线凌乱，充满噪音的PC机将很快过时。

当然，新架构仍然提供某种程度的向后兼容，以便实现技术革命的顺利过渡。

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另外，线路板要想在电脑上做主板使用，还需制成不同的板型。

其中AT板型是一种最基本板型，其特点是结构简单、价格低廉，其标准尺寸为33.2cmX30.48cm，AT主板需与AT机箱电源等相搭配使用，现已被淘汰。

而ATX板型则像一块横置的大AT板，这样便于ATX机箱的风扇对CPU进行散热，而且板上的很多外部端口都被集成在主板上，并不像AT板上的许多COM口、打印口都要依*连线才能输出。

另外ATX还有一种MicroATX小板型，它最多可支持4个扩充槽，减少了尺寸，降低了电耗与成本。

BTX具有如下特点：

∙支持Low-profile，也即窄板设计，系统结构将更加紧凑；

∙针对散热和气流的运动，对主板的线路布局进行了优化设计；

∙主板的安装将更加简便，机械性能也将经过最优化设计。

　　而且，BTX提供了很好的兼容性。

目前已经有数种BTX的派生版本推出，根据板型宽度的不同分为标准BTX（325.12mm），microBTX（264.16mm）及Low-profile的picoBTX（203.20mm），以及未来针对服务器的ExtendedBTX。

而且，目前流行的新总线和接口，如PCIExpress和串行ATA等，也将在BTX架构主板中得到很好的支持。

　　值得一提的是，新型BTX主板将通过预装的SRM（支持及保持模块）优化散热系统，特别是对CPU而言。

另外，散热系统在BTX的术语中也被称为热模块。

　　得益于新技术的不断应用，将来的BTX主板还将完全取消传统的串口、并口、PS/2等接口。

2.北桥芯片

　　芯片组（Chipset）是主板的核心组成部分，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，如Intel的i845GE芯片组由82845GEGMCH北桥芯片和ICH4（FW82801DB）南桥芯片组成；而VIAKT400芯片组则由KT400北桥芯片和VT8235等南桥芯片组成（也有单芯片的产品，如SIS630/730等），其中北桥芯片是主桥，其一般可以和不同的南桥芯片进行搭配使用以实现不同的功能与性能。

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北桥芯片一般提供对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，通常在主板上*近CPU插槽的位置，由于此类芯片的发热量一般较高，所以在此芯片上装有散热片。

3.南桥芯片

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南桥芯片主要用来与I/O设备及ISA设备相连，并负责管理中断及DMA通道，让设备工作得更顺畅，其提供对KBC（键盘控制器）、RTC（实时时钟控制器）、USB（通用串行总线）、UltraDMA/33（66）EIDE数据传输方式和ACPI（高级能源管理）等的支持，在*近PCI槽的位置。

2.CPU插座

作用：

把CPU固定在主板上

　　最早IBM的PC机的8086CPU是直接焊在主板上的，80286、80386CPU也是焊在主板上。

　　到486以后采用插座或插槽来装CPU。

不同类的CPU各式各样，插座也是各种配套样式。

（1）Socket7：

Socket在英文里就是插槽的意思，Socket7也被叫做Super7。

最初是英特尔公司为PentiumMMX（多媒体增强指令集）系列CPU设计的插槽，后来英特尔放弃Socket7接口转向SLOT1接口，AMD、VIA、ALI、SIS等厂商仍然沿用此接口，直至发展出SocketA接口。

该插槽基本特征为有321个针孔，提供2.5－3.3V电压，系统使用66MHz的总线，可接IntelPentium/PentiumMMX,AMDK5/K6/K6-2/K6-3,Cyrix6X86MX/M2,VIAC3等。

Super7主板后来增加了对100MHz外频和AGP接口类型的支持。

　　Super7采用的芯片组有VIA公司的MVP3、MVP4系列，SIS公司的530/540系列及ALI的AladdinV系列等主板产品。

对应Super7接口CPU的产品有AMDK6-2、K6-Ⅲ、CyrixM2及一些其他厂商的产品。

此类接口目前已被淘汰，只有部分老产品才能见到。

（2）SLOT1是英特尔公司为取代Socket7而开发的CPU接口，并申请的专利。

这样其它厂商就无法生产SLOT1接口的产品，也就使得AMD、VIA、SIS等公司不得不联合起来，对Socket7接口升级，也得到了Super7接口。

后来随着Super7接口的兴起，英特尔又将SLOT1结构主板的制造授权提供给了VIA、SIS、ALI等主板厂商，所以这些厂商也相应推出了采用SLOT1接口的系列主板，丰富了主板市场。

SLOT1是英特尔公司为PentiumⅡ系列CPU设计的插槽，其将PentiumⅡCPU及其相关控制电路、二级缓存都做在一块子卡上，多数Slot1主板使用100MHz外频。

SLOT1的技术结构比较先进，能提供更大的内部传输带宽和CPU性能。

采用SLOT1接口的主板芯片组有Intel的BX、i810、i820系列及VIA的Apollo（阿波罗）系列，ALI的AladdinProⅡ（阿拉廷）系列及SIS的620、630系列等。

此种接口已经被淘汰，市面上已无此类接口的主板产品。

SLOT2用途比较专业，都采用于高端服务器及图形工作站的系统。

所用的CPU也是很昂贵的Xeon（至强）系列。

Slot2与Slot1相比，有许多不同。

首先，Slot2插槽更长，CPU本身也都要大一些。

其次，Slot2能够胜任更高要求的多用途计算处理，这是进入高端企业计算市场的关键所在。

在当时标准服务器设计中，一般厂商只能同时在系统中采用两个PentiumⅡ处理器，而有了Slot2设计后，可以在一台服务器中同时采用8个处理器。

而且采用Slot2接口的PentiumⅡCPU都采用了当时最先进的0.25微米制造工艺。

支持SLOT2接口的主板芯片组有440GX和450NX。

下图中左侧为Slot2插槽，右侧为Slot1插槽。

SLOTA接口类似于英特尔公司的SLOT1接口，供AMD公司的K7Athlon使用的。

在技术和性能上，SLOTA主板可完全兼容原有的各种外设扩展卡设备。

它支持200MHz的总线频率。

支持SLOTA接口结构的主板芯片组主要有两种，一种是AMD的AMD750芯片组，另一种是VIA的ApolloKX133芯片组。

此类接口已被SocketA接口全面取代。

（3）Socket370架构是英特尔开发出来代替SLOT架构，外观上与Socket7非常像，也采用零插拔力插槽，对应的CPU是370针脚。

Socket370主板多为采用IntelZX、BX、i810芯片组的产品，其他厂商有VIAApolloPro系列、SIS530系列等。

最初认为，Socket370的CPU升级能力可能不会太好，所以Socket370的销量总是不如SLOT1接口的主板。

但在英特尔推出的“铜矿”和”图拉丁”系列CPU，Socket370接口的主板一改低端形象，逐渐取代了SLOT1接口。

目前市场中还有极少部分的主板采用此种插槽。

（4）Socket423插槽是最初Pentium4处理器的标准接口，Socket423的外形和前几种Socket类的插槽类似，对应的CPU针脚数为423。

Socket423插槽多是基于Intel850芯片组主板，支持1.3GHz～1.8GHz的Pentium4处理器。

不过随着DDR内存的流行，英特尔又开发了支持SDRAM及DDR内存的i845芯片组，CPU插槽也改成了Socket478，Socket423插槽也就销声匿迹了。

（5）SocketA接口，也叫Socket462，是目前AMD公司AthlonXP和Duron处理器的插座标准。

SocketA接口具有462插孔，可以支持133MHz外频。

如同Socket370一样，降低了制造成本，简化了结构设计。

（6）Socket478插槽是目前Pentium4系列处理器所采用的接口类型，针脚数为478针。

Socket478的Pentium4处理器面积很小，其针脚排列极为紧密。

采用Socket478插槽的主板产品数量众多，是目前应用最为广泛的插槽类型。

（8）Socket775又称为SocketT，目前采用此种插槽的有LGA775封装的单核心的Pentium4、Pentium4EE、CeleronD以及双核心的PentiumD和PentiumEE等CPU，Core架构的Cornoe核心处理器也继续采用Socket775插槽。

Socket775插槽与目前广泛采用的Socket478插槽明显不同，非常复杂，没有Socket478插槽那样的CPU针脚插孔，取而代之的是775根有弹性的触须状针脚（其实是非常纤细的弯曲的弹性金属丝），通过与CPU底部对应的触点相接触而获得信号。

因为触点有775个，比以前的Socket478的478pin增加不少，封装的尺寸也有所增大，为37.5mm×37.5mm。

另外，与以前的Socket478/423/370等插槽采用工程塑料制造不同，Socket775插槽为全金属制造，原因在于这种新的CPU的固定方式对插槽的强度有较高的要求，并且新的prescott核心的CPU的功率增加很多，CPU的表面温度也提高不少，金属材质的插槽比较耐得住高温。

在插槽的盖子上还卡着一块保护盖。

　　Socket775插槽由于其内部的触针非常柔软和纤薄，如果在安装的时候用力不当就非常容易造成触针的损坏；其针脚实在是太容易变形了，相邻的针脚很容易搭在一起，而短路有时候会引起烧毁设备的可怕后果；此外，过多地拆卸CPU也将导致触针失去弹性进而造成硬件方面的彻底损坏，这是其目前的最大缺点。

　　目前，采用Socket775插槽的主板数量并不太多，主要是Intel915/925系列芯片组主板，也有采用比较成熟的老芯片组例如Intel865/875/848系列以及VIAPT800/PT880等芯片组的主板。

不过随着Intel加大LGA775平台的推广力度，Socket775插槽最终将会取代Socket478插槽，成为Intel平台的主流CPU插槽。

（10）Socket754是2003年9月AMD64位桌面平台最初发布时的标准插槽，具有754个CPU针脚插孔，支持200MHz外频和800MHz的HyperTransport总线频率，但不支持双通道内存技术。

目前采用此种插槽的有面向桌面平台的Athlon64的低端型号和Sempron的高端型号，以及面向移动平台的MobileSempron、MobileAthlon64以及Turion64。

   随着AMD从2006年开始全面转向支持DDR2内存，今后桌面平台的Socket754插槽逐渐被具有940根CPU针脚插孔、支持双通道DDR2内存的SocketAM2插槽所取代从而使AMD的桌面处理器接口走向统一，而与此同时移动平台的Socket754插槽也逐渐被具有638根CPU针脚插孔、支持双通道DDR2内存的SocketS1插槽所取代，在2007年底完成自己的历史使命从而被淘汰。

（11）Socket939是AMD公司2004年6月才发布的64位桌面平台插槽标准，具有939个CPU针脚插孔，支持200MHz外频和1000MHz的HyperTransport总线频率，并且支持双通道内存技术。

目前采用此种插槽的有面向入门级服务器/工作站市场以及面向桌面市场的Athlon64以及Athlon64FX和Athlon64X2，除此之外部分专供OEM厂商的Sempron也采用了Socket939插槽。

   随着AMD从2006年开始全面转向支持DDR2内存，Socket939插槽逐渐被具有940根CPU针脚插孔、支持双通道DDR2内存的SocketAM2插槽所取代，在2007年初完成自己的历史使命从而被淘汰。

（12）Socket940是最早发布的AMD64位平台标准，具有940个CPU针脚插孔，支持200MHz外频和800MHz或1000MHz的HyperTransport总线频率，并且支持双通道内存技术。

目前采用此种插槽的有服务器/工作站所使用的Opteron以及最初的Athlon64FX（51以及早期的53）。

   由于Socket940接口的CPU价格高昂，而且必须搭配昂贵的ECC内存才能使用，所以其总体采购成本是比较昂贵的。

现在新出的Athlon64FX以及部分Opteron1XX系列已经改用Socket939插槽，所以Socket940插槽已经成为了Opteron的专用插槽。

   随着AMD从2006年开始全面转向支持DDR2内存，Socket940插槽逐渐被具有1207根有弹性的触须状针脚、支持LGA封装的新版Opteron处理器、支持双通道ECCDDR2内存的SocketF插槽所取代，完成自己的历史使命从而被淘汰。

（14）SocketAM2是2006年5月底发布的支持DDR2内存的AMD64位桌面CPU的插槽标准。

是目前低端的Sempron、中端的Athlon64、高端的Athlon64X2以及顶级的Athlon64FX等全系列AMD桌面CPU所对应的插槽标准。

SocketAM2具有940个CPU针脚插孔，支持200MHz外频和1000MHz的HyperTransport总线频率，支持双通道DDR2内存，其中Athlon64X2以及Athlon64FX最高支持DDR2800，Sempron和Athlon64最高支持DDR2667。

虽然同样都具有940个CPU针脚插孔，但SocketAM2与原有的Socket940在针脚定义以及针脚排列方面都不相同，并不能互相兼容。

按照AMD的规划，SocketAM2将逐渐取代原有的Socket754和Socket939，从而实现桌面平台CPU插槽标准的统一。

广大主板厂商也迅速跟进，SocketAM2的配套主板目前也在逐渐增多。

5.内存插槽

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内存插槽是主板上用来安装内存的地方。

目前常见的内存插槽为SDRAM内存、DDR内存插槽，其它的还有早期的EDO和非主流的RDRAM内存插槽。

需要说明的是不同的内存插槽它们的引脚，电压，性能功能都是不尽相同的，不同的内存在不同的内存插槽上不能互换使用。

对于168线的SDRAM内存和184线的DDRSDRAM内存，其主要外观区别在于SDRAM内存金手指上有两个缺口，而DDRSDRAM内存只有一个。

6.PCI插槽

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PCI（peripheralcomponentinterconnect）总线插槽它是由Intel公司推出的一种局部总线。

它定义了32位数据总线，且可扩展为64位。

它为显卡、声卡、网卡、电视卡、MODEM等设备提供了连接接口，它的基本工作频率为33MHz，最大传输速率可达132MB/s。

7.AGP插槽

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AGP图形加速端口（AcceleratedGraphicsPort）是专供3D加速卡（3D显卡）使用的接口。

它直接与主板的北桥芯片相连，且该接口让视频处理器与系统主内存直接相连，避免经过窄带宽的PCI总线而形成系统瓶颈，增加3D图形数据传输速度，而且在显存不足的情况下还可以调用系统主内存，所以它拥有很高的传输速率，这是PCI等总线无法与其相比拟的。

AGP接口主要可分为AGP1X/2X/PRO/4X/8X等类型。

PCIExpress接口

　　PCIExpress是新一代的总线接口。

而采用此类接口的显卡产品，已经在2004年正式面世。

早在2001年的春季“英特尔开发者论坛”上，英特尔公司就提出了要用新一代的技术取代PCI总线和多种芯片的内部连接，并称之为第三代I/O总线技术。

随后在2001年底，包括Intel、AMD、DELL、IBM在内的20多家业界主导公司，开始起草新技术的规范，并在2002年完成，对其正式命名为PCIExpress。

   PCIExpress采用了目前业内流行的点对点串行连接，比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构，每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到PCI所不能提供的高带宽。

相对于传统PCI总线在单一时间周期内只能实现单向传输，PCIExpress的双单工连接，能提供更高的传输速率和质量。

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