全面講解電腦主機闆-圖文
一、主機闆圖解 一塊主機闆主要由線路闆和它上面的各種元器件組成
1.線路闆
PCB印制電路闆是所有電腦闆卡所不可或缺的東東。它實際是由幾層樹脂材料粘合在一起的，内部采用銅箔走線。一般的PCB線路闆分有四層，最上和最下的兩層是信号層，中間兩層是接地層和電源層，将接地和電源層放在中間，這樣便可容易地對信号線作出修正。而一些要求較高的主機闆的線路闆可達到6-8層或更多。
主機闆(線路闆)是如何制造出來的呢？PCB的制造過程由玻璃環氧樹脂(Glass Epoxy)或類似材質制成的PCB“基闆”開始。制作的第一步是光繪出零件間聯機的布線，其方法是采用負片轉印(Subtractive transfer)的方式将設計好的PCB線路闆的線路底片“印刷”在金屬導體上。
這項技巧是将整個表面鋪上一層薄薄的銅箔，并且把多餘的部份給消除。而如果制作的是雙面闆，那麼PCB的基闆兩面都會鋪上銅箔。而要做多層闆可将做好的兩塊雙面闆用特制的粘合劑“壓合”起來就行了。
接下來，便可在PCB闆上進行接插元器件所需的鑽孔與電鍍了。在根據鑽孔需求由機器裝置鑽孔之後，孔璧裡頭必須經過電鍍(鍍通孔技術，Plated-Through-Hole technology，PTH)。在孔璧内部作金屬處理後，可以讓内部的各層線路能夠彼此連接配接。
在開始電鍍之前，必須先清掉孔内的雜物。這是因為樹脂環氧物在加熱後會産生一些化學變化，而它會覆寫住内部PCB層，是以要先清掉。清除與電鍍動作都會在化學過程中完成。接下來，需要将阻焊漆(阻焊油墨)覆寫在最外層的布線上，這樣一來布線就不會接觸到電鍍部份了。
然後是将各種元器件标示網印線上路闆上，以标示各零件的位置，它不能夠覆寫在任何布線或是金手指上，不然可能會減低可焊性或是電流連接配接的穩定性。此外，如果有金屬連接配接部位，這時“金手指”部份通常會鍍上金，這樣在插入擴充槽時，才能確定高品質的電流連接配接。 最後，就是測試了。測試PCB是否有短路或是斷路的狀況，可以使用光學或電子方式測試。光學方式采用掃描以找出各層的缺陷，電子測試則通常用飛針探測儀(Flying-Probe)來檢查所有連接配接。電子測試在尋找短路或斷路比較準确，不過光學測試可以更容易偵測到導體間不正确空隙的問題。
線路闆基闆做好後，一塊成品的主機闆就是在PCB基闆上根據需要裝備上大大小小的各種元器件—先用SMT自動貼片機将IC晶片和貼片元件“焊接上去，再手工接插一些機器幹不了的活，通過波峰/回流焊接工藝将這些插接元器件牢牢固定在PCB上，于是一塊主機闆就生産出來了。
另外，線路闆要想在電腦上做主機闆使用，還需制成不同的闆型。其中AT闆型是一種最基本闆型，其特點是結構簡單、價格低廉，其标準尺寸為33.2cmX30.48cm，AT主機闆需與AT機箱電源等相搭配使用，現已被淘汰。而ATX闆型則像一塊橫置的大AT闆，這樣便于ATX機箱的風扇對CPU進行散熱，而且闆上的很多外部端口都被內建在主機闆上，并不像AT闆上的許多COM口、列印口都要依靠連線才能輸出。另外ATX還有一種Micro ATX小闆型，它最多可支援4個擴充槽，減少了尺寸，降低了電耗與成本。
2.北橋晶片
晶片組(Chipset)是主機闆的核心組成部分，按照在主機闆上的排列位置的不同，通常分為北橋晶片和南橋晶片，如Intel的i845GE晶片組由82845GE GMCH北橋晶片和ICH4(FW82801DB)南橋晶片組成；而VIA KT400晶片組則由KT400北橋晶片和VT8235等南橋晶片組成(也有單晶片的産品，如SIS630/730等)，其中北橋晶片是主橋，其一般可以和不同的南橋晶片進行搭配使用以實作不同的功能與性能。
北橋晶片一般提供對CPU的類型和主頻、記憶體的類型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC糾錯等支援，通常在主機闆上靠近CPU插槽的位置，由于此類晶片的發熱量一般較高，是以在此晶片上裝有散熱片。
3.南橋晶片
南橋晶片主要用來與I/O裝置及ISA裝置相連，并負責管理中斷及DMA通道，讓裝置工作得更順暢，其提供對KBC(鍵盤控制器)、RTC(實時時鐘控制器)、USB(通用串行總線)、Ultra DMA/33(66)EIDE資料傳輸方式和ACPI(進階能源管理)等的支援，在靠近PCI槽的位置。
4.CPU插座
CPU插座就是主機闆上安裝處理器的地方。主流的CPU插座主要有Socket370、Socket 478、Socket 423和Socket A幾種。其中Socket370支援的是PIII及新賽揚，CYRIXIII等處理器；Socket 423用于早期Pentium4處理器，而Socket 478則用于目前主流Pentium4處理器。
而Socket A(Socket462)支援的則是AMD的毒龍及速龍等處理器。另外還有的CPU插座類型為支援奔騰/奔騰MMX及K6/K6-2等處理器的Socket7插座；支援PII或PIII的SLOT1插座及AMD ATHLON使用過的SLOTA插座等等。
5.記憶體插槽
記憶體插槽是主機闆上用來安裝記憶體的地方。目前常見的記憶體插槽為SDRAM記憶體、DDR記憶體插槽，其它的還有早期的EDO和非主流的RDRAM記憶體插槽。需要說明的是不同的記憶體插槽它們的引腳，電壓，性能功能都是不盡相同的，不同的記憶體在不同的記憶體插槽上不能互換使用。對于168線的SDRAM記憶體和184線的DDR SDRAM記憶體，其主要外觀差別在于SDRAM記憶體金手指上有兩個缺口，而DDR SDRAM記憶體隻有一個。
6.PCI插槽
PCI(peripheral component interconnect)總線插槽它是由Intel公司推出的一種局部總線。它定義了32位資料總線，且可擴充為64位。它為顯示卡、聲霸卡、網卡、電視卡、MODEM等裝置提供了連接配接接口，它的基本工作頻率為33MHz，最大傳輸速率可達132MB/s。
7.AGP插槽
AGP圖形加速端口(Accelerated Graphics Port)是專供3D加速卡(3D顯示卡)使用的接口。它直接與主機闆的北橋晶片相連，且該接口讓視訊處理器與系統主記憶體直接相連，避免經過窄帶寬的PCI總線而形成系統瓶頸，增加3D圖形資料傳輸速度，而且在顯存不足的情況下還可以調用系統主記憶體，是以它擁有很高的傳輸速率，這是PCI等總線無法與其相比拟的。AGP接口主要可分為AGP1X/2X/PRO/4X/8X等類型。
8.ATA接口
ATA接口是用來連接配接硬碟和光驅等裝置而設的。主流的IDE接口有ATA33/66/100/133，ATA33又稱Ultra DMA/33，它是一種由Intel公司制定的同步DMA協定，傳統的IDE傳輸使用資料觸發信号的單邊來傳輸資料，而Ultra DMA在傳輸資料時使用資料觸發信号的兩邊，是以它具備33MB/S的傳輸速度。
而ATA66/100/133則是在Ultra DMA/33的基礎上發展起來的，它們的傳輸速度可反别達到66MB/S、100M和133MB/S，隻不過要想達到66MB/S左右速度除了主機闆晶片組的支援外，還要使用一根ATA66/100專用40PIN的80線的專用EIDE排線。
此外，現在很多新型主機闆如I865系列等都提供了一種Serial ATA即串行ATA插槽，它是一種完全不同于并行ATA的新型硬碟接口類型，它用來支援SATA接口的硬碟，其傳輸率可達150MB/S。
9.軟驅接口
軟驅接口共有34根針腳，顧名思義它是用來連接配接軟碟驅動器的，它的外形比IDE接口要短一些。
10.電源插口及主機闆供電部分
電源插座主要有AT電源插座和ATX電源插座兩種，有的主機闆上同時具備這兩種插座。AT插座應用已久現已淘汰。而采用20口的ATX電源插座，采用了防插反設計，不會像AT電源一樣因為插反而燒壞主機闆。除此而外，在電源插座附近一般還有主機闆的供電及穩壓電路。
主機闆的供電及穩壓電路也是主機闆的重要組成部分，它一般由電容，穩壓塊或三極管場效應管，濾波線圈，穩壓控制內建電路塊等元器件組成。此外，P4主機闆上一般還有一個4口專用12V電源插座。
11.BIOS及電池
BIOS(BASIC INPUT/OUTPUT SYSTEM)基本輸入輸出系統是一塊裝入了啟動和自檢程式的EPROM或EEPROM內建塊。實際上它是被固化在計算機ROM(隻讀存儲器)晶片上的一組程式，為計算機提供最低級的、最直接的硬體控制與支援。除此而外，在BIOS晶片附近一般還有一塊電池元件，它為BIOS提供了啟動時需要的電流。
常見BIOS晶片的識别主機闆上的ROM BIOS晶片是主機闆上唯一貼有标簽的晶片，一般為雙排直插式封裝(DIP)，上面一般印有“BIOS”字樣，另外還有許多PLCC32封裝的BIOS。
早期的BIOS多為可重寫EPROM晶片，上面的标簽起着保護BIOS内容的作用，因為紫外線照射會使EPROM内容丢失，是以不能随便撕下。現在的ROM BIOS多采用Flash ROM( 可擦可程式設計隻讀存儲器)，通過重新整理程式，可以對Flash ROM進行重寫，友善地實作BIOS更新。
目前市面上較流行的主機闆BIOS主要有Award BIOS、AMI BIOS、Phoenix BIOS三種類型。Award BIOS是由Award Software公司開發的BIOS産品，在目前的主機闆中使用最為廣泛。Award BIOS功能較為齊全，支援許多新硬體，目前市面上主機闆都采用了這種BIOS。
AMI BIOS是AMI公司出品的BIOS系統軟體，開發于80年代中期，它對各種軟、硬體的适應性好，能保證系統性能的穩定，在90年代後AMI BIOS應用較少；Phoenix BIOS是Phoenix公司産品，Phoenix BIOS多用于高檔的原裝品牌機和筆記本電腦上，其畫面簡潔，便于操作，現在Phoenix已和Award公司合并，共同推出具備兩者标示的BIOS産品。
12.機箱前置面闆接頭
機箱前置面闆接頭是主機闆用來連接配接機箱上的電源開關、系統複位、硬碟電源訓示燈等排線的地方。一般來說，ATX結構的機箱上有一個總電源的開關接線(Power SW)，其是個兩芯的插頭，它和Reset的接頭一樣，按下時短路，松開時開路，按一下，電腦的總電源就被接通了，再按一下就關閉。
而硬碟訓示燈的兩芯接頭，一線為紅色。在主機闆上，這樣的插針通常标着IDE LED或HD LED的字樣，連接配接時要紅線對一。這條線接好後，當電腦在讀寫硬碟時，機箱上的硬碟的燈會亮。電源訓示燈一般為兩或三芯插頭，使用1、3位，1線通常為綠色。
在主機闆上，插針通常标記為Power LED，連接配接時注意綠色線對應于第一針(+)。當它連接配接好後，電腦一打開，電源燈就一直亮着，訓示電源已經打開了。而複位接頭(Reset)要接到主機闆上Reset插針上。主機闆上Reset針的作用是這樣的：當它們短路時，電腦就重新啟動。而PC喇叭通常為四芯插頭，但實際上隻用1、4兩根線，一線通常為紅色，它是接在主機闆Speaker插針上。在連接配接時，注意紅線對應1的位置。
13.外部接口
ATX主機闆的外部接口都是統一內建在主機闆後半部的。現在的主機闆一般都符合PC\'99規範，也就是用不同的顔色表示不同的接口，以免搞錯。一般鍵盤和滑鼠都是采用PS/2圓口，隻是鍵盤接口一般為藍色，滑鼠接口一般為綠色，便于差別。而USB接口為扁平狀，可接MODEM，光驅，掃描器等USB接口的外設。而序列槽可連接配接MODEM和方口滑鼠等，并口一般連接配接列印機。
14.主機闆上的其它主要晶片
除此而外主機闆上還有很多重要晶片：
AC97聲霸卡晶片
AC\'97的全稱是Audio CODEC＇97，這是一個由Intel、Yamaha等多家廠商聯合研發并制定的一個音頻電路系統标準。主機闆上內建的AC97聲霸卡晶片主要可分為軟聲霸卡和硬聲霸卡晶片兩種。所謂的AC\'97軟聲霸卡，隻是在主機闆上內建了數字模拟信号轉換晶片(如ALC201、ALC650、AD1885等)，而真正的聲霸卡被內建到北橋中，這樣會加重CPU少許的工作負擔。
所謂的AC\'97硬聲霸卡，是在主機闆上內建了一個聲霸卡晶片(如創新CT5880和支援6聲道的CMI8738等)，這個聲霸卡晶片提供了獨立的聲音處理，最終輸出模拟的聲音信号。這種硬體聲霸卡晶片相對比軟聲霸卡在成本上貴了一些，但對CPU的占用很小。
網卡晶片
現在很多主機闆都內建了網卡。在主機闆上常見的整合網卡所選擇的晶片主要有10/100M的RealTek公司的8100(8139C/8139D晶片)系列晶片以及威盛網卡晶片等。除此而外，一些中高端主機闆還另外闆載有Intel、3COM、Alten和Broadcom的千兆網卡晶片等，如Intel的i82547EI、3COM 3C940等等。(見圖18-3COM 3C940千兆網卡晶片)
IDE陣列晶片
一些主機闆采用了額外的IDE陣列晶片提供對磁盤陣列的支援，其采用IDE RAID晶片主要有HighPoint、Promise等公司的産品的功能簡化版本。例如Promise公司的PDC20276/20376系列晶片能提供支援0，1的RAID配置，具自動資料恢複功能。美國高端HighPoint公司的RAID晶片如HighPoint HPT370/372/374系列晶片，SILICON SIL312ACT114晶片等等。
I/O控制晶片
I/O控制晶片(輸入/輸出控制晶片)提供了對并序列槽、PS2口、USB口，以及CPU風扇等的管理與支援。常見的I/O控制晶片有華邦電子(WINBOND)的W83627HF、W83627THF系列等，例如其最新的W83627THF晶片為I865/I875晶片組提供了良好的支援，除可支援鍵盤、滑鼠、軟碟、并列端口、搖杆控制等傳統功能外，更創新地加入了多樣新功能，例如，針對英特爾下一代的Prescott核心微處理器，提供符合VRD10.0規格的微處理器過電壓保護，如此可避免微處理器因為工作電壓過高而造成燒毀的危險。
此外，W83627THF内部硬體監控的功能也同時大幅提升，除可監控PC系統及其微處理器的溫度、電壓和風扇外，在風扇轉速的控制上，更提供了線性轉速控制以及智能型自動控轉系統，相較于一般的控制方式，此系統能使主機闆完全線性地控制風扇轉速，以及選擇讓風扇是以恒溫或是定速的狀态運轉。這兩項新加入的功能，不僅能讓使用者更簡易地控制風扇，并延長風扇的使用壽命，更重要的是還能将風扇運轉所造成的噪音減至最低。
頻率發生器晶片
頻率也可以稱為時鐘信号，頻率在主機闆的工作中起着決定性的作用。我們目前所說的CPU速度，其實也就是CPU的頻率，如P4 1.7GHz，這就是CPU的頻率。電腦要進行正确的資料傳送以及正常的運作，沒有時鐘信号是不行的，時鐘信号在電路中的主要作用就是同步；因為在資料傳送過程中，對時序都有着嚴格的要求，隻有這樣才能保證資料在傳輸過程不出差錯。
時鐘信号首先設定了一個基準，我們可以用它來确定其它信号的寬度，另外時鐘信号能夠保證收發資料雙方的同步。對于CPU而言，時鐘信号作為基準，CPU内部的所有信号處理都要以它作為标尺，這樣它就确定CPU指令的執行速度。
時鐘信号頻率的擔任，會使所有資料傳送的速度加快，并且提高了CPU處理資料的速度，這就是我們為什麼超頻可以提高機器速度的原因。要産生主機闆上的時鐘信号，那就需要專門的信号發生器，也稱為頻率發生器。
但是主機闆電路由多個部分組成，每個部分完成不同的功能，而各個部分由于存在自己的獨立的傳輸協定、規範、标準，是以它們正常工作的時鐘頻率也有所不同，如CPU的FSB可達上百兆，I/O口的時鐘頻率為24MHz，USB的時鐘頻率為48MHz，是以這麼多組的頻率輸出，不可能單獨設計，是以主機闆上都采用專用的頻率發生器晶片來控制。
頻率發生器晶片的型号非常繁多，其性能也各有差異，但是基本原理是相似的。例如ICS 950224AF時鐘頻率發生器，是在I845PE/GE的主機闆上得到普遍采用時鐘頻率發生器，通過BIOS内建的“AGP/PCI頻率鎖定”功能，能夠保證在任何時鐘頻率之下提供正确的PCI/AGP分頻，有了起提供的這“AGP/PCI頻率鎖定”功能，使用多高的系統時鐘都不用擔心硬碟裡面精貴的資料了，也不用擔心顯示卡、聲霸卡等的安全了，超頻，隻取決于CPU和記憶體的品質而已了。