主板维修教程

恶魔小松

一、 认 识 主 板

　　主板是电脑主机中最大的一块电路板，也有母板、主机板等名称。主板是电脑的中枢，它为CPU、内存及各种功能卡（如声卡、显卡、网卡等）提供安装插座；为各种存储设备（如打印机、扫描仪、数码相机）等外设提供接口。电脑就是通过主板将CPU等各种器件和外部设备有机地结合起来，形成一套完整的系统，因此电脑的整体运行速度和稳定性在相当程度上取决于主板的性能。

　　主板实际上是由多层树脂材料粘合在一起的，内部采用铜箔走线“名为迹线”，一般典型的PCB（印刷电路板即主板）共设有四层，最上一层和最下一层为“信号层”。中间两层分别叫做“接地层”和“电源层”。将接地和电源层放在中间主要是为了更容易地对信号线进行修正。注：CPU引脚数量超过 425Pin时，就要求主板采用六层设计以防止信号线之间产生相互干扰。PCB上“迹线”的布局和长度对主板能否长期稳定运行有着至关重要的影响。

　　虽然目前的主板品牌、型号五花八门，但大致外形和基本构成都比较类似。

　　1、 CPU插槽


　
　
　




　

　
　　CPU插座是主板上最显眼的东西，其颜色一般为白色，上面布满了一个个的“针孔”而且边上还有一个拉杆。目前市场上的CPU有很多种接口方式，如PIII、赛扬用的是 Socket370接口，P4用的是Socket478，毒龙、雷鸟、Athlon XP用的SocketA等。从外观上来看，这些插座都差不多。由于很多CPU的针脚排列大致成对称的方形，为了安装方便，目前的CPU及CPU插座都采用了防“插反”设计（大多插座都有缺口）。

　　2、 内存插槽

　　目前主流内存有三种：SDRAM、DDR、SDRAM、RAMBUS。而这三种内存条的引脚、工作电压、性能都不相同，所以与之配套的内存插槽也不尽相同。外观上来看主要是长度、接口有很大的区别；为了可扩展性，现在的主板上都有两三根内存条插槽，内存槽越多升级空间也就越大。

　　3、 AGP插槽

　　一块主板上目前只有一个AGP插槽，一般位于CPU插座与PCI插座之间，通常为褐色，AGP插槽直接与北桥相连，它能使显卡上的图形芯片直接与系统内存连接，并增加了3D图形数据传输速度。

　　4、 PCI插槽

　　主板上一般都有好几个PCI插槽，白色，中间有隔断。PCI为声卡、网卡、Modem等设备提供了一个非常好的连接接口，它的最大传输率可达132MB/S，并且可以同时支持多组外部设备。

　　5、 IDE/FDD（软驱接口）

　　主板上有两个IDE接口及一个FDD（软驱）接口，现在的这些接口往往还被厂商涂上各种颜色，所以能轻松找到它们；IDE只需一根电缆就能将硬盘与主板连接起来，而硬盘生产商则可以将盘体与数据传输控制器集成在一起，即硬盘中，这样一来，只要你购买的硬盘是IDE接口的，就能与采用IDE接口的主板相连接，大大方便了硬盘的使用。
　　在两个IDE接口的旁边，一般都会标注该接口的序号，如IDE1一般用来连接硬盘，而IDE2则用来连接光驱。注意：虽然主板上只有两个IDE接口，但是能挂接四个IDE设备，如两个硬盘，一个光驱、一个刻录机。这是因为现在的IDE接口都是双通道的，一个接口能挂两个设备。
　　在IDE接口上我们能发现每一个接口上都有一个“缺口”，这是用来帮助使用者辨别数据线方向的。再看一下数据线的端口，就会发现上面有一个凸出块，刚好能与IDE接口上的缺口相吻合。至于FDD接口很好识别，仅此一个，用来连接软驱。

　　6 ISA插槽

　　此插槽外部形状比PCI插槽略长，为黑色，其由南桥控制。由于其数据传输率只有8MB/S，传输数据相对PCI来说较慢，盛行于286、386、486主板中，如今Pentium及以上级别的主板中都有数量不等的PCI插槽，至于ISA插槽，很多新型主板都取消了该插槽，只有个别为配接老式的16位扩展部件（如声卡、Modem等）还保留1—2个ISA插槽（算是友情保留），但是推进到815系列主板则千篇一律地放弃了ISA插槽。

　　7、 芯片组

　　主板芯片组是主板的灵魂与核心，芯片组性能的优劣，决定了主板性能的好坏与级别的高低。
　　（1） 主板的外部频率
　　我们知道目前的CPU有着不同的外频，而芯片组的一个重要性能就是对CPU外频的支持情况。芯片组支持的外部频率必须与CPU的外频协调，两者才能正常工作。
　　（2） 支持的内存容量及种类
　　目前的内存主要有三种，即最常见的SDRAM，如日中天的DDR SDRAM还有就是高端产品RDRAM了。以目前最为为爆的P4 CPU为例，同样的一颗CPU却有好几种主板芯片组对它提供支持，在内存的支持上更是高中低一应俱全，如I845芯片组支持SDRAM；I845D则支持DDR SDRAM；I850则支持RDRAM。不同芯片组所支持的内存类型、最大容量不同，而这些都将影响整台电脑的性能及可扩展性。
　　（3） 总线及输出模式
　　总线是微机系统中广泛采用的一种技术。总线是一组信号线，是在多于两个模块（子系统或设备）间相互通讯的通路，也是微处理器与外部硬件接口的核心。除了目前较为流行的PCI、AGP、USB等总线外，又出现了EV6总线、PCI-X局部总线等，它们的出现，从某种程度上代表了未来总线技术的发展趋势。
　　以硬盘传输模式为例，我们经常提到的UITRA DMA 33/66/100就是由主板芯片组决定的。同样的一块硬盘，挂在不同芯片组的主板上，其磁盘性能或多或少都有区别。比如说将一块支持UITRA DMA 100R的高速硬盘挂在一块BX芯片组的主板上，该硬盘的数据传输速度将急剧下降，因为BX芯片组只支持UITRA DMA 33。
　　目前的主板芯片组一般都是由两块芯片组组成的，一块位于CPU插座的附近，称之为“北桥”，它是CPU与其它外部设备连接的桥梁，AGP、PCI、DRAM等设备都得通过不同的途径与它相连才行。由于北桥的工作量很大，发热量也就很可观了，为了保护它，现在的主板厂商都在它的上面加上了一块散热片来帮助散热，有些甚至在北桥上加风扇。位于PCI插槽附近的那块芯片称之为“南桥”，它主要负责和IDE、ISA、USB、I/O芯片的协调，控制输入输出。
目前市场上常见的芯片组有Intel、VIA、SIS、ALI等几家公司的产品，它们为主流产品。
　　（4） 整合型芯片组
　　因为市场的需要，我们还能看到一些“整合式”主板芯片组——将绘图、音效，甚至网络等过去必须要以扩充卡加装的外围功能，整合到芯片组里。如Intel的810、815E系列芯片组，就是我们常说的“集成显卡”、“集成声卡”。整合型主板能降低成本，但就目前而言，整合型主板所集成的功能在很多方面还不理想，主要面向低端市场。

　　二、 计算机的一般工作原理

　　1、 二进制原理

　　一切计算机处理的数据（包括数字、文字、图形、图像、声音等）都要用二进制代码来表示；只有这样，计算机才能够识别执行，因此输入计算机中代表指令和数据、字母、数字、文字、符号等都必须用统一的二进制代码表示；用电子原件的状态（电位的高或低、晶体管的导通与截止等）来表示各种各样的数据。

　　2、 程序存储原理

　　人为编制的程序来完成各项工作。要使计算机完成各种预定操作，不仅应该告诉计算机做什么，而且还要告诉计算机如何去做，这都是通过计算机执行一条条指令来完成的。

　　3、 顺序控制原理

　　计算机从存储器里把程序中的指令一条条读出来，然后依次执行：
　　（1）读指令、（2）指令译码、（3）执行指令三种操作。



三、 逻辑代数的基本运算

　　1、 与门
　　当决定一件事情的各个条件全部具备时，这件事情才会发生，而且一定发生。这样的关系称为“与”.
　　逻辑“与门”表达式：L=A*B

　　2、 或门
　　当决定一件事情的各个条件中，只要具备一个或一个以上的条件，这件事情就会发生。这样的因果关系称为“或”。
逻辑“或门”表达式：L=A+B

　　3、 “非门”意为“否定”
　　逻辑“非门”表达式：L=A



　
　
　

     



　

　
　　四、 总 线 概 述

　　CPU需要与各种外围硬件设备进行数据交换，如果每种设备都分别引入一组线路直接与CPU相连，将会导致系统线路杂乱无章。为简化硬件电路和系统结构，计算机中引入了一组可供多种设备共同使用的数据传输线路（总线），CPU通过总线与各种外围硬件设备相连，并通过总线进行数据交换。也就是说，总线是计算机中各部件之间传送数据的公共通路。

　　总线按功能分为五大总线：

　　1、 地址总线
　　从CPU发出至各个I/O接口
　　地址总线上传送的是CPU向存储器、或I/O接口设备发出的地址信息，一般由CPU发出并被送往各个有关的内存单元、或者I/O接口，以实现CPU对内存或I/O设备的选址。寻址能力是CPU特有的功能，地址总线上传送的地址信息是单向传输的。其是采用单向传输，三态控制（即：高、低电平，高阻）。
　　★ CPU地址线数目决定了CPU选址的内存范围。

　　2、 数据总线
　　数据总线是CPU与存储器、CPU与I/O接口设备之间传送数据信息（各种指令数据信息）的总线，这些信号通过数据总线往返于CPU与存储器、CPU与I/O接口设备之间，因此，数据总线上的信息是双向传输的。
　　★ 数据总线的宽度决定了CPU一次传输的数据量，也就决定了CPU的类型与档次。

　　3、控制总线
　　控制总线传送的是各种控制信号，有CPU至存储器、I/O接口设备的控制信号，有I/O接口送向CPU的应答信号、请求信号，因此，控制总线上的信息是双向传输的。控制信号包括时序信号、状态信号和命令信号（如读写信号、忙信号、中断信号）等。

　　4、 电源线

　　5、 地线（GND）：起屏蔽作用。

　　五、 总线性能参数

　　总线的主要性能参数有总线带宽、总线位宽和总线工作时钟频率。

　　1、 总线带宽
　　总线带宽也称总线传输速率，用来描述总线传输数据的快慢。用总线上单位时间（每秒、S）可传送数据量的多少表示，常用单位为MB/S。如符合AGP2X规范的AGP总线带宽为528MB/S。

　　2、 总线位宽
　　总线位宽指是总线一次能传送二进制数的数据量，单位为bit(位)。我们常说的32位（bit）、64位（bit）即是指总线宽度。总线位宽越大，则每次通过总线传送的数据越多，总线带宽也就越大。

　　3、 总线工作时钟频率
　　总线工作时钟频率简称为总线时钟，用以描述总线工作速度快慢，用总线上单位时间（每秒）可传送数据的次数表示，总线时钟常用单位为MHZ。总线时钟频率越高，单位时间通过总线传送数据的次数越多，总线带宽也就越大。
　　由于计算机中不同设备的速度不同，需要的数据量多少也不同，因而通向不同设备的总线时钟也不尽相同，需要将系统时钟（由一个安装在主板上的晶振产生，相当精确稳定的脉冲信号发生器）经分频供给不同的设备和总线使用。
　　例如：对安装有133MHZ外频PIII CPU主板构成的系统来说，系统时钟为133MHZ，CPU外部总线和内部总线工作于133MHZ；AGP通道工作于66MHZ（133*1/2MHZ，二分频）；而PCI总线则工作于33MHZ（133*1/4MHZ，四分频），AGP、PCI的工作时钟是由分频电路产生的。（从分频中我们可以看出，为什么有时候我们超频到75MHZ和83MHZ叫做非标准外频呢？因为这样的外频分频后不能平均，造成计算机不能稳定地工作。）

　　4、 带宽、位宽、总线时钟的关系
　　★ 总线带宽=总线位宽*总线时钟 　例如： PCI总线的位宽为32位，总线时钟频率为33MHZ；则PCI总线带宽=32bit*33MHZ/8=132MB/S（除8是将bit换算为Bye, 1Bye=8bit