¿Cuáles son los componentes de una placa base de PC común y cuáles son las funciones de cada pieza? ¿Cómo funciona la placa base?
Como todos sabemos, la placa base es la plataforma universal para todos los accesorios de computadora y su importancia es evidente. A continuación, lo llevaremos a una comprensión integral de la placa base en forma de gráficos.
1. Diagrama de la placa base Una placa base se compone principalmente de una placa de circuito y varios componentes en ella. 1. Placa de circuito PCB La placa de circuito impreso es un elemento esencial para todas las placas de computadora. En realidad, se trata de varias capas de material de resina unidas entre sí, con cableado de lámina de cobre utilizado internamente. Una placa de circuito PCB general se divide 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 los planos de tierra y de potencia en el medio para que las líneas de señal sean más fáciles de calibrar. Y algunas tablas con requisitos más altos pueden alcanzar de 6 a 8 capas o incluso 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 material similar. El primer paso en la fabricación es dibujar las conexiones entre las piezas. El método consiste en "imprimir" el negativo del circuito diseñado de la PCB en el conductor metálico mediante transferencia negativa. Esta técnica consiste en extender una fina capa de lámina de cobre por toda la superficie, eliminando el exceso. Y si se produce una placa de doble cara, ambos lados del sustrato de la PCB se cubrirán con una lámina de cobre. Para hacer un tablero multicapa, se "presionan" dos paneles de doble cara utilizando un adhesivo especial. A continuación, se puede realizar la perforación y el revestimiento necesarios para conectar los componentes en la PCB. Después de perforar la máquina y el equipo de acuerdo con los requisitos de perforación, el interior de la pared del orificio debe galvanizarse (tecnología de orificio pasante revestido, PTH). Después del tratamiento del metal en la pared del agujero, los circuitos internos se pueden conectar entre sí. Antes de galvanizar, se deben eliminar las impurezas de los orificios. Esto se debe a que la resina epoxi producirá algunos cambios químicos cuando se caliente y cubrirá la capa interna de PCB, por lo que debe eliminarse primero. Las acciones de limpieza y enchapado se completarán durante el 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, las etiquetas de los distintos componentes se imprimen en pantalla en la placa de circuito para indicar la ubicación de cada pieza. No debe cubrir ningún cableado ni dedos dorados, que puedan reducir la soldabilidad o la estabilidad de la conexión actual. Además, si hay una pieza de conexión metálica, la pieza del "dedo dorado" suele estar chapada en oro para garantizar una conexión eléctrica de alta calidad cuando se inserta en la ranura de expansión. Finalmente llega la prueba. Pruebe la PCB en busca de cortocircuitos o circuitos abiertos por medios ópticos o electrónicos. El escaneo óptico se utiliza para encontrar defectos en cada capa, mientras que las pruebas electrónicas suelen utilizar sondas voladoras para inspeccionar todas las conexiones. Las pruebas electrónicas son más precisas para encontrar cortocircuitos o aberturas, pero las pruebas ópticas pueden detectar más fácilmente problemas con espacios incorrectos entre conductores. Una vez completado el sustrato de la placa de circuito, se instala una placa base terminada 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 parche, y luego inserte manualmente algunas máquinas. Lo que no se puede hacer es que estos componentes enchufados se fijan firmemente en la PCB mediante el proceso de soldadura por ola/soldadura por reflujo y se produce una placa base. Además, si la placa de circuito se va a utilizar como placa base en una computadora, es necesario convertirla en diferentes tipos de placas. Entre ellos, la placa AT es la más básica, que se caracteriza por una estructura simple y un precio bajo. Su tamaño estándar es 33,2 cm X 30,48 cm. La placa base AT debe usarse con la fuente de alimentación del chasis AT y ha sido eliminada. La placa atX es como una gran placa AT horizontal, lo que facilita que el ventilador del chasis ATX disipe el calor a la CPU. Además, muchos puertos externos de la placa están integrados en la placa base, a diferencia de muchos puertos COM y puertos de impresión en la placa AT. que salen por cableado de. Además, ATX también cuenta con una placa pequeña micro ATX, que puede admitir hasta 4 ranuras de expansión, reduciendo el tamaño, el consumo de energía y el costo. 2. El chipset es el componente central de la placa base. Generalmente se divide en chip Northbridge y chip Southbridge según la posición de disposición en la placa base. Por ejemplo, el chipset i845GE de Intel está compuesto por el chip puente norte 82845GE GMCH y el chip puente sur ICH4 (FW82801DB); el chipset VIA KT400 está compuesto por el chip puente norte KT400 y el chip puente sur VT8235 (también hay productos de un solo chip, como SIS630). /730, etc.), entre ellos, el chip del puente norte es el puente principal y generalmente puede cooperar con diferentes chips del puente sur para lograr diferentes funciones y rendimientos.
Los chips Northbridge generalmente brindan soporte para el tipo y la frecuencia de la CPU, el tipo de memoria y la capacidad máxima, ranuras ISA/PCI/AGP, corrección de errores ECC, etc. Por lo general, se encuentran en la placa base, cerca del zócalo de la CPU. Debido a que este chip genera mucho calor, se instala un disipador de calor en este chip. 3. Chip Southbridge El chip Southbridge se utiliza principalmente para conectar dispositivos de E/S y dispositivos ISA, y es responsable de gestionar las interrupciones y los canales DMA para que el dispositivo funcione mejor. Admite KBC (controlador de teclado), RTC (controlador de reloj en tiempo real), USB (bus serie universal), modo de transferencia de datos Ultra DMA/33(66) EIDE y ACPI (administración avanzada de energía), etc. Está ubicado 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 convencionales incluyen principalmente Socket370, Socket 478, Socket 423 y Socket A. Socket370 admite PIII, el nuevo Celeron, CYRIXIII y otros procesadores. Los primeros procesadores Pentium 4 usaban Socket 423, y el procesador Pentium 4 convencional actual utiliza Socket 478. El zócalo A (Socket462) admite los procesadores Duron, Athlon y otros de AMD. Además, el tipo de zócalo de la CPU es el zócalo Socket7, que admite procesadores Pentium/Pentium MMX y K6/K6-2. Admite el zócalo SLOT1 de PII o PIII y el zócalo SLOTA utilizado por AMD ATHLON, etc. 5. Ranura de memoria La ranura de memoria es donde se instala la memoria en la placa base. Actualmente, las ranuras de memoria comunes incluyen memoria SDRAM y 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 características de rendimiento, y diferentes memorias no se pueden usar indistintamente en diferentes ranuras de memoria. Para la memoria SDRAM de 168 líneas y la memoria SDRAM DDR de 184 líneas, la principal diferencia en 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 puede ampliarse a 64 bits. Proporciona interfaces de conexión para tarjetas gráficas, tarjetas de sonido, tarjetas de red, tarjetas de TV, módems y otros dispositivos. Su frecuencia operativa básica es de 33 MHz y la velocidad de transmisión máxima puede alcanzar 132 MB/s/s. 7. Ranura AGP El puerto de gráficos acelerados AGP es una interfaz dedicada para tarjetas aceleradoras 3D (tarjetas gráficas 3D). Conectada directamente al chip Northbridge de la placa base, la 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 y mejorando la velocidad de transmisión de datos de gráficos 3D. Además, también puede llamar a la memoria principal del sistema cuando la memoria es insuficiente, por lo que la velocidad de transmisión es alta, lo que no tiene comparación 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 discos duros, unidades ópticas y otros dispositivos. Las interfaces IDE principales son ATA33/66/100/133, también conocida como Ultra DMA/33, que 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, mientras que Ultra DMA utiliza ambos lados de la señal de activación de datos para transmitir datos, por lo que su velocidad de transmisión es de 33 MB/S. ATA 66/100/133 está desarrollado sobre la base de Ultra DMA/33. Sus velocidades de transmisión pueden alcanzar 66 MB/S, 100 M y 133 MB/S respectivamente, pero solo 40 PIN pueden alcanzarlas. Además, ahora hay muchas placas base nuevas disponibles. Como la serie I865, todos proporcionan ranuras ATA serie, que es una nueva interfaz de disco duro que es completamente diferente del ATA paralelo. Para discos duros que admiten interfaz SATA, la velocidad de transferencia puede alcanzar 150 MB/S/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 unidades de disquete y su forma es más corta que la interfaz IDE.
10. Los enchufes de alimentación y los enchufes de alimentación de la placa base incluyen principalmente enchufes de alimentación AT y enchufes de alimentación ATX. Algunas placas base tienen ambos enchufes. La toma AT se utiliza desde hace mucho tiempo y se ha eliminado. La toma de corriente ATX de 20 puertos adopta un diseño anti-enchufe y no quemará la placa base al enchufarla y desenchufarla 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. El circuito estabilizador de voltaje de la fuente de alimentación de la placa base también es 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 de estabilización de voltaje y otros componentes. Además, las placas base P4 generalmente tienen cuatro tomas de corriente dedicadas de 12 V. 11. BIOS y batería BIOS (Sistema Básico de Entrada/Salida) El sistema básico de entrada/salida es un bloque integrado EPROM o EEPROM con programas de inicio y autoprueba. De hecho, es un conjunto de programas solidificados en el chip ROM de la computadora, que proporciona el control y soporte de hardware más bajo y directo para la computadora. Además, suele haber un componente de batería cerca del chip del BIOS que proporciona la corriente necesaria para que se inicie el BIOS. Identificación de chips BIOS comunes El chip ROM BIOS de la placa base es el único chip que tiene una etiqueta. Por lo general, es un paquete de doble línea (DIP) con la palabra "BIOS" impresa. También hay muchos BIOS empaquetados PLCC32. Los primeros BIOS eran en su mayoría chips EPROM regrabables y las etiquetas que tenían servían para proteger el contenido del BIOS. Debido a que el contenido de la EPROM se perderá debido a la radiación ultravioleta, no se puede arrancar casualmente. En la actualidad, la ROM BIOS utiliza principalmente Flash ROM (memoria de solo lectura programable y borrable). Al actualizar el programa, la Flash ROM se puede reescribir para facilitar la actualización del BIOS. Actualmente existen tres tipos populares de BIOS de placa base: Award BIOS, AMI BIOS y Phoenix BIOS. Award BIOS es un producto BIOS desarrollado por Award Software Company. Actualmente es el producto más utilizado en placas base. El BIOS adicional es completamente funcional y admite muchos hardware nuevos. Todas las placas base actualmente en el mercado utilizan esta BIOS. AMI BIOS es un software de sistema BIOS producido por AMI Corporation y 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. AMI BIOS rara vez se utiliza después de la década de 1990. Phoenix BIOS es un producto de Phoenix Corporation. Phoenix BIOS se utiliza principalmente en máquinas originales y computadoras portátiles de alta gama, y la pantalla es simple y fácil de operar. Ahora Phoenix se ha fusionado con Award Company para lanzar productos BIOS bajo dos etiquetas. 12. Conector del panel frontal del chasis El conector del panel frontal del chasis es donde la placa base conecta el interruptor de alimentación, el reinicio del sistema, la luz indicadora de alimentación del disco duro y otros cables del chasis. En términos generales, hay un cableado del interruptor de alimentación principal (Power SW) en el chasis de la estructura ATX, que es un enchufe de dos núcleos. Al igual que el conector de reinicio, sufre un cortocircuito cuando se presiona y un circuito abierto cuando se suelta. Presione una vez para encender la alimentación principal de la computadora, presione nuevamente para apagarla. La luz indicadora del disco duro tiene un cable rojo en el conector de dos clavijas. En la placa base, estos pines generalmente están marcados con LED IDE o LED HD, y las líneas rojas deben corresponder una a una cuando están conectadas. Después de conectar esta línea, cuando la computadora esté leyendo y escribiendo desde el disco duro, la luz del disco duro en el chasis se encenderá. La luz indicadora de encendido suele ser un enchufe de dos o tres núcleos, con las posiciones 1 y 3, y el cable 1 suele ser verde. En una placa base, el pin suele estar etiquetado como indicador de encendido. Al realizar la conexión, preste atención al cable verde correspondiente al primer pin ( ). Después de realizar la conexión, la luz de encendido permanecerá encendida tan pronto como se encienda la computadora, lo que indica que está encendida. Y el conector de reinicio (Reset) debe estar conectado al pin de reinicio en la placa base. El pin de reinicio en la placa base funciona así: cuando se produce un cortocircuito, la computadora se reinicia. Los altavoces de PC suelen tener enchufes de cuatro clavijas, pero en realidad sólo se utilizan dos cables, el 1 y el 4. Un cable, generalmente rojo, se conecta al pin del altavoz de 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 integradas en la segunda mitad de la placa base. Las placas base ahora generalmente cumplen con la especificación PC''99, lo que significa usar diferentes colores para representar diferentes interfaces para evitar errores.
Los teclados y ratones generalmente usan puertos redondos PS/2, pero la interfaz del teclado generalmente es azul y la interfaz del mouse es generalmente verde, lo que los hace fáciles de distinguir. La interfaz USB es plana y se puede conectar a periféricos como módems, unidades ópticas y escáneres. El puerto serie se puede conectar a un módem y un mouse cuadrado, 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. Es un sistema de circuito de audio desarrollado conjuntamente por Intel. , Yamaha y otros fabricantes. El chip de tarjeta de sonido AC97 integrado en la placa base se divide en dos tipos: chip de 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, que aumentará un poco 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, en última instancia, emite sonido analógico. señales. Este tipo de chip de tarjeta de sonido de hardware es relativamente más caro que una tarjeta de sonido blanda en términos de costo, pero requiere muy poca CPU. Chip de tarjeta de red Muchas placas base ahora tienen tarjetas de red integradas. Los chips de uso común para tarjetas de red integradas en placas base incluyen principalmente chips de la serie 8100 (chip 8139 c/8139d) de 10/100M RealTek y chips de tarjetas de red VIA. Además, algunas placas base de gama media a alta también están equipadas con 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 utilizados incluyen principalmente versiones simplificadas de productos de empresas como HighPoint y Promise. Por ejemplo, los chips de la serie PDC20276/20376 de Promise pueden brindar soporte para configuración RAID 0,1 y tener función de recuperación automática de datos. Los chips RAID de la empresa HighPoint de gama alta en los Estados Unidos incluyen chips de la serie HighPoint HPT370/372/374, chips SIL 312 ACT 114, 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. Por ejemplo, su último chip W83627THF proporciona un buen soporte para el chipset I865/I875. Además de admitir funciones tradicionales como teclado, mouse, disquete, puerto paralelo y control de joystick, más innovadores también han agregado varias funciones nuevas, como proporcionar microprocesadores que cumplen con la especificación VRD10.0 para el microprocesador central Prescott de próxima generación de Intel. Protección contra sobretensión del microprocesador para evitar el riesgo de que el microprocesador se queme debido a un voltaje de trabajo excesivo. Además, la función de monitoreo de hardware interno de W83627THF también se ha mejorado enormemente. Además de monitorear la temperatura, el voltaje y los ventiladores del sistema de PC y su microprocesador, también proporciona control de velocidad de línea y un sistema inteligente de control de rotación automática para controlar la velocidad del ventilador. En comparación con el método de control general, este sistema permite que la placa base controle de forma completamente lineal la velocidad del ventilador, permitiendo que el ventilador funcione a una temperatura constante o a una velocidad constante. Estas dos funciones recién agregadas no solo facilitan a los usuarios el control del ventilador y extienden su vida útil, sino que, lo que es más importante, minimizan 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. La velocidad de la CPU de la que estamos hablando actualmente es en realidad la frecuencia de la CPU. Por ejemplo, P4 1,7 GHz es la frecuencia de la CPU. Para que una computadora transmita datos correctamente y funcione normalmente, no puede prescindir de una señal de reloj. La función principal de la señal de reloj en el circuito es la sincronización.
Debido a que existen requisitos estrictos sobre el tiempo durante el proceso de transmisión de datos, solo de esta manera podemos garantizar que los datos no cometan errores durante el proceso de transmisión. La señal del reloj primero establece una línea de base que podemos usar para determinar el ancho de otras señales. Además, una señal de reloj garantiza la sincronización entre el emisor y el receptor. 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, lo que determina la velocidad de ejecución de las instrucciones de la CPU. La frecuencia de la señal del reloj acelera todas las transferencias de datos y aumenta la velocidad a la que la CPU procesa los datos, razón por la cual el overclocking puede aumentar la velocidad de la máquina. Para generar una señal de reloj en la placa base, se requiere un generador de señal especial, también llamado generador de frecuencia. Sin embargo, el circuito de la placa base se compone de muchas partes, cada parte realiza diferentes funciones y cada parte tiene su propio protocolo, especificaciones y estándares de transmisión independientes, por lo que sus frecuencias de reloj de trabajo normales también son diferentes. Por ejemplo, el FSB de la CPU puede alcanzar cientos de megabytes, la frecuencia de reloj del puerto de E / S es de 24 MHz y la frecuencia de reloj del USB es de 48 MHz. Es imposible diseñar de forma independiente tantos conjuntos de salidas de frecuencia, por lo que el La placa base utiliza un chip generador de frecuencia especial para controlarla. Hay muchos tipos de chips generadores de frecuencia con diferentes rendimientos, pero los principios básicos son similares. Por ejemplo, el generador de frecuencia de reloj ICS 950224AF se usa ampliamente en las placas base I845PE/GE. A través de la función "Bloqueo de frecuencia AGP/PCI" integrada en el BIOS, se puede garantizar la división de frecuencia PCI/AGP correcta en cualquier frecuencia de reloj. Con esta función de "bloqueo de frecuencia AGP/PCI", no tiene que preocuparse por datos costosos en el disco duro cuando utiliza un reloj de sistema alto. 2. Resumen Finalmente, hacemos una revisión exhaustiva de la placa base a través de un panorama general detallado. 1 es el chip de sonido 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 de el chasis, y 8 es la ranura del conector PCI, 9 es la ranura AGP4X, 11 es la interfaz USB universal en la parte frontal del chasis y 11 es el BIOS. 13 es el chip del puente sur, 14 es el enchufe IDE1, 15 es el enchufe IDE2, 16 es el conector de la luz indicadora de alimentación, 17 es el puente de memoria CMOS, 18 es el enchufe de alimentación del ventilador, 19 es la batería, 220, 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 12VATX, 28 es la segunda toma de audio, 29 es la toma de teclado y mouse PS/2, 30 es la toma USB, 31 es puerto 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 al procesador a través de ella y se comunican entre sí. Luego, el procesador emite las instrucciones de funcionamiento correspondientes y realiza las operaciones correspondientes. Es muy importante, especialmente el mantenimiento de ordenadores. Es difícil imaginar a una persona que tenga una placa base que esté básicamente dividida en varias partes y no pueda distinguir qué hace cada parte, y pueda reparar una computadora con éxito. En este artículo, el autor le brindará una visión detallada de los órganos internos de la última placa base FSB P4 de 800 MHz de ASUS.