第9章總線與實(shí)用接口知識(shí)

1第9章總線與實(shí)用接口知識(shí)

1本章要點(diǎn)（識(shí)記）

1.總線

2.主板

3.芯片組

4.硬盤接口

5.USB

6.IEEEE-1394

7.AGP接口

8.即插即用

2本章要點(diǎn)（識(shí)記）1.總線

2.主板

3.芯片組9.1總線將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各個(gè)部分連接在一起的就是計(jì)算機(jī)總線。總線是許多信號(hào)線的集合，是模塊和模塊之間或者設(shè)備和設(shè)備之間進(jìn)行互聯(lián)和傳遞信息的通道。因?yàn)槎鄠€(gè)設(shè)備連接到總線上，任何一個(gè)設(shè)備發(fā)出的信號(hào)都可以被其他的所有設(shè)備接收，所以，在同一時(shí)間段內(nèi)，只能有一個(gè)設(shè)備作為主動(dòng)設(shè)備發(fā)出信號(hào)，其他設(shè)備處于被動(dòng)接收狀態(tài)。總線都具有嚴(yán)格規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，因此，按照總線標(biāo)準(zhǔn)研制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有很好的開(kāi)放性。39.1總線將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各個(gè)部分連接在一起的就是計(jì)算機(jī)總線。9.1.1總線標(biāo)準(zhǔn)物理特性：是指總線在機(jī)械物理連接上的特性，包括連線的類型、數(shù)量、接插件的幾何尺寸、形狀和引腳線的排列等。功能特性：總線中每根傳輸線的功能。包括數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線。電氣特性：總線中每根信號(hào)線的傳遞方向、信號(hào)的有效電平范圍、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)間、負(fù)載能力等。通常規(guī)定由CPU發(fā)出的信號(hào)為輸出信號(hào)，送入CPU的信號(hào)為輸入信號(hào)。總線信號(hào)的名稱上有一橫線或信號(hào)名稱后有#，表示該信號(hào)低電平有效，否則為高電平有效。時(shí)間特性：總線中任一傳輸線在什么時(shí)間內(nèi)有效以及信號(hào)線之間信號(hào)的時(shí)序關(guān)系。49.1.1總線標(biāo)準(zhǔn)物理特性：49.1.2從PC/XT到EISA總線微機(jī)系統(tǒng)采用多模塊結(jié)構(gòu)（CPU、存儲(chǔ)器、各種I/O模塊），通常一個(gè)模塊就是一塊插件板，各插件板的插座之間采用的總線稱為系統(tǒng)總線，又叫I/O通道總線。本節(jié)介紹STD/PC/ISA/EISA系統(tǒng)總線59.1.2從PC/XT到EISA總線微機(jī)系統(tǒng)采用多模塊結(jié)1.IBMPC總線IBMPC總線簡(jiǎn)稱PC總線或PC/XT總線，是IBMPC/XT個(gè)人計(jì)算機(jī)采用的微型計(jì)算機(jī)總線，是針對(duì)Intel8088微處理器設(shè)計(jì)的。它以I/O通道形式經(jīng)過(guò)擴(kuò)充并經(jīng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)以增加負(fù)載能力而連至擴(kuò)充插槽，作為I/O接口板和主機(jī)之間的信息交換通道。IBMPC總線有62條信號(hào)線，包括8位雙向數(shù)據(jù)總線、20位地址總線、6條中斷請(qǐng)求線、3組DMA通道控制線、存儲(chǔ)器和I/O讀寫線、動(dòng)態(tài)RAM刷新控制線和時(shí)鐘信號(hào)線、4條電源線、3條地址線。61.IBMPC總線IBMPC總線簡(jiǎn)稱PC總線或PC/X2.ISA總線ISA（IndustryStandardArchitecture，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)）總線是Intel公司、IEEE和EISA集團(tuán)聯(lián)合在62線的PC總線的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)擴(kuò)展36根線而開(kāi)發(fā)的一種系統(tǒng)總線。因?yàn)殚_(kāi)始時(shí)是應(yīng)用在IBMPC/AT機(jī)上，所以又稱為PCAT總線。ISA總線是為采用80286CPU設(shè)計(jì)的，但是兼容這一標(biāo)準(zhǔn)的微機(jī)系統(tǒng)還是有很大的市場(chǎng)，目前所用的286、386、486微機(jī)大多采用ISA總線，即使586和奔騰機(jī)也還保留有1個(gè)ISA總線插槽。72.ISA總線ISA（IndustryStandard2.ISA總線ISA總線的主要性能指標(biāo)如下：24位地址線，可直接尋址內(nèi)存容量為16MB，I/O地址空間為0100H~03FFFH8/16位數(shù)據(jù)線，62+36引腳工作頻率8MHz，最大傳輸率16MB/s。中斷和DMA傳送功能。ISA總線接口信號(hào)共98個(gè)，均連接到主板的ISA總線插槽上。ISA插槽長(zhǎng)度138.5mm，由基本的62線8位插槽和擴(kuò)展的36線16位插槽兩部分組成。除了數(shù)據(jù)和地址線的擴(kuò)充外，還擴(kuò)充了中斷和DMA請(qǐng)求、應(yīng)答信號(hào)。若只是用基本插槽時(shí)，可用8位數(shù)據(jù)寬度及20位地址，需要使用16位數(shù)據(jù)或20位以上的地址及其他擴(kuò)充信號(hào)時(shí)，則采用8位基本ISA加16位擴(kuò)充ISA的方式。ISA總線接口信號(hào)如表11.3所示。

82.ISA總線ISA總線的主要性能指標(biāo)如下：83．EISA總線EISA總線是在ISA總線的基礎(chǔ)上擴(kuò)展來(lái)的，EISA總線采用開(kāi)放結(jié)構(gòu)，與ISA兼容。EISA總線信號(hào)由原來(lái)ISA總線的98引腳擴(kuò)展到198個(gè)，具有32位數(shù)據(jù)線，32位地址，可以尋址4GB。總線頻率為8.33MHz，最大數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到33.3MB/s。這樣的高速度很適合于高速局域網(wǎng)、快速大容量磁盤及高分辨率圖形顯示。EISA總線從CPU中分離出總線控制權(quán)，是一種智能化的總線，支持多總線主控和突發(fā)傳輸方式，可以直接控制總線進(jìn)行對(duì)內(nèi)存和I/O設(shè)備的訪問(wèn)而不涉及CPU，所以極大地提高了整體性能。為了讓原有的ISA總線擴(kuò)展卡可以直接用于EISA總線，EISA總線插槽與ISA插槽等長(zhǎng)等寬，但內(nèi)部被設(shè)計(jì)成為雙層引腳，兩層之間由定位鍵限位。上層引腳與ISA擴(kuò)展卡的信號(hào)相對(duì)應(yīng)，下層引腳是專門與EISA擴(kuò)展卡的信號(hào)線對(duì)應(yīng)。定位鍵使上下兩層的引腳不會(huì)和不屬于本層的引腳接觸。93．EISA總線EISA總線是在ISA總線的基礎(chǔ)上擴(kuò)展來(lái)的，9.1.3局部總線（PCI、PCIExpress）某些具有高數(shù)據(jù)傳輸率的設(shè)備（如圖形、視頻控制器、網(wǎng)絡(luò)接口等），盡管微處理器有足夠的處理能力，但是總線傳輸卻不能滿足它們高速率的傳輸要求。為了解決這個(gè)矛盾，在微處理器和高速外設(shè)之間增加了一條直接通路，一側(cè)直接面向CPU總線，一側(cè)面向系統(tǒng)總線，分別通過(guò)橋片連接，這就是局部總線。局部總線是直接連接到CPU總線的I/O總線，因此使有高需求的外設(shè)和處理器有更緊密地集成，為外設(shè)提供了更寬更快的高速通路。如PCI總線就是一種局部總線。109.1.3局部總線（PCI、PCIExpress）某9.1.3PCI總線

PCI總線的全稱是外圍部件互聯(lián)(PeripheralComponentInterconnect)，它是一種高性能的局部總線，嚴(yán)格規(guī)范，提供高度的可靠性和兼容性，因此成為主流的標(biāo)準(zhǔn)總線，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代臺(tái)式微機(jī)、工作站和便攜機(jī)。PCI總線的特點(diǎn)獨(dú)立于處理器PCI總線是一種獨(dú)立于處理器的總線標(biāo)準(zhǔn)，支持多種處理器，適用于多種不同的系統(tǒng)。在PCI總線構(gòu)成的系統(tǒng)中，接口和外圍設(shè)備的設(shè)計(jì)是針對(duì)PCI總線，而不是針對(duì)微處理器的，所以這些設(shè)備可以獨(dú)立于處理器設(shè)計(jì)和升級(jí)，當(dāng)處理器因?yàn)檫^(guò)時(shí)而需要更換時(shí)，接口和外圍設(shè)備仍然可以正常使用。119.1.3PCI總線PCI總線的全稱是外圍部件互聯(lián)(Pe9.1.3PCI總線PCI總線的特點(diǎn)傳輸效率高PCI總線采用33.3MHz/66.6MHz的時(shí)鐘頻率。在33.3MHz時(shí)鐘頻率時(shí)，數(shù)據(jù)總線寬度32位，最大數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到133MB/s。如果數(shù)據(jù)總線寬度升級(jí)到64位，則數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)到266MB/s。多總線共存PCI總線是通過(guò)橋芯片進(jìn)行不同標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。通過(guò)HOST-PCI橋芯片，實(shí)現(xiàn)PCI與CPU總線相連接；通過(guò)PCI-ISA/EISA橋芯片，實(shí)現(xiàn)PCI與ISA或者EISA相連接。這樣，使得多種總線可以共存于一個(gè)系統(tǒng)中，慢速和高速設(shè)備就可以分別掛在不同的總線上。129.1.3PCI總線PCI總線的特點(diǎn)129.1.3PCI總線PCI總線的特點(diǎn)支持線性突發(fā)傳輸。線性突發(fā)傳輸不同于單次數(shù)據(jù)傳輸，單次傳輸是每傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)前都要在總線上給出數(shù)據(jù)的地址，而線性突發(fā)傳輸只要在開(kāi)始的時(shí)候?qū)⑹椎刂钒l(fā)到總線上，之后每個(gè)時(shí)鐘都只傳輸數(shù)據(jù)，而地址自動(dòng)加1，這樣的方式適合順序讀寫一批數(shù)據(jù)，可以減少無(wú)謂的地址操作，加快數(shù)據(jù)傳輸速度。支持總線主控方式和同步操作。掛接在PCI總線上的設(shè)備有主控和從控兩類。PCI總線允許多處理器系統(tǒng)中任何一個(gè)處理器或其他有總線主控能力的設(shè)備成為主控設(shè)備，對(duì)總線實(shí)行操作。這樣微處理器內(nèi)部的操作和總線操作可以同時(shí)進(jìn)行，而不必要等待總線操作完成。139.1.3PCI總線PCI總線的特點(diǎn)139.1.3PCI總線PCI總線的特點(diǎn)支持兩種電壓，適用各種機(jī)型。PCI總線支持5V和3.3V的擴(kuò)展卡，并可以從5V向3.3V進(jìn)行平滑的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換。具有即插即用功能。PCI總線的接口卡上都設(shè)有配置寄存器，系統(tǒng)加電時(shí)用程序給這些設(shè)備分配端口地址等系統(tǒng)資源，可以避免使用時(shí)發(fā)生沖突。預(yù)留擴(kuò)展空間。PCI總線開(kāi)發(fā)時(shí)預(yù)留了足夠的發(fā)展空間，比如，它支持64位地址/數(shù)據(jù)多路復(fù)用，這是考慮到新一代的高性能外圍設(shè)備最終將需要64位寬度的數(shù)據(jù)通道。PCI的64位延伸設(shè)計(jì)，可將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸率提高到264MB/s。149.1.3PCI總線PCI總線的特點(diǎn)149.1.3PCI總線PCI總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PCI總線結(jié)構(gòu)中HOST-PCI橋與PCI總線相連，這個(gè)橋提供了數(shù)據(jù)緩沖功能，是一個(gè)低延遲的訪問(wèn)通道，使處理器能夠訪問(wèn)PCI設(shè)備，PCI設(shè)備也能夠訪問(wèn)主存。橋電路中包含有PCI總線控制器，有多個(gè)設(shè)備申請(qǐng)使用總線時(shí)，能夠進(jìn)行裁決和分配總線的使用權(quán)。實(shí)際上，HOST-PCI橋是一個(gè)高速的I/O協(xié)處理器。另外的橋接器用于形成多級(jí)總線結(jié)構(gòu)，有PCI-ISA，PCI-USB，PCI-PCI等，使得系統(tǒng)中不同類型的設(shè)備共存，合理地分配資源。159.1.3PCI總線PCI總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)15圖1PCI總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)16圖1PCI總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)169.1.3PCI總線PCI插槽有兩種，一種是32位的，一種是64位的，而兩種插槽又分為5V和3.3V兩種。在PC機(jī)上使用最多的是5V的32位PCI插槽。圖2為PCI插槽的示意圖。

圖2PCI插槽的示意圖179.1.3PCI總線PCI插槽有兩種，一種是32位的，一種PCIExpress在2001年春的開(kāi)發(fā)者論壇上Intel宣布了要用一種新的技術(shù)取代PCI總線和多種芯片的內(nèi)部連接,并稱之為第三代I/O總線技術(shù)3rdGenerationI/O也就是3GIO）。不久后，以Intel、AMD、IBM、DELL、NVIDIA等20多家業(yè)界主導(dǎo)公司開(kāi)始起草3GIO，2002年草案完成，并正式命名為PCIExpress。PCIExpress（簡(jiǎn)稱PCIE），雖然從表面來(lái)看它的名字和PCI有些類似，但它們之間卻有著本質(zhì)的區(qū)別18PCIExpress在2001年春的開(kāi)發(fā)者論壇上IntePCIExpressPCI采用的是并行通道。PCIExpress總線屬于串行總線，進(jìn)行的是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，每個(gè)傳輸通道單獨(dú)享有帶寬。PCIExpress總線還支持雙向傳輸模式和數(shù)據(jù)分路傳輸模式。PCIExpress接口根據(jù)總線接口對(duì)位寬的要求不同而有所差異，分為PCIExpress1×、2×、4×、8×、16×甚至32×，由此PCIExpress的接口長(zhǎng)短也不同，1×最小，往上則越大。其中1×、2×、4×、8×、16×為數(shù)據(jù)分路傳輸模式，32×為多通道雙向傳輸模式。1×單向傳輸帶寬可達(dá)到250MB/s，雙向傳輸帶寬能夠達(dá)到500MB/s，這個(gè)已經(jīng)不是PCI總線所能夠相比的了。同時(shí)PCIExpress不同接口還可以向下兼容其他PCIExpress小接口的產(chǎn)品,即PCIExpress4×的設(shè)備可以插在PCIExpress8X或16X上進(jìn)行工作。表11.6為現(xiàn)有總線類型數(shù)據(jù)傳輸率的比較.19PCIExpressPCI采用的是并行通道。PCIEx第一節(jié)主板的基本工作原理主板的模塊結(jié)構(gòu)功能主板主要由CPU芯片組(Chipset)、高速緩存(Cache)、系統(tǒng)總線槽、RAM(內(nèi)存)、系統(tǒng)BIOS(基本輸入輸出管理系統(tǒng))及輸入輸出設(shè)備接口等組成。主板的主要功能是支撐和協(xié)調(diào)主板上的各個(gè)功能部件運(yùn)行工作，為它們提供信息通路和數(shù)據(jù)通道。計(jì)算機(jī)的主要電路和核心部件都集成在主板上。如圖所示。9.2主板20第一節(jié)主板的基本工作原理主板的模塊結(jié)構(gòu)功能9.2主板9.2.1常規(guī)主板、一體化主板和整合主板常規(guī)主板:傳統(tǒng)的插卡式主板一體化主板:“ALL-IN-ONE”整合主板：將顯卡、聲卡、網(wǎng)卡等I/O板卡以及其他設(shè)備整合到芯片組中。219.2.1常規(guī)主板、一體化主板和整合主板常規(guī)主板:傳統(tǒng)的9.2.2主板的主要組成部件和接口

按其電路功能主板分為以下幾部分。

1．CPU模塊

CPU模塊包括CPU芯片、CPU插座和風(fēng)扇。CPU的類型不同，CPU的插座也不一樣。

2．內(nèi)存模塊內(nèi)存模塊包括內(nèi)存插槽和內(nèi)存條。內(nèi)存插槽是連接和放置內(nèi)存條的地方，它決定著所安裝的內(nèi)存條類型，目前的形式有168線槽(DIMM槽)和184線槽(RIMM槽)。

3．芯片組(Chipset)

芯片組稱為控制芯片組(Chipset)，由一片或多片超大規(guī)模集成電路芯片構(gòu)成。主要包括總線控制器、計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷控制器、DMA通道控制器和CMOSRAM等功能電路。

4．BIOS基本輸入輸出系統(tǒng)

BIOS主要用于控制管理整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入輸出，BIOS被固化在ROM中，ROM是焊在或插在主板上的一個(gè)集成電路芯片，其中保存有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最重要的基本輸入/輸出程序、系統(tǒng)設(shè)置程序、開(kāi)機(jī)上電自檢程序。目前主板上的BIOSROM芯片都是用FlashROM，所以可以對(duì)它進(jìn)行升級(jí)。

229.2.2主板的主要組成部件和接口按其電路功能主板分第一節(jié)主板的基本工作原理

5．總線擴(kuò)展槽可插放各種用途的功能板卡，如顯卡、聲卡、網(wǎng)卡、視頻轉(zhuǎn)接卡等。根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)展槽有：ISA、PCI和AGP擴(kuò)展槽總線。ISA又分為ISA和EISA；PCI分為PCI、PCI2.1和PCIX；AGP分為AGP1X、2X、4X和8X。這些擴(kuò)展槽并行排列在主板上，ISA總線擴(kuò)展槽為黑色；PCI總線擴(kuò)展槽為白色，但比ISA總線擴(kuò)展槽短些；AGP擴(kuò)展槽是離CPU插座最近的褐色插槽。

PCI擴(kuò)展槽在主板上均有編號(hào)，靠近AGP端口的PCI槽一般定為1號(hào)，然后依次向ISA槽方向分別編為2至5號(hào)。PCI槽編號(hào)在某些操作系統(tǒng)或應(yīng)用軟件中可能用到。

6．高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為了提高數(shù)據(jù)的存取速度，486以上檔次的計(jì)算機(jī)普遍采用了在CPU與主存儲(chǔ)之間增設(shè)少量的高速度存儲(chǔ)器(Cache)，臨時(shí)存放CPU經(jīng)常要訪問(wèn)的指令和數(shù)據(jù)，用來(lái)解決高速的CPU與低速主存儲(chǔ)器工作速度不匹配影響整個(gè)系統(tǒng)工作速度的矛盾。高速緩存可分為：

(1)L1CACHE(一級(jí)緩存)：建立在CPU內(nèi)部的高速緩存；

(2)L2CACHE(二級(jí)緩存)：建立在CPU內(nèi)部或主板上的高速緩存。

P4以上計(jì)算機(jī)甚至有L3CACHE，一般是建立在主板上。23第一節(jié)主板的基本工作原理5．總線擴(kuò)展槽23第一節(jié)主板的基本工作原理7．外設(shè)接口

486以上計(jì)算機(jī)的主板上集成了軟硬盤控制器、串并行接口，有的甚至將網(wǎng)卡、顯卡、聲卡等都集成在主板上，即所謂的ALLINONE主板。目前主板都帶有：

(1)兩個(gè)串行接口。用來(lái)連接鼠標(biāo)或Modem等串行設(shè)備；

(2)一個(gè)并行接口。用來(lái)連接打印機(jī)等并行設(shè)備；

(3)兩個(gè)以上USB接口。用來(lái)連接USB設(shè)備；

(4)兩個(gè)IDE接口。用來(lái)連接硬盤或光驅(qū)；

(5)一個(gè)軟驅(qū)接口。用來(lái)連接軟盤驅(qū)動(dòng)器；

(6)兩個(gè)PSⅡ接口。用來(lái)連接鍵盤和鼠標(biāo)；

(7)三個(gè)模擬信號(hào)接口。用來(lái)連接話筒、揚(yáng)聲器等；

(8)一個(gè)游戲桿接口。24第一節(jié)主板的基本工作原理7．外設(shè)接口249.2.3CPU芯片及其插座（插槽）

微機(jī)的性能主要取決于主板，而主板的性能取決于CPU，CPU芯片內(nèi)部總線的寬度和時(shí)鐘主頻是決定CPU性能的主要參數(shù)。80386以上CPU芯片各具其特定的強(qiáng)大功能，但必須有相應(yīng)的芯片組配合運(yùn)行才能發(fā)揮，因此主板配以相應(yīng)的芯片電路設(shè)計(jì)。主頻CPU的主頻，即CPU內(nèi)核工作的時(shí)鐘頻率（CPUClockSpeed）。通常所說(shuō)的某某CPU是多少兆赫的，而這個(gè)多少兆赫就是“CPU的主頻”。主頻是CPU內(nèi)部參與運(yùn)算和操作的各內(nèi)部單元按統(tǒng)一的時(shí)鐘頻率同步的運(yùn)行，是整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致的工作，以CLK表示。259.2.3CPU芯片及其插座（插槽）微機(jī)的性能主要取決于9.2.3CPU芯片及其插座（插槽）

CPU主頻的：“外頻”和“倍頻”外頻也叫CPU前端總線頻率或基頻，計(jì)量單位為“MHz“。CPU的主頻與外頻有一定的比例（倍頻）關(guān)系，由于內(nèi)存和設(shè)置在主板上的L2Cache的工作頻率與CPU外頻同步，所以使用外頻高的CPU組裝電腦，其整體性能比使用相同主頻但外頻低一級(jí)的CPU要高。這項(xiàng)參數(shù)關(guān)系試用于主板的選擇。

倍頻系數(shù)是CPU主頻和外頻之間的比例關(guān)系，一般為：主頻=外頻*倍頻。Intel公司所有CPU（少數(shù)測(cè)試產(chǎn)品例外）的倍頻通常已被鎖定（鎖頻），用戶無(wú)法用調(diào)整倍頻的方法來(lái)調(diào)整CPU的主頻，但仍然可以通過(guò)調(diào)整外頻為設(shè)置不同的主頻。AMD和其它公司的CPU未鎖頻。總線寬度：總線上可同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的位數(shù)。位數(shù)越多，一次傳輸?shù)男畔⒕驮蕉唷SA寬度為16位，EISA為16位，PCI為32位，PCI-2可達(dá)到64位。269.2.3CPU芯片及其插座（插槽）CPU主頻的：“外頻9.3芯片組采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)，把主板上眾多的接口芯片和支持芯片按不同功能分別集成到芯片之中。用少量幾片VLSI芯片的組合稱為“控制芯片組”。采用芯片組技術(shù)后，可以簡(jiǎn)化主板的設(shè)計(jì)，降低了系統(tǒng)的成本，提高了系統(tǒng)的可靠性。（1）南北橋芯片多數(shù)芯片組由北橋芯片（NorthBridgeChip）和南橋芯片（SouthBridgeChip）組成的南北橋架構(gòu)，兩塊芯片就像橋梁或紐帶一樣將電腦系統(tǒng)中各個(gè)獨(dú)立的器件和設(shè)備連接起來(lái)形成整體。VIAApolloPro133A芯片組

279.3芯片組采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)，把主板上眾多的接口芯北橋芯片（1）CPU規(guī)格。支持CPU類型：PentiumIII、

Pentium4、

Athlon、

Athlon64。支持前端總線頻率：

PentiumIII（100MHz~133MHz）、Pentium4（

400MHz~1066MHz）、Athlon（200MHz~400MHz）、Athlon64（800MHz）（2）內(nèi)存規(guī)格。支持內(nèi)存類型：SDRAM、DDR-SDRAM、

DDRII-SDRAM、RDRAM。（3）系統(tǒng)總線規(guī)格。支持總線類型：ISA、PCI、AGP、PCI-E。支持最大PCI插槽數(shù)：一般為4、5、6。（4）圖形系統(tǒng)規(guī)格。AGP：是否支持AGP1X/2X/4X/8X。是否集成圖形控制器。28北橋芯片28南橋芯片（1）硬盤接口規(guī)格。接口類型：PATA（并行ATA，即標(biāo)準(zhǔn)IDE接口）、SCSI、SATA（串行ATA）。Ultra-ATA：是否支持Ultra-ATA33/66/100/133。（2）外設(shè)總線規(guī)格。類型：USB、IEEE1394。USB規(guī)格：USB1.1、USB2.0。最多USB口數(shù)：一般為2到8個(gè)。（3）其他整合資源。AC97聲效控制器、MODEM控制器、以太網(wǎng)控制器。（4）電源管理。ACPI：一般有S1（POS，CPU停止工作）、S3（STR，除了內(nèi)存外的部件都停止工作）兩種模式。

29南橋芯片29（2）整合芯片組自1999年開(kāi)始，控制芯片組采用了“整合技術(shù)”——將板卡或其他不見(jiàn)的功能集成于芯片組中，形成整合型芯片組。如常用的INTEL850。30（2）整合芯片組309.4硬盤接口硬盤接口是硬盤與主機(jī)系統(tǒng)間的連接部件，作用是在硬盤緩存和主機(jī)內(nèi)存之間傳輸數(shù)據(jù)。從整體的角度上，硬盤接口分為IDE、SATA、SCSI和光纖通道四種。

1、IDEIDE的英文全稱為“IntegratedDriveElectronics”，即“電子集成驅(qū)動(dòng)器”，它的本意是指把“硬盤控制器”與“盤體”集成在一起的硬盤驅(qū)動(dòng)器。把盤體與控制器集成在一起的做法減少了硬盤接口的電纜數(shù)目與長(zhǎng)度，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃缘玫搅嗽鰪?qiáng)，硬盤制造起來(lái)變得更容易。對(duì)用戶而言，硬盤安裝起來(lái)也更為方便。IDE這一接口技術(shù)從誕生至今就一直在不斷發(fā)展，性能也不斷的提高，其擁有的價(jià)格低廉、兼容性強(qiáng)的特點(diǎn)，為其造就了其它類型硬盤無(wú)法替代的地位。IDE代表著硬盤的一種類型，但在實(shí)際的應(yīng)用中，人們也習(xí)慣用IDE來(lái)稱呼最早出現(xiàn)IDE類型硬盤ATA-1，這種類型的接口隨著接口技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)被淘汰了，而其后發(fā)展分支出更多類型的硬盤接口，比如ATA、UltraATA、DMA、UltraDMA等接口都屬于IDE硬盤。

319.4硬盤接口硬盤接口是硬盤與主機(jī)系統(tǒng)間的連接部件，作用9.4硬盤接口2、SCSISCSI的英文全稱為“SmallComputerSystemInterface”（小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口），是同IDE（ATA）完全不同的接口，IDE接口是普通PC的標(biāo)準(zhǔn)接口，而SCSI并不是專門為硬盤設(shè)計(jì)的接口，是一種廣泛應(yīng)用于小型機(jī)上的高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。SCSI接口具有應(yīng)用范圍廣、多任務(wù)、帶寬大、CPU占用率低，以及熱插拔等優(yōu)點(diǎn)，但較高的價(jià)格使得它很難如IDE硬盤般普及，因此SCSI硬盤主要應(yīng)用于中、高端服務(wù)器和高檔工作站中。

3.光纖通道光纖通道的英文拼寫是FibreChannel，和SCIS接口一樣光纖通道最初也不是為硬盤設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的接口技術(shù)，是專門為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，但隨著存儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)速度的需求，才逐漸應(yīng)用到硬盤系統(tǒng)中。光纖通道硬盤是為提高多硬盤存儲(chǔ)系統(tǒng)的速度和靈活性才開(kāi)發(fā)的，它的出現(xiàn)大大提高了多硬盤系統(tǒng)的通信速度。光纖通道的主要特性有：熱插拔性、高速帶寬、遠(yuǎn)程連接、連接設(shè)備數(shù)量大等。光纖通道是為在像服務(wù)器這樣的多硬盤系統(tǒng)環(huán)境而設(shè)計(jì)，能滿足高端工作站、服務(wù)器、海量存儲(chǔ)子網(wǎng)絡(luò)、外設(shè)間通過(guò)集線器、交換機(jī)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接進(jìn)行雙向、串行數(shù)據(jù)通訊等系統(tǒng)對(duì)高數(shù)據(jù)傳輸率的要求。

329.4硬盤接口2、SCSI329.4硬盤接口4、SATA

使用SATA（SerialATA）口的硬盤又叫串口硬盤，是未來(lái)PC機(jī)硬盤的趨勢(shì)。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、邁拓這幾大廠商組成的SerialATA委員會(huì)正式確立了SerialATA1.0規(guī)范，2002年，雖然串行ATA的相關(guān)設(shè)備還未正式上市，但SerialATA委員會(huì)已搶先確立了SerialATA2.0規(guī)范。SerialATA采用串行連接方式，串行ATA總線使用嵌入式時(shí)鐘信號(hào)，具備了更強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，與以往相比其最大的區(qū)別在于能對(duì)傳輸指令（不僅僅是數(shù)據(jù)）進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤會(huì)自動(dòng)矯正，這在很大程度上提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴４薪涌谶€具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、支持熱插拔的優(yōu)點(diǎn)。

5.SATAII接口SATAII是在SATA的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其主要特征是外部傳輸率從SATA的1.5Gbps(150MB/sec)進(jìn)一步提高到了3Gbps(300MB/sec)，此外還包括NCQ(NativeCommandQueuing，原生命令隊(duì)列)、端口多路器(PortMultiplier)、交錯(cuò)啟動(dòng)(StaggeredSpin-up)等一系列的技術(shù)特征。單純的外部傳輸率達(dá)到3Gbps并不是真正的SATAII。

339.4硬盤接口4、SATA339.5USBUSB(UniversalSerialBus)是一種新型的外設(shè)接口標(biāo)準(zhǔn)，其基本思想是采用通用連接器和自動(dòng)配置及熱插拔技術(shù)，以及相應(yīng)的軟件，實(shí)現(xiàn)資源共享和外設(shè)的簡(jiǎn)單快速連接。這樣就解決了傳統(tǒng)接口電路中，每增加一種設(shè)備，就需要為其準(zhǔn)備一種接口或插座，以及不同的驅(qū)動(dòng)程序所造成的使用、維護(hù)上的困難。1996年Intel公司等公布了USB1.0版本，目前最新的版本是USB2.0。由于微軟Windows98/2000/xp中都內(nèi)置了USB接口模塊，加上USB設(shè)備的日益增多，因此USB成為目前流行的外設(shè)接口。349.5USBUSB(UniversalSerialBu9.5USBUSB總線的特點(diǎn)使用USB，不需要擴(kuò)展插卡，無(wú)需了解DIP開(kāi)關(guān)、跳線、中斷號(hào)等設(shè)置的細(xì)節(jié)，無(wú)需開(kāi)發(fā)底層設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。USB外設(shè)連接時(shí)即插即用，并且可以不關(guān)閉主機(jī)電源，實(shí)現(xiàn)熱插拔。并且能為低功耗的裝置提供電源，+5V時(shí)最大可提供500mA的電流。USB總線得到400多家大公司的支持，USB外設(shè)產(chǎn)品及軟件選擇范圍廣。傳輸波特率（即傳輸速率）為1.5Mb/s~12Mb/s（USB2.0的速率可達(dá)到480Mb/s）。通過(guò)USB-HUB最多可連接127個(gè)外設(shè)。359.5USBUSB總線的特點(diǎn)359.5USBUSB系統(tǒng)組成USB硬件USB的硬件包括USB主控制器/根集線器（USBHostController/rootHub）和USB設(shè)備。USB主控制器和根集線器合稱為USB主機(jī)（HOST）。USB主控制器是硬件、固件和軟件的聯(lián)合體，負(fù)責(zé)總線上數(shù)據(jù)的傳輸，把并行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行的數(shù)據(jù)，并建立USB的傳輸處理，傳給根集線器后在總線上傳送。根集線器集成在主系統(tǒng)中，由一個(gè)控制器和中繼器組成，可以提供一個(gè)或更多的接入端口。根集線器檢測(cè)外設(shè)的連接和斷開(kāi)，執(zhí)行主控制器發(fā)出的請(qǐng)求并在設(shè)備和主控制器之間傳遞數(shù)據(jù)。369.5USBUSB系統(tǒng)組成369.5USBUSB系統(tǒng)組成USB硬件除了根集線器，USB總線上還可以連接附加的集線器(USBHub)，允許USB系統(tǒng)擴(kuò)展。每個(gè)集線器可以提供2個(gè)、4個(gè)或7個(gè)接入點(diǎn)。但是總線供電的集線器由于受到總線提供功率的限制，最多只能支持4個(gè)USB端口。集線器由控制器和中繼器組成，控制器管理主機(jī)和集線器之間的通信及幀定時(shí)，中繼器負(fù)責(zé)連接的建立和斷開(kāi)。USBHub和RootHub是USB即插即用技術(shù)中的核心部分，完成USB設(shè)備的添加、刪除和電源管理等功能。USB設(shè)備分為Hub設(shè)備和功能設(shè)備兩種。功能設(shè)備就是接在Hub上的外設(shè)，它能在總線上發(fā)送和接受數(shù)據(jù)、控制等信息，是完成某項(xiàng)具體功能的硬件設(shè)備，又稱為“功能件（FUNCTION）”，如打印機(jī)、掃描儀等。379.5USBUSB系統(tǒng)組成379.5USBUSB系統(tǒng)組成USB硬件Hub設(shè)備則有一個(gè)Hub和一個(gè)或多個(gè)功能件，又稱為復(fù)合的USB設(shè)備。USB設(shè)備包含一定數(shù)量的寄存器端口，這些端口稱為端點(diǎn)（Endpoint），被賦予不同的端點(diǎn)號(hào)。每個(gè)Hub和功能件都有唯一的邏輯地址，通過(guò)該地址和端點(diǎn)號(hào)，主機(jī)軟件可以和每個(gè)端點(diǎn)通信。我們把USB端點(diǎn)和主機(jī)軟件的聯(lián)合稱為“管道”（Pipe）。USB的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)USB采用了一種層次化的新結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)以集線器為USB設(shè)備提供連接點(diǎn)。其物理連接是一個(gè)層次型的星型結(jié)構(gòu)，集線器Hub位于每個(gè)星型結(jié)構(gòu)的中心。完整的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示。389.5USBUSB系統(tǒng)組成38圖3USB拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)39圖3USB拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)399.5USBUSB接口及信號(hào)USB總線包括4根信號(hào)線，用來(lái)傳送信號(hào)和提供電源。其中D+和D-為信號(hào)線，傳送信號(hào)。D+和D-是一對(duì)雙絞線，D+是綠色，D-是白色。還有2根是電源線和地線，電源線是紅色，地線是黑色。USB接口的形式和與機(jī)器的連接見(jiàn)圖4。圖4USB集成器和設(shè)備的連接409.5USBUSB接口及信號(hào)圖4USB集成器和設(shè)備的連接9.5USBUSB數(shù)據(jù)傳輸

,USB有4種傳輸模式：控制傳輸：主要用作配置設(shè)備用，也可以做設(shè)備的其他特殊用途。控制傳輸是雙向的。例如，對(duì)數(shù)字相機(jī)設(shè)備，可以傳送暫停、繼續(xù)和停止等控制信號(hào)。批傳輸：用于傳送大批數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)的時(shí)間性不強(qiáng)，但要保證數(shù)據(jù)的正確性。如打印機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、數(shù)字音響等不定期傳送大量數(shù)據(jù)的中速設(shè)備。中斷傳輸：用于不固定、少量的數(shù)據(jù)傳送，如鍵盤、鼠標(biāo)等低速設(shè)備同步傳輸：又叫等時(shí)傳輸，用于傳送連續(xù)性、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，這種方式的特點(diǎn)是要求傳輸速率固定（恒定），時(shí)間性強(qiáng)，傳輸中數(shù)據(jù)出錯(cuò)后無(wú)需重傳。視頻設(shè)備、數(shù)字聲音等采用這種方式419.5USBUSB數(shù)據(jù)傳輸,USB有4種傳輸模式：419.6IEEE1394

IEEE1394是Apple公司于1993年提出的，用來(lái)取代SCSI的高速串行總線“FireWire”，后經(jīng)IEEE協(xié)會(huì)于1995年12月正式接納為一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，全稱是IEEE1394高性能串行總線標(biāo)準(zhǔn)（IEEE1394HighPerformanceSerialBUSStandard）。

IEEE1394的性能特點(diǎn)通用性強(qiáng)。IEEE1394采用菊花鏈結(jié)構(gòu)，以級(jí)聯(lián)方式在一個(gè)接口上最多可以連63個(gè)不同種類的設(shè)備。傳輸速率高。IEEE1394a支持100Mb/s，200Mb/s及400Mb/s的傳輸速率。而IEEE1394b規(guī)范定義了800Mb/s，1.6Gb/S甚至3.2Gb/s的高傳輸速率。429.6IEEE1394IEEE1394是Apple公司9.6IEEE1394IEEE1394的性能特點(diǎn)實(shí)時(shí)性好。IEEE1394的高傳輸率加上同步傳送的方式，使數(shù)據(jù)的傳送具有很好的實(shí)時(shí)性。總線提供電源。IEEE1394的6芯電纜中有兩條是電源線，可以直接向連接的設(shè)備提供4~10V和1.5A的電源。系統(tǒng)中設(shè)備之間關(guān)系平等。任何兩個(gè)帶有IEEE1394接口的設(shè)備可以直接連接而不需要通過(guò)PC機(jī)控制。連接方便。采用設(shè)備自動(dòng)配置技術(shù)，允許熱插拔和即插即用。439.6IEEE1394IEEE1394的性能特點(diǎn)439.6IEEE1394IEEE1394拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

IEEE1394標(biāo)準(zhǔn)既可以用于內(nèi)部總線連接，也可以用于設(shè)備之間的電纜連接。一個(gè)物理模塊可以包括多個(gè)結(jié)點(diǎn)，一個(gè)結(jié)點(diǎn)就是一個(gè)地址化的實(shí)體，包括多個(gè)端口，可以獨(dú)立地設(shè)定和識(shí)別。一種典型的IEEE1394總線系統(tǒng)連接如圖5所示。449.6IEEE1394IEEE1394拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)44圖5IEEE1394總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

45圖5IEEE1394總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)459.6IEEE1394IEEE1394拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)其中包含了兩種環(huán)境，一種是電纜連接，即電纜（CABLE）環(huán)境；一種是內(nèi)部總線連接，即底板（Backplane）環(huán)境。系統(tǒng)中允許有多個(gè)CPU，且相互獨(dú)立。電纜環(huán)境的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一個(gè)非環(huán)狀的網(wǎng)絡(luò)，分支和深度都有限。電纜由兩對(duì)信號(hào)線和一對(duì)電源線組成，用來(lái)連接不同結(jié)點(diǎn)的端口。每個(gè)端口由終端、收發(fā)器和一些簡(jiǎn)單邏輯組成。電纜環(huán)境下每個(gè)總線可以連接63個(gè)結(jié)點(diǎn)，兩個(gè)結(jié)點(diǎn)間的距離不超過(guò)4.5m。電纜環(huán)境的傳輸速率可以是100Mb/s，200Mb/s及400Mb/s。底板環(huán)境的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一個(gè)內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)，一般特指主機(jī)底板。結(jié)點(diǎn)可以通過(guò)分布在總線上的連接插口插入總線。底板環(huán)境支持12.5Mb/s，25Mb/s和50Mb/s的傳輸速率。由于兩種環(huán)境存在差別，因此在系統(tǒng)中環(huán)境之間要一個(gè)橋接器進(jìn)行連接。IEEE1394橋接器主要完成數(shù)據(jù)的接收和重新封裝成數(shù)據(jù)包，并進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。469.6IEEE1394IEEE1394拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)469.6IEEE1394IEEE1394信號(hào)及連接IEEE1394有兩種類型的電纜，早期的IEEE1394定義了一個(gè)帶有6針插頭的6芯電纜來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的互連。電纜中有2對(duì)信號(hào)傳送線TPA/TPA*和TPB/TPB*、2根電源線VP和VG。兩對(duì)信號(hào)雙絞線用做接收和發(fā)送連接；電源線VP向總線上的設(shè)備提供4~10V、1.5A的電源；VG接地。6針插頭和插座如圖6(a)所示。通常6根線按標(biāo)號(hào)順序采用的顏色分別是白、黑、紅、綠、橙、藍(lán)。在IEEE1394a中增加了4針插頭和4芯電纜作為設(shè)備間的連接線。4針插頭中只有4個(gè)數(shù)據(jù)線。4針插頭和插座如圖11.6(b)所示。

4根線按標(biāo)號(hào)的順序采用的顏色分別是紅、綠、橙、藍(lán)。兩種電纜的電氣特性都是一樣的，最大電纜長(zhǎng)度建議為4.5m。479.6IEEE1394IEEE1394信號(hào)及連接47圖6IEEE1394插頭和插座48圖6IEEE1394插頭和插座489.6IEEE1394IEEE1394支持異步和同步（等時(shí)）數(shù)據(jù)傳輸方式異步方式把數(shù)據(jù)交換層信息送到一個(gè)特定的64位地址，這種傳輸不需要以固定的速率傳送數(shù)據(jù)，也不要求穩(wěn)定的總線帶寬。所以異步傳送共同占有20%（最小值）的總線帶寬。同步方式基于信道號(hào)來(lái)廣播數(shù)據(jù)，而不是基于特定地址來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。這種傳輸要求有規(guī)則的總線訪問(wèn)，比異步傳輸有更高的總線優(yōu)先級(jí)。每個(gè)總線的80%可分配給同步傳輸。對(duì)同一個(gè)接口提供同步和異步兩種方式，可以允許實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)的應(yīng)用，可以在同一總線上可靠地傳輸不同速率的數(shù)據(jù)。

499.6IEEE1394IEEE1394支持異步和同步（等時(shí)9.6IEEE1394IEEE1394傳輸必須初始化，才能使用交換層服務(wù)來(lái)傳送命令、數(shù)據(jù)和狀態(tài)。當(dāng)總線順利完成初始化后，每個(gè)結(jié)點(diǎn)都得到一個(gè)不同的結(jié)點(diǎn)標(biāo)志（Node-ID）。啟動(dòng)設(shè)備（Initiator）讀每個(gè)結(jié)點(diǎn)的配置ROM（ConfigurationROM）來(lái)尋找實(shí)現(xiàn)串行總線協(xié)議SBP(SerialBUSProtocol)的結(jié)點(diǎn)。尋找結(jié)束后，SBP被初始化。接著開(kāi)始同步或異步注冊(cè)（Login）過(guò)程。注冊(cè)完畢，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。若傳輸過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，則必須進(jìn)行異常處理。

509.6IEEE1394IEEE1394傳輸必須初始化，才能9.7AGP接口

AGP(AcceleratedGraohicsPort)是Intel公司提出的一種PC平臺(tái)上能充分改善對(duì)3D圖形和全運(yùn)動(dòng)視頻處理的新型視頻接口標(biāo)準(zhǔn)。顯示卡的顯示內(nèi)存中不僅有影像數(shù)據(jù)，還有紋理數(shù)據(jù)、Z軸的距離數(shù)據(jù)及Alpha變換數(shù)據(jù)等。由于顯示內(nèi)存的價(jià)格昂貴，容量配置不大，所以通常是將紋理數(shù)據(jù)從顯存移到主存。由于紋理數(shù)據(jù)傳輸量很大，若從主存通過(guò)PCI總線傳送回顯存，則PCI總線將成為系統(tǒng)的瓶頸。所以用AGP在主存和顯示卡之間建立一條直接的通道，使得3D圖形數(shù)據(jù)不通過(guò)PCI總線，而是直接送入顯示子系統(tǒng)。519.7AGP接口AGP(AcceleratedGrao9.7AGP接口AGP總線的特點(diǎn)

采用流水線技術(shù)進(jìn)行內(nèi)存讀/寫。將前面的存儲(chǔ)器和總線操作與后續(xù)的操作重疊執(zhí)行，大大減少內(nèi)存的等待時(shí)間，數(shù)據(jù)傳輸率有很大的提高。采用雙泵技術(shù)。在66.6MHz的時(shí)鐘信號(hào)上升沿和下降沿都傳送數(shù)據(jù)，相當(dāng)于使工作時(shí)鐘頻率提高了2倍。采用DIME（DirectMemoryExcute，直接存儲(chǔ)器執(zhí)行）技術(shù)。AGP將顯示時(shí)的紋理數(shù)據(jù)置于幀緩沖區(qū)，即圖形控制器的內(nèi)存之外的系統(tǒng)內(nèi)存，允許著色期間直接從系統(tǒng)內(nèi)存獲取數(shù)據(jù)，這樣幀緩沖區(qū)和帶寬可供其它功能使用，又實(shí)現(xiàn)低成本支持更大的紋理數(shù)據(jù)。529.7AGP接口AGP總線的特點(diǎn)529.7AGP接口AGP總線的特點(diǎn)采用邊帶尋址SBA（SidebandAddress）方式。允許圖形控制器在上次數(shù)據(jù)沒(méi)有傳送完時(shí)就發(fā)出下一次的地址和請(qǐng)求，提高隨機(jī)內(nèi)存訪問(wèn)的速度。顯示RAM和系統(tǒng)RAM可以并行操作。在CPU訪問(wèn)系統(tǒng)RAM的同時(shí)，AGP顯示卡訪問(wèn)AGPRAM，顯示帶寬獨(dú)享，提高系統(tǒng)的并行工作性能。緩解PCI總線上的數(shù)據(jù)擁擠。圖形數(shù)據(jù)利用專用通路，不再占用PCI帶寬。539.7AGP接口AGP總線的特點(diǎn)539.7AGP接口AGP的連接方式和工作模式圖11.7圖形系統(tǒng)的AGP連接方式

549.7AGP接口AGP的連接方式和工作模式圖11.7圖形9.7AGP接口AGP有3種工作模式，×1，×2，×4。×2以上的工作模式能夠很好地發(fā)揮3D圖形的描繪能力。AGP的工作模式如表11.7所示。

模式工作頻率數(shù)據(jù)傳輸率傳輸觸發(fā)方式×166MHz264MB/s上升沿×2133MHz532MB/s上升沿和下降沿×4266MHz1064MB/s上升沿和下降沿559.7AGP接口AGP有3種工作模式，×1，×2，×4。×9.8即插即用1、問(wèn)題的提出目前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源豐富，為了避免與其他設(shè)備發(fā)生沖突，各外設(shè)擴(kuò)展卡制造廠都將自己的擴(kuò)展卡設(shè)計(jì)得靈活一些，可調(diào)整自己需要使用的資源。外設(shè)的這種調(diào)整能力以前大多都是用跳線器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而“即插即用”是為此提供的一種方便技術(shù)。“即插即用”是指為微機(jī)系統(tǒng)提供了這樣一種功能：只要將擴(kuò)展卡插入微機(jī)擴(kuò)展開(kāi)槽中，微機(jī)系統(tǒng)就能自動(dòng)就行配置工作，保證系統(tǒng)資源空間的合理分配，以避免發(fā)生系統(tǒng)資源占用的沖突。569.8即插即用1、問(wèn)題的提出569.8即插即用2、功能簡(jiǎn)介1992年WinHEC會(huì)議上，Micrsoft和Intel公司提出了“即插即用”標(biāo)準(zhǔn)的建議，得到20多家公司的響應(yīng)，組成了“即插即用”標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟，開(kāi)展了一系列發(fā)展和推廣“即插即用”的工作。為保證“即插即用”的一致性，應(yīng)改變PC系統(tǒng)4個(gè)部分，即基于ROM和BIOS，操作系、硬件設(shè)備和應(yīng)用軟件。一旦“即插即用”實(shí)現(xiàn)完全一致性，PC系統(tǒng)的每個(gè)I/O總線和端口就自動(dòng)配置好，不需要跳線器和DIP配置開(kāi)關(guān)。“即插即用”的功能主要取決于微機(jī)系統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)，EISA和PCI總線本身就采用了“即插即用”技術(shù)。579.8即插即用2、功能簡(jiǎn)介57本章小結(jié)將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各個(gè)部分連接在一起的就是計(jì)算機(jī)總線。按總線功能或信號(hào)類型劃分，有數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線三類。總線主要的性能參數(shù)有總線頻率、總線寬度、總線的數(shù)據(jù)傳輸率。各種總線標(biāo)準(zhǔn)主要包括物理特性、功能特性、電氣特性、時(shí)間特性。58本章小結(jié)將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各個(gè)部分連接在一起的就是計(jì)算機(jī)總線。58本章小結(jié)IBMPC總線簡(jiǎn)稱PC總線或PC/XT總線，是IBMPC/XT個(gè)人計(jì)算機(jī)采用的微型計(jì)算機(jī)總線，是針對(duì)Intel8088微處理器設(shè)計(jì)的。ISA（IndustryStandardArchitecture，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)）總線在62線的PC總線的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)擴(kuò)展36根線而開(kāi)發(fā)的一種系統(tǒng)總線，又稱為PCAT總線。PCI總線的全稱是外圍部件互聯(lián)(PeripheralComponentInterconnect)，是一種高性能的局部總線。32位的擴(kuò)展工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)EISA總線，采用開(kāi)放結(jié)構(gòu)，與ISA兼容。

第三代I/O總線技術(shù)3rdGeaerationI/O也就是3GIO）正式命名為PCIExpress。PCIExpress接口根據(jù)總線接口對(duì)位寬的要求不同而有所差異，分為PCIExpress1×、2、4×、8×、16×甚至32×。59本章小結(jié)IBMPC總線簡(jiǎn)稱PC總線或PC/XT總線，是IB本章小結(jié)USB(UniversalSerialBus)通用串行總線，是一種新型的外設(shè)接口標(biāo)準(zhǔn)，其基本思想是采用通用連接器和自動(dòng)配置及熱插拔技術(shù)，以及相應(yīng)的軟件，實(shí)現(xiàn)資源共享和外設(shè)的簡(jiǎn)單快速連接。IEEE1394是用來(lái)取代SCSI的高速串行總線“FireWire”，全稱是IEEE1394高性能串行總線標(biāo)準(zhǔn)（IEEE1394HighPerformanceSerialBUSStandard）。

AGP(AcceleratedGraohicsPort)是Intel公司提出的一種PC平臺(tái)上能充分改善對(duì)3D圖形和全運(yùn)動(dòng)視頻處理的新型視頻接口標(biāo)準(zhǔn)。60本章小結(jié)USB(UniversalSerialBus)通第9章總線與實(shí)用接口知識(shí)

61第9章總線與實(shí)用接口知識(shí)

1本章要點(diǎn)（識(shí)記）

1.總線

2.主板

3.芯片組

4.硬盤接口

5.USB

6.IEEEE-1394

7.AGP接口

8.即插即用

62本章要點(diǎn)（識(shí)記）1.總線

2.主板

3.芯片組9.1總線將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各個(gè)部分連接在一起的就是計(jì)算機(jī)總線。總線是許多信號(hào)線的集合，是模塊和模塊之間或者設(shè)備和設(shè)備之間進(jìn)行互聯(lián)和傳遞信息的通道。因?yàn)槎鄠€(gè)設(shè)備連接到總線上，任何一個(gè)設(shè)備發(fā)出的信號(hào)都可以被其他的所有設(shè)備接收，所以，在同一時(shí)間段內(nèi)，只能有一個(gè)設(shè)備作為主動(dòng)設(shè)備發(fā)出信號(hào)，其他設(shè)備處于被動(dòng)接收狀態(tài)。總線都具有嚴(yán)格規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，因此，按照總線標(biāo)準(zhǔn)研制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有很好的開(kāi)放性。639.1總線將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各個(gè)部分連接在一起的就是計(jì)算機(jī)總線。9.1.1總線標(biāo)準(zhǔn)物理特性：是指總線在機(jī)械物理連接上的特性，包括連線的類型、數(shù)量、接插件的幾何尺寸、形狀和引腳線的排列等。功能特性：總線中每根傳輸線的功能。包括數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線。電氣特性：總線中每根信號(hào)線的傳遞方向、信號(hào)的有效電平范圍、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)間、負(fù)載能力等。通常規(guī)定由CPU發(fā)出的信號(hào)為輸出信號(hào)，送入CPU的信號(hào)為輸入信號(hào)。總線信號(hào)的名稱上有一橫線或信號(hào)名稱后有#，表示該信號(hào)低電平有效，否則為高電平有效。時(shí)間特性：總線中任一傳輸線在什么時(shí)間內(nèi)有效以及信號(hào)線之間信號(hào)的時(shí)序關(guān)系。649.1.1總線標(biāo)準(zhǔn)物理特性：49.1.2從PC/XT到EISA總線微機(jī)系統(tǒng)采用多模塊結(jié)構(gòu)（CPU、存儲(chǔ)器、各種I/O模塊），通常一個(gè)模塊就是一塊插件板，各插件板的插座之間采用的總線稱為系統(tǒng)總線，又叫I/O通道總線。本節(jié)介紹STD/PC/ISA/EISA系統(tǒng)總線659.1.2從PC/XT到EISA總線微機(jī)系統(tǒng)采用多模塊結(jié)1.IBMPC總線IBMPC總線簡(jiǎn)稱PC總線或PC/XT總線，是IBMPC/XT個(gè)人計(jì)算機(jī)采用的微型計(jì)算機(jī)總線，是針對(duì)Intel8088微處理器設(shè)計(jì)的。它以I/O通道形式經(jīng)過(guò)擴(kuò)充并經(jīng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)以增加負(fù)載能力而連至擴(kuò)充插槽，作為I/O接口板和主機(jī)之間的信息交換通道。IBMPC總線有62條信號(hào)線，包括8位雙向數(shù)據(jù)總線、20位地址總線、6條中斷請(qǐng)求線、3組DMA通道控制線、存儲(chǔ)器和I/O讀寫線、動(dòng)態(tài)RAM刷新控制線和時(shí)鐘信號(hào)線、4條電源線、3條地址線。661.IBMPC總線IBMPC總線簡(jiǎn)稱PC總線或PC/X2.ISA總線ISA（IndustryStandardArchitecture，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)）總線是Intel公司、IEEE和EISA集團(tuán)聯(lián)合在62線的PC總線的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)擴(kuò)展36根線而開(kāi)發(fā)的一種系統(tǒng)總線。因?yàn)殚_(kāi)始時(shí)是應(yīng)用在IBMPC/AT機(jī)上，所以又稱為PCAT總線。ISA總線是為采用80286CPU設(shè)計(jì)的，但是兼容這一標(biāo)準(zhǔn)的微機(jī)系統(tǒng)還是有很大的市場(chǎng)，目前所用的286、386、486微機(jī)大多采用ISA總線，即使586和奔騰機(jī)也還保留有1個(gè)ISA總線插槽。672.ISA總線ISA（IndustryStandard2.ISA總線ISA總線的主要性能指標(biāo)如下：24位地址線，可直接尋址內(nèi)存容量為16MB，I/O地址空間為0100H~03FFFH8/16位數(shù)據(jù)線，62+36引腳工作頻率8MHz，最大傳輸率16MB/s。中斷和DMA傳送功能。ISA總線接口信號(hào)共98個(gè)，均連接到主板的ISA總線插槽上。ISA插槽長(zhǎng)度138.5mm，由基本的62線8位插槽和擴(kuò)展的36線16位插槽兩部分組成。除了數(shù)據(jù)和地址線的擴(kuò)充外，還擴(kuò)充了中斷和DMA請(qǐng)求、應(yīng)答信號(hào)。若只是用基本插槽時(shí)，可用8位數(shù)據(jù)寬度及20位地址，需要使用16位數(shù)據(jù)或20位以上的地址及其他擴(kuò)充信號(hào)時(shí)，則采用8位基本ISA加16位擴(kuò)充ISA的方式。ISA總線接口信號(hào)如表11.3所示。

682.ISA總線ISA總線的主要性能指標(biāo)如下：83．EISA總線EISA總線是在ISA總線的基礎(chǔ)上擴(kuò)展來(lái)的，EISA總線采用開(kāi)放結(jié)構(gòu)，與ISA兼容。EISA總線信號(hào)由原來(lái)ISA總線的98引腳擴(kuò)展到198個(gè)，具有32位數(shù)據(jù)線，32位地址，可以尋址4GB。總線頻率為8.33MHz，最大數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到33.3MB/s。這樣的高速度很適合于高速局域網(wǎng)、快速大容量磁盤及高分辨率圖形顯示。EISA總線從CPU中分離出總線控制權(quán)，是一種智能化的總線，支持多總線主控和突發(fā)傳輸方式，可以直接控制總線進(jìn)行對(duì)內(nèi)存和I/O設(shè)備的訪問(wèn)而不涉及CPU，所以極大地提高了整體性能。為了讓原有的ISA總線擴(kuò)展卡可以直接用于EISA總線，EISA總線插槽與ISA插槽等長(zhǎng)等寬，但內(nèi)部被設(shè)計(jì)成為雙層引腳，兩層之間由定位鍵限位。上層引腳與ISA擴(kuò)展卡的信號(hào)相對(duì)應(yīng)，下層引腳是專門與EISA擴(kuò)展卡的信號(hào)線對(duì)應(yīng)。定位鍵使上下兩層的引腳不會(huì)和不屬于本層的引腳接觸。693．EISA總線EISA總線是在ISA總線的基礎(chǔ)上擴(kuò)展來(lái)的，9.1.3局部總線（PCI、PCIExpress）某些具有高數(shù)據(jù)傳輸率的設(shè)備（如圖形、視頻控制器、網(wǎng)絡(luò)接口等），盡管微處理器有足夠的處理能力，但是總線傳輸卻不能滿足它們高速率的傳輸要求。為了解決這個(gè)矛盾，在微處理器和高速外設(shè)之間增加了一條直接通路，一側(cè)直接面向CPU總線，一側(cè)面向系統(tǒng)總線，分別通過(guò)橋片連接，這就是局部總線。局部總線是直接連接到CPU總線的I/O總線，因此使有高需求的外設(shè)和處理器有更緊密地集成，為外設(shè)提供了更寬更快的高速通路。如PCI總線就是一種局部總線。709.1.3局部總線（PCI、PCIExpress）某9.1.3PCI總線

PCI總線的全稱是外圍部件互聯(lián)(PeripheralComponentInterconnect)，它是一種高性能的局部總線，嚴(yán)格規(guī)范，提供高度的可靠性和兼容性，因此成為主流的標(biāo)準(zhǔn)總線，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代臺(tái)式微機(jī)、工作站和便攜機(jī)。PCI總線的特點(diǎn)獨(dú)立于處理器PCI總線是一種獨(dú)立于處理器的總線標(biāo)準(zhǔn)，支持多種處理器，適用于多種不同的系統(tǒng)。在PCI總線構(gòu)成的系統(tǒng)中，接口和外圍設(shè)備的設(shè)計(jì)是針對(duì)PCI總線，而不是針對(duì)微處理器的，所以這些設(shè)備可以獨(dú)立于處理器設(shè)計(jì)和升級(jí)，當(dāng)處理器因?yàn)檫^(guò)時(shí)而需要更換時(shí)，接口和外圍設(shè)備仍然可以正常使用。719.1.3PCI總線PCI總線的全稱是外圍部件互聯(lián)(Pe9.1.3PCI總線PCI總線的特點(diǎn)傳輸效率高PCI總線采用33.3MHz/66.6MHz的時(shí)鐘頻率。在33.3MHz時(shí)鐘頻率時(shí)，數(shù)據(jù)總線寬度32位，最大數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到133MB/s。如果數(shù)據(jù)總線寬度升級(jí)到64位，則數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)到266MB/s。多總線共存PCI總線是通過(guò)橋芯片進(jìn)行不同標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。通過(guò)HOST-PCI橋芯片，實(shí)現(xiàn)PCI與CPU總線相連接；通過(guò)PCI-ISA/EISA橋芯片，實(shí)現(xiàn)PCI與ISA或者EISA相連接。這樣，使得多種總線可以共存于一個(gè)系統(tǒng)中，慢速和高速設(shè)備就可以分別掛在不同的總線上。729.1.3PCI總線PCI總線的特點(diǎn)129.1.3PCI總線PCI總線的特點(diǎn)支持線性突發(fā)傳輸。線性突發(fā)傳輸不同于單次數(shù)據(jù)傳輸，單次傳輸是每傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)前都要在總線上給出數(shù)據(jù)的地址，而線性突發(fā)傳輸只要在開(kāi)始的時(shí)候?qū)⑹椎刂钒l(fā)到總線上，之后每個(gè)時(shí)鐘都只傳輸數(shù)據(jù)，而地址自動(dòng)加1，這樣的方式適合順序讀寫一批數(shù)據(jù)，可以減少無(wú)謂的地址操作，加快數(shù)據(jù)傳輸速度。支持總線主控方式和同步操作。掛接在PCI總線上的設(shè)備有主控和從控兩類。PCI總線允許多處理器系統(tǒng)中任何一個(gè)處理器或其他有總線主控能力的設(shè)備成為主控設(shè)備，對(duì)總線實(shí)行操作。這樣微處理器內(nèi)部的操作和總線操作可以同時(shí)進(jìn)行，而不必要等待總線操作完成。739.1.3PCI總線PCI總線的特點(diǎn)139.1.3PCI總線PCI總線的特點(diǎn)支持兩種電壓，適用各種機(jī)型。PCI總線支持5V和3.3V的擴(kuò)展卡，并可以從5V向3.3V進(jìn)行平滑的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換。具有即插即用功能。PCI總線的接口卡上都設(shè)有配置寄存器，系統(tǒng)加電時(shí)用程序給這些設(shè)備分配端口地址等系統(tǒng)資源，可以避免使用時(shí)發(fā)生沖突。預(yù)留擴(kuò)展空間。PCI總線開(kāi)發(fā)時(shí)預(yù)留了足夠的發(fā)展空間，比如，它支持64位地址/數(shù)據(jù)多路復(fù)用，這是考慮到新一代的高性能外圍設(shè)備最終將需要64位寬度的數(shù)據(jù)通道。PCI的64位延伸設(shè)計(jì)，可將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸率提高到264MB/s。749.1.3PCI總線PCI總線的特點(diǎn)149.1.3PCI總線PCI總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PCI總線結(jié)構(gòu)中HOST-PCI橋與PCI總線相連，這個(gè)橋提供了數(shù)據(jù)緩沖功能，是一個(gè)低延遲的訪問(wèn)通道，使處理器能夠訪問(wèn)PCI設(shè)備，PCI設(shè)備也能夠訪問(wèn)主存。橋電路中包含有PCI總線控制器，有多個(gè)設(shè)備申請(qǐng)使用總線時(shí)，能夠進(jìn)行裁決和分配總線的使用權(quán)。實(shí)際上，HOST-PCI橋是一個(gè)高速的I/O協(xié)處理器。另外的橋接器用于形成多級(jí)總線結(jié)構(gòu)，有PCI-ISA，PCI-USB，PCI-PCI等，使得系統(tǒng)中不同類型的設(shè)備共存，合理地分配資源。759.1.3PCI總線PCI總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)15圖1PCI總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)76圖1PCI總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)169.1.3PCI總線PCI插槽有兩種，一種是32位的，一種是64位的，而兩種插槽又分為5V和3.3V兩種。在PC機(jī)上使用最多的是5V的32位PCI插槽。圖2為PCI插槽的示意圖。

圖2PCI插槽的示意圖779.1.3PCI總線PCI插槽有兩種，一種是32位的，一種PCIExpress在2001年春的開(kāi)發(fā)者論壇上Intel宣布了要用一種新的技術(shù)取代PCI總線和多種芯片的內(nèi)部連接,并稱之為第三代I/O總線技術(shù)3rdGenerationI/O也就是3GIO）。不久后，以Intel、AMD、IBM、DELL、NVIDIA等20多家業(yè)界主導(dǎo)公司開(kāi)始起草3GIO，2002年草案完成，并正式命名為PCIExpress。PCIExpress（簡(jiǎn)稱PCIE），雖然從表面來(lái)看它的名字和PCI有些類似，但它們之間卻有著本質(zhì)的區(qū)別78PCIExpress在2001年春的開(kāi)發(fā)者論壇上IntePCIExpressPCI采用的是并行通道。PCIExpress總線屬于串行總線，進(jìn)行的是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，每個(gè)傳輸通道單獨(dú)享有帶寬。PCIExpress總線還支持雙向傳輸模式和數(shù)據(jù)分路傳輸模式。PCIExpress接口根據(jù)總線接口對(duì)位寬的要求不同而有所差異，分為PCIExpress1×、2×、4×、8×、16×甚至32×，由此PCIExpress的接口長(zhǎng)短也不同，1×最小，往上則越大。其中1×、2×、4×、8×、16×為數(shù)據(jù)分路傳輸模式，32×為多通道雙向傳輸模式。1×單向傳輸帶寬可達(dá)到250MB/s，雙向傳輸帶寬能夠達(dá)到500MB/s，這個(gè)已經(jīng)不是PCI總線所能夠相比的了。同時(shí)PCIExpress不同接口還可以向下兼容其他PCIExpress小接口的產(chǎn)品,即PCIExpress4×的設(shè)備可以插在PCIExpress8X或16X上進(jìn)行工作。表11.6為現(xiàn)有總線類型數(shù)據(jù)傳輸率的比較.79PCIExpressPCI采用的是并行通道。PCIEx第一節(jié)主板的基本工作原理主板的模塊結(jié)構(gòu)功能主板主要由CPU芯片組(Chipset)、高速緩存(Cache)、系統(tǒng)總線槽、RAM(內(nèi)存)、系統(tǒng)BIOS(基本輸入輸出管理系統(tǒng))及輸入輸出設(shè)備接口等組成。主板的主要功能是支撐和協(xié)調(diào)主板上的各個(gè)功能部件運(yùn)行工作，為它們提供信息通路和數(shù)據(jù)通道。計(jì)算機(jī)的主要電路和核心部件都集成在主板上。如圖所示。9.2主板80第一節(jié)主板的基本工作原理主板的模塊結(jié)構(gòu)功能9.2主板9.2.1常規(guī)主板、一體化主板和整合主板常規(guī)主板:傳統(tǒng)的插卡式主板一體化主板:“ALL-IN-ONE”整合主板：將顯卡、聲卡、網(wǎng)卡等I/O板卡以及其他設(shè)備整合到芯片組中。819.2.1常規(guī)主板、一體化主板和整合主板常規(guī)主板:傳統(tǒng)的9.2.2主板的主要組成部件和接口

按其電路功能主板分為以下幾部分。

1．CPU模塊

CPU模塊包括CPU芯片、CPU插座和風(fēng)扇。CPU的類型不同，CPU的插座也不一樣。

2．內(nèi)存模塊內(nèi)存模塊包括內(nèi)存插槽和內(nèi)存條。內(nèi)存插槽是連接和放置內(nèi)存條的地方，它決定著所安裝的內(nèi)存條類型，目前的形式有168線槽(DIMM槽)和184線槽(RIMM槽)。

3．芯片組(Chipset)

芯片組稱為控制芯片組(Chipset)，由一片或多片超大規(guī)模集成電路芯片構(gòu)成。主要包括總線控制器、計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷控制器、DMA通道控制器和CMOSRAM等功能電路。

4．BIOS基本輸入輸出系統(tǒng)

BIOS主要用于控制管理整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入輸出，BIOS被固化在ROM中，ROM是焊在或插在主板上的一個(gè)集成電路芯片，其中保存有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最重要的基本輸入/輸出程序、系統(tǒng)設(shè)置程序、開(kāi)機(jī)上電自檢程序。目前主板上的BIOSROM芯片都是用FlashROM，所以可以對(duì)它進(jìn)行升級(jí)。

829.2.2主板的主要組成部件和接口按其電路功能主板分第一節(jié)主板的基本工作原理

5．總線擴(kuò)展槽可插放各種用途的功能板卡，如顯卡、聲卡、網(wǎng)卡、視頻轉(zhuǎn)接卡等。根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)展槽有：ISA、PCI和AGP擴(kuò)展槽總線。ISA又分為ISA和EISA；PCI分為PCI、PCI2.1和PCIX；AGP分為AGP1X、2X、4X和8X。這些擴(kuò)展槽并行排列在主板上，ISA總線擴(kuò)展槽為黑色；PCI總線擴(kuò)展槽為白色，但比ISA總線擴(kuò)展槽短些；AGP擴(kuò)展槽是離CPU插座最近的褐色插槽。

PCI擴(kuò)展槽在主板上均有編號(hào)，靠近AGP端口的PCI槽一般定為1號(hào)，然后依次向ISA槽方向分別編為2至5號(hào)。PCI槽編號(hào)在某些操作系統(tǒng)或應(yīng)用軟件中可能用到。

6．高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為了提高數(shù)據(jù)的存取速度，486以上檔次的計(jì)算機(jī)普遍采用了在CPU與主存儲(chǔ)之間增設(shè)少量的高速度存儲(chǔ)器(Cache)，臨時(shí)存放CPU經(jīng)常要訪問(wèn)的指令和數(shù)據(jù)，用來(lái)解決高速的CPU與低速主存儲(chǔ)器工作速度不匹配影響整個(gè)系統(tǒng)工作速度的矛盾。高速緩存可分為：

(1)L1CACHE(一級(jí)緩存)：建立在CPU內(nèi)部的高速緩存；

(2)L2CACHE(二級(jí)緩存)：建立在CPU內(nèi)部或主板上的高速緩存。

P4以上計(jì)算機(jī)甚至有L3CACHE，一般是建立在主板上。83第一節(jié)主板的基本工作原理5．總線擴(kuò)展槽23第一節(jié)主板的基本工作原理7．外設(shè)接口

486以上計(jì)算機(jī)的主板上集成了軟硬盤控制器、串并行接口，有的甚至將網(wǎng)卡、顯卡、聲卡等都集成在主板上，即所謂的ALLINONE主板。目前主板都帶有：

(1)兩個(gè)串行接口。用來(lái)連接鼠標(biāo)或Modem等串行設(shè)備；

(2)一個(gè)并行接口。用來(lái)連接打印機(jī)等并行設(shè)備；

(3)兩個(gè)以上USB接口。用來(lái)連接USB設(shè)備；

(4)兩個(gè)IDE接口。用來(lái)連接硬盤或光驅(qū)；

(5)一個(gè)軟驅(qū)接口。用來(lái)連接軟盤驅(qū)動(dòng)器；

(6)兩個(gè)PSⅡ接口。用來(lái)連接鍵盤和鼠標(biāo)；

(7)三個(gè)模擬信號(hào)接口。用來(lái)連接話筒、揚(yáng)聲器等；

(8)一個(gè)游戲桿接口。84第一節(jié)主板的基本工作原理7．外設(shè)接口249.2.3CPU芯片及其插座（插槽）

微機(jī)的性能主要取決于主板，而主板的性能取決于CPU，CPU芯片內(nèi)部總線的寬度和時(shí)鐘主頻是決定CPU性能的主要參數(shù)。80386以上CPU芯片各具其特定的強(qiáng)大功能，但必須有相應(yīng)的芯片組配合運(yùn)行才能發(fā)揮，因此主板配以相應(yīng)的芯片電路設(shè)計(jì)。主頻CPU的主頻，即CPU內(nèi)核工作的時(shí)鐘頻率（CPUClockSpeed）。通常所說(shuō)的某某CPU是多少兆赫的，而這個(gè)多少兆赫就是“CPU的主頻”。主頻是CPU內(nèi)部參與運(yùn)算和操作的各內(nèi)部單元按統(tǒng)一的時(shí)鐘頻率同步的運(yùn)行，是整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致的工作，以CLK表示。859.2.3CPU芯片及其插座（插槽）微機(jī)的性能主要取決于9.2.3CPU芯片及其插座（插槽）

CPU主頻的：“外頻”和“倍頻”外頻也叫CPU前端總線頻率或基頻，計(jì)量單位為“MHz“。CPU的主頻與外頻有一定的比例（倍頻）關(guān)系，由于內(nèi)存和設(shè)置在主板上的L2Cache的工作頻率與CPU外頻同步，所以使用外頻高的CPU組裝電腦，其整體性能比使用相同主頻但外頻低一級(jí)的CPU要高。這項(xiàng)參數(shù)關(guān)系試用于主板的選擇。

倍頻系數(shù)是CPU主頻和外頻之間的比例關(guān)系，一般為：主頻=外頻*倍頻。Intel公司所有CPU（少數(shù)測(cè)試產(chǎn)品例外）的倍頻通常已被鎖定（鎖頻），用戶無(wú)法用調(diào)整倍頻的方法來(lái)調(diào)整CPU的主頻，但仍然可以通過(guò)調(diào)整外頻為設(shè)置不同的主頻。AMD和其它公司的CPU未鎖頻。總線寬度：總線上可同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的位數(shù)。位數(shù)越多，一次傳輸?shù)男畔⒕驮蕉唷SA寬度為16位，EISA為16位，PCI為32位，PCI-2可達(dá)到64位。869.2.3CPU芯片及其插座（插槽）CPU主頻的：“外頻9.3芯片組采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)，把主板上眾多的接口芯片和支持芯片按不同功能分別集成到芯片之中。用少量幾片VLSI芯片的組合稱為“控制芯片組”。采用芯片組技術(shù)后，可以簡(jiǎn)化主板的設(shè)計(jì)，降低了系統(tǒng)的成本，提高了系統(tǒng)的可靠性。（1）南北橋芯片多數(shù)芯片組由北橋芯片（NorthBridgeChip）和南橋芯片（SouthBridgeChip）組成的南北橋架構(gòu)，兩塊芯片就像橋梁或紐帶一樣將電腦系統(tǒng)中各個(gè)獨(dú)立的器件和設(shè)備連接起來(lái)形成整體。VIAApolloPro133A芯片組

879.3芯片組采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)，把主板上眾多的接口芯北橋芯片（1）CPU規(guī)格。支持CPU類型：PentiumIII、

Pentium4、

Athlon、

Athlon64。支持前端總線頻率：

PentiumIII（100MHz~133MHz）、Pentium4（

400MHz~1066MHz）、Athlon（200MHz~400MHz）、Athlon64（800MHz）（2）內(nèi)存規(guī)格。支持內(nèi)存類型：SDRAM、DDR-SDRAM、

DDRII-SDRAM、RDRAM。（3）系統(tǒng)總線規(guī)格。支持總線類型：ISA、PCI、AGP、PCI-E。支持最大PCI插槽數(shù)：一般為4、5、6。（4）圖形系統(tǒng)規(guī)格。AGP：是否支持AGP1X/2X/4X/8X。是否集成圖形控制器。88北橋芯片28南橋芯片（1）硬盤接口規(guī)格。接口類型：PATA（并行ATA，即標(biāo)準(zhǔn)IDE接口）、SCSI、SATA（串行ATA）。Ultra-ATA：是否支持Ultra-ATA33/66/100/133。（2）外設(shè)總線規(guī)格。類型：USB、IEEE1394。USB規(guī)格：USB1.1、USB2.0。最多USB口數(shù)：一般為2到8個(gè)。（3）其他整合資源。AC97聲效控制器、MODEM控制器、以太網(wǎng)控