由前幾期視頻合集(零基礎(chǔ)自學(xué)計(jì)算機(jī)故障排除---7天了解計(jì)算機(jī)開(kāi)機(jī)過(guò)程),講解了POST的主板軟啟動(dòng)過(guò)程;有不少網(wǎng)友留言、私信來(lái)問(wèn)各種不開(kāi)機(jī)的故障,但大多網(wǎng)友沒(méi)能能過(guò)我們的這合集視頻,很好的理清思路,那這樣的情況我們拍視頻的初衷就達(dá)不到效果了,特此再寫(xiě)下電腦五大件:主板、CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)、電源的工作原理和常見(jiàn)故障,以補(bǔ)初衷。
那好,我們現(xiàn)在來(lái)先來(lái)看一張圖,了解一下ATX主板的整個(gè)架構(gòu)
來(lái)源網(wǎng)絡(luò)
更加形象直觀的架構(gòu)圖:
來(lái)源網(wǎng)絡(luò)
那接下來(lái),我們?cè)賮?lái)介紹主板這個(gè)加電以后的工作過(guò)程和原理,還是先來(lái)看一張圖,更直觀一點(diǎn),對(duì)于概念的東西,老修的方法是:“把抽象的變形象,把形象變影像,把影像變印象”,這樣的一個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程和理解方法,那我們來(lái)看一下:
來(lái)源網(wǎng)絡(luò)
那我們?cè)谟梦淖謥?lái)講一下主板的硬啟動(dòng)的12個(gè)流程:
1、主板插入ATX電源插頭,主板就會(huì)加載SVSB。
2、按下主機(jī)上的電源開(kāi)關(guān)后,主板會(huì)通知南橋,然后南橋發(fā)出信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生PS_ON的信號(hào)。
3、ATX電源會(huì)輸出SV、3.3V、12V等給各路供電。
4、這個(gè)時(shí)候電源由不穩(wěn)定到穩(wěn)定,然后發(fā)出一個(gè)電源準(zhǔn)備好的信號(hào)(POWER GOOD)通知主板。
5、此時(shí)主板上會(huì)產(chǎn)生各種芯片、設(shè)備需要的電壓,如1.5V、2.5V等。同時(shí)CPU也得到一個(gè)供電,同時(shí)拉低VRM芯片(CPU供電管理芯片)的VID信號(hào)。
6、VRM芯片控制產(chǎn)生CPU核心供電,也有稱為VCCP(VCORE)給CPU。
7、穩(wěn)定的VCORE電壓反饋給VRM控制芯片。VRM產(chǎn)生PWRGD信號(hào),也稱為VRM_GD、CORE_GD等,專指CPU供電電源就緒。
8、同時(shí)VCORE經(jīng)轉(zhuǎn)換后,產(chǎn)生CLK-EN送給主板時(shí)鐘芯片(CLK)電路,時(shí)鐘電路開(kāi)始工作,產(chǎn)生各設(shè)備所需的時(shí)鐘。
9、南橋收到VRM產(chǎn)生的PWEGD和CLK電路送達(dá)的時(shí)鐘信號(hào)后產(chǎn)生PCIRST。
10、PCIRST送達(dá)ACPI控制器或門(mén)電路,經(jīng)轉(zhuǎn)化后分別送出,送達(dá)北橋的PLTRST,送達(dá)北橋后北橋送出CPURST。
11、CPU收到CPURST后,發(fā)出一個(gè)地址信號(hào),這個(gè)地址信號(hào)固定為FFFFFFFOH,指向基本輸入輸出系統(tǒng)(BIOS)的入口地址,通過(guò)CPU到北橋的前端總線到達(dá)北橋,北橋?qū)⒃摰刂沸盘?hào),經(jīng)過(guò)DMI總線送達(dá)南橋。
12、南橋此時(shí)收到地址信號(hào)后,將改地址發(fā)送給基本輸入輸出系統(tǒng)(BIOS),然后取得該地址存儲(chǔ)的命令,并通過(guò)數(shù)據(jù)線將取得的BIOS命令送到北橋,再至CPU,CPU執(zhí)行接收到的指令,執(zhí)行運(yùn)算和控制,發(fā)出一系列指令。
那我們了解以上這些硬啟動(dòng)的12個(gè)過(guò)程有什么用啊?這對(duì)故障排除有什么幫助嗎?這里,我們就來(lái)分享幾個(gè)斷電故障:
1、按一開(kāi)機(jī)鍵,CPU風(fēng)扇轉(zhuǎn)一下,就又?jǐn)嚯娏耍?/p>
2、按一下開(kāi)機(jī)鍵,電源和CPU風(fēng)扇就只動(dòng)一下,轉(zhuǎn)都不轉(zhuǎn),就斷電,
3、按一下開(kāi)機(jī)鍵,電源風(fēng)扇一直轉(zhuǎn),CPU風(fēng)扇轉(zhuǎn)一伙,又?jǐn)嚯姡匦罗D(zhuǎn)起來(lái)
以上這樣的情況,多半是第一步到第七步?jīng)]有過(guò),是主板的原因,電源的造成的原因也有,但較少;
一個(gè)故障的發(fā)生,我們要是懂得它整個(gè)工作流程和原理,一看到這故障,你在腦子中就已經(jīng)有一個(gè)流程中斷的畫(huà)面了,有的故障是根本不需要借用診斷卡,我們懂了一以后,就可以自行判斷,這樣對(duì)于不是專業(yè)的網(wǎng)友,可以自行去處理一些故障,這就是老修發(fā)文和拍視頻的初衷。希望我們的付出,是對(duì)你有所幫助的,也有部分寫(xiě)的不是很到位的地方,還請(qǐng)廣大網(wǎng)友指出。
全程圖解主板
電源插座主要有AT電源插座和ATX電源插座兩種,有的主板上同時(shí)具備這兩種插座。AT插座應(yīng)用已久現(xiàn)已淘汰。而采用20口的ATX電源插座,采用了防插反設(shè)計(jì),不會(huì)像AT電源一樣因?yàn)椴宸炊鵁龎闹靼濉3硕猓陔娫床遄浇话氵€有主板的供電及穩(wěn)壓電路。
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主板的供電及穩(wěn)壓電路也是主板的重要組成部分,它一般由電容,穩(wěn)壓塊或三極管場(chǎng)效應(yīng)管,濾波線圈,穩(wěn)壓控制集成電路塊等元器件組成。此外,P4主板上一般還有一個(gè)4口專用12V電源插座。
1.BIOS及電池
BIOS(BASIC INPUT/OUTPUT SYSTEM)基本輸入輸出系統(tǒng)是一塊裝入了啟動(dòng)和自檢程序的EPROM或EEPROM集成塊。實(shí)際上它是被固化在計(jì)算機(jī)ROM(只讀存儲(chǔ)器)芯片上的一組程序,為計(jì)算機(jī)提供最低級(jí)的、最直接的硬件控制與支持。除此而外,在BIOS芯片附近一般還有一塊電池組件,它為BIOS提供了啟動(dòng)時(shí)需要的電流。
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常見(jiàn)BIOS芯片的識(shí)別主板上的ROM BIOS芯片是主板上唯一貼有標(biāo)簽的芯片,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。
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早期的BIOS多為可重寫(xiě)EPROM芯片,上面的標(biāo)簽起著保護(hù)BIOS內(nèi)容的作用,因?yàn)樽贤饩€照射會(huì)使EPROM內(nèi)容丟失,所以不能隨便撕下。現(xiàn)在的ROM BIOS多采用Flash ROM(快閃可擦可編程只讀存儲(chǔ)器),通過(guò)刷新程序,可以對(duì)Flash ROM進(jìn)行重寫(xiě),方便地實(shí)現(xiàn)BIOS升級(jí)。
目前市面上較流行的主板BIOS主要有Award BIOS、AMI BIOS、Phoenix BIOS三種類型。Award BIOS是由Award Software公司開(kāi)發(fā)的BIOS產(chǎn)品,在目前的主板中使用最為廣泛。Award BIOS功能較為齊全,支持許多新硬件,目前市面上主機(jī)板都采用了這種BIOS。
AMI BIOS是AMI公司出品的BIOS系統(tǒng)軟件,開(kāi)發(fā)于80年代中期,它對(duì)各種軟、硬件的適應(yīng)性好,能保證系統(tǒng)性能的穩(wěn)定,在90年代后AMI BIOS應(yīng)用較少;Phoenix BIOS是Phoenix公司產(chǎn)品,Phoenix BIOS多用于高檔的原裝品牌機(jī)和筆記本電腦上,其畫(huà)面簡(jiǎn)潔,便于*作,現(xiàn)在Phoenix已和Award公司合并,共同推出具備兩者標(biāo)示的BIOS產(chǎn)品。
2.機(jī)箱前置面板接頭
機(jī)箱前置面板接頭是主板用來(lái)連接機(jī)箱上的電源開(kāi)關(guān)、系統(tǒng)復(fù)位、硬盤(pán)電源指示燈等排線的地方。一般來(lái)說(shuō),ATX結(jié)構(gòu)的機(jī)箱上有一個(gè)總電源的開(kāi)關(guān)接線(Power SW),其是個(gè)兩芯的插頭,它和Reset的接頭一樣,按下時(shí)短路,松開(kāi)時(shí)開(kāi)路,按一下,電腦的總電源就被接通了,再按一下就關(guān)閉。
而硬盤(pán)指示燈的兩芯接頭,一線為紅色。在主板上,這樣的插針通常標(biāo)著IDE LED或HD LED的字樣,連接時(shí)要紅線對(duì)一。這條線接好后,當(dāng)電腦在讀寫(xiě)硬盤(pán)時(shí),機(jī)箱上的硬盤(pán)的燈會(huì)亮。電源指示燈一般為兩或三芯插頭,使用1、3位,1線通常為綠色。
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在主板上,插針通常標(biāo)記為Power LED,連接時(shí)注意綠色線對(duì)應(yīng)于第一針(+)。當(dāng)它連接好后,電腦一打開(kāi),電源燈就一直亮著,指示電源已經(jīng)打開(kāi)了。而復(fù)位接頭(Reset)要接到主板上Reset插針上。主板上Reset針的作用是這樣的:當(dāng)它們短路時(shí),電腦就重新啟動(dòng)。而PC喇叭通常為四芯插頭,但實(shí)際上只用1、4兩根線,一線通常為紅色,它是接在主板Speaker插針上。在連接時(shí),注意紅線對(duì)應(yīng)1的位置。
3.外部接口
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ATX主板的外部接口都是統(tǒng)一集成在主板后半部的。現(xiàn)在的主板一般都符合PC'99規(guī)范,也就是用不同的顏色表示不同的接口,以免搞錯(cuò)。一般鍵盤(pán)和鼠標(biāo)都是采用PS/2圓口,只是鍵盤(pán)接口一般為藍(lán)色,鼠標(biāo)接口一般為綠色,便于區(qū)別。而USB接口為扁平狀,可接MODEM,光驅(qū),掃描儀等USB接口的外設(shè)。而串口可連接MODEM和方口鼠標(biāo)等,并口一般連接打印機(jī)。
4.主板上的其它主要芯片
除此而外主板上還有很多重要芯片:
聲卡芯片
現(xiàn)在的主板集成的聲卡大部分都是AC'97聲卡,全稱是Audio CODEC'97,這是一個(gè)由Intel、Yamaha等多家廠商聯(lián)合研發(fā)并制定的一個(gè)音頻電路系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。主板上集成的AC97聲卡芯片主要可分為軟聲卡和硬聲卡芯片兩種。所謂的AC'97軟聲卡,只是在主板上集成了數(shù)字模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片(如ALC201、ALC650、AD1885等),而真正的聲卡被集成到北橋中,這樣會(huì)加重CPU少許的工作負(fù)擔(dān)。
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所謂的AC'97硬聲卡,是在主板上集成了一個(gè)聲卡芯片(如創(chuàng)新CT5880,雅馬哈的744,VIA的Envy 24PT),這個(gè)聲卡芯片提供了獨(dú)立的聲音處理,最終輸出模擬的聲音信號(hào)。這種硬件聲卡芯片相對(duì)比軟聲卡在成本上貴了一些,但對(duì)CPU的占用很小。
網(wǎng)卡芯片
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現(xiàn)在很多主板都集成了網(wǎng)卡。在主板上常見(jiàn)的整合網(wǎng)卡所選擇的芯片主要有10/100M的RealTek公司的8100(8139C/8139D芯片)系列芯片以及威盛網(wǎng)卡芯片等。除此而外,一些中高端主板還另外板載有Intel、3COM、Alten和Broadcom的千兆網(wǎng)卡芯片等,如Intel的i82547EI、3COM 3C940等等。(見(jiàn)圖18-3COM 3C940千兆網(wǎng)卡芯片)
IDE陣列芯片
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一些主板采用了額外的IDE陣列芯片提供對(duì)磁盤(pán)陣列的支持,其采用IDE RAID芯片主要有HighPoint、Promise等公司的產(chǎn)品的功能簡(jiǎn)化版本。例如Promise公司的PDC20276/20376系列芯片能提供支持0,1的RAID配置,具自動(dòng)數(shù)據(jù)恢復(fù)功能。美國(guó)高端HighPoint公司的RAID芯片如HighPoint HPT370/372/374系列芯片,SILICON SIL312ACT114芯片等等。
I/O控制芯片
I/O控制芯片(輸入/輸出控制芯片)提供了對(duì)并串口、PS2口、USB口,以及CPU風(fēng)扇等的管理與支持。常見(jiàn)的I/O控制芯片有華邦電子(WINBOND)的W83627HF、W83627THF系列等,例如其最新的W83627THF芯片為I865/I875芯片組提供了良好的支持,除可支持鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、軟盤(pán)、并列端口、搖桿控制等傳統(tǒng)功能外,更創(chuàng)新地加入了多樣新功能,例如,針對(duì)英特爾下一代的Prescott內(nèi)核微處理器,提供符合VRD10.0規(guī)格的微處理器過(guò)電壓保護(hù),如此可避免微處理器因?yàn)楣ぷ麟妷哼^(guò)高而造成燒毀的危險(xiǎn)。
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此外,W83627THF內(nèi)部硬件監(jiān)控的功能也同時(shí)大幅提升,除可監(jiān)控PC系統(tǒng)及其微處理器的溫度、電壓和風(fēng)扇外,在風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制上,更提供了線性轉(zhuǎn)速控制以及智能型自動(dòng)控轉(zhuǎn)系統(tǒng),相較于一般的控制方式,此系統(tǒng)能使主板完全線性地控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,以及選擇讓風(fēng)扇是以恒溫或是定速的狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)。這兩項(xiàng)新加入的功能,不僅能讓使用者更簡(jiǎn)易地控制風(fēng)扇,并延長(zhǎng)風(fēng)扇的使用壽命,更重要的是還能將風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)所造成的噪音減至最低。
頻率發(fā)生器芯片
頻率也可以稱為時(shí)鐘信號(hào),頻率在主板的工作中起著決定性的作用。我們目前所說(shuō)的CPU速度,其實(shí)也就是CPU的頻率,如P4 1.7GHz,這就是CPU的頻率。電腦要進(jìn)行正確的數(shù)據(jù)傳送以及正常的運(yùn)行,沒(méi)有時(shí)鐘信號(hào)是不行的,時(shí)鐘信號(hào)在電路中的主要作用就是同步;因?yàn)樵跀?shù)據(jù)傳送過(guò)程中,對(duì)時(shí)序都有著嚴(yán)格的要求,只有這樣才能保證數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程不出差錯(cuò)。
時(shí)鐘信號(hào)首先設(shè)定了一個(gè)基準(zhǔn),我們可以用它來(lái)確定其它信號(hào)的寬度,另外時(shí)鐘信號(hào)能夠保證收發(fā)數(shù)據(jù)雙方的同步。對(duì)于CPU而言,時(shí)鐘信號(hào)作為基準(zhǔn),CPU內(nèi)部的所有信號(hào)處理都要以它作為標(biāo)尺,這樣它就確定CPU指令的執(zhí)行速度。
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時(shí)鐘信號(hào)頻率的擔(dān)任,會(huì)使所有數(shù)據(jù)傳送的速度加快,并且提高了CPU處理數(shù)據(jù)的速度,這就是我們?yōu)槭裁闯l可以提高機(jī)器速度的原因。要產(chǎn)生主板上的時(shí)鐘信號(hào),那就需要專門(mén)的信號(hào)發(fā)生器,也稱為頻率發(fā)生器。
但是主板電路由多個(gè)部分組成,每個(gè)部分完成不同的功能,而各個(gè)部分由于存在自己的獨(dú)立的傳輸協(xié)議、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn),因此它們正常工作的時(shí)鐘頻率也有所不同,如CPU的FSB可達(dá)上百兆,I/O口的時(shí)鐘頻率為24MHz,USB的時(shí)鐘頻率為48MHz,因此這么多組的頻率輸出,不可能單獨(dú)設(shè)計(jì),所以主板上都采用專用的頻率發(fā)生器芯片來(lái)控制。
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頻率發(fā)生器芯片的型號(hào)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(shí)鐘頻率發(fā)生器,是在I845PE/GE的主板上得到普遍采用時(shí)鐘頻率發(fā)生器,通過(guò)BIOS內(nèi)建的"AGP/PCI頻率鎖定"功能,能夠保證在任何時(shí)鐘頻率之下提供正確的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(tǒng)時(shí)鐘都不用擔(dān)心硬盤(pán)里面精貴的數(shù)據(jù)了,也不用擔(dān)心顯卡、聲卡等的安全了,超頻,只取決于CPU和內(nèi)存的品質(zhì)而已了。
總結(jié):
最后再讓我們通過(guò)一張?jiān)敿?xì)的大圖來(lái)對(duì)主板來(lái)個(gè)徹底注釋。
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1是整合音效芯片,2是I/O控制芯片,3是光驅(qū)音源插座,4是外接音源輔助插座,5是SPDIF插座,6是USB插頭,7是機(jī)箱被開(kāi)啟接頭,8是PCI插槽,9是AGP4X插槽,10是機(jī)箱前端通用USB接口,11是BIOS,12是機(jī)箱面板接頭,13是南橋芯片,14是IDE1插口,15是IDE2插口,16是電源指示燈接頭,17是清除CMOS記憶跳線,18是風(fēng)扇電源插座,19是電池,20是軟驅(qū)插座,21是ATX電源插座,22是內(nèi)存插槽,23是風(fēng)扇電源插座,24是北橋芯片,25是CPU風(fēng)扇支架,26是CPU插座,27是12VATX電源插座,28是第二組音源插座,29是PS/2鍵盤(pán)及鼠標(biāo)插座,30是USB插座,31是并串口,32是游戲控制器及音源插座,33是SUP_CEN插座。
板(motherboard)是個(gè)人電腦的重要組成部分。它主要由印刷電路板(pcb)、芯片組、插槽、連線、電阻等構(gòu)件組成,承擔(dān)了連接各種硬件設(shè)備(如cpu、內(nèi)存、顯卡、聲卡等)和處理器之間通訊的作用,因此被譽(yù)為電腦的神經(jīng)中樞。
主板的結(jié)構(gòu)與運(yùn)行原理可簡(jiǎn)單描述如下:
結(jié)構(gòu):
主板是一臺(tái)計(jì)算機(jī)的核心部件之一,負(fù)責(zé)管理和協(xié)調(diào)不同硬件組件的工作。主板的運(yùn)行原理可以概括為以下幾個(gè)方面:
主板上有多個(gè)插槽和接口,可以各種硬件設(shè)備,例如中央處理器(cpu)、內(nèi)存(ram)、圖形處理器(gpu)、硬盤(pán)、光驅(qū)等。當(dāng)這些硬件設(shè)備主板時(shí),它們的引腳會(huì)與主板上的插座相連接。這種連接進(jìn)一步形成了電路,讓所有硬件組件可以進(jìn)行正確而穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸。
每個(gè)硬件設(shè)備都需要電力來(lái)運(yùn)行,因此主板負(fù)責(zé)向每個(gè)設(shè)備提供電源。主板通過(guò)大型電源連接簡(jiǎn)單電路板,以確保其能夠?yàn)樗杏布O(shè)備提供足夠的電量。同時(shí),主板還負(fù)責(zé)控制每個(gè)設(shè)備接受的電源電壓和頻率,以確保它們?cè)谡_的條件下安全地運(yùn)行。
在計(jì)算機(jī)工作期間,主板將處理器(cpu)和內(nèi)存(ram)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪J椒Q為前端總線(fsb)。本質(zhì)上,這是一種專用的通信總線,用于幫助cpu與內(nèi)存之間在數(shù)據(jù)傳輸方面進(jìn)行協(xié)調(diào)。
除了fsb,主板還支持其他數(shù)據(jù)傳輸總線。例如,pci express總線可以用于連接**顯卡和其他擴(kuò)展卡的插槽。sata總線則用于連接硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和其他儲(chǔ)存設(shè)備。
基本輸入輸出系統(tǒng)(bios)是主板上的一組低級(jí)軟件。