笔记本架构介绍.ppt

课程内容课程内容1.主板架构.2.总线介绍.3.平台介绍.4.笔记本电脑的保养.1笔记本架构及功能介绍笔记本架构及功能介绍2计算机5大组成部分1.控制器2.运算器3.存储器4.输入设备5.输出设备3计算机工作三大重要信号计算机工作三大重要信号•1.电压•2.频率•3.复位4目录目录1.CH5 Block Diagram Overview2.Motherboard简介3.Notebook Main Feature介绍4.Q & A51.1 BLOCK DIAGRAM 详图详图61.2 BLOCK DIAGRAM 简图简图72.1 Motherboard bottom层示意图层示意图82.2 Motherboard top层示意图层示意图93.Main Feature 介绍介绍 从硬件上看，笔记本由CPU, Chipset, CPU, Chipset, 显卡显卡, , 内存内存, , 硬盘硬盘, Audio, I/O , Audio, I/O 口口等几大部分组成这些硬件又是通过不同的总线以及协议连接起来的以下对一些比较常见的设备及总线进行具体介绍1）CHIPSET 12）FSB2）CRT 13）DMI与LPC3）LCD 14）DDR4）HDMI 15）LVDS5）AUDIO 16）PCI与PCI-E6）IEEE 1394 17）SATA7）USB2.08）Express Card9）RJ45/RJ1110）Bluetooth11）WiFi/WiMAX/3G10 1））Chipset: 芯片组（芯片组（Chipset））是构成主板电路的核心。

一定意义上讲，它决定了主板的级别和档次它就是“南桥南桥”和“北桥北桥”的统称，就是把以前复杂的电路和元件最大限度地集成在几颗芯片内的芯片组如果说中央处理器（CPU）是整个电脑系统的大脑，那么芯片组将是整个身体的心脏在电脑界称设计芯片组的厂家为Core Logic，Core的中文意义是核心或中心，光从字面的意义就足以看出其重要性对于主板而言，芯片组几乎决定了这块主板的功能，进而影响到整个电脑系统性能的发挥，芯片组是主板的灵魂芯片组性能的优劣，决定了主板性能的好坏与级别的高低 北桥（North Bridge）是主板芯片组中起主导作用的最重要的组成部分，也称为主桥（Host Bridge）北桥芯片负责与CPU的联系并控制内存、提供对CPU的类型和主频、系统的前端总线频率、内存的类型（SDRAM，DDR SDRAM以及RDRAM等等）和最大容量整合型芯片组的北桥芯片还集成了显示核心NB就是主板上离CPU最近的芯片，这主要是考虑到北桥芯片与处理器之间的通信最密切，为了提高通信性能而缩短传输距离 南桥（South Bridge）负责I/O口之间的通信，如PCI总线、USB、LAN、SATA、音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等。

SB所连接的I/O总线较多，离处理器远一点有利于布线相对于北桥芯片来说，其数据处理量并不算大，所以南桥芯片一般都没有覆盖散热片南桥芯片不与处理器直接相连，而是通过总线与北桥芯片相连 112) CRT: 阴极射线管阴极射线管(Cathode Ray Tube)显示器显示器CRT的工作原理就是当显像 管内部的电子枪阴极发出的电子束，经强度控制、聚焦和加速后变成 细小的电子流，再经过偏转线圈的作用向正确目标偏离，穿越荫罩的 小孔或栅栏，轰击到荧光屏上的荧光粉这时荧光粉被启动，就发出 光线来R、G、B三色荧光点被按不同比例强度的电子流点亮，就会 产生各种色彩3) LCD: 液晶显示器液晶显示器是 Liquid Crystal Display 的简称，LCD 的构造是在两 片 平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的 细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射 出来产生画面。

比CRT要好的多，但是价钱较其贵4) HDMI: 英文全称是High Definition Multimedia Interface，中文名称是高清晰高清晰 多媒体接口多媒体接口HDMI能高品质地传输未经压缩的高清视频高清视频和多声道音多声道音 频频数据，最高数据传输速度为5Gbps同时无需在信号传送前进行数/ 模或者模/数转换，可以保证最高质量的影音信号传送125) Audio: 音频装置. 主要有Codec, Amplifier以及MIC, Speaker等组成.目前, 为了减小空间, Codec和Amplifier会集成到一个IC里面. 通俗地讲， 笔记本的Codec部分就是声卡声卡的工作原理其实很简单，我们 知道，MIC和Speaker所用的都是模拟信号，而电脑所能处理的都 是数字信号，两者不能混用，声卡的作用就是实现两者的转换从 结构上分，声卡可分为模数转换电路和数模转换电路两部分,模数转 换电路负责将MIC等声音输入设备采到的模拟声音信号转换为电 脑能处理的数字信号；而数模转换电路负责将电脑使用的数字声音 信号转换为Speaker等设备能使用的模拟信号，就这么简单。

136) IEEE 1394：：计算机接口IEEE 1394，俗称火线（FireWire）接口，主要用于视频的采集，在笔记本主板与数码摄像机(DV)等数码产品上均可见是由苹果公司领导的开发联盟开发的一种高速度传送接口，数据传输率一般为800Mbps但随着硬盘价格愈来愈便宜，加上USB 2.0(480Mbps)开发便宜，速度也不太慢，从而取代了IEEE 1394，成为了外接电脑硬盘及其它周边装置的最常用界面7) USB2.0: USB（Universal Serial Bus）通用串行总线USB现在的版本有USB1.1和USB2.0两种其中USB1.1的传输速率为12Mbps．而USB2.0传输速率最高可达480Mbps，最长连线5米，需要USB控制器控制数据传输，最多支持127个外围设备，和USB1.1接头规格相同并向下兼容USB1.1USB成型是在1995年，但是到了WIN97才开始以外挂形式支持USB设备1998年Microsoft推出内置USB接口模块的WIN98，USB设备才得到全面发展目前比较流行的操作系统WIN ME／2000／XP将USB做为一项标准接口，真正实现了即插即用。

148) Express card：Express Card规格有两种： a)ExpressCard/54(54 mm 宽，L 形，带有 34 mm 连接器)； b)34 mm 的插卡适用于 34 mm 和 54 mm 插卡插槽54 mm 的插卡仅 适用于 54 mm 插卡插 槽 Express Card 不仅体积细小，而且传输速度更快，适合于移动或者桌面平台 系统，并且支持并且支持USB 2.0以及以及PCI Express 这种新一代的卡具有两种规格，其中最小的卡是ExpressCard/34 标准，这种尺寸更适合于移动设备的接入，比如PDA等第二种是ExpressCard/54 标准，这种标准用来支持那些需要更大尺寸卡的技术，其中这些应用包括了SMAERCARD 读卡器，CF卡读卡器，以及1.8英寸的硬盘驱动器不过所有Express Card 标准都是5mm厚　 由于卡同时支持USB2.0 规格和PCI Express 界面规格，因此卡的生产商可以任意选用一种总线来支持它们的应用程序。

要么是性能强大的PCI Express 界面规格，要么是应用广泛的USB 2.0 规格159) RJ45/RJ11：：RJ-45插头是一种只能沿固定方向插入并自动防止脱落的塑 料接头，俗称“水晶头”，专业术语为RJ-45连接器（RJ-45是一种网络接口规范，类似的还有RJ-11接口，就是我们平常所用的“接口”，用来连接线）之所把它称之为“水晶头”，是因为它的外表晶莹透亮的原因双绞线的两端必须都安装这种RJ-45插头，以便插在网卡（NIC）、集线器（Hub）或交换机（Switch）的RJ-45接口上，进行网络通讯10) Bluetooth：：蓝牙（Bluetooth）是由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚于 1998年5月共同提出的近距离无线数据通讯技术标准它能够在10米的半径范围内实现单点对多点的无线数据和声音传输，其数据传输带宽可达1Mbps通讯介质为频率在2.402GHz到2.480GHz之间的电磁波1611））WiFi/WiMAX/3G WiFi、WiMAX和3G都是一种无线接入技术可以简单地把它们作一个区分：1) WiFi网络属于局域网（LAN），其覆盖范围比较窄，通常比较适合用于室内或者小型公共场所。

2) WiMax网络属于城域网（MAN)，其覆盖范围可以达到一个城市3) 3G网络属于广域网（WAN），其覆盖范围最广，通常可以包含一个国家 3G除了可以提供城市内的无线网络服务，还可以在城市之间提供漫游服 务可以这样认为3G网络在建成之后，只要有讯号的地方就可以连上 3G网络 17 12）） FSB：：前端总线的全称是Front Side Bus，通常用FSB表示是CPU与北桥芯片之间的数据传输通道，前端总线频率越大，代表着CPU与北桥芯片之间的数据传输能力越大，总线宽度直接影响CPU与系统其它部分连接的速度，它还影响内存时钟 北桥芯片负责联系内存、显卡等数据吞吐量最大的部件，并和南桥芯片连接CPU就是通过前端总线（FSB）连接到北桥芯片，进而通过北桥芯片和内存、显卡交换数据前端总线是CPU和外界交换数据的最主要通道，因此前端总线的数据传输能力对计算机整体性能作用很大，如果没足够快的前端总线，再强的CPU也不能明显提高计算机整体速度 数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率，即数据带宽＝（总线频率×数据位宽）÷8。

目前PC机上所能达到的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、33MHz、800MHz 、1066MHz等几种，前端总线频率越大，代表CPU与北桥芯片之间的数据传输能力越大，更能充分发挥出CPU的功能现在的CPU技术发展很快，运算速度提高很快，而足够大的前端总线可以保障有足够的数据供给给CPU，较低的前端总线将无法供给足够的数据给CPU，这样就限制了CPU性能得发挥，成为系统瓶颈显然同等条件下，前端总线越快，系统性能越好1813））DMI：：全称为Direct Media Interface，直接媒体接口，这是英特尔（Intel）用来连接南北桥的总线，取代了以前的PCI总线DMI采用点对点的连接方式，时钟频率为时钟频率为100MHz，由于它是基于，由于它是基于PCI-Express总线总线，因此具有PCI-E总线的优势DMI实现了上行与下行各1GB/s的数据传输率，总带宽达到2GB/sLPC：全称为：全称为 Low Pin Count ,是连接Southbridge和Super I/O（俗称EC，连接一些低速外设，如TP，KB，FAN）的一根BUS　　LPC由 Intel 所提出. 是为了在 PC 上把 ISA 取消而制定的一个新规格. 其目的是把非常慢速的 ISA 总线取消. 而为了让一些原本在 ISA 上跑的硬件在没有 ISA 的机器上能够运作所以制定了此一规格. 例如一般 K/B ,TP , FAN等慢速外围即可用支持 LPC 的 SUPER IO 芯片控制. 而且在软件上是完全兼容的. LPC 既然是既然是 Low Pin Count 表示其表示其所用脚位很少所用脚位很少. 而且是在而且是在 PCI 33MHz 上运作上运作. 不像 ISA 脚位很多却只在 8MHz 下运作。

所以在 桌上型计算机或笔记型计算机上都有很多的优点19 14））DDR的原理：的原理： DDR SDRAM内存？首先从字面上理解，DDR就是双倍数据传输率（Double Data Rate）的SDRAM，DDR内存是更先进的SDRAMSDRAM只在时钟周期的上升沿只在时钟周期的上升沿传输指令、地址和数据而传输指令、地址和数据而DDR内存的数据线有特殊的电路，可以让它在时钟的上内存的数据线有特殊的电路，可以让它在时钟的上下沿都传输数据下沿都传输数据所以DDR在每个时钟周期可以传输两个字(四个字节)，而SDRAM只能传输一个字所以DDR代表 DDR内存在DRAM阵列和数据线之间有一个特殊的逻辑部件，这个叫DQS的部件产生闪频信号使得数据输出与外部时钟信号同步数据在输出时不必等待下一个时钟的上升沿，转而以DQS信号为依据就可以在时钟的下沿也同步地输出数据简单地说，就是用DQS信号来增加一个特殊的"时钟上沿"，而这个"时钟上沿"与外部时钟的下沿相对应写入数据时，由芯片组的内存接口电路产生DQS信号，使数据输入与时钟同步，实现在时钟上下沿写入。

这些闪频电路虽然会增加芯片内核的面积，但增加的量很小，可以忽略不计RAM类型位宽频率每周期传输数据数最大带宽DDR40064位200MHz2200x2x64bit/8bit=3200MB/sDDR20064位100MHz2100×2×64bit/8bit=1600MB/s SDRAM13364位133MHz1133×64bit/8bit=1064MB/s 2015））LVDS：：Low Voltage Differential Signaling，低电压差分信号，低电压差分信号 LVDS传输支持速率一般在 155Mbps（大约为77MHZ）以上 LVDS是一种低摆幅的差分信号技术，它使得信号能在 差分PCB线对或平衡电缆上以几百Mbps的速率传输，其低压幅和低电流驱动输出实现了其低压幅和低电流驱动输出实现了 低噪声和低功耗低噪声和低功耗 LVDS信号传输一般由三部分组成：差分信号发送器，差分信号互联器，差分信号接收器信号传输一般由三部分组成：差分信号发送器，差分信号互联器，差分信号接收器 发送器：将非平衡传输的 TTL信号转换成平衡传输的 LVDS信号。

通常由一个 IC来完成；接收器：将平衡传输的 LVDS信号转换成非平衡传输的 TTL信号通常由一个 IC来完成；互联器：包括联接线（电缆或者 PCB走线），终端匹配电阻按照 IEEE规定，电阻为 100欧我 们通常选择为 100，120欧 2116））PCI 与与PCI-E：：在工作原理上，PCI Express与并行体系的PCI没有任何相似之处，第一：第一：它采用串行方式传输数据串行方式传输数据，而依靠高频率来获得高性能由于串行传输不存在信号干扰，总线频率提升不受阻碍，PCI Express很顺利就达到2.5GHz的超高工作频率第二：第二：PCI Express采用全双工运作模式全双工运作模式，最基本的PCI Express拥有4根传输线路，其中2线用于数据发送，2线用于数据接收，也就是发送数据和接收数据可以同时进行相比之下，PCI总线和PCI-X总线在一个时钟周期内只能作单向数据传输，效率只有PCIExpress的一半；加之PCI-Express使用8b/10b编码的内嵌时钟技术，时钟信息被直接写入数据流中，这比PCI总线能更有效节省传输通道，提高传输效率。

第三：第三：PCI Express没有沿用传统的共享式结构，它采用点对点工作模式（Peer to Peer，也被简称为P2P），每个PCI Express设备都有自己的专用连接，这样就无需向整条总线申请带宽，避免多个设备争抢带宽的糟糕情形发生 由于工作频率高达2.5GHz，最基本的PCI Express总线可提供的单向带宽便达到250MBps（2.5Gbps×1 B/8bit×8b/10b=250MBps），再考虑全双工运作，该总线的总带宽达到500MBps——这仅仅是最基本的PCI Express ×1模式如果使用两个通道捆绑的×2模式，PCI Express便可提供1GBps的有效数据带宽依此类推，PCI Express ×4、×8和×16模式的有效数据传输速率分别达到2GBps、4GBps和8GBps这与PCI总线可怜的共享式133MBps速率形成极其鲜明的对比22 尽管PCI-E技术规格允许实现X1（250MB/s），X2，X4，X8，X12，X16和X32通道规格，但是依目前形式来看，PCI-E X1和和PCI-E X16已成为已成为PCI-E主主流规格流规格，同时很多芯片组厂商在南桥芯片当中添加对PCI-E X1的支持，在北桥芯片当中添加对PCI-E X16的支持。

除去提供极高数据传输带宽之外，PCI-E因为采用串行数据包方式传递数据，所以PCI-E接口每个针脚可以获得比传统I/O标准更多的带宽，这样就可以降低PCI-E设备生产成本和体积另外，PCI-E也支持高阶电源管理，支持热插拔，支持数据同步传输，为优先传输数据进行带宽优化 2317））SATA：：Serial Advanced Technology Attachment（串行高级技术附件，一种 基于行业标准的串行硬件驱动器接口），是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盘接口规范，在IDF Fall 2001大会上，Seagate宣布了Serial ATA 1.0标准，正式宣告了SATA规范的确立SATA规范将硬盘的外部传输速率理论值提高到了150MB/s，比PATA标准ATA/100高出50%，比ATA/133也要高出约13%，而随着未来后续版本的发展，SATA接口的速率还可扩展到2X和和4X（（300MB/s和和600MB/s））从其发展计划来看，未来的SATA也将通过提升时钟频率来提高接口传输速率，让硬盘也能够超频 　　SATA的优势：的优势：■传输速度快(High Speed) 从SATA的发展蓝图可以看到，SATA第一代的数据传输率为150MB/S相应的带宽为1.5Gbps， 第二代是300MB/S (3Gbps),最终发展到600MB/S (6Gbps)。

■低电压的要求 (LVDS） 因为SATA采用差分传输的方式来传送信号，所以它传送信号所需的电压峰峰值为500mv，相对 于现在的PATA的5V工作电压是一种新的处理方法■支持热插拔的功能(Hot Plugged)■接口针脚的减少(Low Pin Count):信号接头有7个针脚，电源接头有15个针脚■软件兼容性 (Software Compatibility):采用串行传输的模式来代替并行传输模式，在软件上几乎 没有影响，利用现有的操作系统和驱动完全可以实现244 Q & A Questions & Answers25。