Bài giảng Mainboard - Bo mạch chủ

Bo Mạch Chủ (MAINBOARD)Các chức năng chính :. Là thành phần chính và quan trọng nhất của máy tính.. Cung cấp các tài nguyên hệ thống (IRQ, DMA, IO Adr, các bộ chip, xung thời gian thực RTC  ).. Ghép nối các thành phần cốt lõi như CPU, ROM, RAM và các thiết bị ngoại vi để hoàn thành 1 máy tính hoàn chỉnh.. Công nghệ hiện nay sử dụng loại mạch in nhiều lớp  giảm diện tích bề mặt.ISM01 + 02H.P.B2Công nghệ SMT (Surface Mounted Technology) cũng làm giảm diện tích mainboard.Cấu trúc bản mạch in 4 lớpMặt linh kiện	lớp 1	75micro	Lớp cách điện	125microLớp tiếp đất	lớp 2	 75micro	Lớp nền	1000microLớp nguồn	lớp 3	 75micro	Lớp cách điện	125microMặt hàn	lớp 4	 75microĐộ dày mainboard 4 lớp : 1.5mmCông nghệ mạch in 6 lớp (dùng trong laptop, máy tính điện tử, các video card chuyên dụng )ISM01 + 02H.P.B3PORTS. Là giao diện dùng để hướng dẫn và đồng bộ việc di chuyển của data giữa CPU và các thiết bị ngoại vi.. Các cổng hiện nay thường xử dụng :Cổng bàn phím (AT or PS2)Cổng mouse (RS232 or PS2)Cổng nối tiếp , song songCổng USBISM01 + 02H.P.B4SerialLàm nhiệm vụ gởi và nhận data không đồng bộ theo một chuỗi thứ tự các bit tuần tự.Tiến hành thương lượng sao cho data không bị thất lạc trong quá trình truyền và nhận.Có 2 loại : 9pin (DB-9) và 25pin (DB-25)DTE (Data Terminal Equiment) dùng để kết nối với thiết bị và DCE (Data Circuit – Terminating Equiment) – cổng thiết bị được kết nối.Chuẩn EIA/TIA-232 (DB-25) và EIA/TIA-574 (DB-9).Hiện nay đang dần được thay thế bởi cổng USB.ISM01 + 02H.P.B5ParallelDùng cho việc truyền dẫn data đồng bộ, tốc độ cao đến các thiết bị ngoại vi (printer, Scan).Cũng thực hiện đàm phán với thiết bị ngoại vi để biết chúng sẵn sàng nhận data hay phát thông báo lỗi nếu thiết bị chưa sẵn sàng.Chiều dài tối đa ≤ 15feetThường dùng để kết nối máy in. Sử dụng 8dây truyền data. Các dây còn dùng cho việc kiểm soát thiết bị và kiểm soát lỗi.ISM01 + 02H.P.B6USB (Universal Serial Bus)Được phát triển bởi Intel và MicroSoft và hiện nay rất thông dụng trên các mainboard đời mới.Cung cấp 1 cổng duy nhất để nối các thiết bị.Hiện có 2 version : USB 1.0 (12Mbit/s) và USB 2.0 (tốc độ cao gấp 40 lần = 480Mbit/s).Tối đa có 127 thiết bị đưa vào cổng bất cứ lúc nào mà không boot máy lại.Các loại mainboard hiện nay cung cấp từ 4-8 cổng USB.ISM01 + 02H.P.B7Cổng IEEE 1394 (Firewire)Ra đời năm 1995 do Apple phát triển. Bổ sung cho chuẩn USBLà bus tuần tự cao tốc.Data speed là 100  400 Mbit/sChuẩn bổ sung IEEE 1394b cho tốc độ lên từ 800  3200 Mbit/s.Dùng trong các thiết bị như Digital Camera, DVD drive, Harddrive ISM01 + 02H.P.B8Socket & SlotLà nơi dùng để lắp đặt CPU, được thiết kế trên mainboard.Các loại Socket 3,4,5 dùng trong các main cũ, hiện nay hoàn toàn không còn sử dụng.Socket 6 : thiết kế cho CPU Intel 486 hoặc AMD 486.Socket 7 : thiết kế cho các loại CPU Pentium, Pentium MMX, AMD K5, K6-II, K6-III hoặc Cyrix MIII.Socket 8 : Dành cho các Pentium Pro – Loại chuyên dùng (Client/Server) – Giá cao.Socket 370 và Slot I : CPU Pentium II, III và Celeron.ISM01 + 02H.P.B9Socket 423 và 478 : CPU Pentium IV (thông dụng 478).Socket 775 : dành cho các CPU Intel đời mớiCác main Slot I dùng một hộp bộ xử lý SEC (Single – Edge Cartridge) thay vì 1 IC mảng.Các main Slot II cũng chủ yếu dành cho các bộ SEC, nhưng chúng dành riêng cho CPU Pentium II/III Xeon – Loại dùng cho server.Các loại khác của AMD là Socket A(socket 462) và Slot A, dùng cho Duron và Athlon (hiện còn tất ít trên thị trường)Loại socket mới nhất của AMD là socket 754 và socket 939ISM01 + 02H.P.B10BUS – SLOT - PERIPHERALCác thiết bị trong máy tính trao đổi thông tin qua lại với nhau bằng 1 đường truyền  bus.Có thể có 8,16,32,64,128  đường truyền. Còn gọi là bus 8bit, 16bit Các thiết bị phần cứng bên ngoài tương tác với máy tính bằng 1 giao diện gọi là Slot (khe cắm).Có 3 loại : ISA – PCI – AGP.ISM01 + 02H.P.B11ISA (Industry Standart Architecture)Tương thích với IBM PC/XT (8086 hay 8088).Sử dụng bus mở rộng có slot 62 pin gồm 3 đường dây đốt, 5 dây power, 20 đường address và 16 đường signal control.Do bus XT (8bit) không đủ yêu cầu đánh địa chỉ  bus ISA mở rộng cho máy AT (80286) – bus 16bit.Gồm 2 đoạn khe cắm rời nhau – 1 đoạn là 62pin – 1 đoạn bổ sung 32 pin : bổ sung thêm 5 IRQ, 8 đường dữ liệu, 4 đường adrress và một số chức năng control. Tốc độ truyền là 8Mb/s.Data transfer rate : 5Mb/sISM01 + 02H.P.B12MCA (Micro Chanel Architecture)Ra đời năm 1987 – Dành riêng cho loại máy PS/2 của IBM.Được thiết kế ở dạng bus 32bit gồm 32 bit data, 32 address line, 1 sound chanel và khả năng VGA cài sẳn.Tốc độ là 20MB/s nên đáp ứng cho các CPU đến 199Mhz.Do không tương thích với bus AT và PC nên không được sử dụng.ISM01 + 02H.P.B13EISA (Enhanced ISA)Loại bus mở rộng AT được nâng cấp.Dùng để cạnh tranh với MCA và đã thành công.Hoàn toàn tương thích với ISA 8bit và ISA 16 bit.Có tốc độ 33MB/s hoạt động với tần số 8.33MhzISM01 + 02H.P.B14VESA (Video Electronics Standard Association)Vesa Local Bus ra đời năm 1992.Nếu main board có tần số hoạt động là 33Mhz  bus data có thể đạt đến 107 MB/s.ISM01 + 02H.P.B15PCI (Peripheral Component Interface)Do Intel xây dựng năm 1992.Là kiểu trung gian giữa external bus data của CPU và IO bus của PC.Là loại bus mở rộng hoàn chỉnh nên nhà sx có thể loại bỏ bus ISA.Có tần số cố định là 33Mhz – Data transfer rate là 132 MB/s.Đặc biệt là khả năng cấu hình tự động (PnP).ISM01 + 02H.P.B16PCI (Peripheral Component Interface)Hổ trợ truyền loại tuyến tính (linear bursts) – là p/p chuyển giao data, đảm bảo bus liên tục có đầy data.Thông thường các mainboard ngày nay hổ trợ từ 3-6 slot PCI.ISM01 + 02H.P.B17AGP (Accelerated Graphics Port)Mở ra xa lộ cho thông tin đồ họa đặc biệt thích hợp với các ứng dụng 3D.Cung cấp 1 tốc độ bus cao chuyên dành để di chuyển các khối data kết cấu 3D lớn giữa driver video card và bus memory của hệ thống.Giao tiếp với xung 66Mhz nằm giữa bộ chipset của PC và driver video card .AGP 1X : cung cấp 1 băng thông là 266MB/s (gấp đôi PCI) (truyền 1byte).AGP 2X : cung cấp 1 băng thông là 532MB/s (2byte)ISM01 + 02H.P.B18Sự khác biệt giữa PCI & AGPPCI dùng bus 33Mhz cố định còn AGP nâng tốc độ xung nhịp lên 66Mhz.Các tác vụ đọc và ghi bộ nhớ đã được tối ưu bằng ống dẫn sâu. Điều này che giấu độ tụt hậu trong khi truy cập bộ nhớ.Phân kênh (Demultiplexing) add và data trên bus  cho phép đạt hiệu suất của bus là 100%.Chuẩn điện 3.3V c/c cho 1 (AGP 1X) hoặc 2 (AGP 2X) đợt chuyển giao data trên mỗi xung nhịp 66Mhz, cho phép thông lượng dữ liệu thực vượt 500MB/s.Chỉ có 1 slot AGP trên mainboard.ISM01 + 02H.P.B19PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association)Dành cho các loại máy tính xách tay.ISM01 + 02H.P.B20PCI ExpressDo Intel phát triển năm 1991Ban đầu có tên 3GIO (Third-Generation Input/Output), sau được chuyển thành tên PCI Express.Đặc điểm:Có thể mở rộngTốc độ cao.Thay thế nóng.Băng thông lên đến 16GbpsISM01 + 02H.P.B21PCI Express (tt)Các loại PCI Express hiện nayPCI Express x1: gồm 36 pin, dùng để kết nối các loại card mở rộng.PCI Express x2: gồm 64pin, dùng trên các máy serverPCI Express x8: gồm 98pin, dùng trên các máy serverPCI Express x16: gồm 168pin, dùng để gắn card đồ họa.ISM01 + 02H.P.B22ChipsetsCác chức năng của mainboard đều được điều khiển bởi một bộ chip.Nối CPU, memory với Disk Controller, bus mở rộng (ISA,PCI, AGP), ports, video driver, sound driver Thường được biết đến với tên gọi là Chip setCác hãng sx chip set thông dụng trên thị trường : Intel, VIA, SIS ISM01 + 02H.P.B23Các khe bộ nhớSIMM (Single Inline Memery Module) : 30 chân. Gồm 2 band – Mỗi band phải bắt buộc gắn cùng 1 lúc 4 thanh mới chạy được.SIMM 72 pin : Gồm 4 band. Mỗi band chỉ cần 1 thanh là chạy được.DIMM (Dual Inline Memory Module) : 168pin. Mỗi thanh có dung lượng tự 16Mb DDR (Double Data Rate) : 184pin – 64Mb RIMM (Rambus Inline Memory Module) : 184 pin – 128 ISM01 + 02H.P.B24PIN CMOS & FORM FACTORCác thông tin của Ram CMOS được duy trì bằng 1 pin – hình đồng xu.Có 2 loại kiểu dáng mainboard : AT và ATXTùy thuộc vào kiểu dáng mà ta có các loại nguồn khác nhau.