电脑主机板的系统结构
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主机板系统结构
Host bus
GCLK 内存时钟允许
（CKE）
AGP 总线
内存总线
GCKRUN#
PCI bus
ISA bus
有的南桥已集成了这两个功能 CPU
资料线(64位)
控制信号 地址线32位
北桥芯片（Cache/DRAM）控制器 Memory 3D Graphics
controller
AD[31，0]
南桥芯片（ISA及外设控制器）控制器 Ultra I/O
控制器 IDE Channel
USB bus 系统BIOS
软驱
并行口
鼠标键盘
串行口 控制信号
ISA bus
主机板系统架构简介
在描述架构时，会用到一些规则：（1）参考地图的描述—上北下南。（2）重点是从上到下。
1. 整套PC的主脑是CPU,于是将它放在首位—最上方。
2. 从CPU从出的控制信号和数据信号还有地址信号会成HOST BUS.
3. 完成Host Bus 到PCI Bus 的转换功能的集成电路（IC）,我们称之为北桥，寓意为连接北方(CPU)的桥梁。
4. 完成PCI Bus 到ISA Bus 的转换功能的集成电路(IC),我们称之为南桥，寓意为连接南方（ISA规格设备）的桥梁。
从另一个角度去看主机系统.2---可以使用许多可见的资源：
1. CPU
2. 有1个AGP插槽
3. 电源软开关（ATX支持）
4. 硬盘动作指示灯
5. 内存扩展槽
6. 有2个IDE接口
7. 有1个FDD接口
8. 键盘处理接口
9. 鼠标处理接口
10. 显示卡
11. 显示器
12. 有2~5个PCI插槽。
13. 有1~3个ISA插槽
14. 有1~2个串行口（COMM1,2）
15. 有一个兼容ECP,EPP的并行口（LPT port 也称为PIO） 16. 有1~4个USB接口
其中可以在将他们分类，按功能组合分：
1． 1~11项支持计算机单机操作。
2． 12~16项支持计算机与外部的沟通与控制，实现现厂控制与计算机资源共享。
这份教材目的是让大家学习后能达到主机板功能分析的境界,所以大家必须对主机板要有很全面的认识,以上一些主机系统的片面知识有没有引起你的兴趣呢?如果有的话,请准备接受大容量的知识灌输和长时间的烦闷吧!这是掌握计算机运作内幕的唯一途径,希望你成功(记得九十步与一百步之差)。祝你成功！能感受到计算机和你是多幺接近甚至感觉到它处理每一个事件时的脉搏的跳动。
关于计算机系统分析介绍
一．计算机的发展 ：
相信大家一定听过不少关于这方面的东西，但是这里还是要老调重弹一下，让我们用比较技术一点的眼光从另一个角度去看看。
计算机的诞生是为了战争获胜的需要，并经历了慢慢向民用的过渡。我们更关心的是它的发展过程，有什幺进展？具体功能扩展在那里。那些地方没有变化。
计算机经历了从8位机到现在的32位机，速度达到主频1G MHz,，基频可以达到133MHz甚至200MHz，这些数据意味着速度不断提升，但是有没有仍然保持不变的呢？有：SIO,PIO，ISA插槽等标准接口还在使用，也就是说它的控制信号和数据型号和地址信号在这个功能框图里都没有变化。
我们需要关注的另一个方面是：计算机的发展并不是简单的工作频率的提升，CPU内在的计算指令集也在不断的改变和扩展，控制型号数量也在扩展，同时为了支持更大容量的内存和硬盘，更有效率的管理他们，相应的硬件电路应运而生。
最后总结一下，计算机发展到现在，既有不变的地方，但更多是改变：寻址能力，资源管理能力，计算新领域支持等等。从而引发了地址线和数据线的扩充以及工作频率的提升，为了支持这些，控制信号相应做出扩展。
二．如何去学习计算机系统（硬件） 针对以上对计算机发展的了解，在学习中就可以因应做出方案：首先将计算机结构按功能若干方框，然后标示出比较稳定的规格，并区分出新增的功能框图。对各种功能框图作认真学习，即使做到了这一步你还未能自如的对功能问题做到出色的分析，因为还有更难和更具挑战的目标: 1.各功能块是如何联系起来的. 2.不同的指令执行时，三总线是如何动作的. 3.主机系统加电Boot时，主机系统由那些动作，各功能块是如何响应加电自检的。这些多做到了，那幺，祝贺你---你已经达到主机系统分析专业工程人员的水平了。
第一部分 组成主机系统的硬体成员
1. CPU
2. 北桥芯片
3. 内存条
4. 显示卡
5. 南桥芯片
6. 超级输入/输出控制芯片
7. 硬盘
8. CD-ROM
9. 软盘驱动器
10. 电源供应器
第二部分 主机系统可以划分为多个功能方框图
1. RESET 电路
2. 时钟电路
3. 电源处理电路
4. Host Bus 接口 (CPU信号线)
5. AGP 显示卡接口
6. 内存管理接口
7. PCI 接口
8. PCI 声卡电路原理
9. USB 接口原理
10. CMOS 路原理
11. ISA 接口
12. 中断申请及允许过程
13. 串行接口电路
14. 并行接口电路 15. PS/2键盘接口电路
16. PS/2鼠标接口电路
第三部分 主机系统Boot机的动作内容及顺序
1. Boot机成功的前提条件
2. Boot机过程检查的项目
3. Boot机过程中一些特殊的可作参考的数据
第四部分 DEBUG card 使用简介
第五部分 一些控制信号线的描述及说明(用VIA694X ; VIA686A 举例说明)
Host bus signal
AGP bus signal
PCI bus signal
ISA bus signal
第一部分 组成主机系统的硬体成员
1. CPU
CPU的详细描述是 central processing unit,中央处理器。它包括四种信号线：（一）电源（二）其它线（三）数据线，地址线（四）控制线
(一) 电源：
1.VID[4：0] 电压判定。有五个脚用于指定CPU core所需电压voltage identification.
Processor
VID4 VID3 VID2 VID1 VID0 VCC
01111
0 0 1 0 1 1.80
0 0 1 0 0 1.85
0 0 0 1 1 1.90
0 0 0 1 0 1.95
0 0 0 0 1 2.00
0 0 0 0 0 2.05
1 1 1 1 1 No
1 1 1 1 0 2.1
1 1 1 0 1 2.2
1 1 1 0 0 2.3
1 1 0 1 1 2.4
1 1 0 1 0 2.5
1 1 0 0 1 2.6
1 1 0 0 0 2.7
1 0 1 1 1 2.8
1 0 1 1 0 2.9
1 0 1 0 1 3.0
1 0 1 0 0 3.1 1 0 0 1 1 3.2
1 0 0 1 0 3.3
1 0 0 0 1 3.4
1 0 0 0 0 3.5
Note :
1. 0=processor pin connected to Vss
2. 1=Open on microprocessor, may be pulled up to TTL Vih on base board.
3. to ensure a system is ready for Pentium III processor.
PIII CPU 有27个Vcc 和30个 Vss(接地) 输入。Vcc(core) he Vccl2 共有19个输入脚。CPU所希望的工作电压和L2 Cache所希望的工作电压是不同的，
3个V_cc_L2 input voltage : 3.3V 用于提供给L2 Cache 的TagRAM和BSRAM
4个V_TT input voltage : 1.5V (用于提供一个AGTL+终止电压到处理器
GTL –gunning transceiver logic
AGTL—assisted gunning transceiver logic
VRM –Voltage regulation module
Have 27 Vcc(power) and 30 Vss(ground) input.
2.有关稳定的方面
由于大量使用晶体管而且很高的内部频率，处理器将会在轻载和满载之间产生大的涌动的有效（平均）电流。如果涌动减弱不力，就会引起供应电压值在标称值下浮动。设计主机板时要注意提供给处理器的电压要满足规定要求
3.钟控制和低能量状态
PIII CPU 允许使用AUTOHALT（自动暂停），停止响应，睡眠，深度睡眠状态从而停止处理器内部局部时钟来减少能量的损耗（达到节能的目的）
1 标准状态 ---- 状态1 NORMAL STATE ---- STATE1
这是处理器的标准操作状态。
2 自动暂停省电状态 ---- 状态2
当处理器执行HALT指令时，AUTOHALT作为低能量状态开始。在SMI#,BINIT#,INIT#，LINE[1:0](NMI,INTR)变化的时候处理器会转换为标准模式。RESET 信号将导致处理器马上进行自身的初始化。
在AUTOHALT状态下FLUSH#信号会被有效输入，而且处理器会返回到AUTOHALT状态。
