IEEE 1394 IEEE 1394的前身即Firewire(火线),是1986年由苹果电脑公司针对高速数据传输所开发的一种传输介面,并于1995年获得美国电机电子工程师协会认可,成为正式标准。现在大家看到的IEEE1394、Firewire和i.LINK其实指的都是这个标准,通常,在PC个人计算机领域将它称为IEEE1394,在电子消费品领域,则更多的将它称为i.LINK,而对于苹果机则仍以最早的Firewire称之。IEEE 1394也是一种高效的串行接口标准,功能强大而且性能稳定,而且支持热拔插和即插即用。IEEE 1394可以在一个端口上连接多达63个设备,设备间采用树形或菊花链拓扑结构。 IEEE 1394标准定义了两种总线模式,即:Backplane模式和Cable模式。其中Backplane模式支持12.5、25、50Mbps的传输速率;Cable模式支持100、200、400Mbps的传输速率。目前最新的IEEE 1394b标准能达到800Mbps的传输速率。IEEE1394是横跨PC及家电产品平台的一种通用界面,适用于大多数需要高速数据传输的产品,如高速外置式硬盘、CD-ROM、DVD-ROM、扫描仪、打印机、数码相机、摄影机等。IEEE 1394分为有供电功能的6针A型接口和无供电功能的4针B型接口,A型接口可以通过转接线兼容B型,但是B型转换成A型后则没有供电的能力。6针的A型接口在Apple的电脑和周边设备上使用很广,而在消费类电子产品以及PC上多半都是采用的简化过的4针B型接口,需要配备单独的电源适配器。IEEE1394接口可以直接当做网卡联机,也可以通过Hub扩展出更多的接口。没有IEEE1394接口的主板也可以通过插接IEEE 1394扩展卡的方式获得此功能 硬件监控 为了让用户能够了解硬件的工作状态(温度、转速、电压等),主板上通常有一块至两块专门用于监控硬件工作状态的硬件监控芯片。当硬件监控芯片与各种传感元件(电压、温度、转速)配合时,便能在硬件工作状态不正常时,自动采取保护措施或及时调整相应元件的工作参数,以保证电脑中各配件工作在正常状态下。常见的有温度控制芯片和通用硬件监控芯片等等。
温度控制芯片:主流芯片可以支持两组以上的温度检测,并在温度超过一定标准的时候自动调整处理器散热风扇的转速,从而降低CPU的温度。超过预设温度时还可以强行自动关机,从而保护电脑系统。常见的温度控制芯片有Analog Devices的ADT7463等等。
通用硬件监控芯片:这种芯片通常还整合了超级I/O(输出/输出管理)功能,可以用来监控受监控对象的电压、温度、转速等。对于温度的监控需与温度传感元件配合;对风扇电机转速的监控,则需与CPU或显卡的散热风扇配合。比较常见的硬件监控芯片有华邦公司的W83697HF和W83627HF,SMSC公司的LPC47M172,ITE公司的IT8705F、IT8703F,ASUS公司的AS99172F(此芯片能同时对三组系统风扇和三组系统温度进行监控)等 电源回路
电源回路是主板中的一个重要组成部分,其作用是对主机电源输送过来的电流进行电压的转换,将电压变换至CPU所能接受的内核电压值,使CPU正常工作,以及对主机电源输送过来的电流进行整形和过滤,滤除各种杂波和干扰信号以保证电脑的稳定工作。电源回路的主要部分一般都位于主板CPU插槽附近。
电源回路依其工作原理可分为线性电源供电方式和开关电源供电方式。 1. 线性电源供电方式 这是好多年以前的主板供电方式,它是通过改变晶体管的导通程度来实现的,晶体管相当于一个可变电阻,串接在供电回路中。由于可变电阻与负载流过相同的电流,因此要消耗掉大量的能量并导致升温,电压转换效率低。尤其是在需要大电流的供电电路中线性电源无法使用。目前这种供电方式早已经被淘汰掉了。 1. 开关电源供电方式
这是目前广泛采用的供电方式,PWM控制器IC芯片提供脉宽调制,并发出脉冲信号,使得场效应管MOSFET1与MOSFET2轮流导通。扼流圈L0与L1是作为储能电感使用并与相接的电容组成LC滤波电路。 其工作原理是这样的:当负载两端的电压VCORE(如CPU需要的电压)要降低时,通过MOSFET场效应管的开关作用,外部电源对电感进行充电并达到所需的额定电压。当负载两端的电压升高时,通过MOSFET场效应管的开关作用,外部电源供电断开,电感释放出刚才充入的能量,这时的电感就变成了电源继续对负载供电。随着电感上存储能量的消耗,负载两端的电压开始逐渐降低,外部电源通过MOSFET场效应管的开关作用又要充电。依此类推在不断地充电和放电的过程中就行成了一种稳定的电压,永远使负载两端的电压不会升高也不会降低,这就是开关电源的最大优势。还有就是由于MOSFET场效应管工作在开关状态,导通时的内阻和截止时的漏电流都较小,所以自身耗电量很小,避免了线性电源串接在电路中的电阻部分消耗大量能量的问题。这也就是所谓的“单相电源回路”的工作原理。 单相供电一般可以提供最大25A的电流,而现今常用的CPU早已超过了这个数字,P4处理器功率可以达到70-80瓦,工作电流甚至达到50A,单相供电无法提供足够可靠的动力,所以现在主板的供电电路设计都采用了两相甚至多相的设计。(如图2)就是一个两相供电的示意图,很容易看懂,就是两个单相电路的并联,因此它可以提供双倍的电流供给,理论上可以绰绰有余地满足目前CPU的需要了。但上述只是纯理论,实际情况还要添加很多因素,如开关元件性能,导体的电阻,都是影响Vcore的要素。实际应用中存在供电部分的效率问题,电能不会100%转换,一般情况下消耗的电能都转化为热量散发出来,所以我们常见的任何稳压电源总是电器中最热的部分。要注意的是,温度越高代表其效率越低。这样一来,如果电路的转换效率不是很高,那么采用两相供电的电路就可能无法满足CPU的需要,所以又出现了三相甚至更多相供电电路。但是,这也带来了主板布线复杂化,如果此时布线设计如果不很合理,就会影响高频工作的稳定性等一系列问题。目前在市面上见到的主流主板产品有很多采用三相供电电路,虽然可以供给CPU足够动力,但由于电路设计的不足使主板在极端情况下的稳定性一定程度上受到了限制,如要解决这个问题必然会在电路设计布线方面下更大的力气,而成本也随之上升了。 电源回路采用多相供电的原因是为了提供更平稳的电流,从控制芯片PWM发出来的是那种脉冲方波信号,经过LC震荡回路整形为类似直流的电流,方波的高电位时间很短,相越多,整形出来的准直流电越接近直流。 电源回路对电脑的性能发挥以及工作的稳定性起着非常重要的作用,是主板的一个重要的性能参数。在选购时应该选择主流大厂设计精良,用料充足的产品
AGP插槽标准 AGP是Accelerated Graphics Port(图形加速端口)的缩写,是显示卡的专用扩展插槽,它是在PCI图形接口的基础上发展而来的。AGP规范是英特尔公司解决电脑处理(主要是显示)3D图形能力差的问题而出台的。AGP并不是一种总线,而是一种接口方式。随着3D游戏做得越来越复杂,使用了大量的3D特效和纹理,使原来传输速率为133MB/sec的PCI总线越来越不堪重负,籍此原因Intel才推出了拥有高带宽的AGP接口。这是一种与PCI总线迥然不同的图形接口,它完全独立于PCI总线之外,直接把显卡与主板控制芯片联在一起,使得3D图形数据省略了越过PCI总线的过程,从而很好地解决了低带宽PCI接口造成的系统瓶颈问题。可以说,AGP代替PCI成为新的图形端口是技术发展的必然。
AGP标准分为AGP1.0(AGP 1X和AGP 2X),AGP2.0(AGP 4X),AGP3.0(AGP 8X)。 AGP 1.0(AGP1X、AGP2X) 1996年7月AGP 1.0 图形标准问世,分为1X和2X两种模式,数据传输带宽分别达到了266MB/s和533MB/s。这种图形接口规范是在66MHz PCI2.1规范基础上经过扩充和加强而形成的,其工作频率为66MHz,工作电压为3.3v,在一段时间内基本满足了显示设备与系统交换数据的需要。这种规范中的AGP带宽很小,现在已经被淘汰了,只有在前几年的老主板上还见得到。 AGP2.0(AGP4X) 显示芯片的飞速发展,图形卡单位时间内所能处理的数据呈几何级数成倍增长,AGP 1.0 图形标准越来越难以满足技术的进步了,由此AGP 2.0便应运而生了。1998年5月份,AGP 2.0 规范正式发布,工作频率依然是66MHz,但工作电压降低到了1.5v,并且增加了4x模式,这样它的数据传输带宽达到了1066MB/sec,数据传输能力大大地增强了。 AGP Pro AGP Pro接口与AGP 2.0同时推出,这是一种为了满足显示设备功耗日益加大的现实而研发的图形接口标准,应用该技术的图形接口主要的特点是比AGP 4x略长一些,其加长部分可容纳更多的电源引脚,使得这种接口可以驱动功耗更大(25-110w)或者处理能力更强大的AGP显卡。这种标准其实是专为高端图形工作站而设计的,完全兼容AGP 4x规范,使得AGP 4x的显卡也可以插在这种插槽中正常使用。AGP Pro在原有AGP插槽的两侧进行延伸,提供额外的电能。它是用来增强,而不是取代现有AGP插槽的功能。根据所能提供能量的不同,可以把AGP Pro细分为AGP Pro110和AGP Pro50。在某些高档台式机主板上也能见到AGP Pro插槽,例如华硕的许多主板。 AGP3.0(AGP8X) 2000年8月,Intel推出AGP3.0规范,工作电压降到0.8V,并增加了8x模式,这样它的数据传输带宽达到了2133MB/sec,数据传输能力相对于AGP 4X成倍增长,能较好的满足当前显示设备的带宽需求。 不同AGP接口的模式传输方式不同。1X模式的AGP,工作频率达到了PCI总线的两倍?66MHz,传输带宽理论上可达到266MB/s。AGP 2X工作频率同样为66MHz,但是它使用了正负沿(一个时钟周期的上升沿和下降沿)触发的工作方式,在这种触发方式中在一个时钟周期的上升沿和下降沿各传送一次数据,从而使得一个工作周期先后被触发两次,使传输带宽达到了加倍的目的,而这种触发信号的工作频率为133MHz,这样AGP 2X的传输带宽就达到了266MB/s×2(触发次数)=533MB/s的高度。AGP 4X仍使用了这种信号触发方式,只是利用两个触发信号在每个时钟周期的下降沿分别引起两次触发,从而达到了在一个时钟周期中触发4次的目的,这样在理论上它就可以达到266MB/s×2(单信号触发次数)×2(信号个数)=1066MB/s的带宽了。在AGP 8X规范中,这种触发模式仍然使用,只是触发信号的工作频率变成266MHz,两个信号触发点也变成了每个时钟周期的上升沿,单信号触发次数为4次,这样它在一个时钟周期所能传输的数据就从AGP4X的4倍变成了8倍,理论传输带宽将可达到266MB/s×4(单信号触发次数)×2(信号个数)=2133MB/s的高度了。 AGP标准 目前常用的AGP接口为AGP4X、AGP PRO、AGP通用及AGP8X接口。需要说明的是由于AGP3.0显卡的额定电压为0.8?1.5V,因此不能把AGP8X的显卡插接到AGP1.0规格的插槽中。这就是说AGP8X规格与旧有的AGP1X/2X模式不兼容。而对于AGP4X系统,AGP8X显卡仍旧在其上工作,但仅会以AGP4X模式工作,无法发挥AGP8X的优势。 PCI Express插槽 PCI-Express是最新的总线和接口标准,它原来的名称为“3GIO”,是由英特尔提出的,很明显英特尔的意思是它代表着下一代I/O接口标准。交由PCI-SIG(PCI特殊兴趣组织)认证发布后才改名为“PCI-Express”。这个新标准将全面取代现行的PCI和AGP,最终实现总线标准的统一。它的主要优势就是数据传输速率高,目前最高可达到10GB/s以上,而且还有相当大的发展潜力。PCI Express也有多种规格,从PCI Express 1X到PCI Express 16X,能满足现在和将来一定时间内出现的低速设备和高速设备的需求。能支持PCI Express的主要是英特尔的i915和i925系列芯片组。当然要实现全面取代PCI和AGP也需要一个相当长的过程,就象当初PCI取代ISA一样,都会有个过渡的过程。 |