Материнская (системная) плата. Архитектура. Чипсет материнской платы

 

Системная плата – основа системного блока компьютера, определяющая его архитектуру и производительность. Связующее звено между процессором и остальными компонентами компьютера.

Обязательные компоненты:

- процессоры

- память (ПЗУ, ОЗУ, кэш)

- системные средства ввода-вывода

- схема управления блоком питания

- регуляторы напряжения

- средства состояния мониторинга состояния системного блока

Дополнительные компоненты:

- контроллеры накопителей

- интерфейсы портов

Основа любой системной платы — чипсет, то есть набор микросхем, обеспечивающих взаимодействие между процессором, памятью, накопителями и другими устройствами. В его состав входят два основных чипа, которые обычно называются северным и южным мостами.

Иногда северный мост называют системным контроллером, а южный — функциональным контроллером. В чипсетах для процессоров Intel северный мост обозначается МСН, а южный — ICH.
Основная задача северного моста — обеспечить связь процессора с оперативной памятью и видеосистемой. Данными процессор и северный мост обмениваются с помощью шины FSB, северный мост и оперативная память — с помощью специальной шины памяти, северный мост и видеосистема — с помощью PCI Express (в устаревших чипсетах — с помощью шины AGP). В некоторых чипсетах в состав северного моста также входит интегрированный видеоадаптер.

Северный мост сильно нагревается во время работы, поэтому для его охлаждения используют радиатор, а в некоторых случаях и вентилятор.
В чипсетах для процессоров Athlon 64/Х2 и Phcnom контроллер оперативной памяти интегрирован непосредственно в процессор, а северный мост выполняет функции контроллера PCI Express. Чипсеты для современных процессоров Athlon/Phenom выпускают компании AMD, nVidia и VIA, причем чипсеты nVidia могут состоять всего из одного чипа, который совмещает функции северного и южного мостов.
Южный мост обменивается данными с северным мостом и различными периферийными устройствами. Большинство контроллеров периферийных устройств интегрировано непосредственно в южный мост.

Вот функциональный состав типичного южного моста:

• контроллер IDE;
• контроллер Serial ATA/RAID;
• контроллер дисковода;
• контроллер шин PCI и ISA;
• USB-контроллер;
• звуковой контроллер;
• сетевой интерфейс;
• контроллеры портов ввода/вывода.

Кроме того, южный мост взаимодействует с микросхемами BIOS и CMOS1. Во многих современных чипсетах микросхема CMOS интегрирована в состав южного моста.

Видеокарты, разновидности и функционирование.

Видеокарта - устройство, преобразующее графический образ, хранящийся, как содержимое памяти компьютера или самого адаптера, в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора.

Виды:

1)Монохромный графический адаптер.

2)МДА – монохромный улучшенный.

3)МГА – графический.

4)ЦГА – цветной графический.

5)ЕГА – улучшенный цветной.

6)ВГА – видеографический.

7)СВГА – улучшенный ВГА.

8)ПГА – профессиональный.

9)HDMI.

Устройство:

1)Графический процессор - занимается расчётами выводимого изображения, освобождая от этой обязанности центральный процессор, производит расчёты для обработки команд трёхмерной графики. Является основой графической платы, именно от него зависят быстродействие и возможности всего устройства.

2)видеоконтроллер - отвечает за формирование изображения в видеопамяти.

3)видеопамять - выполняет роль кадрового буфера, в котором хранится изображение, генерируемое и постоянно изменяемое графическим процессором и выводимое на экран монитора (или нескольких мониторов). В видеопамяти хранятся также промежуточные невидимые на экране элементы изображения и другие данные.

4)цифро-аналоговый преобразователь - лужит для преобразования изображения, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на аналоговый монитор.

5)видео-ПЗУ - постоянное запоминающее устройство, в которое записаны видео-BIOS, экранные шрифты, служебные таблицы и т. п. ПЗУ не используется видеоконтроллером напрямую — к нему обращается только центральный процессор.

6)система охлаждения - предназначена для сохранения температурного режима видеопроцессора и видеопамяти в допустимых пределах.

Аудиокарты, типы и принципы работы.

Звуковая карты - дополнительное оборудование персонального компьютера, позволяющее обрабатывать звук (выводить на акустические системы и/или записывать).

Виды:

1)AC’97 - AC’97 состоит из встроенного в южный мост чипсета хост-контроллера и расположенного на плате аудиокодека. Хост-контроллер (он же цифровой контроллер, DC’97) отвечает за обмен цифровыми данными между системной шиной и аналоговым кодеком. Аналоговый кодек — это небольшой чип (4×4 мм, корпус TSOP, 48 выводов), который осуществляет аналогоцифровое и цифроаналоговое преобразования в режиме программной передачи или по DMA. Состоит из узла, непосредственно выполняющего преобразования — АЦП/ЦАП (аналоговоцифровой преобразователь / цифроаналоговый преобразователь ADC/DAC). От качества применяемого АЦП/ЦАП во многом зависит качество оцифровки и декодирования цифрового звука.

HD Audio - является эволюционным продолжением спецификации AC’97, предложенным компанией Intel в 2004 году, обеспечивающим воспроизведение большего количества каналов с более высоким качеством звука, чем при использовании интегрированных аудиокодеков AC’97. Аппаратные средства, основанные на HD Audio, поддерживают 24-разрядное качество звучания (до 192 кГц в стереорежиме, до 96 кГц в многоканальном режимах — до 8 каналов).