1 5. Архитектура системной платы современного пк

Системная или материнская плата (System board или Motherboard) персонального компьютера является основой системного блока, определяющей архитектуру и производительность компьютера.

Основные компоненты, устанавливаемые на материнской плате:

Центральный процессор (ЦПУ).

Оперативная память (слоты памяти), которая используется для хранения ядра операционной системы, основных ее процедур и задач прикладного программного обеспечения.

Постоянная или репрограммируемая память (ROM или Flash BIOS), объемом обычно 64 Кбайт, реализуемая в виде отдельной микросхемы, распаянной на системной плате.

Функции ROM BIOS:

- Предоставление операционной системе драйверов (управляющих программ) основных устройств находящихся на системной плате и осуществление сопряжения между системной платой и остальными средствами PC (периферийными устройствами).

- Осуществление тестовой проверки всех важнейших компонентов компьютера с помощью содержащейся в ней программе POST (Power On Self Test). Программа POST включает в себя 15-20 процедур, осуществляющих проверку:

Проверка сопровождается сообщениями об ошибках, как на экране монитора, так и звуковыми сигналами.

- Установление параметров BIOS и аппаратной конфигурации компьютера с помощью программы CMOS Setup, с использованием специальной области памяти CMOS RAM, откуда эта информация считывается программами ROM BIOS

- Начальная загрузка операционной системы через программу Bootstrap, которая инициируется, после успешного завершения программы проверки системы POST, по прерыванию INT 19H.

Набор системных микросхем (НМС или Chipset), связывающих CPU, основную электронную память и периферийные устройства в единую систему – компьютер. В них, кроме связующей логики, включаются такие контроллеры, как контроллер прерывания, контроллер прямого доступа к памяти, контроллер шины, аудио-контроллер и др.

Кварцевый генератор синхронизации.

Элемент питания памяти установочных данных и таймера (т.е. питания памяти CMOS RAM).

Интерфейсные схемы и разъемы шин расширения. Разъемы шин расширения – это стандартизированные разъемы для подключения к системной плате дополнительных печатных плат расширения, на которых располагаются микросхемы и другие электронные компоненты для согласования подсоединяемых к ядру процессора периферийных устройств, не относящихся к стандартным ПУ (таким, как монитор, клавиатура, мышь). Микросхемы же интерфейса стандартных ПУ располагаются непосредственно на материнской плате. Однако вопрос о том, какие ПУ относить к стандартным, а какие нет, решается, разработчиками материнских плат по разному.

Схема формирования сброса системы по сигналу PG (Power Good -питание в норме) от блока питания или кнопки Reset.

Регуляторы напряжения питания – VRM (Voltage Regulation Module). Как правило, это управляемые преобразователи напряжения +5В в более низкое напряжение, требуемое для современных низковольтных процессоров и интерфейсов.

Средства мониторинга состояния системного блока: измерителя скорости вращения вентиляторов и температуры процессора и других «горячих» компонентов; измерители питающих напряжений; сигнализаторы несанкционированного доступа и т.п. Эти средства позволяют программно (через загружаемое ПО или меню CMOS Setup) снимать показания измерителей и датчиков, а также при должной настройке вырабатывать прерывание, сигнализирующее о критических событиях, и даже предпринимать экстренные меры (вплоть до выключения питания при перегреве).

А рхитектуру любой системной платы и ее функциональные возможности во многом определяет так называемый чипсет.

Chipset – это набор микросхем (НМС), расположенный на системной (материнской) плате, для обеспечения обмена информацией между центральным процессором, электронной памятью и периферийными устройствами компьютера.

Chipset определяет функциональные возможности системной платы:

- тип устанавливаемых процессоров;

- тип и объем оперативной памяти, а также кэш-L3;

- тактовую частоту системной шины;

- другие поддерживаемые шины и т.п.

Подавляющее большинство наборов микросхем Chipset состоит из двух микросхем, которые получили условное название «северного моста» (North Bridge) и «южного моста» (South Bridge) и эта архитектура получила название «мостовой».