Мал. 2.1. Блок-схема іос

Робоча частота на системній шині в IBM РС-подібних СП не перевищує 83 Мгц. Усі множення частот з доведенням їх до 200 МГц і вище виконуються усередині процесора. Це зв'язано з дорожнечею розробки високочастотних плат і компонентів. У деяких комп'ютерних технологіях (NuBus Macintosh) робочи частоти на СП істотно вище.

Усі сучасні СП використовують планарний монтаж начіпних чи елементів технологію монтажу на поверхні плати. Ця технологія наказує використовувати спеціальні корпуси мікросхем і електронних компонентів, що для електричних з'єднань не вимагають отворів у платі. Виводи цих компонентів розташовуються паралельно плоскостям корпусів і провідному шару плати. Планарний монтаж укорочує довжини провідників, мінімізуючи можливість паразитного випромінювання прийому радіохвиль, зменшуючи вплив розподілених ємностей і індуктивностей на високих частотах.

У сучасних СП не встановлюються чипи з DIP (dual in package) корпусами. Усі сучасні електронні мікромодулі - процесори, контролери мають дуже високий ступінь інтеграції напівпровідникових елементів вентилів (транзисторів) (ULSI, ultra-large scale integration). Тому ІОС порівнюються або по ступені інтеграції напівпровідникових елементів, або по мінімальних розмірах елементів топології мікросхем, тобто проектним технологічним нормам. Чим ці норми нижче, тим сучасніше технологія, тим нижче споживана потужність і вище припустима робоча частота, оскільки знижується потужність розсіювання на елементах і зменшується еквівалентна ємність що виготовляється ІОС. Більш інтегровані кристали, тобто мікросхеми, виготовлені по більш низьким проектним технологічним нормам, що виражається в мікронах – мкм (мільйонна частка метра) і вміщуючи більше число вентилів (транзисторів) здатні працювати на більш низьких напругах живлення, наприклад, 3,3, 2,5, l,8 В замість традиційних 5 B.

Кристали всіх сучасних ІОС виготовляються за технологією комплементарної структури метал-окисел-полупровідник КМОП (CMOS, complementary metal-oxide semiconductor). Кристали чипов, виконані за такою технологією відрізняються високою швидкодією і низьким енергоспоживанням. Проте на високих частотах такі інтегральні мікросхеми (ІМС) сильно нагріваються і вимагають дуже інтенсивного відводу тепла.

На рис.2.2 представлений один з варіантів системної плати.

Рис. 2.2. Системна плата

Розміри, а отже і можливості розміщення СП у тім чи іншому системному блоці описуються так званою формою-фактором СП (form factor). Найбільш поширені наступні типорозміри чи форми-фактори:

- повнорозмірний тип (Full-size AT);

- тип з обмеженими розмірами (Baby AT);

- низькопрофильний тип (LPX, Low Profile Х);

- міні-удосконалений тип з обмеженими розмірами (ATX, Baby AT Fxpantion).

Системні плати формату АТХ використовуються, починаючи з мікропроцесора Pentium Pro і є доробкою плати Baby AT, запропонованою корпорацією Intel для ІОС на базі процесора Р6 у комплекті з набором мікросхем Orion.

У сучасних комп'ютерах використовуються плати половинного розміру. Крім цих стандартних типорозмірів можуть застосовуватися різні гібриди і модифікації. У цьому випадку при модернізації комп'ютера посадкове місце СП і кріпильні отвори можуть не збігтися.

Помітне місце в стратегії створення високотехнологічних системних плат займають різні енергозберігаючі системи. Найбільш відомої з цього ряду системою є Energy Star System, що просувається американським агентством захисту навколишнього середовища (ЕРА, Еnvігоnmеntаl Protection Agency). У рамках цієї концепції максимальна споживана комп'ютером потужність у режимі чикання повинна перевищувати 30 Вт. Крім того, такі пристрої, називані “зеленими”, не повинні використовувати токсичні матеріали, а також після експлуатації повинні допускати повну утилізацію.

Елементна база і відповідне програмне забезпечення BIOS, що реалізують цю технологію повинні підтримувати для системної плати, монітора і привода диска режим чекання, у якому ці пристрої перебувають при відсутності активного процесу, споживаючи мінімум електроенергії. Крім того багато сучасних елементів на системній платі живлються напругою 3,3 В і лише незначна група пристроїв старшого покоління використовує живлення 5 B.

Процесор працює від напруги 3,3, 2,8, 2,5, l,8 В, використовуючи внутрішні перетворювачі напруги. Усі блоки живлення старших поколінь виробляли лише напруги 5 і 12 В. Тому для живлення тривольтових споживачів: ОЗП, кеш-пам'яті L2, компонентів логіки апаратного ядра, на системну плату встановлюється перетворювач напруги (VRM, voltage regulator module).

Перетворювачі можуть підтримувати напруги живлення 3,465 В чи 3,3 В. Перші називаються VRE (voltage restricted extended) і працюють у діапазоні напруги 3,45 - 3,6 В. Другі називаються STD (standard) і працюють у діапазоні напруги 3,135 — 3,465 В. Існує також різновид перетворювача для живильної напруги на 3,3 В VR (voltage restricted). Ці напруги задіяні для процесорів Pentium ранніх модифікацій. Починаючи з третьої версії Pentium на системній платі організована подача напруги живлення 2,9 і 2,5 В за допомогою роз’ємів Socket 7 і Socket 8 із перетворювачами VRM (voltage regulator module).

Роз’єми слотів розширення PCI розроблялися з урахуванням роботи тривольтових пристроїв. Пристрій шини ISA і її модифікацій не використовують напругу живлення 3,3 В. Роз’єми периферійних пристроїв використовують напруги 5 і 12 В При модернізації комп'ютера варто звертати увагу на те, щоб на СП підтримувалося крім традиційних напруг також і 3,3 В.

Приклади системних плат з процесорами 80386, Pentium представлені на рис. 2.3, 2.4.

Закріплення системної плати в корпусі

Звичайно системна плата закріпляється в корпусі одним або декількома гвинтами та пластмасовими стояками. Якщо корпус новий, спочатку треба вставити одну або декілька пластмасових або металевих стояків у спеціально призначені для них отвори. Процедура встановлення плати слідуюча:

1. Спочатку може знадобиться витягти вже використані пластмасові стояки старої плати. За допомогою тонких плоскогубців обережно зажміть верхушку стояка та просуньте її скрізь отвір в платі.

Рис. 2.3. Приклад системної плати з CPU 80386SX

Рис. 2.4. Приклад системної плати Pentium

2. Огляньте призначені для стояків отвори в платі. Якщо навколо отвора напаяне металеве коло, це означає, що отвір призначений для металевого стояка, а якщо кола нема – для пластмасового. Металеві стояки потрібно ввинтить в отвіри шасі корпуса так, щоб вони розташувалися навпроти відповідних їм отворам в платі.

3. Пластикові стояки потрібно вставити знизу в саму плату. Натисніть – і вони з тріском стануть на місце.

4. Опустіть плату в корпус так, щоб всі стояки попали в відповідні прорізи. Якщо, необхідно, потрохи переміщайте плату з боку в бік. При вірній встановці плати всі отвори для гвинтів в платі та шасі корпуса співпадають.

5. Візміть вже використані гвинти та пластикові шайби та привінтіть плату до шасі.

Під'єднання до системної плати проводів від пристроїв вводу-виводи та інших з'єднувачів

Від системної плати декілька з'єднувальних проводів під'єднуються до різних елементів корпуса комп'ютера. Вони ведуть до індикаторів живлення і активності жорсткого диску, кнопки Reset та кнопки Turbo, які є не на всіх комп'ютерах.

В більшості сучасних системних платах є декілька вбудованих портів вводу-виводу, їх теж треба під'єднати. Це – два IDE – адаптера, контролер дисководів, два послідовних та один паралельний порт . А в деякі плати вбудовані навіть відео-, аудіо- або SCSI – адаптери.

Якщо у вас – плата АТХ, то роз’єм всіх зовнішніх портів вбудовані прямо в плату з її заднього боку. Якщо у вас – плата Baby – AT, то роз’єми послідовного, паралельного та інших зовнішніх портів вводу-виводу закріпляються на задньому боці корпусу комп'ютера та з допомогою доповнюючих проводів з'єднуються з містящею їх контролери платою. Нище приведен порядок під'єднання з'єднувальних проводів до системної плати з інтегрованими портами вводу-виводу.

1. Спочатку знайдіть на платі 34-контактний роз’єм контролера дисководів гнучких дисків та за допомогою плоского кабеля під'єднайте до нього дисководи.

2. Під'єднайте пристрій з інтерфейсом IDE: накопичувачів на жорсткому дискі CD-ROM і на магнітній стрічці. Вони під'єднуються плоским IDE-кабелем до розміщених на платі 40-контактними роз’ємами головного та підлеглого IDE-контролерів, звичайно жорсткий диск під'єднується до головного контролеру, а CD-ROM або стрічковий накопичувач до підлеглого.

3. Звичайно на не АТХ – платах для паралельного порта використовується з'єднувач з 25-контактним роз’ємом '' мама ''. Для двох послідовних портів один з їх роз’ємів "папа" завжди 9-контактний, а другий може бути 9 або 25 –контактним. Під'єднайте кабелі до всіх 3-х портів, обов'язково совмістивши між собою перші контакти з'єднувальних роз’ємів.

4. Якщо для портів нема з'єднувачів з відповідними роз’ємами, то може бути, порт слід встановити на задній панелі корпусу. Намагайтесь знайти підходящий для даного роз’єму отвір та зніміть закриваючу його металеву пластину. Потім в отвір вставте потрібний роз’єм передчасно знявши з нього гвинти. Для вдержання роз’єма на новому місці закрутіть знову.

5. В більшості сучасних системних платах є ще і порт миші. Якщо роз’єм для під'єднання миші до цього порту не вмонтован безпосередньо в плату (звичайно він розташовується позаду поряд з роз’ємами клавіатури) значить, потрібно під'єднати окремий роз’єм. Цей роз’єм слід закріпити на задній панелі корпуса комп'ютера та під'єднати до плати за допомогою відповідно з'єднувального кабелю.

6. Під'єднайте до плати кнопки та індикатори передньої панелі комп'ютера, а також внутрішній динамік. Якщо на платі не позначені місця під'єднання відповідних проводів, застосуйте схему, яка знаходиться в документації.