Date post: | 06-Apr-2016 |
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Das Mainboard
Referat von Marcel Poppen & Oliver Lennartz
Inhalt
• Einleitung • Grundaufbau• Bussysteme• Chipsätze• BIOS
Einleitung
• Steuerungselektronik• CPU• BIOS• Chipsätze• Steckplätze• I/O Schnittstellen• Taktgeneratoren• etc.
Grundaufbau
Historische Geschichte
• 8 Bit Technik• 8 Bit Isa Slots• ca. 128 KB Speicher (Ram
wie Cache)
1981 Mainboard HP Standart PC für CPU 8088
• 16 bit und 32 bit Technik• 16 bit ISA Slots• CPU und NPU gesockelt Standardmäßig Speicher
in RAM-Bänken (SIMM)
1989 Systemplatine HP Standard PC für CPU 80386 mit CO-Prozessor 80387
• 32 bit Technik• CPU in Wechselsockel• erstmals PCI Slots• erstmals PS2
Speicher-module
1995 Systemplatine HP Standard PC für CPU 80586 - Pentium I
• 32 bit Technik• PCI, AGP,
Raiser (AMR/CNR) Slots• ATA, USB, NIC und
Sound onboard• SDRAM, DDRAM oder
RAMBUS• ATX Formfaktor
2001 Systemplatine Standard PC für CPU Pentium 4
Chipsätze
• Bridge ArchitekturNorth- BridgeSouth- Bridge
• Hub - Architektur • Single Chip
Bridge-Architektur
• durch Intel entwickelt und adaptiert durch andere Chiphersteller (VIA ,SIS, Ali) mit mehr oder weniger Modifikationen
• Bridge Chipsatz besteht aus: – Northbridge– Southbridge
• Namen : (North = Norden, also oben;South = Süden, also unten);Bridge: Eigenschaften Bindeglied
Bridge-Architektur
Northbridge
Southbridge
North- Bridge– Hauptaufgabe: Anbindung der CPU an das
System– Ebenfalls integriert: AGP-Bus, RAM und der
PCI-Arbiter (PCI-"Schiedsrichter"; kontrolliert die Zugriffe auf die PCI-Geräte)
– Northbridge ist wie ein PCI Gerät und ist verbunden mit der Southbridge über den PCI- Bus (mittlerweile schnellere Busse im Einsatz mit höheren Durchsatz z.B. Via’s V-Link oder Intel’s Hub-Link)
South- Bridge– Hauptaufgabe: Integration von Schnittstellen (oft den
Beinamen "Super Input/Output Controller")– Beinhaltet zusätzlich:
• (System Management Bus)• RTC (Real Time Clock)• CMOS (nichtflüchtiger BIOS-Bestandteil) (“wie Diskette für
das Bios”)• (A)PIC -> Advanced Programmable Interrupt Controller;
Erweiterung der alten Interrupt Strucktur• APM (Advanced Power Management) fortschrittlichere
Energie Spar-Modi• ACPI (Advanced Configuration And Power Management
Interface) Übergabe der Interruptverwaltung an das Betriebssystem
• PCI-to-ISA Bridge • Hardwaremonitoring
Hub- Architektur
• seit Einführung der i8xx Chipsätze verfolgt Intel Hubarchitektur um die Komponenten via Hubs (=Radnaben) in einer Sternstrucktur anzuordnen
• jedes einzelne Hub ist mit den anderen nicht über PCI Bus sondern über „Hub Link Interface“ verbunden Vorteil: erhöhter Datendurchsatz
Hub- Architektur MCH
• MCH (Memory Controller Hub) entspricht der ehemaligen Northbrige mit 1 wichtigen Veränderungen
PCI Arbiter in ICH Datentranfer zwischen PCI-Karten und CPU oder zwischen AGP-Karte und Hauptspeicher nur noch über das Hub-Link-Interface (bis zu 1GB/s )
Hub- Architektur ICH
• ICH (Input Output Controller Hub) – entspricht in etwa der Southbridge enthält PCI-
Arbiter– für externe ISA Endgeräte muss eine PCI to
ISA Bridge verwendet werden da nicht mehr in ICH integriert
Single Chip• Northbridge und Southbridge zusammengelegt in einem
Chip (intern)
Vorteil: • reduziert den Preis deutlich• Schnellere Verbindung zwischen North und Southbridge
möglich
Nachteil:• Ein nachträgliches Upgraden des Systems ist oftmals nicht
möglich