Płyta główna – architektura

Płytka drukowana w urządzeniach elektronicznych na której umieszczone są najważniejsze elementy urządzenia (wymienione i opisane w dalszej części pracy). Umożliwia komunikację wszystkim komponentom dzięki odpowiednio wytrawionym ścieżkom, przylutowanym układom scalonym i gniazdom.

Przykładowy schemat budowy płyty głównej

AIMB-740-B_B2

Opis elementów płyty głównej

  • Gniazda procesorów (1) – umożliwia zamontowanie (mikro)procesora na płycie.
  • Chipset (2) – odpowiedzialny za komunikację procesora z pozostałymi elementami na płycie głównej. Składa się z dwóch układów scalonych:
    • Mostek Północny (2a)- odpowiedzialny za wymianę danych między pamięcią a procesorem oraz sterowanie magistralą AGP, PCI Express i mostkiem południowym. Kontroluje pamięć i pośredniczy między procesorem, pamięcią operacyjną i kartą graficzną.
    • Mostek Południowy (2b) – odpowiada za współpracę z urządzeniami wejścia/wyjścia.
  • BIOS (3) – układ zawierający instrukcje i procedury przechowywane w pamięci ROM i odpowiedzialny za przeprowadzenie testów podstawowych po starcie systemu (POST), inicjalizację pracy systemu, obsługę przerwań podstawowych urządzeń i niwelację różnic konstrukcyjnych płyty głównej.
  • Układ Super I/O – składa się z kontrolerów: stacji dyskietek, portu szeregowego i portu równoległego.
  • Magistrale (5)
    • FSB – łączy CPU z kontrolerem pamięci. Składa się z linii adresowych, linii danych oraz linii sterowania.
    • RAM (5b) – odpowiada za przesyłanie danych pomiędzy pamięcią RAM a procesorem.
    • ISA (5c) – standard magistrali oraz łącza dla komputerów PC służący do przyłączania kart rozszerzeń.
    • AGP – zmodyfikowana 32-bitowa magistrala PCI, zoptymalizowana do szybkiego przesyłania dużych ilości danych pomiędzy pamięcią operacyjną a kartą graficzną.
    • PCI (5e) – 32-bitowa magistrala komunikacyjna służąca do przyłączania urządzeń. Przy częstotliwości taktowania 33 MHz i szerokości 32 bitów magistrala PCI osiąga szybkość transmisji 132 MB/s. Szerokość szyny adresowej i danych nowych procesorów 64 bitowych zmiany nie wpływają na architekturę PCI a jedynie podwaja się przepustowość do 264 MB/s. Karty dołączone do szyny PCI mogą się komunikować nawet bez udziału mikroprocesora, dzięki czemu wzrasta efektywność jego użytkowania.
    • PCI-Express – magistrala szeregowa w której dane są przesyłane w trybie pełnego dupleksu dwuparowymi przewodami. Przepustowość jednej wynosi 250 MB/s w obu kierunkach. Można łączyć ze sobą kilka torów w grupy liczące 2,4,8,16 lub 32. Np grupa 8 torów osiąga przepustowość 2000 MB/s. Częstotliwość taktowania magistrali wynosi 2,5 GHz.
  • Porty (8)
    • Porty szeregowe – port komputerowy przekazujący dane w formie jednego ciągu bitów. Wykorzystuje się zwykle do podłączania “strumieniowych” urządzeń zewnętrznych takich jak myszki, klawiatury, modemy, urządzenia pomiarowe.
    • Porty równoległe – port komputerowy w którym dane przesyłane są jednocześnie kilkoma przewodami, z których każdy przenosi jeden bit informacji.
    • Port PS/2 – zielony port służy do podłączenia myszki, a fioletowy klawiatury.
    • Port LPT – port służy do podłączenia drukarki lub skanera.
    • Port USB – uniwersalny port komunikacyjny zastępujący stare porty równoległe i szeregowe pozwalając na podłączenie do komputera wielu urządzeń. Urządzenia są automatycznie wykrywane i rozpoznawane przez system.
  • Kontrolery (9)
    • Kontroler IDE (9a) – gniazdo do podłączenia dysków twardych typu ATA, napędów optycznych.
    • Kontroler FDD (9b) – gniazdo do podłączenia stacji dyskietek.
  • Gniazdo zasilania (10)
  • Bateria (11)

Formaty płyt głównych

Format AT

  • Full size AT – płyta o wymiarach 30 x 34,5 cm, montowane w specjalnych obudowach typu Desktop lub Tower.
  • Baby AT – pomniejszona płyta Full size AT dla komputera IBM XT-286 z 1986 roku o wymiarach 21/23 x 33 cm. Możliwość zamontowania w obudowach AT lub w specjalnych typu mini tower.

Elementy wyróżniające AT

  • Złącze zasilania bez fizycznych zabezpieczeń przed błędnym montażem
  • Pięciopinowe złącze klawiatury DIN
  • Gniazda pamięci operacyjnej (po stronie złącza klawiatury DIN);

Format ATX

  • Standard-ATX – (Full size ATX) standardowy format o wymiarach 30,5 x 24,4 cm.
    • Elementy wyróżniające
      • Nowe 20-pinowe złącze zasilania(obecnie 24-pinowe) z profilowanie uniemożliwiającym błędny montaż;
      • Zestaw portów i złączy I/O wyprowadzony ma krawędź płyty (zmniejszyło to ilość okablowania);
      • Przesunięte gniazda pamięci i mikroprocesora dla lepszego dostępu do nich po zamontowaniu w obudowie;
  • Micro-ATX – pomniejszony format z 1997 r. (nie większy niż) 24,4 x 24,4 cm. Zredukowano ilość gniazd wejścia/wyjścia.
  • Flex-ATX – format z 1999 r. o wymiarach 22,9 x 19,1 cm. Opracowany dla tanich i małych komputerów PC.
    • Elementy wyróżniające
      • Kierunek przepływy powietrza(na zewnątrz) co zmniejsza ilość zanieczyszczeń;

Format NLX

Opracowany w 1996 r. z myślą o komputerach PC pracujących w miejscach z ograniczoną przestrzenią roboczą.

Elementy wyróżniające NLX

  • Występuje jedynie w komputerach firmowych (OEM) ;
  • Brak magistrali wejścia/wyjścia(dołączona jako dodatkowa karta montowana do płyty);
  • Karty rozszerzeń instalowane w gniazdach równoległych do płyty (karty mieszczą się w wąskich obudowach);
  • Często zintegrowanie z płytą karty graficznej, dźwiękowej i/lub sieciowej dla obniżenia kosztów komputera;

Format WTX

Opracowany w 1998 r. dla stacji roboczych i serwerów.

Elementy wyróżniające WTX

  • Większe rozmiary od ATX;
  • Przystosowane do obudów z zestawem szuflad i ruchomych paneli.

Format BTX

Opracowany w 2003 r. dla zastąpienia formatu ATX (brak kompatybilności) i lepszego odprowadzania ciepła.

Elementy wyróżniające BTX

  • Zmontowane w 1 linii najbardziej grzejące się elementy tworząc kanał termiczny z dużym radiatorem zaopatrzonym w wentylator boczny;

Format ITX

Opracowany w 2001 r. przez firmę VIA dla najmniejszych obudów komputerowych.

  • Mini-ITX (17 x 17 cm)
  • Nano-YTX (12 x 12 cm)
  • Pico-ITX (10 x 7,2 cm)

Elementy wyróżniające ITX

  • Rozmiar płytek
  • Kompatybilność ze standardem Flex-ATX

Praca kontrolna z Urządzeń Techniki Komputerowej w ramach zajęć prowadzonych przez p. Marka Szablowskiego.


Bibliografia

  1. Kowalski T., Urządzenia techniki komputerowej. Podręcznik do nauki zawodu technik informatyk, Gliwice : Helikon, 2010
  2. [Ksiądzyk T.], Płyta główna, “Computers worlds : urządzenia techniki komputerowej”, [dostęp: 31 października 2014].

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *