1、2020/8/7,1,1. 烙鐵基礎(chǔ)知識 - 2. 靜電防護(hù)知識 - 3. 元件辯識 - 4. 電子基礎(chǔ)知識- 5. 主板架構(gòu)及其發(fā)展- 6. CPU- 7. 主存儲器- 8. 鍵盤系統(tǒng)- 9. 開關(guān)電源- 10. SFT程式簡介- 11. Debug card使用簡介- 12. 微機(jī)的開機(jī)過程- 13. 功能維修基本思想-,2,11,50,58,106,118,148,32,172,203,218,225,229,電腦維修基礎(chǔ)培訓(xùn)教材,2020/8/7,2,第一章:烙鐵知識,1.1.1烙鐵的分類 1）恒溫烙鐵2）控溫烙鐵 1.1.2烙鐵的組成 1）焊臺2）烙鐵3）海綿 1.1.3焊臺的組成

2、1）加熱指示燈2）控溫旋鈕3）電源開關(guān)4）海綿 1.1.4烙鐵頭分類 1）尖型烙鐵頭2）錐型烙鐵頭3）扁型烙鐵頭,1.1烙鐵基本知識,1.2烙鐵的作業(yè)過程及其注意事項(xiàng),1.2.1作業(yè)順序 1在靜電海綿上粘水以輕壓不出水為準(zhǔn) 2打開電源開關(guān) 3調(diào)整控溫烙鐵旋鈕至所需溫度,烙鐵頭,烙鐵,2020/8/7,3,4加熱指示燈開始閃爍時可取下烙鐵開始作業(yè) 5作業(yè)完畢加錫保養(yǎng)將烙鐵調(diào)至最低溫度 6關(guān)閉電源開關(guān) 1.2.2使用烙鐵注意事項(xiàng) 1烙鐵溫度控制在300350度 2焊接前先將烙鐵鐵頭上的錫渣在海綿擦拭干淨(jìng),因殘錫具有散熱效果,會降低烙鐵頭的溫度. 3烙鐵頭局部氧化可加錫多次在海綿擦拭直至烙鐵頭光亮為

3、止完全氧化時可用細(xì)沙紙輕擦干 淨(jìng)並加 錫保養(yǎng) 4暫時不用烙鐵時應(yīng)加錫保養(yǎng)並將溫度調(diào)到最低下班前應(yīng)除上述措施外需加關(guān)電源開關(guān). 5定期松動烙鐵頭防止烙鐵頭卡死現(xiàn)象. 6在不影響焊錫效果的情況下烙鐵溫度越低越好烙鐵的使用壽命越長. 7控制烙鐵頭與焊點(diǎn)的力度一般應(yīng)小于100G 8烙鐵與平面間的夾角應(yīng)在3045度之間 9每個焊點(diǎn)的作業(yè)時間應(yīng)控制在23秒之間 10 所有焊點(diǎn)必須用指定的清洗濟(jì)清洗,2020/8/7,4,1.3檢驗(yàn)焊點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn) 1) 表面是否接觸良好 2) 是否有冷焊空焊短路現(xiàn)象 3) 焊點(diǎn)是否光亮空焊短路現(xiàn)象 4) 焊點(diǎn)是否有錫尖 5).零件表面是否完整. 1.4跳線作業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 1.4.1整

4、線 1）轉(zhuǎn)彎處必成90度. 2）走線必成直線其平行度最大弧度限制為2mm. 3）禁止連線穿過或跨越IC（避免電磁干擾）. 4）跳線因破皮而出現(xiàn)裸線需更換連線. 5）同一PCB之連線顏色必須相同 6）露出焊點(diǎn)的裸線不得超過0.5mm.,2020/8/7,5,1.4.2 點(diǎn)膠 1）不沾零件腳 2）膠與PCB的最大間隙不能超過0.5mm 3）所點(diǎn)之膠的最大直徑需小于6mm 4）連線5CM處及拐彎處需點(diǎn)膠,I為點(diǎn)膠的距離,D為膠點(diǎn)的直徑,H為直線下垂的最大弧度,L為裸線的最大長度.,2020/8/7,6,1.5SMT零件外觀標(biāo)準(zhǔn) 1.5.1吃錫程度 1）錫尖不得高于本體 如圖示,當(dāng)H小于2mm時,h應(yīng)

5、大于1/4H.當(dāng)H大于2mm時,h應(yīng)大于0.5mm,2）吃錫高度高于端子高度的25%,（端子高度大于2mm者吃錫高度最低為0.5mm),如圖示,2020/8/7,7,4）焊點(diǎn)錫過多延伸至元件本體稱多錫,如圖示,H,h,h為元件的吃錫寬度必須大于1/2H(H為元件的寬度),3）吃錫寬度大于元件端子寬度的1/2,焊端寬度大于零件寬度之50%如圖示,多錫,2020/8/7,8,1.5.2偏移程度 有以下情況之一者不合格 1）方形零件側(cè)面(橫向)大于零件端子寬度的 1/2,2）圓柱形零件側(cè)面偏移大于零件端子直徑之1/4C. 3）只有底面焊點(diǎn)之零件偏移大于端末寬度的1/2或焊點(diǎn)寬度的1/2,取較小者 4

6、）圓形及扁圓形引腳,偏移大于扁圓引腳寬度或圓腳直徑的1/2,H,h,h為元件的偏移寬度必須大于1/2H(H為元件的寬度),2020/8/7,9,5）鷗翼型引腳偏移大于腳寬的1/2,或0.5mm采用較小者,焊點(diǎn)長度小于腳寬或0.5mm,采用較小者 .,6）各零件傾斜角度大于15度,PCB,角度小于15,2020/8/7,10,1.6插件零件外觀標(biāo)準(zhǔn) 1錫尖小于1.2MM卻無短路現(xiàn)象 2吃錫34PCB厚度 3在焊錫面零件腳吃錫大于270度 4PCBA沾有錫渣直徑或長度小于0.2mm 5手插零件腳長大于0.5mm或小于2.0mm 6零件腳受損程度應(yīng)小于零件腳寬度的20 7CPU slot,Dimm,

7、 及外圍接口浮高小于0.5mm(MIN) Mouse, phone ,PCI Socket浮高小于0.8mm(MIN).,2020/8/7,11,2.1 簡介,Electrostatic Discharge 靜電放電: 帶有不同靜電電壓的物體間由於直接接觸和電場感應(yīng)而發(fā)生的電位轉(zhuǎn)移.,2.1.1 什么是ESD？,2.1.3 靜電產(chǎn)生的典型電壓,2.1.2 靜電放電的主要現(xiàn)象,第二章:靜電防護(hù),2020/8/7,12,2.2.1 靜電的產(chǎn)生: 由於物體表面的不平衡電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移.,2.2 原理,2.2.2 摩擦生電: 物體接觸和分離.,2020/8/7,13,2.2.3 物體的特性: 所有物體包括

8、水和空氣中的塵埃摩擦也能產(chǎn)生 靜電.,2.2.4 絕緣體: 防止和限制電子流通過物體的表面和里層,並且有 很大的導(dǎo)電阻力.,2.2.5 導(dǎo)體: 電子流可以通過物體表面和里面,並且有很小導(dǎo)電阻力.,2.2.6 半導(dǎo)體: 電子束可以通過物體的表面和內(nèi)部,但比導(dǎo)體慢.它的 導(dǎo)電能力在導(dǎo)體和絕緣體之間.,2.2.7 靜電系數(shù),2020/8/7,14,2.2.8一般的ESD意外,1) 向設(shè)備放電(人體模型,機(jī)械模型),2) 從設(shè)備放電(元件帶電模型),2.2.9元件的敏感度,不同元件所需要的靜電保護(hù),2020/8/7,15,2.3 靜電控制的原則,2.3.1 設(shè)計(jì)預(yù)防,2.3.2 消耗和控制,1) 安全

9、消耗和控制物體的靜電,2) 正確接地,使用消耗靜電材料是十分重要的,2.3.3 消除和減少靜電產(chǎn)生,沒有帶電就沒有放電.,2.3.4 產(chǎn)品的保護(hù),包裝可以有效防護(hù)產(chǎn)品充電，減少產(chǎn)品在容器中運(yùn)動而產(chǎn)生的靜電.,使用較小靜電感應(yīng)的元件或者對元件,板子, 裝備提供適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù).,2020/8/7,16,2.4 靜電控制程序和方法,2.4.1 需要靜電保護(hù)設(shè)備的區(qū)域,2020/8/7,17,2.4.2 程序,1) 辨認(rèn)和辨別設(shè)備的靜電敏感度.,2) 估計(jì)設(shè)備和需要保護(hù)的區(qū)域.,2.4.3 來源,人和運(yùn)行的機(jī)械.,在縱多的設(shè)備中,人是靜電最基本的發(fā)電機(jī)之一.,1） 走路可以產(chǎn)生靜電.,2） 手和元件產(chǎn)生靜

10、電.,2020/8/7,18,1) 靜電環(huán)和手套,帶靜電環(huán)和手套是防止靜電的最基本的方法. 一般的電阻器是1M .1/4瓦.250工作電壓,而手和地面之間的電阻是5*10E55*10E7 .,2.4.4 防止靜電的方法,2020/8/7,19,2) 鞋根帶,一般用在人或物體之間,並和靜電防護(hù)的地面.靜電鞋.滾球.輪腳和輪一起提供必要的靜電接觸,一般的電阻器是1M .1/4瓦.250工作電壓,而手和地面之間的電阻是5*10E55*10E7 .,3) 工作服,防靜電的工作服是盡量減少靜電場效應(yīng)或者避免工作服帶電. 工作服的袖子之間的電阻在10E5 和 10E9之間,2020/8/7,20,與地面的

11、電阻是10E610E9 .,4）工作臺,2020/8/7,21,5）防靜電椅,椅墊.椅背或者扶手與地面之間的電阻是10E610E9 .,6）電離機(jī),空氣電離能在10秒鐘內(nèi)從1000伏降到100伏,並且控制電壓在35伏以內(nèi).,2020/8/7,22,共同地點(diǎn),靜電區(qū)標(biāo)誌,2.4.5 ESD標(biāo)志,防靜電標(biāo)誌,靜電標(biāo)籤樣品,2020/8/7,23,2.4.6 測量儀器,測靜電場表,測電阻表,2020/8/7,24,靜電環(huán)和鞋測試,電離帶電系統(tǒng),2020/8/7,25,靜電工作室,2020/8/7,26,2.5 訓(xùn)練和審核,1) 所有操作靜電元件的人員必須接受訓(xùn)練並且要在一年內(nèi)達(dá)到熟練程度.,2) 進(jìn)

12、入靜電場所人員需接受靜電培訓(xùn).,3) 訓(xùn)練課後必須參加合格測試.,4) 審核在至少一年執(zhí)行一個運(yùn)作包括程序.處理或靜電元件蓄藏,並驗(yàn)證符合MITAC的靜電標(biāo)準(zhǔn).,5) 每天,每周,每月和每年有MITAC的防靜電期.,2020/8/7,27,人體帶電模型,2.6 元件敏感度,機(jī)器帶電模型,2020/8/7,28,元件帶電模型,2020/8/7,29,元件敏感度的分類,人體帶電模型,機(jī)器帶電模型,2020/8/7,30,元件帶電模型,2.7.1 U.S. Military/Department of Defense,2.7主要的靜電標(biāo)準(zhǔn),電子零件,帶電物質(zhì),裝配線和設(shè)備(除了有爆炸性的零件以外)的

13、防靜電保護(hù)程序.,電子零件,帶電物質(zhì),裝配線和設(shè)備(除了有爆炸性的零件以外)防靜電手冊.,1) MIL-STD-1686C,2) MIL-HBDK-263B,2020/8/7,31,2.7.2 EIA/JEDEC,1) EIA-541,根據(jù)靜電的敏感度,所以包裝材料的標(biāo)準(zhǔn)也不同.,2) EIA-625,處理靜電放電的敏感度的需求.,2.7.3 International/European,EN100015,帶靜電元件的保護(hù).,2.7.4 ESD Association,1)ESD-S1.1-1998,靜電環(huán)的評估.承諾和功能測試.,2)EOS/ESD S4.1-1997,工作臺的電阻測試.,2

14、020/8/7,32,第三章元器件的辨識,3.1 常見元件 3.1.1 常見元件辨識 1）SMT 電阻 電阻用英文字母“R(resistance)”表示其中排阻可分為串聯(lián)排阻用英文字母“RN”表示及并聯(lián)排阻用 英文字母 “RP”表示,電阻元件符號,排阻元件符號,排阻元件符號,規(guī)格：470,規(guī)格：10K,2020/8/7,33,2）SMT 電容 電容用英文字母“C”(capacitance),CM,CEM表示,排容用“CP”表示其中膽電容及電解電容有極性 焊接時注意方向,3）二極管 二極管用英文字母“D(diode)“表示,紅色端為正極,黑色端為負(fù)極,電容 元件符號,排容 元件符號,二極管 元件

15、符號,2020/8/7,34,4) 三極管 ICH supports up to 6 Req/Gnt pairs (PCI Slots). 3）支持電源管理邏輯. 4）增強(qiáng)型 DMA控制器, 中斷控制器及實(shí)時控制 5）集成IDE 控制器 (ICH0支持 Ultra ATA/33; ICH 支持Ultra ATA/66).,2020/8/7,67,6）USB 總線界面支持 兩個USB口. 7）系統(tǒng)管理總線 (SMBus) compatible with most I C devices. 8）AC97 2.1 Compliant Link for Audio and Telephony CODE

16、Cs. 9）Low Pin Count (LPC) interface. 10）Firmware Hub (FWH) interface support. 11）Alert On LAN* (82801AA ICH only).,5.2.5 Intel公司的典型產(chǎn)品介紹,Intel研制的最主要的芯片分為以下幾組：430LX、430NX、430FX、430HX、430VX、430TX、430MX、440FX、450GX、450KX、440LX、440BX、440ZX、440EX、I82810、I82820 、 I82840。,Intel 430FX PCIset 430FX芯片組是Intel公司

17、繼430LX和430NX芯片組后推出的第三套基于Pentium的芯片組，也稱為Triton。它在體系結(jié)構(gòu)上作了很多改進(jìn)，使性能有了很大的提高。 430FX芯片組由一片82437FX、一片82371FB和兩片82438FX組成。82437作為系統(tǒng)控制器，集成了CACHE控制器、DRAM控制器、PCI橋連控制器等功能部分；82438是數(shù)據(jù)緩沖控制器；82371FB中集成了PCI、ISA、IDE加速控制器等部分。430FX全部采用PQFP封裝。430FX可提供高于100MB/s的PCI數(shù)據(jù)流速，因此它支持奔騰處理器和多媒體應(yīng)用程序的優(yōu)化。,2020/8/7,68,Intel 430HX PCIset

18、 430 HX芯片組是Intel公司繼430FX之后推出的面向商用PC機(jī)平臺的Pentium級主板芯片組。與其前一代產(chǎn)品 430FX相比，它著重改進(jìn)了系統(tǒng)的可靠性；并進(jìn)一步提高了集成度，采用了兩片封裝；在性能上也有所提高，430HX適用于Pentium級的工作站、服務(wù)器和對可靠性要求較高的微機(jī)。 430HX芯片組由一片82439HX和一片82371SB組成，430HX在性能上的主要改進(jìn)可歸納為以下幾點(diǎn)： *采用了并行PCI體系結(jié)構(gòu)，允許CPU、PCI、ISA總線并行處理事務(wù)，因此比430FX有更高的MPEG視頻、 音頻播放和捕捉處理能力；*支持通用串行總線(USB)，支持USB設(shè)備的熱即插即用

19、連接；*具有EDO定時功能，使訪問DRAM的速度有較大的提高，系統(tǒng)性能提高約10；*支持奇偶校驗(yàn)和ECC內(nèi)存；*更高的集成度(只有兩片芯片)，使用單片主橋方式，與430FX相比可節(jié)省60的主板空間；*采用了FIFO緩沖隊(duì)列，可在TXC控制器的兩邊實(shí)現(xiàn)并行操作，從而提高了CPU的利用率；*符合PCI2.1標(biāo)準(zhǔn)，縮短了總線的等待時間，提高了PCI設(shè)備的速度和整個系統(tǒng)的性能；*支持64M位DRAM，系統(tǒng)內(nèi)存最高可達(dá)512MB；*支持P54C(Pentium)和P55C(Pentium MMX)CPU；*支持雙CPU結(jié)構(gòu)，可組成對稱處理器結(jié)構(gòu)體系的主板和微機(jī)系統(tǒng)。,2020/8/7,69,* 對多媒體

20、視頻進(jìn)行了特殊優(yōu)化，因而更適用于家庭用戶和多媒體應(yīng)用；*去除了一些普通用戶難以用及的功能(如ECC內(nèi)存、雙CPU支持等)后，增加了對高速同步存儲器 SDRAM的支持，支持168線內(nèi)存插槽和內(nèi)存條；*在結(jié)構(gòu)上恢復(fù)了4片芯片結(jié)構(gòu)。430VX芯片組由一片82437VX、一片82371SB和兩片82438VX組成，全 部采用PQFP封裝；*可管理的最大內(nèi)存為256MB，低于430HX；*降低了成本，其售價低于430HX。,430TX是Intel公司為配合Pentium MMX CPU而推出的最新芯片組，專門針對奔騰微處理器的MMX技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化以達(dá)到最佳的多媒體應(yīng)用效果。430TX芯片組還采用了

21、一系列的新技術(shù)，使PC機(jī)的性能和智能化程度得到進(jìn)一步提高。另一方面，430TX也適用于可移動的便攜式計(jì)算機(jī)中，彌補(bǔ)了便攜式微機(jī)在多媒體技術(shù)方面的不足，使得便攜機(jī)用戶也能夠像臺式機(jī)一樣享受聲音、影視節(jié)目、通訊等帶來的樂趣。430TX芯片組采用了兩片結(jié)構(gòu)，由一片82439TX和一片82371AB組成。,Intel 430TX PCI set,Intel 430VX PCI set,430VX的技術(shù)性能與430HX芯片組基本相同，兩者的區(qū)別主要在以下方面：,2020/8/7,70,440FX芯片組(注：不可與430FX芯片組搞混)是適用于高能奔騰（Pentium Pro）的芯片組。440FX建立在并

22、行PCI體系結(jié)構(gòu)上，它包含了一個可加強(qiáng)視頻傳輸及提高幀速度的多業(yè)務(wù)計(jì)時器，一個能提高M(jìn)PEG及音頻性能的被動釋放機(jī)制，還包括了可充分利用寫緩沖器來改進(jìn)基于主機(jī)的處理應(yīng)用程序的增強(qiáng)寫性能，以及用以確保CPUTOISA寫控制與PCI2.1技術(shù)規(guī)格兼容的PCI延遲作業(yè)。,Intel 430MX PCI set,430MX是Intel專門針對Pentium級筆記本電腦推出的芯片組，它是Intel作為便攜式PCIsets解決方案的第一個完整設(shè)計(jì)，在430FX的基礎(chǔ)上采取了多項(xiàng)體系結(jié)構(gòu)上的革新。430MX可應(yīng)用于ProShare(TM)快速以太網(wǎng)、音頻及圖形增強(qiáng)型應(yīng)用程序。隨著更新一代同時適用于臺式機(jī)和便

23、攜機(jī)的430TX芯片組的推出，很多基于430MX的應(yīng)用已經(jīng)逐步轉(zhuǎn)移到430TX芯片組上。,Intel 440FX PCI set,在結(jié)構(gòu)上，440FX由三片芯片組成，一片82441FX，一片82442FX和一片82371SB，另有一個獨(dú)立元件82093AA供雙CPU設(shè)計(jì)時使用。,440FX芯片組具有增強(qiáng)的32位性能和USB外圍設(shè)備連接的優(yōu)點(diǎn)，包括CPUtoDRAM流水線、同時讀寫、動態(tài)延遲、寫入猝發(fā)組合及I/O隊(duì)列，其他的特點(diǎn)如快速驅(qū)動器訪問的Bus Master IDE(BMIDE)、集成化ECC支持、雙CPU支持等使440FX的整體性能和可靠性大為提高。440FX可以管理的最大內(nèi)存容量為1

24、GB。440FX與Intel 430HX、430VX等芯片組設(shè)計(jì)的I/O子系統(tǒng)具有良好的兼容性，因此使440FX能充分利用已有資源，立足市場。,2020/8/7,71,Intel 440LX AGP set,繼Intel 430 PCI芯片組之后，Intel公司又推出了Intel 440LX AGP芯片組。AGP的圖形圖像上的帶寬比在PCI接口上的增加了三倍，它可將高性能的圖形功能帶給主流的商業(yè)PC和家用PC。,440LX AGP芯片組是440 AGP芯片組系列中的第一個成員。它建立在由三個芯片組成的440FX PCI芯片組的特性之上，但把三個芯片壓縮成二個芯片（82443LA和82371AB

25、）。440LX AGP有四個最主要的特點(diǎn)：,引進(jìn)了一組新的特性，稱為QPA（Quad Port Acceleration，四端口加速），它是處理器、圖形加速器、PCI和SDRAM等四個端口的仲裁機(jī)構(gòu)，包括直接連接AGP、動態(tài)分布仲裁和多流水線化（從CPU、PCI和圖形到SDRAM）等特性。這些特性合在一起可使PC中的各個設(shè)備獲得最大的可用帶寬；,440LX AGP對SDRAM的支持使得對存儲器的讀寫可以變得更快，并在Pentium II處理器、圖形加速器和PCI設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)更快的流水線化傳輸；,具有ACPI（Advanced Configuration and Power Interface，

26、高級配置和電源管理）功能，可以實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的電源管理，包括遠(yuǎn)距離喚醒，迅速從掉電狀態(tài)恢復(fù)等,Ultra DMA功能改進(jìn)了對IDE設(shè)備的存取。,2020/8/7,72,Intel 440BX AGPset,從某方面而言，BX芯片組是一個跨時代的標(biāo)志，它是首款真正支持100MHz主頻的芯片組。,440BX AGP芯片組繼承了440LX AGP芯片組系列的諸多優(yōu)點(diǎn)。如上面所述的AGP，QPA和SDRAM，ACPI與Ultra DMA。440BX正式支持100MHz的外頻，從而解決低外頻(66MHz)造成的速度瓶頸，而不再支持EDO內(nèi)存，即使是SDRAM也要求速度達(dá)到100MHz。作為440系列的第三個產(chǎn)

27、品，它定位在高端CPU領(lǐng)域。應(yīng)該說，對100MHz外頻(是Intel首先提出來的，同時也是它的一張王牌)的支持既是440BX最吸引人的特點(diǎn)，也是其最大賣點(diǎn)。雖說早在440LX芯片組中就隱含著對100MHz外頻的支持(當(dāng)時的某些主板就設(shè)有100外頻跳線)，但440BX最大的改進(jìn)就是它能穩(wěn)定的運(yùn)行在100MHz以上的外頻。440BX芯片組也為兩片結(jié)構(gòu)，北橋芯片型號為82443BX，南橋芯片型號82371AB。前者采用492引腳BGA封裝，負(fù)責(zé)CPU(可支持雙Pentium以SMP方式工作)、SDRAM優(yōu)化內(nèi)存接口、64位總線接口、PCI接口、AGP(支持133MHz)接口及它們之間的連接控制；后者

28、采用324引腳BGA封裝，負(fù)責(zé)軟盤驅(qū)動器、硬盤(支持Ultra DMA/33)、鍵盤、PCI-ISA橋接器等接口及USB連接控制。440BX芯片組在包含了440LX的所有功能基礎(chǔ)上有三大改進(jìn):一是外部總線支持100MHz，二是可支持450MHz的Pentium II，三是內(nèi)存最大可擴(kuò)展到1GB。由440BX芯片組構(gòu)成的主板自1998年4月進(jìn)入市場以來得到了前所未有的推廣。如今，加上Pentium 和 Socket 370“賽揚(yáng)”的推波助瀾，更使得440BX的生命之樹常青。,2020/8/7,73,Intel 440EX AGPset,它是Intel為“賽揚(yáng)”處理器(Pentium II的簡化版

29、)特別開發(fā)的一款芯片組。它仍為兩片結(jié)構(gòu)，北橋芯片型號為82443EX，南橋芯片仍使用82371AB，外頻只支持66MHz。與440LX和440BX兩款芯片組相比較，440EX似乎并沒有什么特別之處。這樣一來使得原本是為降低主板成本而設(shè)計(jì)的440EX芯片組總造價并沒有降低。加上440EX芯片組的性能打了折扣，反而造成了一種高不成低不就的感覺。致使440EX成為Intel成名以來壽命最短的產(chǎn)品。,Intel 440ZX AGPset,440ZX是Intel為支持Socket 370結(jié)構(gòu)Celeron而專門設(shè)計(jì)的一款芯片組。其用意是成為支持Slot 1和Socket 370結(jié)構(gòu)主板的標(biāo)準(zhǔn)芯片組。雖然

30、是Intel面向低端市場推出的產(chǎn)品，但由440ZX構(gòu)成的主板同樣加入了對100MHz外頻的支持。這類主板一般只設(shè)2個DIMM插槽(最大只支持256MB)、3個PCI和1個ISA插槽(受Micor ATX制約，有一個還是共享型的)。這類主板還有一個共同特點(diǎn)就是，它們均支持集成i740圖形加速芯片和聲音芯片，這樣可以大幅度降低成本。需要注意的是，440ZX芯片組有兩種版本:分為440ZX和440ZX-66。兩者的重要區(qū)別是,440ZX是以440BX為核心，支持100MHz外頻，它是為Slot 1結(jié)構(gòu)的100MHz外頻的Celeron處理器而設(shè)計(jì)的，與440BX不同的是僅削減了對DIMM和PCI插槽

31、數(shù)量上的支持；而440ZX-66只能支持66MHz外頻，是為Socket370 主板而特別設(shè)計(jì)，現(xiàn)在市場上能見到的ZX主板多采用440ZX-66芯片組,2020/8/7,74,Intel I82810 HDMARDY- ; HSTROBE,DIOR- 是host發(fā)出的讀 寄存器or數(shù)據(jù)口的信號， HDMARDY- 是host用以通知device其已經(jīng)準(zhǔn)備好接受Ultra DMA方式傳送的數(shù)據(jù)的信號， HSTROBE是host發(fā)出的數(shù)據(jù)鎖存信號。,* DIOW- ; STOP,DIOW-是host發(fā)出的寫寄存器or數(shù)據(jù)口的信號， STOP 用以結(jié)束一個Ultra DMA數(shù)據(jù)傳輸,* INTRQ,

32、中斷信號,* IORDY ; DDMARDY- ; DSTROBE,IORDY是輸入輸出準(zhǔn)備好信號， DDMARDY- 是device用以通知host其已經(jīng)準(zhǔn)備好接受Ultra DMA方式傳送的數(shù)據(jù)的信號， DSTROBE是device發(fā)出的數(shù)據(jù)鎖存信號。,2020/8/7,104,信號引腳列表,2020/8/7,105,2020/8/7,106,6.1 CPU的基本概念及組成,6.1.1 CPU（Central Processing Unit 中央處理器）,第六章CPU,6.1.2 CPU的組成,世界上第一臺PC機(jī)中的CPUi8086是美國IBM公司1981年推出的其執(zhí)行指令為X86指令集同

33、時為提高浮點(diǎn)運(yùn)算能力增加X87指令集以后的X86及X87統(tǒng)稱為X86指令集該指令集一直沿用到的PIIICPU,CPU主要包含運(yùn)算器及控制器其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為控制單元邏輯單元和存儲單元運(yùn)算器主要完成各種算數(shù)（加減乘除）和邏輯運(yùn)算（邏輯加邏輯減和非運(yùn)算）控制器不具有運(yùn)算功能它只是讀取各種指令並對指令分析作出相應(yīng)的控制,6.2 CPU主要參數(shù),6.2.1 位 字節(jié) 字長,通常我們提到的16位32位機(jī)是指CPU可以同時處理16位32位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)CPU按照其處理信息的字長可分為8位微處理器16位微處理器32位微處理器及64位微處理器.,位在數(shù)字電路中和電腦技術(shù)中采用二進(jìn)制代碼只有“0“和“1“0“和“1

34、“在CPU中都是一“位“,2020/8/7,107,字節(jié)和字長CPU在單位時間內(nèi)（同一時間）能處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)叫字長一個字節(jié)等于八位（1byte=8bit）如32位的CPU能在單位時間內(nèi)同時處理字長為32位的二進(jìn)制通常8位稱一個字節(jié)32位的CPU一次只能同時處理4個字節(jié),6.2.2 CPU的外頻,CPU的外頻是指CPU的總線頻率是由主板提供的基準(zhǔn)時鐘頻率CPU的主頻是按CPU的外頻乘以倍頻系數(shù)的CPU的外頻從過去的66MHZ發(fā)展到現(xiàn)在的100MHZ133MHZ甚至200MHZ隨著外頻的不斷提高CPU與內(nèi)存數(shù)據(jù)之交換速度也隨之不斷提高,6.2.3 前端總線（FSBFront Site Bus

35、）,前端總線的頻率就是CPU的總線頻率內(nèi)存的總線頻率與前端總線頻率相同也就是CPU與L2 CACHE及內(nèi)存之間交換數(shù)據(jù)的工作時鐘數(shù)據(jù)傳輸最大帶寬取決于所同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位寬度和傳輸頻率即數(shù)據(jù)帶寬（總線頻率數(shù)據(jù)寬度）8如前端總線的頻率為100MHZCPU的數(shù)據(jù)寬度為64位則其數(shù)據(jù)帶寬（10064）8800MHZ目前AMD公司已經(jīng)推出前端總線頻率為200MHZ的K7CPU但CPU內(nèi)核與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)交換時鐘仍然是100MHZ,6.2.4 CPU的主頻,CPU主頻就是CPU的工作頻率是CPU內(nèi)核（整數(shù)和浮點(diǎn)運(yùn)算器）電路的實(shí)際運(yùn)行的頻率在486DX2 CPU之前CPU的主頻與外頻相等在486DX2 CP

36、U開始所有的CPU主頻等于外頻乘上倍頻系數(shù),2020/8/7,108,6.2.5 L1和L2CACHE的容量和速度,L1和L2 CACHE的容量和工作速率起著決定性的作用L2 CACHE是從486時代開始的目的是彌補(bǔ)L1 CACHE（一級高速緩存）容量的不足最大程度減少主內(nèi)存對CPU運(yùn)行造成的延緩PII的L1的容量為64KL2的容量為256K或512KK6III的L1CACHE為64KL2的容量為256K在板的L3CACHE高達(dá)2M設(shè)在CPU芯片內(nèi)部L2CACHE運(yùn)行速度與主頻相同而采用PII方式安裝在CPU外部的L2CACHE運(yùn)行頻率一般為主頻的二分之一其效率要比芯片內(nèi)的L2CACHE要低,

37、6.3CPU的工作方式,6.3.1CPU執(zhí)行指令步驟 1）從RAM或CACHE中讀出指令（FETCH） 2）將讀出的指令解成微指令（DECODE） 3）將執(zhí)行指令所需的控制質(zhì)料讀出（FECCH OPERANDS） 4）執(zhí)行解碼后的微指令（EXECUTE） 5）執(zhí)行后的結(jié)果存回RAM中（WRITE BACK）,2020/8/7,109,MEMORY,FETCH,INSTRUCTION FPM)DRAM,快速頁模式DRAM的存取 ,是分別利用行(ROW)及列(COLUMN) . FPM 模式即將行位置定 ,只改變列位址 ,以便連續(xù)位址之存取 一般以1K2K作為單位 ,如1MB DRAM為例 它有1

38、0條列位址線及10條行位址線(220=1MB) ,若行位置固定 ，列位址線可定出(210=1024=1K)位址 ,此時稱列位址線定出之位址為1個PAGE . 故1MB DRAM 可分為1 K個PAGE(每一個PAGE大小為1K).故若CPU存取之資料在同一PAGE ,只需送一個列訊號,信號定義,RAS/ (Input): Row address strobe. 行地址選擇 CAS/ (Input): Column address strobe. 列地址選擇 W/ (Input): Read/Write control. 讀寫控制 A0-An (Input): Multiplexed pins

39、for Row and Column addresses. 行列地址分時復(fù)用管腳。 D0-Dn (Input): Data input pins. 數(shù)據(jù)輸入 Q0-Qn (Output): Data output pins. 數(shù)據(jù)輸出,2020/8/7,120,Cycle time,讀周期,時序圖,2020/8/7,121,Cycle time,寫入周期,2020/8/7,122,快速頁模式讀出周期,2020/8/7,123,快速頁模式寫入周期,2020/8/7,124,7.1.2EDO（EXTEND DATA OUTPUT）DRAM,在快速頁模式DRAM中，CAS#信號的下降沿把數(shù)據(jù)輸出緩沖

40、器打開，上升沿把緩沖器關(guān)閉，而在EDO DRAM中，CAS#的下降沿把數(shù)據(jù)輸出緩沖器打開，但是上升沿不會把緩沖器關(guān)斷，而是到下一個CAS#的下降沿才把緩沖器關(guān)斷，這樣輸出數(shù)據(jù)就可以維持一個比較長的有效時間.,EDO 讀出周期,2020/8/7,125,EDO 結(jié)構(gòu)簡圖,2020/8/7,126,7.1.3SDRAM（Synchronous Dynamic Random Access Memory）,同步動態(tài)隨機(jī)記憶體(SDRAM) , 是一種所有讀取及寫入資料動作都由一同步訊號 (Clock)觸發(fā) , 可提供比EDO DRAM更高效能的存取SDRAM與傳統(tǒng)動態(tài)記憶體主要的不同乃在於SDRAM具

41、有下列特性：,* SDRAM使用一同步時脈(Clock)輸入, 達(dá)到使一切讀取及寫入資料動作均與系統(tǒng)同步, 而傳統(tǒng)動態(tài)記憶 體是透過控制RAS#, CAS# 訊號的波形相位,達(dá)到控制記憶體的讀取及寫入資料動作及刷新 * 爆發(fā)模式中,當(dāng)在讀取週期時, 系統(tǒng)給予第一筆資料位址 ,SDRAM內(nèi)建之位址產(chǎn)生器(Column Address Generator)將自動產(chǎn)生下一筆資料的位址, 所以系統(tǒng)可連續(xù)讀取數(shù)筆資料並提高讀取速度 . * 狀態(tài)暫存器(Mode Register) 可調(diào)整SDRAM的運(yùn)作模式,168腳SDRAM,外型:,2020/8/7,127,管腳定義:,An:0 (Input): A

42、ddress pins. 地址線管腳 CLK (Input): Master clock input. 主時鐘輸入 CKE (Input): CLK enable 當(dāng)CKE為高時,激活CLK.為低時,使CLK無效 RAS/ (Input): Row address strobe. 行地址選擇 CAS/ (Input): Column address strobe. 列地址選擇 CS/ (Input): Selects chip when active. 片選 WE/ (Input): Write enable . 寫許可 DQM (Input): DQ mask. 數(shù)據(jù)遮罩,高電平有效,在讀模

43、式中控制數(shù)據(jù)輸出緩存,在寫過程中屏蔽數(shù)據(jù)寫入 DQ(x:0) (Input/Output): Data I/O pins 數(shù)據(jù)輸入輸出腳,2020/8/7,128,2020/8/7,129,7.1.4 DDR（double date rate) SDRAM,DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM)又叫雙速率SDRAM，它在SDRAM的基礎(chǔ)上，采用延時鎖定環(huán)技術(shù)提供數(shù)據(jù)信號對數(shù)據(jù)進(jìn)行精確定位，在時鐘脈沖的上升和下降沿都可傳輸數(shù)據(jù)，這樣DDR SDRAM就在不提高時鐘頻率的情況下，使數(shù)據(jù)傳輸率提高了一倍。在100MHz下，DDR SDRAM理論上可提供100MHz28By

44、te=1.6GB/s的數(shù)據(jù)傳輸率。在133MHz下可達(dá)到2.1GB/s，具有非常誘人的前景。,韓國Hynix semiconductor(原現(xiàn)代電子)推出了計(jì)算機(jī)繪圖用128Mb(4M32)DDR SDRAM，這種產(chǎn)品采用0.16微米制造工藝、FBGA封裝技術(shù)，時鐘速度最高可達(dá)375MHz，處理速度可達(dá)7億5000萬次/秒(如按現(xiàn)有DDR266、DDR333的概念推算、現(xiàn)代電子這款新型內(nèi)存就相當(dāng)于“DDR750”)。,特征:,VDD= +2.5V+0.125V 雙向源同步數(shù)據(jù)傳送（一周期能傳送兩筆數(shù)據(jù)） 兩路時鐘信號（CK其中每一塊又包含k個數(shù)據(jù)項(xiàng),每一數(shù)據(jù)項(xiàng)由一個指針(word)標(biāo)識.每塊中

45、所有的數(shù)據(jù)項(xiàng)具有相同的地址高位標(biāo)識符(tag).在進(jìn)行映射時,存儲器的地址被分成三部分,從高到低依次為:高位地址標(biāo)識符(tag),塊號(block)以及塊內(nèi)地址(word).首先按照塊號訪問cache,把該塊的TAG值與存儲器中的TAG域進(jìn)行比較,若相同則根據(jù)地址中的WORD域?qū)υ擁?xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫,若TAG不相符,則說明未命中.設(shè)存儲器地址長度為1,則WOED域的長度為log k,而block域長度為log n,地址的高l-log n-log k位用作TAG域.,相聯(lián)映射(associative mapping),這種方法使用相聯(lián)存儲器(associative memory)作為cache,其速

46、度快于直接映射,但是硬件電路較復(fù)雜,而且價格也較昂貴. 相聯(lián)存儲器是一種特殊的存儲器,和常見的RAM(random access memory)不同,它是一種機(jī)遇數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行訪問的存儲設(shè)備CAM(content addressable memory).當(dāng)對其寫入數(shù)據(jù)時,相聯(lián)存儲器能夠自動選擇一個未用的空單元進(jìn)行存儲;當(dāng)要獨(dú)處數(shù)據(jù)時,不是各處其存儲單元,而是直接給出該數(shù)據(jù)或者該數(shù)據(jù)的一部分內(nèi)容,相聯(lián)存儲器對所有的存儲單元中的數(shù)據(jù)同時進(jìn)行比較並標(biāo)記所有符合條件的所有數(shù)據(jù)以供讀取.由于比較是同時,并行進(jìn)行的,所以這種基于數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行讀寫的機(jī)制,其速度比基于地址進(jìn)行讀寫的方式要快許多.使用相聯(lián)存儲器組

47、成cache存儲器,其基本單元分成兩部分:地址部分 和數(shù)據(jù)部分.數(shù)據(jù)部分用于存放數(shù)據(jù),而地址部分則存放該數(shù)據(jù)的存儲器地址.當(dāng)進(jìn)行映射時,相聯(lián)存儲器把CPU發(fā)出的存儲器地址與cache內(nèi)所有的地址信息同時進(jìn)行比較,以確定是否命中.,2020/8/7,145,組相聯(lián)映射(set-associative mapping),從直接映射機(jī)制可以發(fā)現(xiàn),具有相同的block與word號但tag不同的數(shù)據(jù)(即地址低位相同而高位不同)不能同時存放在cache中.它從的一種改進(jìn)型就是組相聯(lián)映射機(jī)制,該機(jī)制下cache存儲器的組織結(jié)構(gòu)如圖所示,N組2路 組相聯(lián)映射機(jī)制,組相聯(lián)映射與直接映射的不同之處在于:每一個塊中

48、有兩個或者兩個以上不同的tag域,每一個tag域則對應(yīng)著一個數(shù)據(jù)域.中央cache中同一項(xiàng)的兩個或者多個數(shù)據(jù)有相同的block值,但是可以有不同的tag值,從而彌補(bǔ)了直接映射機(jī)制的缺陷.,2020/8/7,146,當(dāng)CPU發(fā)出讀寫請求后,地址信息中的block域用來訪問cache存儲器.存儲器地址所含的tag域則同時和該塊中所有的tag(圖中為兩個)進(jìn)行比較以確定是否命中.為了加快tag的比較過程,可以采用相聯(lián)存儲器的方式并行的進(jìn)行比較.這就是組相聯(lián)映射名稱的由來.,7.3.4 Cache存儲器的淘汰算法,當(dāng)cache存儲器產(chǎn)生暸一次訪問未命中之后,相應(yīng)的數(shù)據(jù)應(yīng)該同時讀入CPU和cache.但

49、是當(dāng)cache已存滿數(shù)據(jù)后,新數(shù)據(jù)必須淘汰cache中的某些舊數(shù)據(jù).最常用的淘汰算法有隨機(jī)淘汰法,先進(jìn)先出法(FIFO)和近期最少使用淘汰法(Lru,least recently used).,隨機(jī)淘汰法,FIFO法,Cache控制器設(shè)置特殊的時間標(biāo)志以紀(jì)錄數(shù)據(jù)在cache中的存放時間,當(dāng)需要淘汰時,則選擇進(jìn)入cache時 間最長的那一行數(shù)據(jù)進(jìn)行淘汰.,從cache的各行中隨機(jī)選取一行進(jìn)行淘汰.,2020/8/7,147,7.3.5 Cache存儲器的寫寫,* 快取記憶體控制器從DRAM處將常用資料複製. * 複製之資料存入Cache. * CPU欲取資料時 ,先自Cache內(nèi)尋找. * 若在

50、Cache內(nèi)找不到資料即往DRAM處尋找. * 處理過後之資料先存放至Cache處. * 再檢查資料位址是否存在DRAM中 ,若無把資料亦存入DRAM以保持DRAM和 Cache之一致性 ,若有則 只存入DRAM中.,LRU算法,Cache控制器設(shè)置訪問標(biāo)志以紀(jì)錄數(shù)據(jù)在某一段時間內(nèi)被訪問的次數(shù).當(dāng)需要淘汰時,則選擇近期最少使用的那一行數(shù)據(jù)進(jìn)行替換.,Cache的替換算法極其重要,因?yàn)樗苯佑绊懙絚ache的性能.好的替換算法能夠提高cache的命中率,從而提高系統(tǒng)的整體性能.,2020/8/7,148,鍵盤系統(tǒng)主要由鍵盤上的單芯片（8048）MB上的KB Controller（8042)組成其

51、通過IRQ1申請鍵盤中斷服務(wù)程序 當(dāng)8048偵測到某鍵被按下時就會傳輸相應(yīng)的鍵盤掃描碼給80428042將其轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)掃描碼存入8255的PortA（60h）同時再觸發(fā)IRQ1請求調(diào)用INT09h 處理60Port的系統(tǒng)掃描碼INT09h中斷服務(wù)程式將該編碼再轉(zhuǎn)變?yōu)锳SC 碼后,再與系統(tǒng)掃描碼（共1word）一起存入位于內(nèi)存中的鍵盤緩沖區(qū)當(dāng)系統(tǒng)需要獲取輸入鍵時必須通過 INT16h 從鍵盤緩沖區(qū)中讀取,8.1概述,圖8 - 1 p鍵被按下時的系統(tǒng)動作,第八章 鍵盤系統(tǒng),2020/8/7,149,8.2.1 鍵盤掃描碼的產(chǎn)生,鍵盤中的單芯片8048專門負(fù)責(zé)將鍵盤信息轉(zhuǎn)化為串行的鍵盤掃描碼后發(fā)送給

52、KB Controller 8048將鍵盤當(dāng)作一個點(diǎn)陣,並不斷掃描其行列地址線一旦有某一個或幾個鍵被按下其相關(guān)的行列 地址線電平將發(fā)生變化8048將此信息存入大小為16 bytes的內(nèi)部緩存并按照先后順序用自己內(nèi)部的 轉(zhuǎn)換表將之轉(zhuǎn)化為鍵盤掃描碼然后以串行方式傳送給鍵盤控制器（8042） 如上所述每一個按鍵都有唯一的鍵盤掃描碼與之相對應(yīng)少數(shù)功能鍵（如R-Ctrl）的鍵盤掃 描碼前還被加上了擴(kuò)展碼E0也就是說某些功能鍵的鍵盤掃描碼的長度為Byte,8.2 8048與8042的工作,鍵盤點(diǎn)陣行地址,點(diǎn)陣列 地址,鍵盤點(diǎn)陣,圖8 - 2 按鍵被轉(zhuǎn)換為鍵盤掃描碼,行地址 列地址,8048內(nèi)部緩存,804

53、8,KB Controller,鍵盤掃描碼,2020/8/7,150,1KBDATA,KBCLK在閒置狀態(tài)都處于高電平狀態(tài) 28048和8042都在輪循KBDATA的狀態(tài) 3當(dāng)8048或8042中的發(fā)起者發(fā)送數(shù)據(jù)時反驅(qū)動KBDATA至低態(tài)接收方將開啟KBCLK作為回應(yīng) 發(fā)起者在CLK的下降沿發(fā)送一個bit在frame的末尾發(fā)起方驅(qū)動DATA為高宣告該frame結(jié)束 接收者在收到結(jié)束信號時,將不再反驅(qū)動CLK信號 4每一個frame包含1個鍵盤掃描碼(1Byte)1 奇校驗(yàn)位和兩個起始結(jié)束位共11bit 5若校驗(yàn)出錯代碼被要求重傳多次重傳仍未被糾正該代碼會被放棄8042將設(shè)置校驗(yàn)標(biāo) 志并向60h

54、寫入錯誤碼,8.2.2 鍵盤掃描碼的傳送,詳情請自行參閱相關(guān)質(zhì)料,圖8 - 3 一個完整的鍵盤掃描碼和硬件動作,8048轉(zhuǎn)換后的鍵盤掃描碼在向8042傳輸?shù)拇型ㄐ欧绞饺缦?2020/8/7,151,KB Controller在接收到8048發(fā)送的鍵盤掃描碼后8042將其轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)掃描碼并存入8255的端口 A（該端口的位址為60h）等待處理 但8048的串行傳輸方式產(chǎn)生了一個問題8048只是將鍵盤掃描碼按先后順序逐一發(fā)送給8042這 樣KB Controller將不能區(qū)分是否是同時按下的組合鍵因此8048在傳送同時按下的按鍵信息時必須予 以區(qū)別 在這里, 8048采用注明釋放鍵的方式當(dāng)804

55、8偵測到某一鍵被松開時將再次發(fā)送該鍵的鍵盤掃描 碼但會在其前面加上釋放碼F0這樣8042在收到釋放碼F0時會自行讀取下一個字節(jié)并進(jìn)行翻譯 在此類情況該代碼仍將被翻譯并送往60 Port但該端口的bit 7將被置為高電平以通知鍵盤處理程序 放棄處理 那么若8042收到若干鍵盤掃描碼之間沒有發(fā)現(xiàn)釋放碼F08042便認(rèn)為這是組合鍵將按預(yù)定的 方式翻譯并存入60h,8. 2.3 鍵盤掃描碼的翻譯,A鍵被按下,松開A鍵,R-Ctrl被按下,A鍵被按下,這是組合鍵 R-Ctrl + A,圖8 - 4 8042判斷鍵盤掃描碼實(shí)例,2020/8/7,152,由于種種原因系統(tǒng)可能沒有及時處理60h的數(shù)據(jù)這時若8042仍在處理新的鍵盤掃描碼并送往 60h這就可能會造成按鍵丟失因此60h的數(shù)據(jù)在未被讀取前將拒絕寫入盡管這樣可能造成此時按鍵 無效 60h本身是不可預(yù)讀的I/O Memory其在被讀取后將被清空*所以60h的狀態(tài)被設(shè)計(jì)成由64h 的bit1 反映（關(guān)于64h將在下文詳細(xì)介紹）當(dāng)向60h寫入數(shù)據(jù)時（無論是8042還是I/O操作） 必須先偵測64h的bit1若為0表示60h為空（已被讀取）允許寫入若為1,則操作將被禁止 如果在向60h讀取數(shù)據(jù)時亦必須先偵測64