Устройство на дънната платка

Дънната платка (motherboard) съдържа чипове като CPU, RAM, ROM – BIOS, CHIPSET, слотове за разширение, входно-изходни портове и др. Популярни са три типа платки:

• Backplane – шинно ориентирани платки, при които на дънната платка има една шина с много сигнали а всички компоненти са в допълнителни платки.
• Едноплаткови – на дънната платка са разположени всички компоненти.
• Processor comlex design – на дънната платка са разположени CPU, RAM, ROM – BIOS, и разширителни слотове, в които се поставят разширителни платки с останалите компоненти (видеоконтролери, контролери на твърди дискове, мрежови карти, звукови карти и др.) Първият PC през 1981 г. има относително проста дънна платка и много разширителни платки. Тенденцията при съвременните компютри е към усложняванена дънната платка и намаляване на разширителните платки. Може би ще дойде моментът, когато повечето PC-та няма да имат никакви разширителни платки, като функциите, от които се нуждаят потребителите, ще бъдат вградени изцяло в дънната платка.

Дънните платки от 1981 г. имат място за процесорен чип, 64К байта памет, връзка с клавиатурата и няколко слота за разширение. Дънните платки от 1998 г. на най-често срещаните настолни компютри включват също часовник/календар, сериен порт, паралелен порт, интерфейси за хард-дискoве и флопидисково устройство, порт за мишка, доста повече памет (при някои модели 2048МВ) и 5 USB порта. Някои маркови модели компютри имат дънни платтки с интегрирани звук и видеокарти.

1 Компоненти на дънната платка
1.1 Процесор(CPU) - процесорът лесно се открива, тъй като той е надписан с фирмения знак на фирмата производител. За IBM съвместими компютри са, това са процесорите на фирмите INTEL, AMD, CYRIX. Процесорите на INTEL са например 80286, 80386, 80486, Pentium, PentiumII, PentiumIII и последния модел PentiumIV. По-старите процесори се поставят в цокъл, като повечето на INTEL са в PGA корпуси. Процесорът Pentium II се поставят вертикално в черна пластмасове касета в специален слот, наречен Slot 1.
1.2 Памет-RAM паметта при по-старите компютри е под формата на малки чипове, подредени в редици и поставени в цокли тип DIP. При новите модели паметта е под формата на SIMM-30 или 72 пинови или DIMM-168 пинови модули (Single/Dual In-line Memory Modules). Те представляват малки платки с ред контакти по единия ръб. При DIMM модулите, за разлика от SIMM, RAM чиповете са монтирани от двете страни на модула и се използват два набора от контакти - по един от всяка страна на платката.

На хоризонта се задават технологии, които ще използват и третото измерение, посредством натрупване на чиповете един върху друг. Тези модули, наричани 3-D памети или стекове, ще включват насложени един върху друг силициеви чипове в специални корпуси, побиращи 16MB DRAM в куб със страна 3 милиметра. Друг пример за памет от този вид побира 2 GB DRAM в куб със стратрана един инч. Тази технология позволява значително по-малки компютри или големи компютри със значително по-голям капацитет на паметта.

1.3. Памет – ROM. ROM-BIOS обикновено представлява по-голям чип или два чипа в цокли, като най-често има поставен етикет с номер на версията на софтуера и фирмата производител. Най-известните фирми производителки на BIOS са AMI, AWARD, Phoenix. При по- новите системи ROM чиповете не са поставени в цокли, тъй като представляват Flash памет и не се неждаят от физическа смяна – нoвите версии на програмите от BIOS-а се зареждат директно.

1.4. Слотове за разширение – те представляват сравнително дълги и тесни електрически съединители. В съвременните дънни платки се срещат обикновено два ISA слота, от три до пет PCI и един AGP слот (а вече навлиза в употреба и PCI Express слота). В слотовете за разширение се поставят разширителни карти, или още се наричат адаптери.

1.5 Адаптерни платки. Адаптерните платки (известни още като платки за разширение) са допълнителни платки, които се инсталират в специално конструктурирани цокли (слотове) върху дънната платка. Те се монтират, за да осигурят допълнителни възможности, които не са на лице в дънната платка.

Архитектурата на адаптерните платки се определя от архитектурата на персоналния компютър:ISA, EISA, PCI и т.н. Най-често се срещат компютри, в които са включени:

• Видеокарти;
• Хард контролери;
• Платки със серийни и паралелни портове;
• Звукови платки;
• Мрежови платки;
Напоследък, вследствие предимствата на бързите технологии в областта на компютърната техника, повечето от функциите на тези платки са съвместими в една единствена “мултифункционална”платка или са интегрирани върху дънната платка.

1.5 CHIPSET-Чипсет е набор от 1-5 чипа , които включват важни функции на компютърната система: контролер на локалната шина, кеш контролер, DMA контролер, таймер с програмируеми интервали и т.н. Този набор от компоненти диктува изпълнимите параметри като кешово пространство, тип CPU и т.н. Чипсетовете постоянно се въвеждат и подобряват. Те са обект на непрекъснато подобрение. Чипсетът на обикновен високо разпределителен Pentium поддържа EDO и SDRAM, конвейрна пакетна кеш памет, PCI локална шина, AGP порт, управление на мощтността плюс други функции за периферните устройства. Примери за най-съвременни чипсетове са NVidia nForce.

1.6 CMOS батерия - след няколко години работа с един компютър трябва да се смени батерията, защото той няма да може да помни своята конфигурационна информация. CMOS-RAM паметта (256КВ) съхранява информацията на програмата BIOS-Setup. За запазване на данните в тази памет е необходимо допълнително захранване за чипа, за което се използва акумулатор или батерия. Напрежението на батерията трябва да е поне 3V (типично 3.6 V). В новите дънни платки се монтират схеми с вградени батерии, които гарантират запазването на информация поне 10 години.

1.7 Интерфейс на съхраняващи устройства - Компютрите се нуждаят от начин, по който да съхраняват огромното количество информация и програми, с които работят всеки ден. Хранилището на тази информация са съхраняващите устройства с останалата част на системата. В модерните PC-та два или повече интерфейса могат да бъдат интегрирани на дънната платка. Те включват връзки към флопидисковите устройства, твърди дискове и CD-ROM устройства.

1.8 Конектори за входно-изходни устройства - използват се няколко вида конектори :
а) D¬-образен конентор. D-образният конектор се среща в две разновидности - мъжки и женски. Освен това се различават по броя на пиновете-DB9, DB15, DB25 . Използва се при серийния, паралелния порт, за видеоадаптерите, за мрежови интерфейс. Серийния порт – COM1 се свързва към 9-пинов мъжки тип конектор. Паралелният порт се свързва към 25-пинов женски конектор. Видеоадаптерите се свързват с 15-пинов женски конектор, като пиновете са подредени в 3 реда.
б) Съвременните платки притежават до 5 USB конектора (Universal Serial Bus) - Това е друг вид правоъгълен конектор с език вътре в него.
в) За свързване на клавиатурата и мишката се използват два Mini DIN конектора тип PS/2.

1.9 Обслужващи елементи - Въпреки, че микропроцесорът е сърцето на компютъра, той сам по себе си не е компютър. Микропроцесорът изисква допълнителни елементи, за да работи тактови генератори, контролери и конвертори на сигнали. Всеки от тези поддържащи елементи има свой начин на въздействие върху програмите и това помага да бъде определено как работи компютъра.

Дънната платка осигурява връзката между процесора и другите компоненти чрез шините. Шините действат като матистрала за данни, давайки възможност на порциите данни да бъдат изпращани от една точка към друга вътре във вашия компютър. Най-важна от всички шини е тази, която свързва процесора с паметта. Тази шина се нарича системна шина (System bus). Системната шина е главният механизъм за придвижване на данни към различните части на компютъра. Тя свързва микропроцесора с оперативната памет, както и с другите шини, а те от своя страна, се свързват към различни входно - изходни устройства, прикрепени към вашия компютър.

В продължение на няколко години повечето персонални компютри бяха ограничени със скорост на системната шина 66Mhz и това се оказа много “тясно място”, особено с увеличение на бързодействието на процесорите. Отчасти причината за този важен параметър е в това, че процесорите работят при скорости, които са кратни на скоростта на системната шина. Например процесор на 333 Mhz работи с 5-кратна скорост на 66-мегахерцовата шина.

С въвеждането на чипсета на INTEL 440BX в началото на 1998 г. компютрите вече могат да поддържат 100-мегахерцови системни шини, което се трансформира в скромно увеличение на производителността. С въвеждането на схемен набор (чипсет) 820 и други, в средата на 1999 г. бързодействието на системната шина скача до 133 Mhz, за да достигне при Pentium IV скорост 880 Mhz. Скокът към по-бързи системни шини предпазва компютъра от пълно претоварване и забавяне на работата поради многократно по-голямо натоварване на системната шина, необходимо за “догонване” на централния процесор. Тази многократност поставя увеличени изисквания към всички други аспекти на компютъра и в крайна сметка го забавя.

Освен системната шина (main или host bus) се използват и други шини, които спомагат периферните устройства като твърд диск, видео и звукова карта да “общуват” с процесора и останалата част от компютъра. Най-често срещаните тях са следните типове шини:

• PCI (Peripheral connect interface) - интерфейс за свързване на периферни компоненти;
• AGP (Accelerated Graphigs Port) – ускорен графичен порт за видеокарта;
• USB (Universal Serial Bus)- универсална серийна шина ;
• ISA (Industry Standart Architekture) - архетура на промишления стандарт.
Всяка от тези шини функционира със собствена скорост и общува с главната шина чрез т.нар. “мостови чипове” (Bridging chips).

Представете си възли на автомагистрала за влизане и излизане от нея. Те се наричат още схемен набор или споменатия вече Chipset.