NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU VỀ MAIN BOARD

Lời mở đầu3KHÁI NIỆM3CHƯƠNG I Chức năng của mainboard41)Chức năng của Mainboard42)Sơ đồ khối của Mainboard43)Nguyên lý hoạt động của Mainboard54) Phân loại mainboard6CHƯƠNG II CÁC THÀNH PHẦN TRÊN MAINBOARD81. Chipset cầu bắc (North Bridge ) và Chipset cầu nam ( Sourth Bridge )82. Đế cắm CPU93. Khe cắm bộ nhớ RAM114. Khe cắm mở rộng121.ISA122.PCI123.AGP125. Các thành phần khác121.Bộ nhớ Cache :132.ROM BIOS133.Các cổng giao tiếp134.Jumper và Switch13CHƯƠNG III ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC THẾ HỆ MAINBOARD151. Mainboard của máy Pentium152. Mainboard máy Pentium 315 3. Mainboard máy Pentium 4 soket 423164. Mainboard máy Pentium 4 soket 478175. Mainboard máy Pentium 4 socket 775186. Mainboard Socket 775 hỗ trợ Chip Intel Core™ 2 DuoProcessor và hỗ trợ Dual DDR2 .186 . Mainboard hỗ trợ core i3 –i5i7 socket 115621CHƯƠNG IV CÁC MẠCH ĐIỆN CƠ BẢN TRÊN MAINBOARD23I)Mạch điều khiển nguồn trên Mainboard231. Các thành phần của mạch.232. Các điện áp của nguồn.233. Các mạch ổn áp trên Mainboard.25II)Mạch ổn áp nguồn cho CPU (VRM Vol Regu Module)282.1 Các thành phần chính của mạch VRM312.2 Nguyên lý hoạt động của mạch VRM:312.3 Đặc điểm của mạch VRM316. Phương pháp kiểm tra mạch VRM Kiểm tra nguồn cấp cho CPU34III) Đèn Mosfet trên mainboard341. Giới thiệu về Mosfet342. Cấu tạo và ký hiệu của Mosfet.353. Nguyên tắc hoạt động của Mosfet36IV) Tìm hiểu về Mainboad Mạch tạo xung Clock Gen371)Chức năng của mạch Clock Gen (Mạch tạo xung Clock)372 Vị trí mạch của mạch Clock Gen và đặc điểm nhận biết38CHƯƠNG V. CÁCH LỰA CHỌN 1 MAINBOARD ƯNG Ý42CHƯƠNG VI TÌM HIỂU VỀ GABYTE GA P55UD644I)TỔNG QUAN441)Main GIGABYTE và cách đặt tên:442)GIỚI THIỆU45II)CÔNG NGHỆ MỚI ĐƯỢC TRANG BỊ TRÊN BO MẠCH CHỦ491.Smart Dual LAN492.sSATA Combo493.Smart TPM494.Smart 6504.1.Smart Quick Boot514.2.Smart QuickBoost514.3.Smart Recorder514.4.Smart TimeLock514.5.Smart Recovery514.6.Smat DualBIOS51III)Thông số kỹ thuật53IV)Thành phần hỗ trợ551.Ram552.CPU563.Khe cắm PCI574.Các cổng giao tiếp khác57V)Intel P55 chipset – có gì mới?58VI)Đôi điều về hệ thống bus cơ bản trên main GA P55UD660VII)KẾT LUẬN65

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

Lời mở đầu 3

KHÁI NIỆM 3

CHƯƠNG I Chức năng của mainboard 4

1)Chức năng của Mainboard 4

2)Sơ đồ khối của Mainboard 5

3)Nguyên lý hoạt động của Mainboard 5

4) Phân loại mainboard 6

CHƯƠNG II CÁC THÀNH PHẦN TRÊN MAINBOARD 8

1 Chipset cầu bắc (North Bridge ) và Chipset cầu nam ( Sourth Bridge ) 8

2 Đế cắm CPU 9

3 Khe cắm bộ nhớ RAM 11

4 Khe cắm mở rộng 12

1.ISA 12

2.PCI 12

3.AGP 12

5 Các thành phần khác 13

1.Bộ nhớ Cache : 13

2.ROM BIOS 13

3.Các cổng giao tiếp 14

4.Jumper và Switch 14

CHƯƠNG III ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC THẾ HỆ MAINBOARD 16

1 Mainboard của máy Pentium 16

2 Mainboard máy Pentium 3 16

3 Mainboard máy Pentium 4 soket 423 17

4 Mainboard máy Pentium 4 soket 478 18

5 Mainboard máy Pentium 4 socket 775 19

6 Mainboard Socket 775 hỗ trợ Chip Intel Core™ 2 DuoProcessor! và hỗ trợ Dual DDR2 .19

6 Mainboard hỗ trợ core i3 –i5-i7 socket 1156 22

CHƯƠNG IV CÁC MẠCH ĐIỆN CƠ BẢN TRÊN MAINBOARD 25

I)Mạch điều khiển nguồn trên Mainboard 25

1 Các thành phần của mạch 25

2 Các điện áp của nguồn 25

3 Các mạch ổn áp trên Mainboard 28

II)Mạch ổn áp nguồn cho CPU (VRM - Vol Regu Module) 31

2.1 - Các thành phần chính của mạch VRM 34

2.2 - Nguyên lý hoạt động của mạch VRM: 34

2.3 - Đặc điểm của mạch VRM 34

6 Phương pháp kiểm tra mạch VRM - Kiểm tra nguồn cấp cho CPU 37

III) Đèn Mosfet trên mainboard 37

1 Giới thiệu về Mosfet 37

1

2 Cấu tạo và ký hiệu của Mosfet 38

3 Nguyên tắc hoạt động của Mosfet 39

IV) Tìm hiểu về Mainboad - Mạch tạo xung Clock Gen 40

1)Chức năng của mạch Clock Gen (Mạch tạo xung Clock) 40

2 - Vị trí mạch của mạch Clock Gen và đặc điểm nhận biết 41

CHƯƠNG V CÁCH LỰA CHỌN 1 MAINBOARD ƯNG Ý 45

CHƯƠNG VI TÌM HIỂU VỀ GABYTE GA P55-UD6 47

I)TỔNG QUAN 47

1)Main GIGABYTE và cách đặt tên: 47

2)GIỚI THIỆU 48

II)CÔNG NGHỆ MỚI ĐƯỢC TRANG BỊ TRÊN BO MẠCH CHỦ 52

1.Smart Dual LAN 52

2.sSATA Combo 52

4.1.Smart Quick Boot 54

III)Thông số kỹ thuật 56

IV)Thành phần hỗ trợ 58

1.Ram 58

2.CPU 59

3.Khe cắm PCI 60

4.Các cổng giao tiếp khác 60

V)Intel P55 chipset – có gì mới? 61

VI)Đôi điều về hệ thống bus cơ bản trên main GA P55-UD6 63

VII)KẾT LUẬN 68

2

Để thực sự hiểu hơn về chúng em xin được tìm hiểu về nó với đề tài ”NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU VỀ MAIN BOARD” cụ thể như Khái niệm Chức năng, cấu tạo, nguyên lý,hay phương thức hoạt động

Trong quá trình thực hiện đồ án này, bằng sự nổ lực hết mình, thu thập và phân tích cácthông tin có liên quan tới nội dung đề tài mà em cần hướng tới, em đã tiếp thu thêmđược nhiều kiến thức chuyên ngành hơn em rất mong sự đóng góp tận tình từ quý Thầy,

Cô đặt biệt là GVHD để làm cơ sở cho chúng em hoàn thành tốt bài tập đúng thời hạn

Trong quá trình làm bài tập này GVHD thầy “Nguyễn Thanh Hải” đã rất chu đáo, nhiệt

tình hướng dẫn cho em, hướng dẫn phân chia thời gian cho em, tạo điều kiện cho chúng

em hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao.em xin chân thành cảm ơn!

KHÁI NIỆM

Thứ nhất Thuật ngữ Bo mạch chủ thường dùng nhiều nhất trong ngành công nghiệp máytính nói chung như một từ rành riêng mặc dù có rất nhiều thiết bị khác cũng có thể bảnmạch chính được gọi là "bo mạch chủ" Bài viết này nói đến Bo mạch chủ trong các máytính nói chung mà chú trọng nhiều hơn là của máy tính cá nhân

Bo mạch chủ của máy tính trong tiếng Anh là motherboard hay mainboard và thườngđược nhiều người gọi tắt là: mobo, main

Bo mạch chủ(MainBoard-MB) là bản mạch in chính trong thiết bị điện tử Nó có chứacác socket (đế cắm) và slot (khe cắm) để cắm các linh kiện điện tử và bo mạch mở rộngkhác Trong hệ thống máy tính cá nhân, bo mạch chủ chứa bộ vi xử lý, chipset, các khecắm PCI, khe cắm AGP, khe cắm bộ nhớ và các mạch điều khiển bàn phím, chuột, các ổđĩa và máy in Nó cũng có thể được tích hợp sẵn các mạch điều khiển gắn liền chomodem, âm thanh, đồ họa và mạng Bo mạch chủ của các máy tính xách tay thườngđược tích hợp sẵn toàn bộ các mạch điều khiển thiết bị ngoại vi

3

CHƯƠNG I Chức năng của mainboard

1)Chức năng của Mainboard

Mainboard máy vi tính

Mainboard của máy tính có các chức năng sau đây :

- Là bản mạch chính liên kết tất cả các linh kiện và thiết bị ngoại vi thành một bộ máy

2)Sơ đồ khối của Mainboard

Sơ đồ khối Mainboard Pentium 4

3) Nguyên lý hoạt động của Mainboard

5

- Mainboard có 2 IC quan trọng là Chipset cầu bắc và Chipset cầu nam, chúng cónhiệm vụ là cầu nối giữa các thành phần cắm vào Mainboard như nối giữa CPU vớiRAM, giữa RAM với các khe mở rộng PCI v v

- Giữa các thiết bị này thông thường có tốc độ truyền qua lại rất khác nhau còn gọi là tốc

độ Bus

Thí dụ trên một Mainboard Pentium 4, tốc độ dữ liệu ra vào CPU là 533MHz nhưng tốc

độ ra vào bộ nhớ RAM chỉ có 266MHz và tốc độ ra vào Card Sound gắn trên khe PCI lạichỉ có 66MHz

- Giả sử ta nghe một bản nhạc MP3, đầu tiên dữ liệu của bản nhạc được nạp từ ổ cứnglên bộ nhớ RAM sau đó dữ liệu được xử lý trên CPU rồi lại tạm thời đưa kết quả xuống

bộ nhớ RAM trước khi đua qua Card Sound ra ngoài, toàn bộ hành trình của dữ liệu dichuyển như sau :

+ Dữ liệu đọc trên ổ cứng truyền qua cổng IDE với vận tốc

33MHz đi qua Chipset cầu nam đổi vận tốc thành 133MHz đi qua Chipset cầu bắc vào

bộ nhớ RAM với vận tốc 266MHz, dữ liệu từ Ram được nạp lên CPU ban đầu đi vàoChipset bắc với tốc độ

266MHz sau đó đi từ Chipset bắc lên CPU với tốc độ 533MHz , kết qủa xử lý được nạptrở lại RAM theo hướng ngược lại , sau đó dữ liệu được gửi tới Card Sound qua Bus266MHz của RAM, qua tiếp Bus 133MHz giữa hai Chipset và qua Bus 66MHz của khePCI

=> Như vậy ta thấy rằng 4 thiết bị có tốc độ truyền rất khác nhau là

+ CPU có Bus (tốc độ truyền qua chân) là 533MHz

+ RAM có Bus là 266MHz

+ Card Sound có Bus là 66MHz

+ Ổ cứng có Bus là 33MHz

đã làm việc được với nhau thông qua hệ thống Chipset điều khiển tốc độ

4) Phân loại mainboard

6

CHƯƠNG II CÁC THÀNH PHẦN TRÊN MAINBOARD

1 Chipset cầu bắc (North Bridge ) và Chipset cầu nam ( Sourth Bridge )

Nhiệm vụ của Chipset :

- Kết nối các thành phần trên Mainboard và các thiết bị ngoại vi lại với

nhau

- Điều khiển tốc độ Bus cho phù hợp giữa các thiết bị

- Thí dụ : CPU có tốc độ Bus là 400MHz nhưng Ram có tốc độ Bus là

266MHz để hai thành phần này có thể giao tiếp với nhau thì chúng phải

thông qua Chipset để thay đổi tốc độ Bus

Chipset North Bridge

Khái niệm về tốc độ Bus :

- Đây là tốc độ tryền dữ liệu giữa thiết bị với các Chipset

Thí dụ : Tốc độ truyền dữ liệu giữa CPU với Chipset cầu bắc chính là tốc độ Bus củaCPU, tốc độ truyền giữa Ram với Chipset cầu bắc gọi là tốc độ Bus của Ram (thường gọi tắt là Bus Ram ) và tốc độ truyền giữa khe AGP với Chipset là Bus củaCard Video AGP

3 đường Bus là Bus của CPU, Bus của RAM và Bus của CardAGP có vai trò đặc biệtquan trọng đối với một Mainboard vì nó cho biết Mainboard thuộc thế hệ nào và hỗ trợ loại CPU, loại RAM và loại Card Video nào

Sơ đồ minh hoạ tốc độ Bus của các thiết bị liên lạc với nhau qua Chipset hệ thống

2 Đế cắm CPU

=> Ta có thể căn cứ vào các đế cắm CPU để phân biệt

chủng loại Mainboard

- Khe cắm CPU kiểu Slot - Cho các máy Pentium 2 :

Khe cắm này chỉ có ở các máu Pentium 2 , CPU không gắn trực tiếp vào Mainboard

mà gắn vào một vỉ mạch sau đó vỉ mạch đó được gắn xuống Mainboard thông quakhe Slot như hình dưới đây :

Mainboard của máy Pentium 2

- Đế cắm CPU kiểu Socket 370 - Cho các máy Pentium 3 : Đây là

đế cắm trong các máy Pentium 3 , đế cắm này có 370 chân

Đế cắm CPU - Socket370 trong các máy Pentium 3

- Đế cắm CPU - Socket 423 - Cho các máy Pentium 4 :

Đây là kiểu đế cắm CPU trong các máy Pentium 4 đời đầu giành cho

CPU có 423 chân

Đế cắm CPU - Socket 423 trong

các máy Pentium 4 đời đầu

- Đế cắm CPU - Socket 478 - Cho các máy Pentium 4 :

Đây là đế cắm CPU trong các máy Pentium 4 đời trung , chíp loại này có 478 chân

Đế cắm CPU - Socket 478 trong các máy Pentium 4 đời trung

- Đế cắm CPU - Socket 775 - Cho các máy Pentium 4 :

Đây là đế cắm CPU trong các máy Pentium 4 đời mới

Đế cắm CPU - Socket 775 trong các máy Pentium 4 đời mới

3 Khe cắm bộ nhớ RAM

Khe cắm SDRam - Cho máy Pentium 2 và Pentium 3 : SDRam (Synchronous

Dynamic Ram) => Ram động có khả năng đồng bộ, tức Ram này có khả năng theokịp tốc độ của hệ thống SDRam có tốc độ Bus từ 66MHz đến 133MHz

Khe cắm SDRam trong máy Pentium 2 và Pentium 3

Khe cắm DDRam - Cho máy Pentium 4 :

DDRam (Double Data Rate Synchronous Dynamic Ram) => Chính là SDRam cótốc độ dữ liệu nhân 2

2 PCI

PCI ( Peripheral Component Interconnect => Liên kết thiết bị ngoại vi ) Đây là khecắm mở rộng thông dụng nhất có Bus là 33MHz, cho tới hiện nay các khe cắm nàyvẫn được sử dụng rộng rãi trong các máy Pentium 4

3 AGP

AGP ( Accelerated Graphic Port ) Cổng tăng tốc đồ hoạ , đây là cổng giành riêng cho Card Video có hỗ trợ đồ hoạ , tốc độ Bus thấp nhất của khe này đạt 66MHz <=>1X,

1X = 66 MHZ ( Cho máy Pentium 2 & Pentium 3 )

2X = 66 MHz x 2 = 133 MHz ( Cho máy Pentium 3 )

4X = 66 MHz x 4 = 266 MHz ( Cho máy Pentium 4 )

8X = 66 MHz x 8 = 533 MHz ( Cho máy Pentium 4 )

16X = 66 MHz x 16 = 1066 MHz ( Cho máy Pentium 4 )

Từ các máy Pentium 3 và 4 Cache L1 và L2 đều được tích hợp trong CPU

Không như bộ nhớ RAM, bộ nhớ Cache được làm từ RAM tĩnh có tốc độ nhanh

và giá thành đắt

2 ROM BIOS

( Read Only Memory Basic Input/Output System => Bộ nhớ chỉ đọc, lưu

trữ các chương trình vào ra cơ sở )

=> Đây là bộ nhớ chỉ đọc được các nhà sản xuất Mainboard nạp sẵn các chương trình phục vụ các công việc :

** Khởi động máy tính và kiểm tra bộ nhớ Ram, kiểm tra Card

Video, bộ điều khiển ổ đĩa , bàn phím

** Tìm hệ điều hành và nạp chương trình khởi động hệ điều hành

** Cung cấp chương trình cài đặt cấu hình máy ( CMOS Setup ) Khi bạn vàochương trình CMOS Setup, phiên bản Default của cấu hình máy được khởi động từBIOS, sau khi bạn thay đổi các thông số và Save lại thì các thông số mới được lưuvào RAM CMOS và được nuôi bằng nguồn Pin 3V, RAM CMOS là một bộ nhớ nhỏđược tích hợp trong Sourth Bridge

Trong các Mainboard Pentium 2 và Pentium 3 có rất nhiều Jumper và Switch, đó

là các công tắc giúp cho ta thiết lập các thông số như :

+ Thiết lập tốc độ Bus cho CPU

+ Thiết lập số nhân tốc độ của CPU

+ Clear ( Xoá ) chương trình trong CMOS

Các Jumper ở trên Mainboard

Một bảng hướng dẫn thiết lập Jumper trên Mainboard

Lưu ý : Các Jumper chỉ còn xuất hiện trên các máy Pentium 2 và Pentium 3 , trong

các Mainboard Pentium 4 rất ít xuất hiện các Jumper hay Switch là vì máy Pentium

4 các tiến trình này đãđược tự động hoá

CHƯƠNG III ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC THẾ HỆ MAINBOARD

1 Mainboard của máy Pentium

Mainboard máy Pentium 2

ĐẶC ĐIỂM

- CPU gắn vào Mainboard theo kiểu khe Slot

-Hỗ trợ tốc độ CPU từ 233MHz đến 450MHz

- Hỗ trợ Bus của CPU ( FSB ) là 66MHz và 100MHz

- Trên Mainboard có các Jumper để thiết lập tốc độ

- Sử dụng SDRam có Bus 66MHz hoặc 100MHz

- Sử dụng Card Video AGP 1X

2 Mainboard máy Pentium 3

Mainboard máy Pentium 3 - Socket 370

Đặc điểm :

- CPU gắn vào Mainboard theo kiểu đế cắm Socket 370

- Hỗ trợ tốc độ CPU từ 500MHz đến 1,4GHz

- Hỗ trợ Bus của CPU ( FSB ) là 100MHz và 133MHz

- Trên Mainboard có các Jumper để thiết lập tốc độ, các đời vềsau không có

- Sử dụng SDRam có Bus 100MHz hoặc 133MHz

- Sử dụng Card Video AGP 2X

3 Mainboard máy Pentium 4 soket 423

Mainboard máy Pentium 4 ( Đời đầu ) - Socket 423

ĐẶC ĐIỂM:

- CPU gắn vào Mainboard theo kiểu đế cắm Socket 423

- Hỗ trợ tốc độ CPU từ 1,5GHz đến 2,5GHz

- Sử dụng Card Video AGP 4X

- => Mainboard này có thời gian tồn tại ngắn và hiện nay không thấy xuất hiện

4 Mainboard máy Pentium 4 soket 478

Mainboard máy Pentium 4 ( Đời trung ) - Socket 478

Đặc điểm :

- CPU gắn vào Mainboard theo kiểu đế cắm Socket 478

- Hỗ trợ tốc độ CPU từ 1,5GHz đến trên 3GHz

- Tốc độ Bus của CPU ( FSB ) từ 400MHz trở lên

- Sử dụng Card Video AGP 4X, 8X

- Sử dụng bộ nhớ DDRam có tốc độ Bus Ram từ 266MHz trở lên

- => Mainboard này tồn tại trong thời gian dài và hiện nay

5 Mainboard máy Pentium 4 socket 775

Mainboard máy Pentium 4 ( Đời mới ) - Socket 775

Đặc điểm :

- CPU gắn vào Mainboard theo kiểu đế cắm Socket 775

- Hỗ trợ tốc độ CPU từ 2GHz đến trên 3,8GHz

- Tốc độ Bus của CPU ( FSB ) từ 533MHz trở lên

- Sử dụng Card Video AGP 16X hoặc Card Video PCI Express 16X

- Sử dụng bộ nhớ DDRam có tốc độ Bus từ 400MHz trở lên

- => Mainboard này hiện nay(2006) đang được ưa chuộng trên thị trường

6 Mainboard Socket 775 hỗ trợ Chip Intel Core™ 2 DuoProcessor! và hỗ trợ Dual DDR2

Mainboard với công nghệ mới nhất hỗ trợ chip 2 nhân và

Ram có tốc độ Bus nhân đôi có 2 Card Video AGP và 2

ROM BIOS

- Mainboard hỗ trợ Dual DDR RAM

Đây là công nghệ cho phép nhân đôi tốc độ RAM khi ta lắp đặt RAM theo một quy tắc nhất định

- Các Mainboard hỗ trợ Dual DDR có hai cặp khe cắm như hình dưới, mỗi cặp có 2 mầu khác nhau và hai cặp tương đương với nhau

- Nếu bạn cắm 2 thanh DDR RAM trên hai khe cùng mầu ở hai cặp khác nhau thìtốc độ Ram Bus sẽ được nhân đôi

+ Ví dụ : Bạn cắm 2 thanh DDR có BUS 400MHz trên hai khe mầu vàng hoặc hai khe mầu đỏ thì tốc độ BUS sẽ được nhân 2 tức là tương đương với BUS 800MHz ( Dung lượng MB vẫn bằng tổng hai thanh cộng lại )

- Nếu bạn cắm 2 thanh trên hai khe có mầu khác nhau thì tốc độ BUS của DDRRAM không thay đổi

Mainboard mới có 2 ROM BIOS

+ Khi BIOS bị lỗi phần mềm thì sẽ làm cho Mainboard tê liệt không hoạt độngđược vì toàn bộ các lệnh cơ sở phục vụ cho quá trình khởi động máy đều nằmtrong IC này, để giảm thiểu sự rủi do cho khách hàng và nâng cao chất lượng cũngnhư độ bền, trong các Mainboard mới đây có thêm một ROM BIOS dự trữ, khiROM BIOS chính bị lỗi thì nó tự động chuyển quyền

điều khiển cho BIOS dự phòng hoạt động

Mainboard mới có hai ROM BIOS

- Hỗ trợ 2 khe AGP

Hai khe AGP ở hai bên và hai khe PCI ở giữa

- Với công nghệ này có thể cho phép người sử dụng có thể chạy 2 ứng dụng đồngthời trên cùng một máy tính và đưa ra hai màn hình khác nhau

- Mỗi khe AGP sẽ gắn một Card Video AGP và chạy một ứng dụng độc lập haiứng dụng chạy trên cùng một hệ điều hành

6 Mainboard hỗ trợ core i3 –i5-i7 socket 1156

phân biệt các loại CPU nền socket 1156 rắc rối với nhiều loại CPU hơn, từ phổthông đến cao cấp i3/i5/i7, có hoặc không có nhân xử lý đồ họa tích hợp (Chỉ códòng CPU cao cấp Core i7/i9 giống nhau)

Sơ đồ khối của nền Intel LGA1156

Biểu đồ sơ lược về hệ thống trên nền chipset H55/P55, với các đường đứt khúc thể

hiện nền chipet H55 với nhân xử lý đồ họa tích hợp trên CPU nên sẽ có thêm mộttuyến dữ liệu cho tín hiệu đồ họa, và một vài cổng xuất tín hiệu ra màn hình

Tất cả các mainboard socket 1156 đều chỉ hỗ trợ bộ nhớ chạy tối đa ở chế độ kênhđôi Chip cầu bắc, cầu nam trước đây bây giờ được thu gọn lại thành một chip PCH(Platform Controller Hub) là P55 hoặc H55, với nhiệm vụ quản lý các kết nối nhưUSB, SATA, PCI và 8 kênh PCIe, Sound, card NIC v.v.v khối điều khiển bộ nhớ,PCIe với 16 kênh dùng để kết nối với bo mạch tăng tốc đồ họa và nhân đồ họaIntel® HD Graphics (ở một số model Core i5 và tất cả các model Core i3) đượctích hợp vào CPU

Các mainboard có hơn một khe PCIe x16 giờ sẽ chỉ có một khe chạy ở chế độ x16

do khối điều khiển trên CPU trực tiếp quản lý Các khe còn lại sẽ chỉ chạy ở chế độx8 (nếu mainboard có hai khe) hoặc x4 - x4 (nếu mainboard có ba khe) và không

do khối điều khiển trên CPU quản lý, hoặc chỉ chạy ở chế độ x16 khi được tích hợpchip quản lý riêng như NF200 của NVIDIA hay Lucid Hydra

Tất cả các dòng CPU trên nền socket 1156 đều hỗ trợ các công nghệ:

- Execute Disable Bit: Nâng cao tính bảo mật và chống virus cho hệ thống ở mức cao khi có hỗ trợ của hệ điều hành

- Enhanced Intel SpeedStep® Technology (EIST) là công nghệ tiết kiệm điện

- Intel® Virtualization Technology: (ảo hóa)cho phép bạn sử dụng nhiều hệ điều hành cùng một lúc

- Intel® 64 architecture: trợ giúp của phần cứng bảo mật, khả năng quản lý, vàhiệu suất hoạt động tăng cường

- Đồng thời hỗ trợ bộ nhớ DDR3 với tốc độ tối đa 1333Mhz chạy ở chế độ kênh

đôi

CHƯƠNG IV CÁC MẠCH ĐIỆN CƠ BẢN TRÊN MAINBOARD

I) Mạch điều khiển nguồn trên Mainboard

Mạch điều khiển nguồn trên Mainboard có chức năng điềukhiển quá trình tắt mở nguồn, ổn định các điện áp cấp choCPU, Chipset, bộ nhớ RAM, Card Video và các linh kiệnkhác

1 Các thành phần của mạch.

Mạch điều khiển nguồn trên Mainboard có chức năng điều khiển quá trình tắt mởnguồn, ổn định các điện áp cấp cho CPU, Chipset, bộ nhớ RAM, Card Video vàcác linh kiện khác

- Các chủ đề ta cần tìm hiểu bao gồm:

- Các điện áp của nguồn ATX

- Mạch ổn áp VRM cấp nguồn cho CPU

- Mach ổn áp nguồn cho Chipset

- Mạch ổn áp nguồn cho RAM

2 Các điện áp của nguồn.

Nguồn ATX có hai phần là nguồn cấp trước (Stanby) và nguồn chính (Main Power)

- Khi ta cắm điện AC 220V cho bộ nguồn, nguồn Stanby hoạt động ngay và cung cấpxuống Mainboard điện áp

5V STB, điện áp này sẽ cung cấp cho mạch khởi động nguồn trên Chipset nam và IC-SIO(nguồn chính chưa hoạt động khi ta chưa bấm công tắc)

- Khi ta bấm công tắc => tác động vào mạch khởi động trong Chipset nam => Chipset đưa

ra lệnh P.ON => cho đi qua IC- SIO rồi đưa ra chân P.ON của rắc cắm lên nguồn ATX(chân P.ON là chân có dây mầu xanh lá cây), khi có lệnh P.ON (= 0V) => nguồn chínhMain Power sẽ hoạt động

- Khi nguồn chính hoạt động => cung cấp xuống Mainboard các điện áp 3,3V (qua cácdây mầu cam), 5V (qua các dây mầu đỏ), 12V (qua các dây mầu vàng), -5V qua dâymầu trắng và -12V qua dây mầu xanh lơ

25

Rắc cắm nguồn ATX

Chân rắc cắm nguồn trên Mainboard

27

Rắc 4 chân cấp nguồn 12V cho mạch VRM

• Các dây mầu đen : Mass

• Các dây mầu cam : 3,3V

• Dây mầu xanh lơ: -12V

• Dây mầu xanh lá cây: P.ON (lệnh mở

nguồn)

Khi P.ON = 0V là mở nguồn chính

Khi P.ON > 0V là tắt nguồn chính

• Dây mấu xám là chân P.G (Power Good

- báo nguồn tốt)

Các dây cùng mầu có cùng điện áp, trên nguồn ATX chúng xuất phát từ một điểm, tuynhiên nhà sản xuất vẫn chia ra làm nhiều sợi với mục đích để tăng diện tích tiếp xúc trêncác rắc cắm, đồng thời giảm thiểu được các trục trặc do lỗi tiếp xúc gây ra

3 Các mạch ổn áp trên Mainboard.

3.1 - Các điện áp cấp trực tiếp đến linh kiện (không qua ổn áp)

Trên Mainboard có một số linh kiện sử dụng trực tiếp nguồn điện từ nguồn ATX tới màkhông qua mạch ổn áp, đó là các linh kiện:

- IC Clock gen (tạo xung Clock) sử dụng trực tiếp nguồn 3,3V

- Chipset nam sử dụng trực tiếp các điện áp 3,3V , 5V và 5V STB

- IC-SIO sử dụng trực tiếp nguồn 3,3V và 5V STB

(Các linh kiện sử dụng trực tiếp nguồn điện từ nguồn ATX hay bị sự cố khi ta sử dụngnguồn ATX kém chất lượng)

3.2 - Các mạch ổn áp:

- Các linh kiện như CPU, RAM, Card Video và Chipset bắc chúng thường chạy ở các

28

mức điện áp thấp vì vậy chúng thường có các mạch ổn áp riêng để hạ áp từ các nguồn3,3V , 5V hoặc 12V xuống các mức điện áp thấp từ 1,3V đến 2,5V.

a) Mạch VRM (Vol Regu Module - Modun ổn áp):

- VRM là mạch ổn áp nguồn cho CPU, mạch này có chức năng biến đổi điện áp 12Vxuống khoảng 1,5V và tăng dòng điện từ khoảng 2A lên đến 10A để cung cấp cho CPU

- Trên các Mainboard Pen3 thì mạch VRM biến đổi điện áp từ 5V xuống khoảng 1,7Vcấp cho CPU

b) Mạch Regu_Chipset (mạch ổn áp cho chipset)

- Là mạch ổn áp nguồn cấp cho các Chipset, các Chipset nam và bắc của Intel thường sửdụng điện áp chính là 1,5V các Chepset VIA thường sử dụng điện áp khoảng 3V

c) Mạch Regu_RAM (mạch ổn áp cho RAM)

- Với thanh SDRAM trên hệ thống Pentium 3 sử dụng 3,3V thì không cần ổn áp

- Thanh DDR sử dụng điện áp 2,5V; thanh DDR2 sử dụng 1,8V và thanh DDR3 sử dụng1,5V vì vậy chúng cần có mạch ổn áp để giảm áp xuống điện áp thích hợp

Sơ đồ của mạch cấp nguồn trên Mainboard

29

3.3 - Phân tích sơ đồ mạch cấp nguồn trên Mainboard

- Khi cắm điện, phần nguồn STANBY trên nguồn ATX hoạt động => cung cấp 5V STBxuống Mainboard qua sợi dây mầu tím của rắc nguồn

- Khi bấm công tắc => mạch khởi động trên Mainboard đưa ra lệnh P.ON = 0V điều khiểncho nguồn chính hoạt động, nguồn chính chạy => cung cấp xuống Mainboard các điện áp:3,3V 5V và 12V, và một số nguồn phụ

như -5V và -12V

- Nguồn 3,3V cấp trực tiếp cho IC tạo xung Clock, Chipset nam, BIOS và IC-SIO - đồngthời đi qua mạch ổn áp hạ xuống 1,5V cấp cho các Chipset (Intel) hoặc hạ xống 3V cấp chocác chipset VIA

- Nguồn 12V đi qua mạch ổn áp VRM hạ xuống điện áp khoảng 1,5V cấp cho CPU

- Nguồn 5V đi cấp cho Chipset và các Card mở rộng trên khe PCI , giảm áp xuống 2,5Vqua mạch ổn áp để cấp nguồn cho RAM

4 Hoạt động mở nguồn trên Mainboard Quá trình điều khiển nguồn trên Mainboard

Chú thích quá trình điều khiển nguồn:

- Khi cắm điện, nguồn STANBY hoạt động trước cung cấp điện áp 5V STB cho mạchkhởi động trên Chipset nam và

IC- SIO

- Khi bật công tắc, từ Chipset nam đưa ra lệnh mở nguồn P.ON, lệnh này đưa qua IC-SIO rồiđưa đến chân P.ON của rắc cấp nguồn cho Mainboard (qua dây mầu xanh lá) để lên điềukhiển cho nguồn chính Main Power hoạt động

- Nguồn chính họat động cho ra các điện áp chính là:

* 3,3V - Cấp trực tiếp cho các IC như Chipset nam, SIO và Clock gen đồng thời đi quamạch ổn áp Regu để cấp

nguồn chính 1,5V cho hai Chipset

* 5V cấp trực tiếp đến Chipset nam, và cấp cho các Card mở rộng PCI

* 12V cấp cho mạch ổn áp VRM để giảm áp xuống khoảng 1,5V cấp nguồn cho CPU

- Nếu mạch VRM hoạt động tốt (không có sự cố) nó sẽ cho ra nguồn VCORE (1,5V) cấpcho CPU đồng thời cho tín hiệu VRM_GD (VRM_Good) báo về Chipset nam, đây là tínhiệu bảo vệ, nếu có tín hiệu này báo về, Chipset nam hiểu là CPU đã sẵn sàng hoạt động vàChipset sẽ cho ra tín hiệu RESET để khởi động máy

30

II) Mạch ổn áp nguồn cho CPU (VRM - Vol Regu Module)

1 Vị trí của mạch VRM trên Mainboard

VRM là gì? - VRM là (Vol Regu Module - Modun ổn áp) - Mạch ổn

áp nguồn cho CPU

- Mạch VRM (ổn áp nguồn cho CPU) thường nằm bên cạnh Socket

của CPU, mạch bao gồm các thành phần:

Chức năng của mạch VRM là điều khiển nguồn cấp cho CPU được ổn

định với một dòng điện tương đối lớn khoảng 8 đến 10A

Mạch VRM trên Mainboard ASUS Socket 478

31

Mạch VRM trên Mainboard GIGABYTE Socket 775

32

Mạch VRM trên Mainboard GIGABYTE Socket 478

33

2 Sơ đồ nguyên lý của mạch VRM trên Mainboard

xung PWM có pha âm thì Mosfet ngắt

- Cuộn dây - kết hợp với tụ điện để lọc điện áp xung thành áp một chiều DC

- Tụ điện - kết hợp với cuộn dây để lọc điện áp xung thành áp một chiều DC

2.2 - Nguyên lý hoạt động của mạch VRM:

- Khi có điện áp Vcc cung cấp cho IC dao động (ISL 6565A) đồng thời chânPGOOD (chân báo sự cố nguồn ATX) có điện áp bình tuờng thì IC sẽ hoạt động,

nó tạo ra các xung PWM1, PWM2 và PWM3 để cấp cho 3 cặp đèn Mosfet

- Các xung PWM được tách ra làm hai xung có pha ngược nhau khi

đi qua IC đảo pha, sau đó hai xung ngược pha sẽ đưa đến điều khiển chân G củacác đèn Mosfet

- Khi đèn Mosfet có xung dương điều khiển nó sẽ dẫn, có xung âm điều khiển nó

sẽ ngắt, vì vậy đèn Mosfet sẽ đóng ngắt liên tục theo nhịp dao động của xungPWM

- Hai đèn Mosfet trên mỗi cặp sẽ đóng ngắt luân phiên, đèn này dẫn

thì đèn kia ngắt và ngược lại, tạo ra điện áp xung ở điểm giữa

- Sau đó điện áp xung sẽ được mạch lọc L - C lọc thành điện áp một chiều bằngphẳng để cấp cho CPU

2.3 - Đặc điểm của mạch VRM

- Mạch biến đổi được điện áp vào từ 12V xuống khoảng 1,5V và tăng dòng từ2A lên khoảng 8 đến 10A

- Bản thân mạch có công suất tổn hao nhỏ chỉ chiếm khoảng 20%

công suất hiệu dụng

- Mạch có khả năng tự động điều chỉnh điện áp cấp cho CPU thông qua tín hiệuLogic ở các chân VID1, VID2,

34