Chương 3: BỘ NGUỒN, VỎ MÁY TÍNH VÀ BẢN MẠCH CHÍNH

Vỏ máy tính và bộ nguồn. 2. Bản mạch chính. 2 .1. Vỏ máy tính và bộ nguồn • Vỏ máy tính (Case): – Là một thùng (hộp) nhỏ, được sử dụng để gắn các linh kiện thiết bị phần cứng máy tính – Thông thường chúng ta hay gặp hai loại vỏ máy đó là dạng nằm (desktop) và vỏ máy dạng đứng (Tower).

Chương 3: BỘ NGUÒN, VỎ MÁY TÍNH VÀ BẢN MACH CHÍNH

1 Vỏ máy tính và bộ nguôn

2 Bản mạch chính.

1 Vỏ máy tính và bộ nguôn

¢ Vo may tinh (Case):

— Là một thùng (hộp) nhỏ, được sử dụng đề săn các

linh kiện thiết bị phân cứng máy tính

— Thông thường chung ta hay gap hai loại vỏ máy đó

là dạng năm (desktop) và vỏ máy dạng đứng

(lower)

1 Bộ nguôn

° Bộ nguôn (Power Supply Unit hay PSU):

— Biên đồi nguôn điện xoay AC (110V - 220V )

thành nguôn điện một chiêu DC với nhiêu mức

khác nhau

— Thiết bị cung cap điện năng cho bo mạch chủ, ô

cứng và các thiệt bị khác , đáp ứng năng lượng

cho tất cả các thiết bị phân cứng của máy tính hoạt

động

http://vi.wikipedia.org/wiki/Ngu%E1%BB%93n_m%C3%A ly_t%C3%ADnh

1 Bộ nguôn

° Bộ nguôn (Power Supply Unit hay PSU):

— Phân loại

— Công suât nguôn

— Các yêu câu đôi với bộ nguôn

— Các mức điện quy định

— Bô trí các chân căm ở đâu ra

1 Bộ nguôn

° Bộ nguôn (Power Supply Unit hay PSU):

— Phân loại

— Công suât nguôn

— Các yêu câu đôi với bộ nguôn

— Các mức điện quy định

— Bô trí các chân căm ở đâu ra

° Theo chức năng: Bộ nguôn cho may tinh AT (Advanced

Technolosy) và bộ nguôn cho máy ATX (Advanced

Technology Extended)

° Theo nguyên lý hoạt động: Bộ nguôn làm viéc tuyén

tính và bộ nguôn làm việc gián đoạn

¢ Bo nguon cho may tinh AT:

— Câu trúc đơn giản, không có điện áp

3,3 V (hoặc nhỏ hơn) câp cho ban

mạch chính và các linh kiện thiệt bị

khác

— Quat giai nhi¢t hut gio tu trong ra

ngoài làm mát gián tiệp cho các linh

kiện và thiệt bị

— Được khởi động băng (iêp điệm cơ khí

và không điêu khiên được băng phân

1 Bộ nguôn

° Bộ nguôn cho máy tính ATX:

— Cung cập điện áp +3,3 V (hoặc

nhỏ hơn) cho bản mạch chính và

các linh kiện thiệt bị khác

— Cho phép điêu khiên băng phân

mém nhờ tín hiệu power on

— Quạt tản nhiệt thôi gió từ ngoài

vào trong làm mát trực tiếp cho

linh kiện và thiết bị

— Tín hiệu 5 V-Standby đưa hệ thông

vào trạng thái nghỉ khi máy tính

ngung lam việc nhăm tiệt kiệm

điện và làm tăng tuôi thọ cho các

linh kiện và thiệt bị

1 Bộ nguôn

¢ B6 nguon làm việc tuyến tính:

— Bao gøôm một biên thê, một mạch năn dòng (gôm 4

điôt công suất) và một hoặc nhiêu bộ ôn định điện áp

— Điện áp xoay chiêu có điện thé cao được đưa qua biên

áp đề hạ áp Các điện áp mức thâp được đưa qua bộ ôn

áp đề bù điện áp (+5V, +12V, -5V, -12V, v.v.)

— Nhược điềm: biên áp công kênh, năng lượng thât thoát

nhiêu và sinh nhiệt lớn

® Bộ nguôn làm việc øián đoạn :

1 Bộ nguôn

— Điện áp xoay chiéu cao thé được năn trực tiệp không

qua biên áp thành dòng một chiêu cao thê, dòng này

được đưa qua biến á ap ferich va mach dong mo de tao

thanh chuỗi xung có độ rộng thay đôi theo sự điêu

khiên của mạch không chê (có tân sô 20Khz đền 40

Khz)

— Ưu điểm: it that thoát năng lượng do công suat nguôn

được không chê độ rộng xung do đó ít sinh nhiệt và rât

gon nhe

1 Bộ nguôn

° Bộ nguôn (Power Supply Unit hay PSU):

— Phân loại

— Công suât nguôn

— Các yêu câu đôi với bộ nguôn

— Các mức điện quy định

— Bô trí các chân căm ở đâu ra

1 Bộ nguôn

— Cong suat nguon:

¢ Céng suat cua b6 nguôn là một thông sô rất quan trọng:

đáp ứng đủ công suât cho các linh kiện thiệt bị hoạt

động tôt, ôn định và đảm bảo khả năng mở rộng hệ

thông khi cân thiết

¢ Can mot bộ nguôn có công suât thích hợp ta cân tính

tông công suât tiêu thụ của bản mạch chính và các linh

kiện thiệt bị khác, sau đó cộng thêm từ 20% đên 50%.

— Cong suat nguon: 1 Bộ nguôn

° Cường độ dòng điện tiêu thụ của một sô linh kiện thiết

bi trong may vi tinh

1 Bộ nguôn

° Bộ nguôn (Power Supply Unit hay PSU):

— Phân loại

— Công suât nguôn

— Các yêu câu đôi với bộ nguôn

— Các mức điện quy định

— Bô trí các chân căm ở đâu ra

1 Bộ nguôn

— Yêu câu đôi với một bộ nguôn:

¢ Tinh 6n dinh: cung cap đủ công suất cho các linh kiện

thiệt bị hoạt động tôt và phải đảm bảo ôn định trong thời

ø1an đài

° Làm nguội tôi

° Hiệu suất cao: T rong các máy tính hiện đại, bộ nguon

duoc trang bi logic diéu khién thong minh đưa nguôn

điện vào trạng thái nghỉ khi máy tính không sử dụng

° Khả năng mở rộng: khi cân mở rộng để lắp thêm các

linh kiện thiệt bị khác như: RAM, Card mở rộng,

modem, ô HDD, ô CD_ROM, thì bộ nguôn cân phải

du cong suat cap cho toan hé thong

1 Bộ nguôn

° Bộ nguôn (Power Supply Unit hay PSU):

— Phân loại

— Công suât nguôn

— Các yêu câu đôi với bộ nguôn

— Các mức điện quy định

— Bô trí các chân căm ở đâu ra

1 Bộ nguôn

— Các mức điện quy định

Mức điện +5V: cung cập cho bản mạch chính và các vi mạch khác

như card mở rộng, các vi mạch điện tử trên ô đĩa,.v.v Dây dẫn

mang điện thê này có màu đỏ

Mức điện +l12V: cung câp cho các động cơ quay của ô đĩa, động cơ

quay của quạt và cầp nguồn tới khe căm ISA trên bản mạch chính

Dây dân mang điện thê này có màu vàng

Mức điện -5V và -[2V: là những mức điện thê cung cap cho cac vi

mạch thê hệ cũ (Trong các máy tính hiện đại các điện thê này

không được sử dụng) Dậy dân mang các điện thê này thường là

màu trăng, xanh nước bien, tim hoac mau ghi

Muc dién + 3,3V: cung cấp trực tiếp cho Vi xử lý ở các máy tính

ATX Còn ở các máy tính AT, điện thê +3,3V được lây từ nguôn

+5V thông qua v1 mạch ha thế cây trên bản mạch chính Dây dẫn

mang điện thê này cO mau cam

5V-Standby (nguôn doi): cung cap cho một sô vi mạch của bản

mạch chính hoạt động khi toàn bộ hệ thông ngặt điện giúp tiết kiệm

điện năng và nâng cao tuôi thọ cho các linh kiện và thiệt bị trong

máy tính.

1 Bộ nguôn

° Bộ nguôn (Power Supply Unit hay PSU):

— Phân loại

— Công suât nguôn

— Các yêu câu đôi với bộ nguôn

— Các mức điện quy định

— Bô trí các chân căm ở đâu ra

— Bồ trí các chân căm ở đâu ra I Bo nguon

ø1ãc có 6 chân và có chân tín

hiệu Chân | Mau day Tín hiệu

toàn øiông nhau nền đề căm

nhằm Vì vậy khi cắm giắc cắm |_ ` vàng TIZY

siữa 6 Den Nối đất

— Bô trí các chân căm ở đâu ra

— Giăc căm nguôn cho bản mạch chính: chỉ sử dụng một giặc duy nhất loại

2 hàng chân có chôt khoá, vì vậy không thê căm ngược

4 Đen Nối đất 14 Den Noi dat

3 Đó +5V 15 Den Noi dat

6 Den Noi dat 16 Den Noi dat eẰ." 1 Đó +5V l7 Xanh lácây | Power on

1 Vỏ máy tính và bộ nguôn

2 Bản mạch chính.

2 Ban mach chinh (Mainboard)

° Là một bản mạch đóng vai trò là trung gian giao tiếp

giữa các thiết bị Một cách tổng quát, nó là mạch điện chính của một hệ thông hay thiết bị điện tử

° Có rât nhiêu các thiết bị găn trên bo mạch chủ theo

cách cắm trực tiêp, các kết nôi căm vào hoặc dây dẫn

ROM & BIOS, linh kiện và thiết bị khác

Công truy nhập ngoại vi

Câu trúc máy tính trong tương lai

ROM & BIOS, linh kiện và thiết bị khác

Công truy nhập ngoại vi

Câu trúc máy tính trong tương lai

¢ Do mat do IC ngay mot day lên, sô chân nôi và số

lượng dây dân trên bản mạch chính ngày một nhiêu

lên dân tới diện tích của nó cũng tăng theo

° Khắc phục: sử dụng công nghệ chế tạo mạch ¡in nhiêu

lớp (loại 4 lớp và loại 6 lớp).

a Công nghệ chê tạo 2 Bản mạch chính

10001im

Z5m 125¡ưn Z#5¡m

a Công nghệ chê tạo 2 Bản mạch chính

°- Cu ý: Đôi với bản mạch chính nhiều lớp thì hai lớp tín

hiệu gân nhau phải được xen kẽ băng lớp nguôn hay lớp

tiệp đất, hoặc các đường dây dẫn bồ trí vuông sóc với

nhau tai tiép điểm tránh ảnh hưởng nhiễu điện từ

¢ Thu nho kich thước cua bản mạch chính dùng công nghệ

dán IC: cho phép dán trực tiêp IC lên bản mạch chính mà

không phải khoan và kích thước được thu nhỏ hơn

ROM & BIOS, linh kiện và thiết bị khác

Công truy nhập ngoại vi

Câu trúc máy tính trong tương lai

Máy vi tính được lắp ráp từ nhiêu linh kiện, thiết bị

của nhiêu hãng sản xuất phân cứng khác nhau Đề các

linh kiện, thiệt bị này được lưu thông rộng rãi và

mêm dẻo đôi với người sử dụng thì chúng phải tuân

thủ các chuân thiết kê nhật định

Bản mạch chính là sản phẩm có nhiêu yêu câu khat

khe hơn không những về chuân thiết kế mà còn về

các thông sô kỹ thuật khác.

v Chưa có khe cắm PCI, AGP, các giao diện

ngoại vị như công COM( công, nôi tiếp),

LPT (công song song), PŠ/2( công chuột,

bàn phim DIN 6 chân),

* Chưa được tích hợp trên bản mạch chính

nhự các bản mạch chính hiện đại, chỉ duy

nhất có ,công DIN 5 chân dành cho bàn phím

được săn trên bản mạch chính

Ô căm nguôn là loại một hàng có I2 chân,

không có chốt khoá nên dê căm nhằm Có

b Các chuẩn thiết kế 2 Bản mạch chính

Chuẩn BAT (Baby AT)

hơn, được bô trí các IC một cách thích WN ane Com Dan pram

hợp hơn và có thêm khe căm PCI trên : L_ ]

bản mạch chính Ổ cắm nguồn

w Kích thước 33cm x 22 em, có khe căm

cung chua duoc tich hop, chi duy nhất có

cong DIN 5 chân dành cho bàn phím được

gan trén ban mạch chính Vị xử lý

Ô căm nguôn là loại một hàng có 12 chân,

không có chốt khoá nên dễ căm nhâm Có

he thong Pentium của hãng Intel, dùng bộ minh ¬"nr cắm su so giao đầu goa em

nguon ATX 7

Y Cung cap nhiéu tiện ích tuy xuất hơn: các |

ø1ao điện ngoại vI như công COM, LPT,

PS/2, duoc tich hop trén ban mach chinh

Bồ sung thêm các giao diện hiện đại có tốc

độ cao và linh hoạt như giao dién tuan tu da

Ổ cắm nguồn nang USB, giao, dién cao toc IEEE 1394 7

dé dap ung vé toc độ cao cho các thiết bi JL ij

ngoai vi Khe cắm

PCIASA Khe cắm thể nhớ

v Các khe căm ISA dân dân bị loại bỏ thay

vào đó là các khe căm AGP, khe cắm PCT- aa

Expressl, mo ra nhiéu kha nang ung dung c =3

Y Chuan ATX

v Kết câu khoa học và nhỏ gọn hơn Khắc

phục được nhược điểm của các thê hệ bản

nguôn hai hàng chân có chôt khoá nên

không thé cam ngược chiêu gây nên cháy

bản mạch chính và các linh kiện, thiệt DỊ,

Điện áp +3,3V đến trực tiệp từ bộ nguôn

đề cung cấp cho vi xử lý

w Kích thước 30.5 cm x 24,4 cm

ˆ Ngoài ra còn một loại bản mạch giông hệt

bản mạch ATX, nhưng có kết câu nhỏ gọn

hơn là bản mạch sản xuất theo chuẩn Mini

ATX voi kich thước 24,8 cm x 20,8 cm;

được sản xuất đáp ứng cho những lĩnh vực

đòi hỏi kích thước máy tính nhỏ gọn

b Các chuẩn thiết kế

Y Chuan Micro ATX

* Chuẩn mới của Intel, có câu tạo

và vị trí các ô cắm, khe cắm

tương tự như chuẩn ATX Chi

khác là thay vì có 7 khe căm mở

rong nhu ATX thi Micro ATX chi

LPX ngoài các khe căm mở

rộng con có các 6 cam như ô

căm nguôn, 6 cam các thiết

bi ngoai vi déu duoc tich hop

trén thé cam Riser cam 6 bén

hong cua may

ROM & BIOS

Công truy nhập ngoại vi

Câu trúc máy tính trong tương lai

Các linh kiện hay thay đôi nâng câp như: RAM, CPU,

video card, ROMI-BIOS, v.v., được bô trí căm qua khe

căm, ô căm ở trên bản mạch chính

Các linh kiện không hay sử dụng như Sound card, Tivi

card, Net card, không nên cây trên bản mạch chính

Các linh kiện hoạt động với tân sô cao bồ trí cách ly vol

các linh kiện hoạt động tân sô thâp tránh ảnh hưởng lẫn

nhau

Hệ thông Bus trên bản mạch chính phải được phân cấp.

c Nguyên tắc thiết kế 2, Bản mạch chính

bản mạch chính

Hệ thông Bus trên bản mạch chính:

= Bus nhanh nhât là bus 64 bit: kết nỗi giữa CPU với bộ nhớ

dém so cap cache L1 Bus nay nam ngay bén trong vi mach

của CPU nên no duoc goi la bus noi bộ

= Bus nhanh thứ hai: là bus hệ thông của máy, nôi giữa CPU với

bộ nhớ đệm thu cap cache L2 va bo nho chinh RAM

© Luu ¥: BO nhớ chính RAM nỗi trực tiếp với chipset bán câu băc chứ

không phải nỗi trực tiếp tới CPU do các thê hệ RAM khác nhau có độ

rộng bus, tân sô xung nhịp khác nhau và khác với độ rộng bus, tân số xung nhịp của CPU, khi đó chipset bán câu băc chính là trạm trung chuyền giữa CPU và bộ nhớ chính Vì vậy bus nhanh thứ nhì chính là bus nôi giữa CPU với chipset bán câu bắc có độ rộng 64 bit nhưng hoạt

động với tân sô của hệ thông (FSB)

c Nguyên tắc thiết kế 2, Bản mạch chính

bản mạch chính

Hệ thông Bus trên bản mạch chính:

" Để kết nối thông tin với các thiết bị ngoai vi bén ngoai thì trên

bản mạch chính co bus mở rộng (hay còn gọi là bus vao/ra hay

bus ngoại v1) Bus mở rộng là loại bus có tôc độ nhanh thu ba

(rong hệ thông bus, cho phép máy tính kết nôi với các thiết bị

nøoạI vi bên ngoài và mở rộng các ứng dụng trong tương lai

"m Máy vi tính đã tôn tại một sô loại bus sau: Bus [SA (Industry

standard architecture), bus vi kenh MCA (Micro channel

Architecture), bus EISA (extended ISA), bus cục bộ VESA (do

hiệp hội chuẩn video điện tử thiết kế), bus PCI (peripheral

component interconnect), bus AGP (accelerated graphics port)

= 3 loai bus được coi là chuân, có ít nhược điểm nhất và được sử

dụng trong hâu hết các may vi tinh ca nhan: ISA, PCI, AGP

o Tan s6 lam việc 8,33 MHz

O Truyền tai 16,66 Mbytes/s Day la bus co toc do cham nhat trong cac bus của máy vi tính, chủ yêu kết nôi tới các thiết bị có toc độ thập

o Theo chuẩn PC 99 thì bus này đã bị loại bỏ ra khỏi câu hình phân cứng máy tính

> Bus PCI:

o bus chuan 32 bit và có thể hoạt động ở chế độ 64 bit

o Hoạt động ở chế độ 32 bit thi tần số làm việc là 33 MHz , truyện tải được