TI 312[01]
Spis treści 1. Bramki logiczne... 3 2. Kodery i dekodery... 5 3. Multipleksery i demultipleksery... 8 4. Przerzutniki, liczniki, rejestry... 12 5. Płyty główne... 17 6. Rodzaje płyt głównych... 18 6.1. Płyta główna w formacie AT... 18 6.2. Płyta główna w formacie ATX... 20 6. 3. Płyta główna w formacie WTX... 21 6.4. Płyta główna w formacie NLX... 22 6.5. Płyty główne do procesorów Intel... 22 6.6. Płyty główne do procesorów AMD... 22 6.7. Podstawki procesora... 23 7. Chipset... 28 8. Procesory... 31 8.1 Procesory Intel... 32 8.2 Procesory AMD... 35 9. Pamięć RAM i ROM... 40 9.1 Pamięć RAM... 40 9.2 Pamięć ROM... 42 10. Pamięć flash... 43 11. Dyski twarde... 47 12. Dyskietki i nośniki optyczne... 49 12.1 Dyskietki... 49 12.2 Nośniki optyczne... 49 13. Porty szeregowe i równoległe. Interfejsy bezprzewodowe... 53 13.1. Port szeregowy (Serial Port)... 53 13.2. Port równoległy (Parallel Port)... 54 13.3. Interfejsy bezprzewodowe... 56 14. Karty graficzne... 57 15. Monitory... 62 15.1. Monitory CRT... 62 15.2. Monitory LCD... 63 16. Tunery TV... 66 16. Rysunki... 67 2
1. Bramki logiczne Bramka logiczna to element konstrukcyjny układów scalonych maszyn i mechanizmów realizujący fizycznie pewną funkcję logiczną, której argumenty oraz sama funkcja mogą przyjmować jedną z dwóch wartości: 0 lub 1. Bramki logiczne: 1. AND realizuje operację koniunkcji, może mieć więcej niż dwa wyjścia, stan wyjścia bramki wynosi 1, gdy na wejściu są same jedynki. x y x y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 2. OR realizuje operację alternatywy (sumy logicznej), może mieć więcej niż dwa wejścia, stan wyjścia bramki wynosi 1, gdy na wejściu jest co najmniej jedna jedynka. x y x+y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 3. NOT realizuje operację negacji logicznej, nazywana jest negatorem lub inwerterem ponieważ odwraca dostarczony poziom logicznego sygnału. x x 0 1 1 0 4. NAND realizuje operację zaprzeczenia koniunkcji (negacja bramki AND), na wyjściu dostajemy zero logiczne wtedy i tylko wtedy, gdy na wejściu są same jedynki, może mieć więcej niż dwa wejścia. 3
x y x y 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 5. NOR realizuje operację zaprzeczenia alternatywy (negacja bramki OR) x+y, na wyjściu dostajemy jedynkę logiczną wtedy i tylko wtedy, gdy na wejściu są same zera, może mieć więcej niż dwa wejścia. x y x y 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 6. EX-OR ma dwa wejścia i jedno wyjście, realizuje funkcję różnicy symetrycznej, na wyjściu dostajemy 1, gdy na wejściu nie ma samych zer lub jedynek. x y x y x y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 7. EX-NOR ma dwa wejścia i jedno wyjście, realizuje funkcję zaprzeczenia różnicy symetrycznej (negację bramki EX-OR), na wyjściu dostajemy 1, gdy na wejściu są same zera lub jedynki. x y x y x y 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 4
2. Kodery i dekodery Koder jest cyfrowym układem kombinacyjnym mającym k wejść oraz n wyjść. Służy do przetworzenia kodu 1 z k, czyli zamianie informacji z jednego aktywnego wejścia układu w określony binarny kod wyjściowy. Ponieważ istnieje możliwość jednoczesnej aktywacji więcej niż jednego wejścia informacyjnego, koder uznaje zawsze informacje z najstarszego w hierarchii wejścia, jednocześnie ignorując informacje na pozostałych. Na wyjściu kodera pojawia się stan odpowiadający wybranemu wejściu, przedstawiony w żądanym kodzie binarnym. Przykładem kodera jest układ scalony typu TTL 74148 (koder priorytetowy). Układ ma 8 wejść informacyjnych i wyjścia A, B, C. Dodatkowo ma wejście bramkujące EI (Enable Input) oraz dwa wyjścia EO (Enable Output) i GS (Group Strobe) informujące o stanie układu oraz umożliwiające łączenie tych koderów. Jeśli na wejście bramkujące podana zostanie logiczna jedynka, to układ jest zablokowany, a wszystkie wyjścia również są w stanie jeden. Układ pracuje jeżeli na wejściu podane zostaje zero logiczne. Wtedy wyjścia A,B,C oraz jednocześnie GS i EO przyjmują określony stan logiczny, zależny od stanu wejść informacyjnych 0-7 według tablicy: Wejścia Wyjścia EI 0 1 2 3 4 5 6 7 A B C GS EO 1 x x x x x x x x 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 x x x x x x x 0 0 0 0 0 1 0 x x x x x x 0 1 0 0 1 0 1 5
0 x x x x x 0 1 1 0 1 0 0 1 0 x x x x 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 x x x 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 x x 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 x 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 x wartość nieistotna Kodery są stosowane głównie do wprowadzania informacji w postaci liczb dziesiętnych i tłumaczenia jej na kod zrozumiały dla układu cyfrowego. Dekoder działa odwrotnie do kodera, tzn zmienia kod binarny na wejściu na określony kod wyjściowy 1 z n. Dekoder ma n wyjść, przy czym każdemu ze słów wejściowych jest przyporządkowany sygnał aktywny (zwykle zero logiczne) pojawiający się tylko na wybranym, jednym z n wyjść (pozostałe zmienne wyjściowe mają wartość przeciwną. Przykładem dekodera jest układ scalony typu TTL 7442. Układ ten ma 4 wejścia A0-A3 i 10 wyjść 0-9. Jest to dekoder kodu BCD (dziesiętny zakodowany dwójkowo) na kod dziesiętny. Tablica działania dekodera Wejścia Wyjścia A0 A1 A2 A3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 6
1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 7
3. Multipleksery i demultipleksery Multiplekser układ kombinacyjny łączący jedno z N wejść informacyjnych z wyjściem y. Numer wejścia określany jest przez liczbę L, podaną na wejścia adresowe. Multiplekser działa jak wielopołożeniowy przełącznik (komutator) z cyfrowym wyborem pozycji. Numer wejścia podaje się kodzie binarnym. Liczna wejść informacyjnych jest równa 2 liczba wejść adresowych. Przykładem multipleksera jest układ TTL74LS152. Ma on 8 wejść informacyjnych (I0,...,I7), 3 wejścia adresowe (C,B,A) i jedno wyjście (y). y Tabela stanów multipleksera TTL74LS152 Adres Wejścia Wyjście C B A I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 y 0 0 0 0 X X X X X X X 0 0 0 0 1 X X X X X X X 1 0 0 1 X 0 X X X X X X 0 0 0 1 X 1 X X X X X X 1 0 1 0 X X 0 X X X X X 0 0 1 0 X X 1 X X X X X 1 8
0 1 1 X X X 0 X X X X 0 0 1 1 X X X 1 X X X X 1 1 0 0 X X X X 0 X X X 0 1 0 0 X X X X 1 X X X 1 1 0 1 X X X X X 0 X X 0 1 0 1 X X X X X 1 X X 1 1 1 0 X X X X X X 0 X 0 1 1 0 X X X X X X 1 X 1 1 1 1 X X X X X X X 0 0 1 1 1 X X X X X X X 1 1 Demultiplekser układ spełniający funkcję odwrotną do multipleksera, tzn. łączy wejście z jednym z N wyjść. Funkcję wyboru jednego z n wyjść realizują dekodery. Jeżeli dekoder wyposażony jest w co najmniej jedno wejście zezwalające, pełnić może także rolę demultipleksera. Wejście zezwalające staje się wejściem informacyjnym, a wejścia dekodowanych danych wejściami adresowymi. Układ o takim działaniu nazywa się dekoderem/demultiplekserem. Zasada działania dekodera/demultipleksera TTL 74LS138. Jedno z wyjść o numerze określonym przez CBA, zmienia swój stan w zależności od stanu wejścia E3 (tabela poniżej). Na pozostałych wyjściach utrzymywany jest stan przeciwny. W celu umożliwienia pracy układu wejścia E1 i E2 ustawione są na stałe w stan 1. 9
Tabela stanów dekodera/demultipleksera TTL74LS138 Wejście Adres Wyjścia E3 C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Multipleksery i demultipleksery wykorzystywane są do przełączania sygnałów. Umożliwiają między innymi realizację tzw. multipleksowego systemu transmisji danych, w którym po jednej linii przesyłane są dane z różnych linii wejściowych do różnych linii wyjściowych, wybieranych przez podanie numeru linii wejściowej i wyjściowej. 10
11
4. Przerzutniki, liczniki, rejestry Przerzutniki Przerzutnik jest najprostszym układem sekwencyjnym, wykorzystywanym do zapamiętywania danych w każdym układzie przeznaczonym do przechowywania i przetwarzania informacji. Przerzutnik zdolny jest do zapamiętania jednego bitu informacji. Przerzutniki dzielą się na: asynchroniczne, w których zmiana stanu wejść może spowodować natychmiastową zmianę stanu wyjść synchroniczne, w których zmiana stanu wyjść może ulec zmianie wyłącznie w określonych jednostkach czasu (przerzutniki taktowe lub zegarowe) Przerzutniki stosowane w technice cyfrowej mają co najmniej dwa charakterystyczne wejścia i zwykle dwa wyjścia. Są to: wejścia informacyjne (ozn. R-S, J-K,T,D) wejście programujące ustawiające (S) * wejście programujące zerujące ( R ) * wejście zegarowe ( C ) * wyjście proste (Q) wyjście zanegowane (Q) * - wejścia niewymagane W przerzutnikach synchronicznych wpis (pojawienie się informacji na wyjściu) jest wyzwalany zboczem dodatnim lub ujemnym. Rodzaje przerzutników: a) RS Ma dwa wejścia informacyjne R-S i wejście zegarowe C oraz dwa wyjścia Q i Q. Stan wyjść jest zawsze przeciwny. Stan wejść R-S=11 jest logicznie zagrożony (w przerzutniku wykonanym z bramek NOR). S R Q n+1 0 0 Q n 0 1 0 1 0 1 1 1 zagrożony 12
b) JK Ma dwa wejścia informacyjne, wejście zegarowe C oraz może mieć wejścia programujące S i R. Nie występuje stan wejść logicznie zagrożony. J K Q n+1 0 0 Q n 0 1 0 1 0 1 1 1 Q n c) T (połączenie J i K w JK) Ma jedno wejście informacyjne T, wejście zegarowe C oraz może mieć wejścia programujące R i S. T Q n+1 0 Q n 1 Q n d) D Ma jedno wejście informacyjne D, wejście zegarowe C oraz może mieć wejścia programujące R i S T Q n+1 0 0 1 1 13
Liczniki Liczniki są układami sekwencyjnymi zbudowanymi z odpowiednio ze sobą połączonych przerzutników symetrycznych, najczęściej JK lub T. Ich zadaniem jest zliczanie i zapamiętywanie liczby impulsów na wejściach zliczających i przedstawienie wyników na wyjściach. Każdy licznik ma określoną pojemność zwaną długością cyklu (N) zależna od liczby przerzutników wchodzących w skład licznika (n) N=2 n Podział liczników: a) ze względu na liczbę stanów występujących w jednym pełnym cyklu: modulo N licznik przechodzi przez wszystkie stany i cykl jest powtarzany do N licznik przechodzi przez wszystkie stany i zatrzymuje się na ostatnim, aby powtórzyć cykl należy wyzerować licznik b) ze względu na długość cyklu: stałej długości cyklu programowanej długości cyklu c) ze względu na kierunek zliczania: jednokierunkowe (dodające lub odejmujące) dwukierunkowe (dodające i odejmujące) d) ze względu na sposób oddziaływania impulsów: asynchroniczne (szeregowe) synchroniczne (równoległe) asynchroniczno-synchroniczne W liczniku synchronicznym zliczane impulsy są podawane jednocześnie na wszystkie wejścia zegarowe wszystkich przerzutników wchodzących w skład licznika. W liczniku asynchronicznym zliczane impulsy są podawane tylko na jedno z wejść zegarowych przerzutników wchodzących w skład licznika, a zmiana stanu kolejnego przerzutnika odbywa się pod wpływem zmiany stanu poprzedniego przerzutnika. Najprostszym przykładem licznika szeregowego jest łańcuch połączonych ze sobą 3 przerzutników typu T z podpiętym na stałe wejściem T do logicznej jedynki. Innym przykładem jest licznik zbudowany z 3 przerzutników typu JK zliczającego w przód o długości cyklu 8. Wejścia logiczne przerzutnika JK są przyłączone do logicznej jedynki. Impuls wejściowy jest wprowadzany na wejście zegarowe (We) przerzutnika A. Wejścia zegarowe pozostałych przerzutników są podłączone do wyjść Q poprzednich przerzutników. W chwili początkowej wszystkie przerzutniki są w stanie 0. 14
We (ilość impulsów) Wyjścia Q0 Q1 Q2 0 0 0 0 1 1 0 0 2 0 1 0 3 1 1 0 4 0 0 1 5 1 0 1 6 0 1 1 7 1 1 1 Rejestry Rejestr to układ sekwencyjny zbudowany z zespołu przerzutników, najczęściej synchronicznych typu D służący do zapamiętywania danych. Stosuje się je w układach, w których występuje potrzeba chwilowego zapamiętania niewielkiej ilości informacji binarnej. Liczba bitów informacji odpowiada liczbie zastosowanych przerzutników. Rodzaje rejestrów: a) szeregowe informacja jest wpisywana szeregowo do rejestru (bit po bicie) i szeregowo wyprowadzana. b) równoległe informacja jest wpisywana równolegle (wprowadzane jest całe słowo jednocześnie) i wyprowadzana równolegle. c) równoległo-szeregowy wprowadzanie równoległe, wyprowadzanie szeregowe d) szeregowo-równoległy wprowadzanie szeregowe, wyprowadzanie równoległe W rejestrach szeregowych istnieje konieczność przesuwania wprowadzonej informacji w kierunku starszych lub młodszych bitów. Stosuje się je z reguły jako układy pośredniczące między urządzeniami o różnym sposobie przetwarzania informacji i różnej szybkości pracy. Rejestry równoległe są stosowane przede wszystkim jako pomocnicze elementy pamięciowe o małej pojemności np. w układach wyświetlania informacji z liczników. 15
16
5. Płyty główne Schemat budowy płyty głównej na przykładzie płyty głównej firmy Intel Na schemacie można wyróżnić 2 główne elementy: a) Mostek północny (Memory Controller Hub) b) Mostek południowy (Input/Output Controller Hub) Do mostka północnego podłączone są: procesor Pentium 4 karta graficzna ze złączem PCI Express pamięć RAM z modułami typu DDR2 Do mostka południowego podłączone są: kontrolery dysków S-ATA interfejsy urządzeń peryferyjnych (m.in. USB, Ethernet, PS/2, audio, RS-232/COM) gniazda rozszerzeń PCI karta dźwiękowa standardy zwiększające wydajność i możliwość rozbudowy: BIOS Supports HT, IMS, IWC. 17
6. Rodzaje płyt głównych 6.1. Płyta główna w formacie AT Jest formatem płyty głównej typu serwerowego będącej następstwem płyty XT o 8-bitowej architekturze. Została stworzona w celu obsługi 16-bitowej architektury systemu w połowie lat 80-tych XX wieku. Umożliwia instalację wszystkich typów procesorów od 8088 do Pentium III i Athlon. Cechami charakterystycznymi płyty głównej w formacie AT są: prostopadłe ułożenie gniazd rozszerzeń PCI i ISA tylko jeden widoczny interfejs (klawiatury i myszy) zazwyczaj typu DIN (5-cio pinowe poprzednik PS/2) bezpośrednio podłączony do płyty głównej. pozostałe gniazda umieszczone w obudowie są podłączone z płytą główną za pomocą taśm elementy na płycie są nieuporządkowane napięcie zasilania 5V, 12V włącznik zasilania pozycyjny złącze zasilania jednorzędowe 2x6 pinów Rys. 1. Schemat budowy płyty głównej w formacie AT Chipset to zestaw układów scalonych o bardzo wysokiej skali integracji. W konstrukcji płyt głównych odpowiadają za zapewnienie współpracy poszczególnych elementów składających się na system komputerowy. Jego zadaniem jest organizacja przepływu informacji pomiędzy poszczególnymi komponentami komputera. Pełni on funkcję pośrednika pomiędzy procesorem, a współpracującymi z nim urządzeniami. W skład chipsetu wchodzi najczęściej od jednego do czterech odrębnych układów (chipów) rozmieszczonych czasem w różnych częściach płyty. W zależności od rodzaju, chipsetu może on 18
zawierać następujące elementy: - kontroler pamięci cache; - kontroler procesora; - kontroler magistrali PCI, ISA - szerokość magistrali, częstotliwość taktowania; - kontroler IDE - kontroler przerwań IRQ; - kontroler kanałów DMA; - zegar czasu rzeczywistego RTC; - kontroler klawiatury; - kontroler myszy - port (PS/2); - kontroler napędu dysków elastycznych (FDD); - kontroler portów szeregowych - oszczędne zarządzanie energią (power management). Do właściwości chipsetu należy również możliwość obsługi systemów składających się z więcej niż jednego procesora. Gniazda i złącza na płycie AT: Gniazdo/złącze Opis Rysunek DIN 5-cio pinowe złącze audio i komputerowe (wejście klawiatury) AGP 32-bitowa, 132-pinowa równoległa magistrala PCI służąca do przesyłania danych pomiędzy pamięcią operacyjną, a kartą graficzną, transfer 264MB/s- 2GB/s PCI 32 lub 64-bitowa równoległa magistrala kart rozszerzeń, transfer 133 MB/s-528 MB/s ISA ZIF SDRAM 8 lub 16-bitowa równoległa magistrala kart rozszerzeń, transfer do 8MB/s (kolor czarny) Podstawka procesora 168 pinowe, 64-bitowe gniazdo pamięci SDRAM AT Jednorzędowe złącze zasilania 2x6 pinów 19
6.2. Płyta główna w formacie ATX Płyty główne w formacie ATX, wprowadzone w połowie lat 90-tych zastąpiły płyty AT. Elementy na płycie są uporządkowane, zwłaszcza lokalizacja procesora. Płyta jest zasilana przewodem 20-sto pinowym z dodatkowym 4-pinowym złączem do zasilania procesorów Pentium IV i nowszych. W nowszych wersjach płyty złącze główne jest 24-bitowe w celu umożliwienia zasilania szyny PCI-e. Na płycie zastosowano funkcję Soft Power pozwalającą na kontrolę zasilania z poziomu systemu operacyjnego (stan uśpienia) oraz wydajniejszą metodę chłodzenia. Cechami charakterystycznymi płyty głównej w formacie ATX są: interfejsy urządzeń zintegrowane na płycie włącznik zasilania impulsowy elementy na płycie uporządkowane gniazdo zasilania dwurzędowe 2x10 pinów (lub 2x12 pinów) napięcie zasilania 5V, 12V, 3,3V Rys. 2. Schemat budowy płyty głównej w formacie ATX Gniazda i złącza na płycie ATX: Gniazdo/złącze Opis Rysunek IDE 39-pinowe złącze do komunikacji z urządzeniami masowymi i optycznymi, transfer do 133MB/s 20
FDD 34-pinowe złącze do komunikacji ze stacją dyskietek, szybkość 40KB/s DDR 184-pinowa, 64 bitowa szyna danych, przepustowość do 3200 MB/s ATX 4-pin 4-pinowe złącze zasilania ATX 24-pin 2-rzędowe złącze zasilania PS/2 6-cio pinowy, szeregowy port komunikacji z klawiaturą i myszą Socket A Podstawka procesora typu ZIF 6. 3. Płyta główna w formacie WTX. Format WTX jest rozwinięciem formatu ATX i powstał pod koniec lat 90-tych XX wieku. Został zaprojektowany w celu obsługi wielu procesorów i dysków twardych (zastosowanie m.in. w komputerach serwerowych). Płyta w formacie WTX posiada szczegółową specyfikację określającą rozmiary i interfejsy zewnętrzne oraz umożliwia łatwą zmianę konfiguracji poprzez wymianę modułu specjalnej karty rozszerzającej zawierającej złącza oraz komponenty. Płyty są znacznie większe od płyt w formacie ATX. Obudowa posiada wiele wycięć umożliwiających łatwą wymianę modułów i kart rozszerzeń oraz dysków twardych. Cechy charakterystyczne płyt w formacie WTX: kilka procesorów serwerowych (od 1 do 8) kilka dysków twardych duża ilość pamięci, z kontrolą błędów ECC (kod korekcji błędów w trakcie transmisji danych) duża liczba gniazd rozszerzeń gniazda PCI 64-bitowe (2 klucze) i AGP Pro 21
kontrolery SCSI (magistrala do przesyłania danych między urządzeniami, transfer do 640 MB/s) jeden lub kilka zasilaczy dużej mocy duże rozmiary płyty głównej o obudowy (waga do 35 kg) AGP Pro przyspieszone w stosunku do AGP gniazdo grafiki wyposażone w 48 więcej pinów (głównie służących do zasilania) 6.4. Płyta główna w formacie NLX Płyta w formacie NLX została opracowana w drugiej połowie lat 90-tych w celu zastąpienia płyty w formacie LPX. Jest zdolna do wykorzystywania najnowszych technologii oraz umożliwia łatwą wymianę modułów. Cechy charakterystyczne płyty w formacie NLX: obsługa najnowszych typów procesorów obsługa modułów pamięci DIMM i RIMM grafika wsparta przez złącze AGP płyta dostosowana do różnych wariantów obudowy brak złączy dla kart rozszerzeń (gniazda rozszerzeń na karcie rozszerzającej dołączanej do płyty za pomocą specjalnego złącza) zintegrowane karty sieciowe, graficzne, wideo i muzyczne łatwa wymiana komponentów Schemat budowy płyty w formacie NLX 6.5. Płyty główne do procesorów Intel Rodzaje płyt głównych w zależności od gniazda procesora Intel: płyta z gniazdem Socket 7 (procesory Intel Pentium, Pentium MMX) płyta z gniazdem Slot 1 (procesory Intel Pentium II i Pentium III, Celeron) płyta z gniazdem Socket 370 (procesory Intel Pentium III,Celeron) płyta z gniazdem Socket 423 (procesory Intel Pentium 4 z rdzeniem Willamette) płyta z gniazdem Socket 478 (procesory Intel Pentium 4, Celeron, Pentium 4 Extreme Edition, Pentium M) płyta z gniazdem LGA 775 (procesory Intel Pentium 4, Pentium D, Celeron D, Pentium Extreme Edition, Pentium Dual Core, Core 2 Duo, Core 2 Extreme, Celeron Dual Core, Xeon seria 3000, Core 2 Quad) płyta z gniazdem LGA 1366 (procesor Intel Core i7) 6.6. Płyty główne do procesorów AMD Rodzaje płyt głównych w zależności od gniazda procesora AMD Socket 7 (AMD K6) Slot A (AMD Athlon) Socket A (AMD Athlon, Duron, Athlon XP, Athlon XP-M, Athlon MP, Sempron) Socket 754 (AMD Athlon 64, Sempron, Turion 64) Socket 939 ( AMD Athlon 64, Athlon 64 FX, Athlon 64 X2, Sempron, Turion 64, Opteron seria 100) Socket AM2 ( AMD Athlon 64 FX, Athlon 64 X2, Sempron, Turion 64, Opteron seria 100) Socket AM2+ (AMD Athlon X2, Phenom X3, Phenom X4, Sempron) Sockem AM3 (AMD Phenom IIX3, PhenomIIX4, Athlon X4) 22
6.7. Podstawki procesora Nazwa Opis Rysunek Socket 423 423 piny Socket 370 370 pinów Socket 7 321 pinów 23
Slot 1 242 piny Socket 478 478 pinów LGA 775 (Socket 775 lub Socket T) 775 pinów 24
LGA 1366 (Socket B) 1366 pinów Slot A Socket 754 754 pinów 25
Socket 939 939 pinów Socket AM2 940 pinów Socket AM2+ 940 pinów 26
Socket AM3 938 pinów 27
7. Chipset Chipset zespół układów logicznych odpowiedzialnych za współpracę elementów systemu takich jak: procesor, pamięć operacyjna, pamięć cache. Zadaniem chipsetu jest między innymi dekodowanie adresów, wytwarzanie sygnałów taktujących i sterujących pracą poszczególnych układów. Podstawowymi grupami układów występujących w chipsetach są m.in.: sterownik pamięci dynamicznej sterownik pamięci cache sterownik przerwań i DMA sterowniki magistral AGP, PCI układy współpracujące z procesorem sterownik klawiatury Dodatkowo chipset może zawierać: zegar czasu rzeczywistego sterowniki dysków twardych IDE i FDD sterownik SCSI sterowniki interfejsów szeregowych i równoległych system zrządzania poborem mocy 1. Chipsety serii 440 (Intel, obsługa Slot 1 i Socket 370) Schemat blokowy płyty głównej z chipsetami Intel 440BX 28
Składa się on z 2 elementów: 82443BX interfejs procesor PCI i sterownik magistral PCI i AGP 82387AB/EB interfejs PCI ISA, interfejsy urządzeń zewnętrznych Charakterystyka BX: obsługa procesorów Pentium II i Pentium III FSB 66, 100, 133 MHz obsługa pamięci typu DIMM ilość obsługiwanej pamięci 1 GB obsługa AGP x1, x2 Inne chipsety z serii 440: EX, ZX, LX, NX, GX. 2. Chipsety serii 800 (Intel, obsługa Slot 1 i Socket 370) Charakterystyka i815 procesory Pentium III, Celeron FSB: 66, 100, 133 MHz pamięć DIMM rozmiar pamięci: 512 MB obsługa AGP x4 Inne chipsety z serii: i810, i810e, i820 3. Chipsety serii 800 (Intel, obsługa Socket 423 i Socket 478) Charakterystyka i875: procesory: Pentium 4, Celeron, Celeron D FSB: 133, 200 MHz pamięć DDR 266, 333, 400 rozmiar pamięci: 4 GB obsługa S-ATA, AGP x8 Inne chipsety: i845, i848, i865 4. Chipsety serii 900 (Intel, obsługa LGA 775) Charakterystyka i925: procesory: Pentium 4, Celeron D FSB: 133, 200 MHz pamięć DDR2 533 rozmiar pamięci: 4 GB obsługa PCI-e x16 Inne chipsety z serii: i915, i946, i965, i975 29
Schemat blokowy płyty głównej z chipsetami i925 (925X) (Pentium 4 Extreme Edition) 5. Chipsety VIA dla procesorów Intel (obsługa Socket 478) Charakterystyka PM880: procesory: Pentium 4, Celeron FSB: 100, 133, 200 MHz pamięć DDR 266, 333, 400 (dual chanel) obsługa AGP x8 transfer N-S 1066 MB/s Inne chipsety z serii: P4X266, P4X400, P4X533, PT800 6. Chipsety VIA dla procesorów AMD (obsługa Socket A) Charakterystyka KT880: procesory: Athlon, Duron, Sempron FSB: 166, 200 MHz pamięć DDR 333, 400 obsługa AGP x8 transfer N-S 533 MB/s Inne chipsety z serii: KX133, KT133, KT266, KT333, KT400, KT600 30
8. Procesory Procesor jednostka centralna (CPU Central Processing Unit) to sekwencyjne urządzenie cyfrowe którego zadaniem jest wykonywanie rozkazów i sterowanie pracą wszystkich pozostałych bloków systemu takich jak pamięć i układ wejścia-wyjścia. Pobiera on dane z pamięci i wykonuje jako rozkazy w postaci prostych operacji wybranych ze zbioru operacji podstawowych. Podstawowymi blokami funkcjonalnymi, z których zbudowany jest procesor, są: jednostka arytmetyczno-logiczna (służy do wykonywania operacji obliczeniowych na danych pobranych najczęściej z pamięci), układ sterowania z zegarem procesora zespół rejestrów jednostki centralnej do przechowywania danych oraz wyników. Podstawowymi rejestrami, które znajdują się w każdym mikroprocesorze, są: licznik rozkazów - zawiera on adres następnego rozkazu do wykonania. rejestr rozkazów - zawiera kod aktualnie wykonywanego rozkazu. Akumulator - jest używany w czasie wykonywania rozkazów arytmetycznych, logicznych, I/O rejestr znaczników - zawiera informacje o wyniku operacji arytmetyczno-logicznych Procesor wykonuje następujące rozkazy: logiczne działania na bitach arytmetyczne działania na bitach skoki bezwarunkowe i warunkowe (rozgałęzienia) kopiowanie danych Parametry określające procesor: częstotliwość taktowania - ilość operacji jednostkowych wykonanych w ciągu sekundy w jednakowych odstępach czasu FSB (Front Side Bus) - szyna danych, za pomocą której procesor komunikuje się z pamięcią. Częstotliwość pracy procesora jest równa wielokrotności FSB. mnożnik pamięć cache (L1 na dane i instrukcje 1 poziom, L2 na dane 2 poziom) gniazdo (podstawka) napięcie zasilania pobór mocy technologia wykonania typ obudowy (SECC do gniazd SLOT, PPGA do gniazd SOCKET) Schemat budowy procesora 31
BU (Bus Unit) odpowiada za współpracę procesora z pamięcią, ma 3 niezależne magistrale: adresów, danych i sterowania Prefetch kolejkowanie innych rozkazów IU (Instruction Unit) dekoder odtwarzający rozkazy do wykonania przez procesor, czekające w kolejce ROM pamięć wspomagająca dekoder i umożliwiająca dostęp do słownika tłumaczącego rozkazy EU (Execution Unit) - układ do którego przekazywane są rozkodowane instrukcje ALU (Arythmetic Logic Unit) jednostka wykonująca operacje na liczbach stałoprzecinkowych CU (Control Unit) sterowanie jednostką ALU FPU (Floating Piont Unit) jednostka wykonująca operacje na liczbach zmiennoprzecinkowych AU (Addressing Unit) jednostka adresowa pobierająca argumenty rozkazów MMU (memory Management Unit) moduł zarządzania dostępem do pamięci fizycznej dla procesora. 8.1 Procesory Intel 1. Intel Pentium gniazdo: Socket 7 częstotliwość: 75-200 MHz FSB: 50, 60, 66 MHz mnożnik: x1.5 - x3 cache: L1 8 kb + 8 kb L2 zintegrowana na płycie głównej 2. Intel Pentium MMX gniazdo: Socket 7 częstotliwość: 166-233 MHz FSB: 66 MHz mnożnik: x2.5 x3,5 cache: L1 16 kb + 16 kb L2 zintegrowana na płycie głównej 3. Intel Pentium II gniazdo: Slot 1 częstotliwość: 233-450 MHz FSB: 66, 100 MHz mnożnik: x3.5 - x5 cache: L2 512 kb (pracuje z połową częstotliwości procesora) 4. Intel Celeron gniazdo: Slot 1 częstotliwość: 266-433 MHz FSB: 66 MHz mnożnik: x4 x6,5 cache: L2 128 kb (pracuje z częstotliwością procesora) 32
5. Intel Pentium III gniazdo: Slot 1/Socket 370 częstotliwość: 450-1400 MHz FSB: 100, 133 MHz mnożnik: x4 x10,5 cache: L2 512 kb (pracuje z połową częstotliwości procesora, od P III 1130 MHz z pełną częstotliwością) lub L2 265 kb (z pełną częstotliwością procesowa w gnieździe Socket 370) 6. Intel Celeron gniazdo: Socket 370 częstotliwość: 300-1400 MHz FSB: 66, 100 MHz mnożnik: x4,5 x14 cache: L1 16 kb + 16 kb L2 128 kb lub 256 kb (pracuje z częstotliwością procesora) 7. Intel Pentium 4 gniazdo: Socket 423, 478 częstotliwość: 1,3-3,4 GHz FSB: 100, 133, 200 MHz (efektywne 400, 533, 800 MHz) cache: L2 256, 512 kb lub 1 MB (pracuje z częstotliwością procesora) technologie: Hyper Threading (rozpoznanie procesora przez system jako dwa logiczne procesory) Quad Pumping (częstotliwość przesyłania danych 4xFSB, częstotliwość przesyłania adresów - 2xFSB) 8. Intel Celeron 4 gniazdo: Socket 478 częstotliwość: 1,7-2,8 GHz FSB: 100 MHz (efektywne 400 MHz) cache: L2 128 kb (pracuje z częstotliwością procesora) technologie: Quad Pumping (częstotliwość przesyłania danych 4xFSB, częstotliwość przesyłania adresów - 2xFSB) 9. Intel Pentium 4 seria 500 gniazdo: Socket LGA 775 częstotliwość: 2,8-3,8 GHz FSB: 200 MHz (efektywne 800 MHz) cache: L1 16 kb L2 1 MB (pracuje z częstotliwością procesora) technologie: 33
Hyper Threading Quad Pumping 10. Intel Pentium 4 seria 600 gniazdo: Socket LGA 775 częstotliwość: 3,0-3,8 GHz FSB: 200 MHz (efektywne 800 MHz) cache: L1 16 kb L2 2 MB (pracuje z częstotliwością procesora) technologie: Hyper Threading Quad Pumping 11. Intel Celeron D gniazdo: Socket LGA 775, Socket 478 częstotliwość: 2,26-3,06 GHz FSB: 133 MHz (efektywne 533 MHz) cache: L1 16 kb L2 256 kb (pracuje z częstotliwością procesora) technologie: Quad Pumping 12. Intel Pentium D seria 800 gniazdo: Socket LGA 775 częstotliwość: 2,66-3,2 GHz FSB: 200 MHz (efektywne 800 MHz) cache: L1 16 kb L2 2x1 MB (pracuje z częstotliwością procesora) technologie: Quad Pumping 13. Intel Pentium D seria 900 gniazdo: Socket LGA 775 częstotliwość: 2,8-3,4 GHz FSB: 200 MHz (efektywne 800 MHz) cache: L1 16 kb L2 2x2 MB (pracuje z częstotliwością procesora) technologie: Quad Pumping 14. Intel Pentium Dual Core gniazdo: Socket LGA 775 częstotliwość: 1,8-2,6 GHz FSB: 200 MHz (efektywne 800 MHz) cache: 34
L1 2x16 kb L2 1 lub 2 MB (pracuje z częstotliwością procesora) technologie: Quad Pumping 15. Intel Core 2 Duo gniazdo: Socket LGA 775 częstotliwość: 1,8-3,33 GHz FSB: 200, 266, 333 MHz (efektywne 800, 1066, 1333 MHz) cache: L1 2x16 kb L2 2,4 lub 6 MB (pracuje z częstotliwością procesora) technologie: Quad Pumping 16. Intel Core 2 Quad gniazdo: Socket LGA 775 częstotliwość: 2,4-3,0 GHz FSB: 266, 333 MHz (efektywne 1066, 1333 MHz) cache: L1 2x16 kb L2 4,6,8 lub 12 MB (pracuje z częstotliwością procesora) technologie: Quad Pumping 17. Intel Core i7 gniazdo: Socket LGA 1366, 1156 częstotliwość: 2,66-3,33 GHz QPI: 1366 MHz cache: L1 4x16 kb L2 4x256 kb L3 8 MB (pracuje z częstotliwością procesora) pamięć wspólna wszystkich rdzeni technologie: QPI (Quick Path Interconnect następca FSB, dwukierunkowa magistrala (odczyt, zapis), przepustowość do 25,6 GB/s) TBT (Turbo Boost Technology oszczędność energii poprzez przechodzenie w tryb uśpienia nieużywanych rdzeni) Hyper Threading Smart Cache (umożliwia procesorowi przechowywanie w pamięci podręcznej danych podręcznych, zamiast ponownie obliczać je z danych pierwotnych) 8.2 Procesory AMD 1. AMD K5 gniazdo: Socket 7 częstotliwość: 75-166 MHz FSB: 50,60,66 MHz cache: 35