دانلود فایل پاورپوینت آشنایی با مادربرد

بخشی از پاورپوینت

--- پاورپوینت شامل تصاویر میباشد ----

اسلاید 1 :

مقدمه:

مادربورد شامل قطعات اساسي كامپيوتر است، يا به عبارت ديگر، كليه قطعات كامپيوتر به نحوي با مادربورد در ارتباط هستند. تمام قطعات مهمي كه وجود آن ها در كامپيوتر الزامي است روي مادربورد قرار دارند.

اجزاي(المانهاي) يك مادربورد:

1.محل يا سوكت نصب پردازنده ( CPU )

2.محل يا سوكت كمك پردازنده ( اگر مادربورد از نوع 4865x به پايين باشد).

3.حافظه باياس (ROM) : كه شامل برنامه هاي اصلي كاركرد مادربورد و سيستم مي باشد و توسط كارخانه سازنده مادربورد پر مي شود.

4.سوكت ها يا اسلات هاي RAM

5.سوكت هاي حافظه كش به همراه تراشه هاي نصب شده در آن( در مادربوردهاي جديد به صورت لحيم شده بر روي بورد مي باشد.)

6.باس يا اسلات هاي توسعه جهت نصب كارت هاي جانبي مختلف

7.باياس يا كنترلر صفحه كليد: كه اطلاعات سريال ارسالي از صفحه كليد را دريافت كرده و پس از تبديل به موازي آن را جهت پردازنده ارسال مي كند.

8.كانكتور صفحه كليد جهت اتصال صفحه كليد به سيستم

9.باطري

10.تراشه ها: اين تراشه ها در مادربوردهاي XT به صورت جدا از هم و در مادربوردهاي AT به صورت تركيب شده و در يك يا چند تراشه بزرگتر مي باشند.

اسلاید 2 :

11.جامپرها: يك سري پايه هاي فلزي كه با اتصال آن ها به يكديگر تركيب درست جهت كار يك مادربورد تعريف مي شود.

12.كانكتور اتصال برق مادربورد

13.يك يا چند عدد ترانزيستور تحت عنوان رگولاتور

14.كانكتورهاي مربوط به سيم هاي آمده از پانل جلوي كيس.

اسلات های توسعه:                                                                                                              

(1گذرگاه يا خط حامل آيزا ( ISA ):

زماني كه اولين كامپيوتر شخصي در سال 1981 توليد شد، گذر گاه آن داراي هشت سيم بود كه به قطعات كامپيوتر اجازه مي داد در هر بار يك بايت (8 بيت) را با هم رد و بدل كنند. اين گذرگاه 8 بيتي (ISA ) آيزا نام گرفت. هنگامي كه در سال 1984، كامپيوترهايAT (Advanced Technology) به بازار عرصه شد داراي يك گذرگاه 16 بيتي بود. به اين ترتيب گذرگاه آيزا در اين سال به گذرگاه 16 بيتي تبديل شد كه به آن گذرگاه AT نيز مي گويند. اين گذرگاه با وجود قدمتي كه دارد به دلايل زير هنوز به گونه أي وسيع به كار مي رود: (1) سازگاري  (2) ضريب اطمينان (3) كارا بودن.

2) گذرگاه یا خط حامل EISA :

با توليد كامپيوترهاي 386 ، يك گذرگاه عريض تر 32 بيتي به كار گرفته شد كه به گذرگاه ( اي زا ) معروف شد. اين كارت داراي مزاياي زير است:

چند پردازنده قادرند به طور هم زمان به اين گذرگاه دسترسي پيدا كنند.

 اين گذرگاه با گذرگاه ISA كاملا سازگار است.

 سرعت انتقال داده ها تقريبا پنج برابر گذرگاه ISA (آيزا) است.  

اسلاید 3 :

با وجودي كه شكاف هاي (EISA ) كارت هاي ISA را قبول مي كردند اما با اين وجود اين گذرگاه 32 بيتي نتوانست گذرگاه 16 بيتي و 8 مگا هرتزي آيزا را با وجود كلي و آهسته بودن و اختلاف شديد سرعت با پردازنده هاي32 بيتي، از ميدان به در كند و گذرگاه ISA به عنوان گذرگاه غالب صنعت رايانه باقي ماند.

3) گذرگاه يا خط حامل ام كا (MCA ) :

در سال 1987 با پيدايش رايانه هاي PS/2 ، معماري ويژه أي براي آن بر پايه گذرگاه آيزا پديد آمد. اين سيستم ها از سيستم هاي آيزا سريع تر و با آنها نا سازگار بود. اين نوع معماري  به دلايل زير موفقيت زيادي كسب نكرد: (1) گراني قيمت (2) ناسازگاري با كارت هاي ISA وEISA .

4) گذرگاه ويزا و گذرگاه محلي :

 در كنار گذرگاه استاندارد ISA (آيزا) يك گذرگاه ديگر نصب شد كه اين گذرگاه مستقيما به گذرگاه 32 بيتي پردازنده متصل مي شد، وبا همان سرعت پالس ساعت پردازنده داده ها را جا به جا مي كرد. اين گذرگاه جديد گذرگاه محلي (Local Bus  ) نام گرفت. اين گذرگاه داراي خصوصيات زير است:

استفاده از وسايل ورودي و خروجي 32 بيتي را امكان پذير مي كند. (2) پردازنده حق دسترسي به كارت گرافيكي را دارد. در حاليكه در گذرگاه هاي EISA پردازنده قبل از رفتن به سراغ كارت گرافيكي، بايد ابتدا به تراشه RAM سرمي زد.

افزايش سرعت تبادل در سيستم هاي مجهز به گذرگاه محلي باعث شد كه، سازندگان كامپيوتر استانداردي به نام ويزا (VESA ) براي گذرگاه محلي معرفي كنند. كار در اين سيستم ساده تر و سريع تر انجام مي شود و از همه مهم تر اينكه امكاناتي در آن قرار داده شده است تا برخي از كارت هاي جانبي هوشمند بتوانند بدون وابستگي به پردازنده عمل پردازش را انجام دهند. در ضمن اين معماري با سه معماري پيش يعني ISA   ،EISA و MCA سازگار بود. اشكال اين معماري اين بود كه  براي كامپيوتر هاي486 با سرعت 33 مگا هرتز و به صورت 32 بيتي وضع شده بود و استفاده از آن درپردازنده هاي 64 بيتي امكان نداشت.

اسلاید 4 :

5) گذرگاه PCI :

اين گذرگاه بر خلاف گذرگاه هاي محلي ويزا، يك گذرگاه واقعي نيست، بلكه نتيجه توسعه پردازنده است كه مي تواند نسبت به طرح هاي گذرگاهي قبلي با سرعتي نزديك به سرعت پردازنده كار كند. اين گذرگاه داراي قابليت هاي زير است:

1- استفاده از گذرگاه بر اساس اولويت

2- كنترل بيت توازن براي تمام اجزاي رايانه

3- پيكر بندي بدون استفاده از جامپرها و كليد هاي ديپ

تجهيزات PCI توانايي پيكربندي خودكار را دارند، و نيازي به تغيير كليدهاي ديپ و جامپرها در آن ها نيست.

6) گذرگاه USB :

كامپيوترهاي داراي اين استاندارد، داراي خصوصيات زير هستند:

1- كاهش اسلات هاي توسعه

2- عدم نياز به درگاه هاي سري و موازي و درگاه هاي مربوط به اتصال صفحه كليد و ماوس.

3-ادوات جانبي USB ، را وقتي رايانه در حال كار است مي توان از رايانه جدا كرد، و ادوات ديگر USB را براي رايانه در حال كار و روشن، از طريق درگاه USB وصل كرد. به اين عمل تعويض فعال (Hot Swapping) گويند.

امكان استفاده از 127 وسيله جانبي : زيرا وقتي يك كامپيوتر داراي USB روشن مي شود كامپيوتر به تمام ادوات USB وHub هاي آن ها آدرس صفر را اختصاص مي دهد و تمام ارتباط ها را قطع مي كند. آن گاه به قطعه اول آدرس 2 مي دهد و بعد به هر يك از ادوات USB آدرس جديدي مي دهد و به اين ترتيب تا 127 قطعه را مي تواند آدرس دهي كند.

5- عدم نياز به تنظيم وقفه ها با جامپرها، براي ادوات جانبي مورد استفاده.

اسلاید 5 :

7) گذرگاه AGP :

عبارتست از يك گذرگاه PCI پيشرفته كه به كارت هاي گرافيكي اختصاص يافته است. اين گذرگاه جديد وظيفه برقراري ارتباط مستقيم بين حافظه اصلي روي مادربورد و تراشه هاي شتاب دهنده روی کارت گرافيكي را داراست.حالا شتاب دهنده گرافیکی مي تواند بجاي حافظه گرافيكي موجود روي كارت گرافيكي، از حافظه اصلي كامپيوتر براي نگهداري طرح ها و تصويرها استفاده كند. درحاليكه در گذشته مي بايست اين تصويرها را در حافظه كارت گرافيكي نگهداری مي كرد تا پردازنده گرافيكي بتواند به آن ها دسترسي پيدا كند. ولي اكنون مي تواند بطور مستقيم در حافظه اصلي قرار گيرند. به اين ترتيب تصويرها سه بعدي و واقعي تر به نظر مي رسند.

كامپيوتر80286 و تئوري عملكرد آن:

نگاهي به مادربرد:

با نگاهي به مادر برد اين كامپيوتر به المان هاي اصلي زير برخورد خواهيد نمود.

 80286 به عنوان پردازنده اصلي سيستم

 سوكت پردازنده 80287 به عنوان پردازنده رياضي سيستم

 كنترل كننده باس سيستم ( تراشه 82C211 )

 كنترلر حافظه EMS و حالت Interleave/Page (تراشه 82C212 )

 بافر آدرس / اطلاعات ( تراشه 82C215 )

كنترلر DMA ، وقفه، تايمر و پالس دائم سيستم (تراشه 82C207 )

حافظه ROM

اسلاید 6 :

كنترلر صفحه كليد ( تراشه 8042 )

 بانك هاي مربوط به حافظه DRAM

كنترلر فلاپي ديسك

 پورت سريال و موازي

 كنترلر ويدئويي سيستم ( تراشه PVGA )

المان هاي اصلي و نقش آن ها :

وجود المان هاي با تعداد پايه زياد و يا VLSI در مادر برد هاي AT ميزان قابل توجهي از حجم آن كاسته است. انجام چندين عمل توسط يك المان VLSI به جاي المان هاي معمولي در سيستم هاي XT باعث افزايش راندمان سيستم نيز شده است. در ادامه نقش المان هاي فوق را همراه سيگنال هاي زماني آن بررسي مي كنيم.

تراشه 82C211 ( كنترلر باس ) :

82C211 به عنوان كنترلر باس، وظيفه توليد سيگنال هاي كنترل، پالس پردازنده (PROCCLK  ) و پالس باس AT سيستم براي كل مادربرد را بر عهده دارد. سيگنال هاي صادر شده از طرف تراشه فوق، جهت اداره و كنترل منطق طراحي سيستم به كار برده مي شود. زمانبندي و تمام سیگنالهاي باس در اختيار كنترلر باس مي باشد. حالت و موقعيت و كنترلر پورت B سيستم در درون اين تراشه به وجود مي آيد (پورت B به عنوان يك پورت خروجي كنترل قسمتي از سيستم را بر عهده دارد) و به طور كلي اين تراشه نقش هماهنگ كنندگي كل سيستم را بر عهده دارد.

تراشه 82C215 ( بافر باس آدرس/اطلاعات ):

اين تراشه بر خلاف نامش يك بافر ساده نبوده و در پروسه بافر اطلاعات دو نقش اصلي و اساسي بر عهده آن گذاشته شده است. همانطور كه مي دانيم 80286 يك پردازنده 16 بيتي بوده كه بايد اطلاعات را از المان هاي جانبي به صورت 8 يا 16 بيتي دريافت دارد. ساختن اطلاعات 16 بيتي از باس 8 بيتي ابزار جانبي بر عهده اين تراشه مي باشد.

اسلاید 7 :

در واقع آن با لچ نمودن اولین پايت به عنوان بایت با وزن بیشتر و سپس بایت با وزن کمتر یک كلمه را جهت استفاده CPU به وجود مي آورد. همچنين تست بيت پريتي يا توازن نيز بر عهده اين بافر مي باشد و چنانچه خطاي توازن رخ دهد از طريق سيگنال هاي خروجي PARERR آن را به كنترلر باس (82C211) خبر مي دهد.

تراشه 82C212    (كنترلر حافظه EMS  و حافظه DRAM ) :

تراشه فوق جهت كنترل حافظه سيستم به كار برده ميشود وتقريبا تمامي توابع لازم جهت دسترسي به حافظه ديناميكي در دو مد صفحه اي (Page)و اينترليو(Interleave )توسط آن به وجود مي آيد. 

تراشه فوق از حافظه گسترش يافته   EMS-LIM(Lotus,Intel, Microsoft) پشتيباني نموده و آن را از حافظه توسعه يافته شبيه سازي مي نمايد. براي بالا بردن بازدهي و راندمان، در زمان بوت شدن، يك كپي از EPROM به فضايي از RAM كپي مي شود كه به آن سايه كردن (Shadow) اتلاق مي شود، اين عمل بر عهده اين تراشه مي باشد و اجازه مي دهد کدهاي باياس به جاي اجرا در فضاي آدرس فيزيكي EPROM در يك فضاي تعريف شده (Resident)در RAM اجرا شوند. همچنين تازه سازي حافظه ديناميكي سيستم و توليد پالس 14.31 و 1.19 مگا هرتز از ديگر وظايف اين تراشه مي باشد.

تراشه 82C256 ( كنترلر جانبي ) :

کنترلر فوق در داخل خود داراي دو عدد كنترلر DMA (82C37) و دو عدد كنترلر وقفه (8259) و يك تايمر / كانتر (8254) و يك حافظه CMOS با پالس دائمي سيستم

( MC146818) به مقدار 64 بايت و مپ كننده (Maper) حافظه (74LS612) و ديگر تراشه هاي منطقي TLL/SSI جهت ارتباط المان ها با همديگر و دنياي خارج مي باشد. وجود تراشه هاي منطقي به همراه كنترلرها در يك تراشه، باعث افزايش در سرعت و دانستن پيشرفت در بسياري از پارامترهاي سيستم مي شود. همچنين اين تراشه داراي يك گزينه، جهت انتخاب سرعت E  يا 8 مگا هرتز براي پالس سيستم مي باشد.

اسلاید 8 :

اينترفيسCPU :

اين بخش جهت ايجاد ارتباط بين سخت افزار ويدئو و CPU تعبيه شده است. در اين بخش چهار عدد لچ 8 بيتي وجود دارد که جهت لچ كردن اطلاعات حافظه ويدئو به كار مي رود (هر لچ جهت يك پلن(plan) حافظه) و چهار تا بودن آن به خاطر اين است كه اين كنترلر ويدئو داراي چهار پلن حافظه مي باشد. هر لچ در يك دستورالعمل خواندن CPU پر مي شود. خروجي اين لچ ها با يك مالتي پلکسر به باس اطلاعات CPU وصل مي شود.

كنترلر ويدئو:

بخش كنترلر ويدئو جهت كنترل گرافيك و مشخصه پيكسل ها به كار برده مي شود. هر زماني كه به حافظه نمايش دسترسي داشته باشيم چهار عدد لچ 8 بيتي خوانده خواهد شد. آدرس حافظه نمايش توسط بخش كنترلر CRT ساخته مي شود.

كنترلر CRT :

اين بخش شامل رجيسترهايي جهت كنترل CRT و مسئول سيگنال هاي افقي، عمودي و زمان هاي خالي براي نمايش مي باشد. همچنين توليد و نظارت بر سيگنال هاي كرسر در اختيار آن مي باشد. موقعيت كرسر بر روي صفحه نمايش براي يك كاراكتر در رجيستر موقعيت كرسر قرار دارد. موقعيت فعلي كرسر( شماره خطي كه كرسر بايد در آن چشمك بزند) توسط دو عدد رجيستر بخش كنترلر CRT مشخص مي شود. همچنين اين بخش مسئول آدرس دهي حافظه نمايش مي باشد.

شايان ذكر است كه چنين بخش هايي در هر كارت يا مجموعه گرافيك وجود داشته و بر اساس تقسيم بندي وظايف جهت هر قسمت كار مي نمايد.

اسلاید 9 :

شيوه كار سيستم:

در زير به توضيح شيوه كار بورد سيستم مي پردازيم و سعي مي كنيم تا آن ها را به همراه تايمينگ و سيگنال ها به طور كامل شرح دهيم .

توليد و انتخاب پالس:

در تراشه 82C211  پالس قابل انتخاب و انعطاف پذير توليد مي شود و داراي دو پالس ورودي CLK21N  و ATCLK  مي باشد كه از كريستال TTL تامين مي شوند. پالس CLK21N  مي تواند ماكسيمم دو برابر پالس PROCCLK (پالس پردازنده) باشد و فركانس پالس ATCLK  نوعا از CLK21N  پايين تر مي باشد. دو ورودي فوق به تراشه 82C211 ازطريق برنامه و نرم افزار قابل كنترل مي باشند. اين تراشه، خروجي PROCCLK را جهت پالس CPU و اينترفيس ها به وجود مي آورد . پالس SCLK به عنوان يك پالس داخلي به ميزان نصف پالسCPU  بوده و با حالت داخلي 80286  هم فاز مي باشد . پالس BCLK (پالس داخلي)‌ پالس حالت باس AT  ماشين بوده و توسط اينترفيس باس AT  مورد استفاده قرار مي گيرد. پالس SYSCLK به عنوان پالس باس AT  سيستم بوده و مقدار آن PCLK/2  مي باشد. PROCCLK  مي تواند توسط CLK21N توليد شود. در مد سنكرون، هر پالس PROCCLK  و BCLK توسط CLK21N  درايو میشود. در مد آسنكرون فقط توليد BCLK  از ATCLK مي باشد. در اين حالت پالس PROCCLK توسط CLK21N  و يا ATCLK توليد مي شود. و پالس BCLK  از ATCLK درايو مي شود. حالت هاي مختلف انتخاب اين پالس ها در دو مد سنكرون و آسنكرون به صورت زير مي باشد:

اسلاید 10 :

مد سنكرون:

1). PROCCLKS BCLK = CLK21N              3). PROCCLK = BCLK = CLK21N/2    

SYSCLK = BDLK/2 = CLK21N/2                SYSCLK = BCLK/2 = CLK21N/4  

2). PROCCLK = CLK21N

BCLK = CLK21N/2

SYSCLK = BCLK /2 = CLK21N/4

مد آسنكرون:

1). PROCCLK = CLK21N                        2).PROCCLK = ATCLK      

BCLK = ATCLK                                       BCLK=ATCLK

SYSCLK = BCLK/2 = ATCLK/2             SYSCLK = BCLK/2 =ATCLK/2

در حالت کار نرمال، بايد پالس PROCCLK  برابر CLK21N باشد تا CPU  با سرعت ماكزيمم كار نمايد. در اين حالت پالس BCLK هم از تقسيم   CLK21Nو هم از ATCLK قابل انتخاب مي باشد. انتخاب مقدار پالس سيستم توسط مقادير رجيسترهاي 60H و 62H تراشه 82C211 امكان پذير مي باشد، در حالت پيش فرض و اتومات، پالس         PROCCLK = CLK21N و SYSCLK  CLK21N/4 مي باشد. تراشه 82C212 داراي يك مدار اسيلاتور با كريستال 14.318MH براي توليد OSC و OSC/12 مي باشد. فركانس OSC/12 (1.19381MH جهت تازه سازي حافظه هاي RAM ) به هر كدام از بانك هاي حافظه رفته است و براي توليد پالس RAS به كار برده مي شود.