Системные платы

Материнская плата представляет панель, на которой установлены различные типы разъемов, которые соединяются системными шинами. Размеры системных плат являются стандартизированными, они выпускаются в нескольких вариантах, что обуславливает размером и типом корпусов, в которые эти плати можно установить.

Системная, или материнская, плата персонального компьютера (System board или Motherboard) является основной системного блока, определяющей архитектуру и производительность компьютера. На ней устанавливаются следующие обязательные компоненты.

• Процессор(ы) и сопроцессор
• Память: постоянная, оперативная, кэш-память
• Обязательные системные средства ввода вывода: контроллеры клавиатуры, прерываний, DMA, таймеры, CMOS RTC, средства управления динамиком
• Интерфейсные схемы и разъемы шин расширения
• Кварцевый генератор синхронизации
• Схема формирования сброса системы по сигналу Power Good от блока питания или кнопки Reset
• Схема управления блоком питания (для плат и блоков ATX)
• Регуляторы напряжения питания – VRM (Voltage Regulation Module). Как правило, это управляемые преобразователи напряжения +5В в более низкое, требуемое для современных низковольтных процессоров и интерфейсов.
• Средства мониторинга состояния системного блока: измерители скорости вращения вентиляторов и температуры процессора и других высокотемпературных компонентов; измерители питающих напряжений; сигнализаторы несанкционированного доступа и т.п. Эти средства позволяют программно (через загружаемое ПО или меню CMOS Setup) снимать показания измерителей и датчиков, а также при должной настройке вырабатывать прерывание, сигнализирующее о критических событиях, и даже предпринимать экстренные меры (вплоть до выключения питания при перегреве). Средства мониторинга присутствуют не на всех системных платах.

Кроме этих сугубо обязательных средств, на большинстве современных системных плат устанавливают и контроллеры НГМД, интерфейсы COM- и LPT- портов, 2-6 портов USB, пару каналов ATA. Этот набор по нынешним меркам является обязательным для «голых» системных плат, иногда к нему добавляют и контроллеры SCSI, FireWire. Существуют и системные платы с интегрированными видео- и аудиоустройствами, адаптером локальной сети и прочими, обеспечивающие полную функциональность компьютера без всяких карт расширения. Размещение на системной плате контроллеров, требующих интенсивного обмена данными (ATA, SCSI, графический адаптер), позволяет использовать преимущества локального подключения к шине памяти и процессора. Какая плата лучше – «голая» или с интегрированной периферией, - зависит от назначения компьютера.

Системные платы первых PC кроме процессора содержали несколько периферийных БИС (контроллеры прерываний, прямого доступа к памяти, контроллер шины) и связующую логику на микросхемах малой и средней степени интеграции. Современные платы исполняются на основе чипсетов (Chipset) – наборов из нескольких БИС, реализующих все необходимые функции связи основных компонентов – процессора, памяти и шин. Чипсет определяет возможности применения различных типов процессоров, основной и кэш-памяти и ряд других характеристик системы, определяющих её возможности и перспективы модернизации. Его тип существенно влияет и на производительность - при одинаковых установленных компонентах производительность компьютеров, собранных на разных системных платах может отличаться на 30%.

Основные виды системных плат:

• Объединительная
• Полноразмерная плата AT
• Плата Baby AT
• ATX
• LPX
• NLX

Системы с объединительными платами бывают 2-х типов: пассивные и активные. Пассивные объединительные платы не содержат никакой электроники, а имеют только разъемы шин, несколько различных буферов и драйверных схем, остальные элементы размещаются на платах расширения. Активные объединительные платы содержат схемы управления шиной и многие другие компоненты; на таких платах содержится вся необходимая электроника за исключением процессорного комплекса. Процессорным комплексом называют часть схемы объеденной платы, которая включает сам процессор и непосредственно связанные с ним компоненты, такие как тактовый генератор, кэш-память и т.д.

Большинство ПК используют активную плату с отдельным процессорным комплексом. Компания IBM использует такую конструкцию в самых мощных компьютерах серверного класса.

Полноразмерная плата AT:

12”*13” (30,5*33 см)

Такая плата помещается в полноразмерный системный блок AT или Tower