Płyty główne. Koncepcja budowy PC

ISA - Większość komputerów stosowanych w naszym kraju, wyposażona jest w szynę ISA. Oryginalna magistrala AT-ISA ma 16- bitową szynę danych. Teoretyczna maksymalna szybkość przesyłania danych wynosi 8 MB/s (gdyż dane taktowane są zegarem 8 MHz). W praktyce standard ISA pozwala na traser 1.5 -1.8 MB/s. Jest to, w porównaniu z szybkością procesora wąskie gardło, powodujące spowolnienie pracy komputera. Złącze ISA składa się z dwóch sekcji: 62-stykowej i 36-stykowej

PCI (Peripheral Component Intercnnect)- magistrala PCI została opracowana przez firmę INTEL w roku 1992. Magistrala pracuje z częstotliwością 33 MHz, przesyłając dane cała szerokością 32-bitowej szyny. Pozwala więc przesyłać dane z maksymalną szybkością 132 MB/s. wiele współczesnych płyt wyposażonych jest w gniazdo PCI z reguły trzy sztuki). W przeciwieństwie do innych magistrali lokalnych w gnieździe PCI można instalować dowolny sterownik (kontrolem dysków twardych, karty grafiki, sieciowe, multimedialne, itd.) każda więc karta pasująca do gniada PCI będzie pracować bez problemów. Magistrala PCI wyposażona jest w 32-bitową multipleksową szynę adresową/danych AD[31:0], taktowaną zegarem CLK o częstotliwości 33 MHz. Magistrala odizolowana jest od procesora centralnego za pomocą połączenia mostkowego - kontrolera wyposażonego w bufory. Podczas operacji zapisu procesor przesyła ciąg bajtów do bufora, skąd pobiera je sterownik PCI od magistrali lokalnej procesora za pomocą mostka/sterownika pozwala dołączyć nawet do 10 "odbiorników" PCI Magistrala PCI została zaprojektowana dla kart zasilanych napięciem 5V i3,3V.

Istnieje możliwość zainstalowania w gnieździe PCI karty "uniwersalnej" zasilanej napięciem 5V lub 3,3V - karta kata posiada złącze z dwoma wycięciami. Rozszerzona magistralna PCI może współpracować z 64-bitową szyną danych. Magistrala 64-bitowa PCI taktowana zegarem 33 MHz osiąga maksymalną szybkość wymiany informacji równą 264 MB/s !oczywiście magistrala ta wymaga zastosowania złączy 64-bitowych. Magistrala PCI wyposażona jest w automatyczną konfiguracje - procedury BIOS-u automatycznie konfigurują każde nowe urządzenie dołączone do magistrali, uwzględniając przy tym parametry konfiguracyjne innych kart dołączonych wcześniej do magistrali.

SIMM - W starszych płytach głównych pamięć operacyjna RAM tworzyły scalone układy rozmieszczone w dwurzędowych podstawkach typu DIP. Np.: 9 układy 41256, daje łączną pojemność 256 k z bitem parzystości. Aby uzyskać pojemność 1MB, należało na płycie głównej umieścić 36 "kostek" typu 41256. Współczesne płyty główne wyposażane są w złącza typu SIMM (Sinsle Inline Memory Modules), umożliwiające rozszerzenie pamięci RAM do kilku dziecięciu lub nawet kilkuset MB. Moduły SIMM są to podłużne płytki na których umieszczono "kostki" pamięci, wyposażone w złącze krawędziowe.

Moduły te wykonywane są w dwóch wersjach 30-stykowej i 72-stykowej i mogą mieć pojemność od 256 KB do kilku mega bajtów. Obecnie najbardziej popularne wydają się SIMM-y o pojemnościach od 8 do 32 MB, czas dostępu modułów SIMM zawiera się w granicach 30 - 40 nanosekund.

BIOS - Wszystkie współczesne komputery PC wykorzystają specjalny system obsługi wejscia/wyjscia zwany BIOS (Basic Input/Output System) do sterowana funkcjami sprzętowymi. Po włączeniu komputera do sieci (lub po wyzerowaniu), BIOS wykonuje testy POST (Power On Sef Test) procesora i głównych bloków funkcyjnych płyty głównej, po czym następuje inicjacja karty graficznej; na ekranie pojawia się wtedy informacja o typie kraty graficznej i systemie BIOS zainstalowanym na płycie głównej. Następnie jest wykonywany test pamięci RAM komputera, a w dalszej kolejności testowana i inicjalizowana jest klawiatura i poszczególne urządzenia dołączone do systemu (mysz, dyski elastyczne i twarde). Rezultat sprawdzania konfiguracji porównywany jest z zawartością pamięci COMS (podtrzymywanej za pomocą baterii umieszczonej na płycie głównej), w której użytkownik umieścił informacje dotyczące konfiguracji systemu. W przypadku niezgodności sygnalizowany jest błąd.
Każdy z testów POST ma swój oryginalny numer, ładowany do rejestru Al. Procesora, przed wykonaniem właściwej procedury testującej. Dla przykładu: test rejestrów wewnętrznych procesora ma kod 01H; testowanie zerowego kanału DMA ma kod 06H;
przed wykonaniem właściwego testu, jego kod przesyłany jest poprzez rejestr Al. Procesora do portu o adresie 80H. Po wykonaniu procedury testującej do portu 80H przesyłany jest kod następnego testu itd. Jeśli Zawartość portu będzie odczytywana, to w przypadku błędnej pracy testowanego aktualnie bloku komputera, a co za tym idzie , wstrzymania następnych testów, możemy odczytać kod błędnego testu.
Oczywiście testy POST mogą się nieco różnić w przypadku różnych produktów BIOS-u (IMB, AMI, AWARD, PHOENIX); w tej sytuacji warto sięgnąć do dokumentacji technicznej badanej płyty głównej, zawierającej z reguły opis kodów punktów kontrolnych.
BIOS posiada wbudowany program SETUP, pozwalający użytkownikowi stawić parametry konfiguracyjne komputera. Wejście do programu jest możliwe po wykonaniu restartu systemu. Po teście pamięci RAM wyświetlony zostanie komunikat informując o sposobie uruchomienia tego programu i po naciśnięciu odpowiedniego klawisz (np. del) lub kombinacji klawiszy.

Gniazdo zasilania

znajduje się najczęściej zaraz obok gniazd pamięci w prawym, górnym rogu płyty głównej.
W płytach ATX jest to 20-stykowe gniazdo, natomiast w płytach AT - 12-stykowe. Podłączenie kabla z zasilacza z końcówką ATX nie jest trudne. Dzięki specjalnemu wyprofilowaniu wtyczki i gniazda nie da się połączyć zasilania błędnie. Inaczej jest ze standardem AT. Tutaj należy połączyć dwie bliźniacze, 6-stykowe wtyczki do 12-stykowego gniazda. Ważne jest ,aby zostały tak podłączone do gniazda, by przewody koloru czarnego (masa) obu wtyczek znajdowały się obok siebie. Uwaga ! Odwrotne połączenie może spowodować uszkodzenie płyty głównej.

Zasilanie bateryjne

Bateria zasila wewnętrzny zegar systemowy, ale również pamięć CMOS, w której przechowywane są najważniejsze informacje k0nfiguracyjne jak np. parametry twardego dysku. Istnieje wiele typów pamięci CMOS, a czas ich życia znacznie się różni. Baterie litowe instalowane w komputerach w ciągu ostatnich dwóch lat powinny wytrzymać od pięciu do sześciu lat, starsze średnio około trzy lata. Baterie CMOS "umierają" powoli. Zużyta bateria powoduje wyświetlanie komunikatu "CMOS Read Error" lub "CMOS Battery Failure" po włączeniu komputera. Oznacza to, że komputer nie wie jak zainstalować działanie komponentów, ponieważ stracił kluczowe informacje o systemie.

Złącze typu 30 - stykowego (8 - bitowe) posiada 11 - bitową multipleksowi szynę adresową, która wraz z sygnałami RAS (strob adresowy wiersza) i CAS (strob adresowy komórki) pozwala zaadresować do 4 MB przestrzeni adresowej. Skąd też maksymalny rozmiar modułu SIMM ze złączem 30 - stykowym nie może przekroczyć 4 MB. Pamięć RAM ma czterobajtową organizacje zapisu i odczytu danych - warto o tym pamiętać przy rozszerzaniu jej pojemności. Aby zwiększyć pojemność pamięci RAM należy montować po cztery moduły SIMM jednoczenie (gdyż każdy model za złączem 30 - stykowym zawiera komórki o długości jednego bajta).

Złącze typu SIMM 72-stykowe posiada 32-bitową szynę danych - do rozszerzenia pamięcią płycie głównej wystraszy więc jeden moduł! Moduły wykonane są w dwóch wersjach: wersja S o pojedynczym upakowaniu (Single density) i wersja D o podwjnym upakowaniu (Double density).

Montaż płyty głównej w obudowie

Po zainstalowaniu wcześniej wymienionych komponentów na płycie głównej należy wpiąć w odpowiednie otwory plastykowe kołki. Następnie zainstaluj płytę tak, aby każdy z plastykowych kołków wszedł w podłużny otwór w blacie. Uwaga! W standardzie ATX plastykowe kołki należy najpierw wkręcić w blat, a dopiero potem zainstalować płytę główną. Płytę powinno się także przykręcić do metalowego kołka, co usztywni konstrukcję.