Das Mainboard

Referat von Marcel Poppen & Oliver Lennartz

Inhalt

• Einleitung • Grundaufbau• Bussysteme• Chipsätze• BIOS

Einleitung

• Steuerungselektronik• CPU• BIOS• Chipsätze• Steckplätze• I/O Schnittstellen• Taktgeneratoren• etc.

Grundaufbau

Historische Geschichte

• 8 Bit Technik• 8 Bit Isa Slots• ca. 128 KB Speicher (Ram

wie Cache)

1981 Mainboard HP Standart PC für CPU 8088

• 16 bit und 32 bit Technik• 16 bit ISA Slots• CPU und NPU gesockelt Standardmäßig Speicher

in RAM-Bänken (SIMM)

1989 Systemplatine HP Standard PC für CPU 80386 mit CO-Prozessor 80387

• 32 bit Technik• CPU in Wechselsockel• erstmals PCI Slots• erstmals PS2

Speicher-module

1995 Systemplatine HP Standard PC für CPU 80586 - Pentium I

• 32 bit Technik• PCI, AGP,

Raiser (AMR/CNR) Slots• ATA, USB, NIC und

Sound onboard• SDRAM, DDRAM oder

RAMBUS• ATX Formfaktor

2001 Systemplatine Standard PC für CPU Pentium 4

Chipsätze

• Bridge ArchitekturNorth- BridgeSouth- Bridge

• Hub - Architektur • Single Chip

Bridge-Architektur

• durch Intel entwickelt und adaptiert durch andere Chiphersteller (VIA ,SIS, Ali) mit mehr oder weniger Modifikationen

• Bridge Chipsatz besteht aus: – Northbridge– Southbridge

• Namen : (North = Norden, also oben;South = Süden, also unten);Bridge: Eigenschaften Bindeglied

Bridge-Architektur

Northbridge

Southbridge

North- Bridge– Hauptaufgabe: Anbindung der CPU an das

System– Ebenfalls integriert: AGP-Bus, RAM und der

PCI-Arbiter (PCI-"Schiedsrichter"; kontrolliert die Zugriffe auf die PCI-Geräte)

– Northbridge ist wie ein PCI Gerät und ist verbunden mit der Southbridge über den PCI- Bus (mittlerweile schnellere Busse im Einsatz mit höheren Durchsatz z.B. Via’s V-Link oder Intel’s Hub-Link)

South- Bridge– Hauptaufgabe: Integration von Schnittstellen (oft den

Beinamen "Super Input/Output Controller")– Beinhaltet zusätzlich:

• (System Management Bus)• RTC (Real Time Clock)• CMOS (nichtflüchtiger BIOS-Bestandteil) (“wie Diskette für

das Bios”)• (A)PIC -> Advanced Programmable Interrupt Controller;

Erweiterung der alten Interrupt Strucktur• APM (Advanced Power Management) fortschrittlichere

Energie Spar-Modi• ACPI (Advanced Configuration And Power Management

Interface) Übergabe der Interruptverwaltung an das Betriebssystem

• PCI-to-ISA Bridge • Hardwaremonitoring

Hub- Architektur

• seit Einführung der i8xx Chipsätze verfolgt Intel Hubarchitektur um die Komponenten via Hubs (=Radnaben) in einer Sternstrucktur anzuordnen

• jedes einzelne Hub ist mit den anderen nicht über PCI Bus sondern über „Hub Link Interface“ verbunden Vorteil: erhöhter Datendurchsatz

Hub- Architektur MCH

• MCH (Memory Controller Hub) entspricht der ehemaligen Northbrige mit 1 wichtigen Veränderungen

PCI Arbiter in ICH Datentranfer zwischen PCI-Karten und CPU oder zwischen AGP-Karte und Hauptspeicher nur noch über das Hub-Link-Interface (bis zu 1GB/s )

Hub- Architektur ICH

• ICH (Input Output Controller Hub) – entspricht in etwa der Southbridge enthält PCI-

Arbiter– für externe ISA Endgeräte muss eine PCI to

ISA Bridge verwendet werden da nicht mehr in ICH integriert

Single Chip• Northbridge und Southbridge zusammengelegt in einem

Chip (intern)

Vorteil: • reduziert den Preis deutlich• Schnellere Verbindung zwischen North und Southbridge

möglich

Nachteil:• Ein nachträgliches Upgraden des Systems ist oftmals nicht

möglich