Mainboard gras@aon.at 20.09.2018.

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1 Mainboard

2 Welche Elemente befinden sich auf dem Motherboard
Welche Elemente befinden sich auf dem Motherboard ? Prozessorsockel, Chipsatz, Speicherbänke, Anschlüsse für Laufwerke, Erweiterungsslots, Stecker nach außen, Stecker für die Stromversorgung

3 P4 Motherboard

4 Prozessor Intel Pentium 4 AMD Athlon XP (Intel Pentium 3)
Intel Celeron AMD Athlon XP AMD Duron Prozessor Auswahlmöglichkeiten Oben links P4 Rechts Athlon Darunter Athlon-Sockel und P4 Sockel

5 Prozessorsockel (aktuell)
Sockel 478 (ab 2Ghz) Sockel 423 (< 2GHz) P3/Celeron FC-PGA 370 Athlon/ Duron Sockel A (462 Pins)

6 Prozessorsockel historisch
Sockel 370 (für Celeron 400 bis 533 MHZ) andere Anschlussbelegung als FCPGA 370 ! Slot 1 für Pentuim II Slot A für ältere Athlons Sockel (super) 7 für Pentium I und K6 geeignet

7 Aktuelle Speichertypen
SD-RAM 168 Kontaktstifte DDR-RAM 184 Kontaktstifte RAMBUS 184 Kontaktstifte Identifizieren kann man sie anhand ihrer Grösse und der Anzahl Kontaktstifte. SIMMs haben 30, häufiger aber 72 Kontaktstifte. DIMMs besitzen 168 Kontaktstifte für SDRAM oder 184 für DDR-SDRAM, genauso wie RIMMs. SDRAM-DIMMs haben zwei Einkerbungen in der Kontaktleiste, DDR-RAMDIMMs weisen nur eine Kerbe auf. So wird verhindert, dass SDRAM-Module in einen DDRSlot eingebaut werden und umgekehrt.

8 Prozessorsockel Speicher- Sockel

9 Erweiterungsslots ISA PCI AGP

10 Laufwerksanschlüsse IDE IDE (RAID) Floppy gras@aon.at 20.09.2018
IDE: Festplatten, CD(ROM), DVD-Laufwerke RAID: Mehrere Harddisks werden per Hardware zu einer virtuellen Platte zusammengefasst das ist schneller (striping RAID0) sicherer (mirroring RAID1) Oder beides (RAID5) IDE (RAID) Floppy

11 Stromversorgung 12 V für Prozessor-leistung Netzteil-anschluss
Regler für Prozessor-spannung CNR-Slot

12 Chipsatz Northbridge Southbridge gras@aon.at 20.09.2018
Die North- und Southbridge bilden die wesentlichen Bestandteile eines Chipsatzes. Je nach Hersteller sind sie mit unterschiedlich schnellen Schnittstellen miteinander verbunden. Die konventionelle Technik, wie sie der Ali ALADDiN-P4-Chipsatz benutzt, setzt auf eine PCI-Bus-Verbindung zwischen den beiden Chips. Dabei erreicht dieser Datenweg bei einer Taktfrequenz von 33 MHz und 32 Bit Busbreite eine maximale Übertragungsrate von 132 MByte/s. Mit schnellen Schnittstellen wie Ultra-ATA/133-, USB2.0, Firewire oder leistungsfähigen Steckkarten wie GBit-Netzwerk reicht diese Geschwindigkeit nicht mehr aus. Die Nord-Süd-Verbindung führt hier im ungünstigen Fall zum Datenstau und bremst das System. Intel mit Hub-Link und VIA mit V-Link setzten auf andere Verbindungsverfahren. Sie verknüpfen die North- und die Southbridge mit einer schnellen acht Bit breiten Datenleitung. Mittels zweier differenzieller Strobe-Signale und unter Ausnutzung der steigenden und fallenden Taktflanke kann das Verfahren vier Daten-Bytes pro Takt übertragen. Bei einer Taktfrequenz von 66 MHz erreicht diese Verbindungstechnik eine Bandbreite von 254 MByte/s. Ein Datenengpass, wie bei der Kopplung per PCI, ist hier vorerst nicht zu erwarten. Ähnlich wie Intels Hub-Link funktioniert die SiS645-MuTIOL-Verbindung (Multi-Threaded-I/O-Link). Statt acht haben die SiS-Entwickler gleich 16 bidirektionale Datenleitungen für die Nord-Süd-Anbindung verwendet. Mit 509 MByte/s schafft SiS es, doppelt so viele Daten zu transferieren als die Intel- oder VIA-Pendants.

13 Chipsatz Funktionsaufteilung
Northbridge Speichersteuerung AGP-Bus Verbindung zur Southbridge Southbridge PCI-Bus IDE-Interfaces USB-Schnittstelle Legacy –Schnittstellen Serielle Parallele PS2 (Maus, Tastatur) Floppy - Schnittstelle (ISA-Bus) Mit der Beschleunigung des Interfaces North-Southbridge ist die Funktion des PCI-Buscontrollers in die Southbridge gewandert

14 BIOS Northbridge Southbridge

15 Chipsatz- Hersteller Pentium Intel Via SIS ALI Athlon Via AMD SIS ALI
Nvidia

16 Chipsatz - Funktionen PCI-Bus, AGP-Bus
Laufwerks-Schnittstellen ( IDE, Floppy) Externe Schnittstellen (USB,Seriell, PS/2, Parallel) Interrupt-Controller DMA-Controller BIOS Programmspeicher (Flash) Datenspeicher (CMOS-Ram mit Batterie und Uhr)

17 Interrupt Was ist ein Interrupt? Was ist ein IRQ?
Wie viele IRQs gibt es im PC ? Was geschieht bei einem Interrupt ? Wer vergibt die IRQ-Nummern ? Was geschieht bei Doppelbelegung eines IRQ? Was ist ein Interrupt ? Beispiel Klingel an der Tür Was ist ein IRQ versciedene Klingelzeichen Tür, Telephon....

18 Interrupt-Controller
IRQ-Nummer Verwendung 00 PC-Taktgeber 01 Tastatur 02 2.PIC 03 Seriell COM2 04 Seriell COM1 05 frei 06 Diskettenlaufwerk 07 ParallelLPT1 08 Echtzeitsystemuhr IRQ-Nummer Verwendung 09 frei 10 11 12 PS/2-Mausanschluss 13 Koprozessor 14 ErsterIDE-Controller 15 ZweiterIDE-Controller Was ist ein Interrupt ? Beispiel mit Besuch an der Haustür und Klingel

19 DMA Der DMA-Controller entlastet den Prozessor beim Einlesen und Ausgeben von Datenblöcken (z.b.: von und zur Harddisk ). Er erhält für kurze Zeitspannen die Kontrolle über den Bus um Daten von „Eingängen“direkt in den Speicher zu schreiben oder vom Speicher direkt an den Ausgang auszugeben. Der Prozessor kann sich in dieser Zeit anderen Aufgaben widmen. Wenn ein Block fertig geschrieben ist gibt der DMA-Controller dem Prozessor als Fertigmeldung einen Interrupt.

20 Uhr Warum weiß der PC immer wie spät es ist?
Wie läuft die Uhr weiter wenn der PC abgeschalten wird?

21 BIOS Stellt der Software (dem Betriebssystem) eine Einheitliche Schnittstelle zur Verfügung um auf dem Board Aktionen durchzuführen Speichert Einstellungen des Benutzers bezüglich der Motherboard –Hardware Das BIOS wird in einem Flash-Eprom gespeichert und kann bei Bedarf (Änderungen, Fehlerkorrektur) upgedated werden Die BIOS-Einstellungen sind in einem CMOS-RAM gespeichert das bei abgeschaltetem PC von der selben Batterie wie die Uhr versorgt wird. Oft sind es Kombibausteine Uhr, Ram, Batterie

22 Scnittstellen nach außen
Verbindungskabel zu LEDs und Taster der PC-Frontseite Tastatur und Maus Parallele Serielle USB

23 Quarz (14,318MHz) erzeugt einen Grundtakt
Takterzeugung Quarz (14,318MHz) erzeugt einen Grundtakt Erzeugte Takte: Prozessortakt Frontsidebus-Takt AGP (66MHz) PCI (33MHz) Die Einstellung der Faktoren für Prozessortakt und FSB erfolgt über Jumper oder BIOS-Einstellungen PLL-Chip multipliziert diesen Grundtakt mit einstellbaren (ganzzahligen) Faktoren

24 Optionen Zusatzfunktionen Integrierter Soundchip (audio)
Integerierter Grafikchip RAID-Chip LAN – Anschluss IDE - Slots Zusätzliche Schnittstellen Firewire- Anschluss USB 2.0 Bluetooth Infrarot-Schnittstelle Weggelassene legacy-Anschlüsse (seriell, parallel)

25 Formfaktoren Passt jedes Motherboard in jedes Gehäuse ?
Wie werden die Motherboards im PC befestigt?

26 Forfaktoren Alt Baby-AT LPX Aktuell ATX NLX

27 Baby-AT Standard bis ca. 1997
Die Rückseitigen Anschlüsse sind über ein Slotblech und Kabel herausgeführt

28 Riser-Card LPX Für Slim-line PCs Erweiterungskarten werden auf einer Riser-Card angesteckt und liegen parallel zum Motherboard Vorsicht kein einheitlicher Standard! veraltet!

29 ATX Aktueller Standard Anschlussfeld auf der Rückseite gras@aon.at

30 ATX kürzere Kabel bessere Wärme-abfuhr

31 ATX -Varianten ATX (12“ x 9,6“) Micro-ATX (9,6“ x 9,6“)
Flex-ATX (9“ x 7,5“)

32 Flex-ATX ATX-Riser Card ATX Riser Slot

33 NLX Für Booksize-PCs

34 Einstellungen Prozessor- Kernspannung Muss je nach verwendetem Prozessor eingestellt werden Früher Jumper , heute BIOS. Höhere Kernspannung führt zu stark ansteigendem Stromverbrauch. Zu kleine Kernspannung zu Systemabstürzen FSB-Takt Muss zum verwendeten Speicher passen Prozessortakt Entweder direkt, oder über einen Multiplikator einstellbar Zu hoher Cpu-Takt führt zu Überhitzung des Prozessors oder zu Systemabstürzen.

35 Motherboard -Hersteller
ABIT ASUS Biostar Chaintech Elitegroup Epox Gigabyte Intel Iwill Lucky Star MSI Shuttle Siemens Soyo Tyan

36 Aufgabe: Benennen sie die wichtigsten Bausteine auf diesem Motherboard

37 Aufgabe Sie haben im BIOS ein Passwort eingestellt und dieses Vergessen. Was können sie tun? .

38 Aufgabe: Tragen sie in die nachstehende Tabelle die Interrupt-Belegung ihres PCs ein
IRQ-Nummer Verwendung 00 01 02 03 04 05 06 07 08 IRQ-Nummer Verwendung 09 10 11 12 13 14 15 Was ist ein Interrupt ? Beispiel mit Besuch an der Haustür und Klingel

39 Aufgabe Wählen sie ein Motherboard für einen P4 –Prozessor mit 2,2GHz Taktfrequenz und DDR-RAM aus Wieviel teurer ist ein obiges Motherboard mit integriertem RAID-Controller

40 Aufgabe Sie haben ein älteres Motherboard und kaufen eine neue Harddisk (80GByte). Bei der Installation der Harddisk stellen sie fest dass nur 8GB der Harddisk zur Verfügung stehen. Was können sie tun?

41 Aufgabe Was ist der Unterschied zwischen den Intel Chipsätzen i845 und i850 Benutzen sie zur Beantwordung der Frage die Seiten und

42 Weitere Informationen