電腦主板的組成結(jié)構(gòu)

　　由于主板是電腦中各種設(shè)備的連接載體，而這些設(shè)備又各不相同，而且主板本身也有芯片組、各種 I/O 控制芯片、擴(kuò)展插槽、擴(kuò)展接口、電源插座等元器件，因此，制定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)以協(xié)調(diào)各種設(shè)備的關(guān)系是必須的。

　　所謂主板結(jié)構(gòu)，就是根據(jù)主板上各元器件的布局排列方式、尺寸大小、形狀、所使用的電源規(guī)格等，制定出的通用標(biāo)準(zhǔn)，所有主板廠商都必須遵循。

　　主板結(jié)構(gòu)分為 AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX 以及 BTX 等結(jié)構(gòu)。其中：

　　AT 和 Baby-AT 是多年前的老主板結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在已經(jīng)淘汰。

　　而 LPX、NLX、Flex ATX 則是 ATX 的變種，多見(jiàn)于國(guó)外的品牌機(jī)，國(guó)內(nèi)尚不多見(jiàn)。

　　EATX 和 WATX 則多用于服務(wù)器/工作站主板。

　　ATX 是目前市場(chǎng)上 常見(jiàn)的主板結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展插槽較多，PCI 插槽數(shù)量在 4-6 個(gè)，大多數(shù)主板都采用此結(jié)構(gòu)。

　　Micro ATX 又稱(chēng) Mini ATX，是 ATX 結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化版，就是常說(shuō)的小板，擴(kuò)展插槽較少，PCI 插槽數(shù)量在 3 個(gè)或 3 個(gè)以下，多用于品牌機(jī)并配備小型機(jī)箱。

　　而 BTX 則是英特爾制定的 新一代主板結(jié)構(gòu)。

　　1) AT

　　在 PC 推出后的第三年，即 1984 年，IBM 公布了 PCAT。AT 主板的尺寸為 1312，板上集成有控制芯片和 8 個(gè) I/0 擴(kuò)充插槽。由于 AT 主板尺寸較大，因此系統(tǒng)單元（機(jī)箱）水平方向增加了 2 英寸，高度增加了 1 英寸。這一改變也是為了支持新的較大尺寸的 AT 格式適配卡。將 8 位數(shù)據(jù)、20 位地址的 XT 擴(kuò)展槽，改變?yōu)?16 位數(shù)據(jù)、24 位地址的 AT 擴(kuò)展槽。為了保持向下兼容，它保留 62 腳的 XT 擴(kuò)展槽，然后在同列增加 36 腳的擴(kuò)展槽。XT 擴(kuò)展卡仍使用 62 腳擴(kuò)展槽（每側(cè) 31 腳），AT 擴(kuò)展卡使用共 98 腳的的兩個(gè)同列擴(kuò)展槽。這種 PC AT 總線結(jié)構(gòu)演變策略，使得它仍能在當(dāng)今的任何一個(gè) PC Pentium/PCI 系統(tǒng)上正常運(yùn)行。

　　PC AT 的初始設(shè)計(jì)，是讓擴(kuò)展總線以微處理器相同的時(shí)鐘速率來(lái)運(yùn)行，即 6MHz 的 286，總線也是 6MHz；8MHz 的微處理器，則總線就是 8MHz。隨著微處理器速度的增加，增加擴(kuò)展總線的速度也很簡(jiǎn)單。后來(lái)一些 PC AT 系統(tǒng)的擴(kuò)展總線速度達(dá)到了 10 和 12MHz。不幸的是，某些適配器不能以這樣的速度工作或者能很好得工作。因此，絕大多數(shù)的 PC AT 仍以 8 或 8.33MHz 為擴(kuò)展總線的速率，在此速度下，絕大多數(shù)適配器都不能穩(wěn)定工作。

　　2) Baby AT

　　AT 主板尺寸較大，板上能放置較多的元件和擴(kuò)充插槽。但隨著電子元件集成化程度的提高，相同功能的主板，不再需要全 AT 的尺寸。因此，在 1990 年推出了 Baby/Mini AT 主板規(guī)范，簡(jiǎn)稱(chēng)為 Baby AT 主板。

　　Baby AT 主板是從 早的 XT 主板繼承來(lái)的，它的大小為 158.5，比 AT 主板是略長(zhǎng)，而寬度大大窄于 AT 主板。Baby AT 主板沿襲了 AT 主板的 I/0 擴(kuò)展插槽、鍵盤(pán)插座等外設(shè)接口及元件的擺放位置，而對(duì)內(nèi)存槽等內(nèi)部元件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了緊縮，再加上大規(guī)模集成電路使內(nèi)部元件減少，使得 Baby AT 主板比 AT 主板布局緊湊而功能不減。

　　但隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，計(jì)算機(jī)主板上的集成功能越來(lái)越多，Baby AT 主板有點(diǎn)不負(fù)重荷，而 AT 主板又過(guò)于龐大，于是，很多主板商又采取另一種折衷的方案，即一方面取消主板上使用較少的零部件，以壓縮空間（如將 I/0 擴(kuò)展槽減為 7 個(gè)甚至 6 個(gè)，另一方面將 Baby AT 主板適當(dāng)加寬，增加使用面積，這就形成了眾多的規(guī)格不一的 Baby AT 主板。當(dāng)然這些主板對(duì)基本 I/0 插槽、外圍設(shè)備接口及主板固定孔的位置不加改動(dòng)，使得即使是 小的 Baby AT 主板，也能在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱上使用。 常見(jiàn)的 Baby AT 主板尺寸是 3/4Baby AT 主板（26.5cm22cm 即 10.78.7），采用 7 個(gè) I/0 擴(kuò)展槽。

　　3) ATX

　　由于 Baby AT 主板市場(chǎng)的不規(guī)范和 AT 主板結(jié)構(gòu)過(guò)于陳舊，英特爾在 95 年 1 月公布了擴(kuò)展 AT 主板結(jié)構(gòu)，即 ATX（AT extended）主板標(biāo)準(zhǔn)。這一標(biāo)準(zhǔn)得到世界主要主板廠商支持。目前，已經(jīng)成為 廣泛的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。97 年 2 月推出了 ATX 2.01 版。


圖15

　　過(guò)去，由于 Baby AT 的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)首先表現(xiàn)在主板橫向?qū)挾忍ㄒ话銥?22cm），使得直接從主板引出接口的空間太小。大大限制了對(duì)外接口的數(shù)量。這對(duì)于功能越來(lái)越強(qiáng)、對(duì)外接口越來(lái)越多的微機(jī)來(lái)說(shuō)，是無(wú)法克服的缺點(diǎn)。其次，Baby AT 主板上 CPU 和 I/0 插槽的位置介紹不合理。早期的 CPU 由于性能低、功耗小，散熱的要求不高。而今天的 CPU 性能高、功耗大，為了使其工作穩(wěn)定，必須要有良好的散熱裝置，加裝散熱片或風(fēng)扇，因而大大增加了 CPU 的高度。在 AT 結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)里，CPU 位于擴(kuò)展槽的下方，使得很多全長(zhǎng)的擴(kuò)展卡插不上去或插上去后阻礙 CPU 風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)。內(nèi)存的位置也不盡合理。早期的計(jì)算機(jī)內(nèi)存大小是固定的，對(duì)安裝位置無(wú)特殊要求。Baby AT 主板在結(jié)構(gòu)上按習(xí)慣把內(nèi)存插槽安放在機(jī)箱電源的下方，安裝、更換內(nèi)存條往往要拆下電源或主板，很不方便。內(nèi)存條散熱條件也不好。此外，由于軟硬盤(pán)控制器及軟硬盤(pán)支架沒(méi)有特定的位置，這造成了軟硬盤(pán)線纜過(guò)長(zhǎng)，增加了電腦內(nèi)部連線的混亂，降低了電腦的可靠性。甚至由于硬盤(pán)線纜過(guò)長(zhǎng)，使很多高速硬盤(pán)的轉(zhuǎn)速受到影響。