筆記本的結(jié)構(gòu)深入分析

　電腦技術(shù)的應(yīng)用為我們的生活和工作帶來(lái)了巨大改變，使我們的生活學(xué)習(xí)工作有了質(zhì)的轉(zhuǎn)變。普通的用戶(hù)對(duì)電腦的了解一般停留在應(yīng)用的階段，都基于電腦基礎(chǔ)之上做一些應(yīng)用開(kāi)發(fā)和科研。我們對(duì)電腦內(nèi)部的電路了解多少呢，目前介紹電腦內(nèi)部電路的資料和書(shū)籍很少，對(duì)于筆記本電腦的介紹更是少之又少了。下面我們就筆記本電腦電路原理結(jié)構(gòu)圖做一介紹。如果希望對(duì)電路更深入的了解，請(qǐng)關(guān)注本書(shū)的網(wǎng)站www.SS5CN.net。

1、筆記本電腦電路結(jié)構(gòu)框圖

　　筆記本電腦的結(jié)構(gòu)圖所示，整體上分為五大部分。

　?。?）以CPU為核心連接了CPU的溫度控制電路、CPU核心電壓供給電路、CPU散熱風(fēng)扇控制電路。

　?。?）以?xún)?nèi)存控制器為核心連接了內(nèi)存、顯卡、CPU、I/O，起著承上啟下的作用。

　　（3）以I/O控制器為核心分別連接了IDE（光驅(qū)和硬盤(pán)）、USB、網(wǎng)卡、聲卡、PCI總線(xiàn)和擴(kuò)展塢等器件的控制電路和接口電路。

　　（4）以LPC總線(xiàn)為核心分別連接了SIO（超級(jí)輸入輸出控制器）和SMC/KBC（系統(tǒng)管理控制器/鍵盤(pán)控制器）、FWH（固件集線(xiàn)器），而SIO又包括了串口、并口、紅外、軟驅(qū)的控制電路。SMC/KBC又包括了鍵盤(pán)和鼠標(biāo)的控制電路和系統(tǒng)管理控制器。

　?。?）電源供給電路和電池充電電路。

2、筆記本電腦主板單元電路綜述

　　2.1、下面我們就以支持迅馳的Intel的855GM芯片組的整套電路結(jié)構(gòu)做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。

　　Pentium M處理器CPU是計(jì)算機(jī)的大腦，是司令。它管理和控制其他部件進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和處理。

　　Pentium M處理器是Intel專(zhuān)門(mén)為筆記本電腦設(shè)計(jì)的一款CPU，它以低頻率、低電壓和多種節(jié)能模式工作，達(dá)到了很高的節(jié)電水平和很好的性能。它的一些特點(diǎn)如下：

　　1、片內(nèi)集成32KB一級(jí)緩存和1MB二級(jí)緩存；

　　2、支持SSE2指令集；

　　3、支持增強(qiáng)的SpeedStep技術(shù)，可以調(diào)整核心電壓和核心頻率；

　　4、400MHz的CPU總線(xiàn)頻率。

　　Pentium M引出CPU總線(xiàn)，也稱(chēng)前端總線(xiàn)，連接北橋芯片組。其頻率為400MHz，這其實(shí)是通過(guò)在100MHz時(shí)鐘周期內(nèi)采樣四次實(shí)現(xiàn)的。CPU總線(xiàn)信號(hào)使用AGTL+邏輯，這是一種信號(hào)的電器特性，它可以改善信號(hào)的質(zhì)量，并降低功耗。

　　2.2、IMVP-IV核心電壓控制

　　IMVP-IV是為CPU提供核心供電的電路，由于Pentium M核心電壓可調(diào)（有32種），所以要有一個(gè)能精確調(diào)整電壓的電路。除此以外，CPU還有一些關(guān)于電源管理的信號(hào)，也由IMVP-IV負(fù)責(zé)。它幫助電腦實(shí)現(xiàn)了SpeedStep技術(shù)。

3 溫度傳感器

　　將一個(gè)測(cè)溫二極管安放在CPU下面，接到CPU相應(yīng)管腳上，CPU內(nèi)部的電路便可感知其自身的溫度，并對(duì)一旦發(fā)生的高溫提供保護(hù)。測(cè)溫二極管還常提供給其他控制芯片如ADM1023，實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)控，并完成一定的系統(tǒng)控制如風(fēng)扇啟動(dòng)等。

4 Intel 855GM GMCH

　　圖形內(nèi)存控制集線(xiàn)器（Graphics & Memory Controller Hub，GMCH），俗稱(chēng)北橋。它內(nèi)部集成了圖形控制器（顯示卡），內(nèi)存控制器，被提供相應(yīng)的接口連接顯示設(shè)備和內(nèi)存，同時(shí)它還連接Pentium M處理器與ICH4，其相當(dāng)于CPU的管家，將CPU的指令分發(fā)給相應(yīng)的模塊，或?qū)⒏髂K向CPU的請(qǐng)求在恰當(dāng)時(shí)候通報(bào)CPU。它也像網(wǎng)絡(luò)中使用的集線(xiàn)器，實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)與多點(diǎn)的連接。

　　855圖形內(nèi)存控制集線(xiàn)器有三個(gè)版本：855GM，855GME和855PM，其中855GME是855GM的增強(qiáng)版，它們管腳兼容。855PM不再稱(chēng)GMCH，而是MCH，內(nèi)存控制集線(xiàn)器，它內(nèi)部不集成顯示卡，也沒(méi)有對(duì)應(yīng)的顯示輸出，它與855GM/GME管腳不兼容。

5 存儲(chǔ)器接口和DDR內(nèi)存

　　855GM支持PC1600和PC2100 DDR SDRAM內(nèi)存接口，可插接DDR200/266的內(nèi)存條，最大支持2.0GB內(nèi)存。855GME和855PM還支持PC2700 DDR SDRAM，即 DDR333的內(nèi)存。

　　筆記本電路提供SO-DIMM內(nèi)存插槽，它是有別于臺(tái)式機(jī)內(nèi)存插槽的小型插槽，雖然信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)是相似的。

　　在實(shí)際電路中，許多筆記本在主板上集成了內(nèi)存以節(jié)約空間。

6 LVDS接口和液晶顯示器控制

　　LVDS學(xué)名低電壓差分信號(hào)，是專(zhuān)門(mén)用于LCD的控制信號(hào)。液晶顯示器控制信號(hào)分兩部分，即掃描點(diǎn)陣的信號(hào)，和控制背光燈亮度的信號(hào)。

7 Intel 82801DBM ICH4-M（I/O控制器）

　　輸入/輸出控制集線(xiàn)器（I/O Controller Hub 4 Mobile，ICH4-M），“4”代表第四代，它可以為系統(tǒng)提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)I/O支持。它提供的接口和相應(yīng)的周邊設(shè)備有：PCI總線(xiàn)、IDE設(shè)備（光驅(qū)和硬）、聲卡、網(wǎng)卡、USB。

8 IDE接口和IDE設(shè)備

　　ICH4-M提供兩個(gè)獨(dú)立的IDE信號(hào)通道，每個(gè)通道支持兩個(gè)IDE設(shè)備，可提供16Mb/s的PIO IDE的傳輸或Ultra ATA 100/66/33的傳輸，且每個(gè)IDE設(shè)備有獨(dú)立的時(shí)鐘。IDE設(shè)備即硬盤(pán)和光驅(qū)等。
　　如今一種名為Serial ATA（串行ATA）的IDE接口技術(shù)正在興起，它具有傳輸速率高（現(xiàn)在為150Mb/s），傳輸線(xiàn)數(shù)量少的特點(diǎn)，Intel的ICH5已經(jīng)支持了這種技術(shù)，但目前只用于臺(tái)式機(jī)，其實(shí)SATA非常適用于筆記本電腦，相信不久，它一定會(huì)移植到筆記本上來(lái)。

9 USB接口

　　ICH4支持6個(gè)USB2.0端口，而且這6個(gè)端口可以分別工作在高速、全速和低速方式下，ICH4中集成了兩種控制起來(lái)負(fù)責(zé)USB接口，UHCI控制器和EHCI控制器，UHCI控制器負(fù)責(zé)全速和低速工作方式，EHCI控制器負(fù)責(zé)高速方式，可達(dá)480Mb/s，ICH4自動(dòng)決定某一個(gè)USB端口被哪個(gè)控制器控制。

10 PCI接口和PCI總線(xiàn)上的設(shè)備

　　ICH4提供133MHz的PCI接口，用以連接PCI總線(xiàn)。PCI總線(xiàn)是廣為使用的技術(shù)，很多板卡、設(shè)備支持這種接口，在臺(tái)式機(jī)主板上，我們總能發(fā)現(xiàn)白色的PCI擴(kuò)展槽，用來(lái)插接顯示卡、聲卡、網(wǎng)卡等。筆記本不提供PCI擴(kuò)展槽，以節(jié)約空間，它的PCI設(shè)備常常是直接做在主板上的。

11 Docking

　　Docking稱(chēng)為塢插槽，用來(lái)連接擴(kuò)展塢設(shè)備。

12 LPC接口及LPC總線(xiàn)上的設(shè)備

　　短管腳計(jì)數(shù)總線(xiàn)（Low Pin Count，LPC），它用少量的信號(hào)線(xiàn)完成較低速的數(shù)據(jù)傳輸（33Mb/s）。ICH4直接提供了接口來(lái)引出LPC總線(xiàn)，LPC總線(xiàn)上一般連接FHW、SIO和KBC/SMC等設(shè)備。

13 FWH

　　FWH的全稱(chēng)是Firmware Hub，即固件集線(xiàn)器，其內(nèi)固化著最大8MB的系統(tǒng)BIOS和顯示BIOS系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，首先執(zhí)行這段固化的程序，完成系統(tǒng)硬件資源的測(cè)試與配置?并使計(jì)算機(jī)從硬盤(pán)加載操作系統(tǒng)。不僅如此，它還在系統(tǒng)運(yùn)行的全過(guò)程中擔(dān)負(fù)著系統(tǒng)硬件層與操作系統(tǒng)的基本輸入輸出接口。

14 SIO

　　超級(jí)輸入輸出接口（Super Input/Output，SIO），它包括串口、并口、紅外接口和軟驅(qū)接口，這些接口全部通過(guò)PC87393模塊組連接到LPC總線(xiàn)上，也就是說(shuō)PC87393實(shí)現(xiàn)了LPC到各個(gè)不同I/O接口的信號(hào)轉(zhuǎn)換，它也可以被認(rèn)為是一個(gè)集線(xiàn)器?

　　PC87393上引出的各種I/O接口的信號(hào)線(xiàn)經(jīng)過(guò)一定的處理，連接到插接件上，我們便能夠在筆記本電腦的后面或側(cè)面看到并使用它們了?

15 SMC/KBC

　　與串口、并口等不同PS/2（鍵盤(pán)/鼠標(biāo)接口）接口并不是由PC87393提供的，而是稱(chēng)為系統(tǒng)管理器（System Management Controller，SMC）和鍵盤(pán)控制器（Keyboard Controller，KBC）。從名字來(lái)看，它把兩個(gè)不相關(guān)的東西放在了一起，確實(shí)如此，它除了提供兩個(gè)PS/2接口用來(lái)連接鍵盤(pán)和鼠標(biāo)外，還直接提供了鍵盤(pán)掃描電路，來(lái)連接內(nèi)置的鍵盤(pán)，這也暗示了內(nèi)置鍵盤(pán)并不是通過(guò)PS/2口與主板相連的?

　　SMC/KBC是由Hitachi H8S/2149完成的，它是一個(gè)通用的微處理器，通過(guò)編程可以實(shí)現(xiàn)很多功能，這也是它將兩個(gè)不相干的功能集于一身的原因。

16 局域網(wǎng)連接器接口和局域網(wǎng)插口

　　這與前面提到的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接是不同的，這是一種基于有線(xiàn)的連接。ICH4提供了LAN Connection接口，及局域網(wǎng)連接器接口，該接口連到82562EM上，并引出RJ45插口，用于接入局域網(wǎng)。82562EM只是完成LAN連接器接口信號(hào)到局域網(wǎng)線(xiàn)上信號(hào)的轉(zhuǎn)換，真正管理網(wǎng)絡(luò)的是網(wǎng)卡控制器，并集成在ICH4內(nèi)。

17 聲卡AC97

　　ICH4支持AC97音頻輸入輸出標(biāo)準(zhǔn)，即所謂的軟聲卡，它將音頻信息以一定格式的數(shù)字信號(hào)輸出，將此信號(hào)用解碼器（Codec）解碼，還原出音頻信息，再經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器變?yōu)?a href="http://www.brongaenegriffin.com/analog/" target="_blank">模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大器放大，便可輸出至耳機(jī)、音箱，發(fā)出聲音。電話(huà)線(xiàn)中的模擬信號(hào)也可以認(rèn)為是聲音，把Modem的Codec接在AC97的輸出線(xiàn)上便可實(shí)現(xiàn)軟貓。另外AC97也支持音頻輸入。Codec負(fù)責(zé)把輸入信號(hào)（經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后）編碼給ICH4。ICH4最多可連接7只Codec，完成7個(gè)通道輸入輸出。

18 充電電路

　　充電電路是筆記本電腦的獨(dú)有的部分，此部分電路實(shí)現(xiàn)的是對(duì)筆記本電腦上的鋰離子電池充放電管理的，以防止電池過(guò)充產(chǎn)生危險(xiǎn)。

19 DC/DC（直流分配器）

　　將電池的輸出直流電壓或者外接電源輸入的電壓轉(zhuǎn)變成各種不同電平的直流電壓并提供一定的帶負(fù)載能力，給電路各部分提供電源。

20 CK-408

　　CK-408是一個(gè)時(shí)鐘合成器及驅(qū)動(dòng)器，它為系統(tǒng)中諸多總線(xiàn)提供不同頻率的時(shí)鐘，例如為CPU前端總線(xiàn)提供100MHz時(shí)鐘，為PCI總線(xiàn)提供33MHz的時(shí)鐘。