In Personalcomputern ist eine Hauptplatine die zentrale gedruckte Leiterplatte (PCB) in vielen modernen Computern und hält viele der entscheidenden Bestandteile des Systems, Stecker für andere Peripherie zur Verfügung stellend. Die Hauptplatine ist manchmal als der mainboard, Systemausschuss, planare Ausschuss oder, auf Apfelcomputern, dem Logikausschuss wechselweise bekannt. Es wird auch manchmal zu mobo zufällig verkürzt.

Geschichte

Vor dem Advent des Mikroprozessors wurde ein Computer gewöhnlich in einem Fall des Karte-Käfigs oder Großrechner mit Bestandteilen gebaut, die durch einen Platineneinschub verbunden sind, der aus einer Reihe von mit Leitungen selbst verbundenen Ablagefächern besteht; in sehr alten Designs waren die Leitungen getrennte Verbindungen zwischen Karte-Stecker-Nadeln, aber haben gedruckt Leiterplatten sind bald die Standardpraxis geworden. Die In einer Prozession gehende Haupteinheit, das Gedächtnis und die Peripherie wurden auf gedruckten Leiterplatten der Person aufgenommen, die in den backplate eingesteckt haben.

Während des Endes der 1980er Jahre und der 1990er Jahre ist es wirtschaftlich geworden, um eine steigende Zahl von peripherischen Funktionen auf die Hauptplatine (sieh unten) zu bewegen. Gegen Ende der 1980er Jahre haben Hauptplatinen begonnen, einzelnen ICs einzuschließen (hat Supereingabe/Ausgabe-Chips genannt) fähig dazu, eine Reihe der Peripherie der niedrigen Geschwindigkeit zu unterstützen: Tastatur, Maus, Diskette-Laufwerk, Serienhäfen und parallele Häfen. Bezüglich des Endes der 1990er Jahre haben viele Personalcomputerhauptplatinen eine volle Reihe von Audio-, Video-, Lagerung und vernetzenden Funktionen ohne das Bedürfnis nach irgendwelchen Vergrößerungskarten überhaupt unterstützt; Systeme des höheren Endes für das 3D-Spielen und die Computergrafik haben normalerweise nur die Grafikkarte als ein getrennter Bestandteil behalten.

Die frühen Pioniere der Hauptplatine-Herstellung waren Micronics, Mylex, AMI, DTK, Hauppauge, Orchidee-Technologie, Elitegroup, DFI und mehrere mit Sitz in Taiwan Hersteller.

Die populärsten Computer wie der Apple II und IBM PC hatten schematische Diagramme und andere Dokumentation veröffentlicht, die schnelle Rücktechnik- und Drittersatzhauptplatinen erlaubt hat. Gewöhnlich beabsichtigt, um neue mit den Vorbildern vereinbare Computer zu bauen, haben viele Hauptplatinen zusätzliche Leistung oder andere Eigenschaften angeboten und wurden verwendet, um die ursprüngliche Ausrüstung des Herstellers zu befördern

Der Begriff mainboard wird auf Geräte mit einem einzelnen Ausschuss und keinen zusätzlichen Vergrößerungen oder Fähigkeit angewandt. In modernen Begriffen würde das eingebettete Systeme und Steuern-Ausschüsse in Fernsehen, Waschmaschinen usw. einschließen. Eine Hauptplatine bezieht sich spezifisch auf eine gedruckte Leiterplatte mit der Vergrößerungsfähigkeit.

Übersicht

Eine Hauptplatine, wie ein Platineneinschub, stellt die elektrischen Verbindungen zur Verfügung, durch die die anderen Bestandteile des Systems kommunizieren, aber verschieden von einem Platineneinschub verbindet es auch die in einer Prozession gehende Haupteinheit und veranstaltet andere Subsysteme und Geräte.

Ein typischer Tischcomputer hat seinen Mikroprozessor, Hauptgedächtnis und andere wesentliche mit der Hauptplatine verbundene Bestandteile. Andere Bestandteile wie Außenlagerung, Kontrolleure für die Videoanzeige und den Ton und die peripherischen Geräte können der Hauptplatine als Einfügefunktionskarten oder über Kabel beigefügt werden, obwohl in modernen Computern es immer üblicher ist, etwas von dieser Peripherie in die Hauptplatine selbst zu integrieren.

Ein wichtiger Bestandteil einer Hauptplatine ist das Unterstützen des Mikroprozessors chipset, der die Unterstützen-Schnittstellen zwischen der Zentraleinheit und den verschiedenen Bussen und Außenbestandteilen zur Verfügung stellt. Dieser chipset, bestimmt in einem Ausmaß, den Eigenschaften und Fähigkeiten zur Hauptplatine.

Moderne Hauptplatinen schließen an einem Minimum ein:

• Steckdosen (oder Ablagefächer), in dem oder mehr Mikroprozessoren installiert werden können
• Ablagefächer, in die das Hauptgedächtnis des Systems (normalerweise in der Form von DIMM Modulen installiert werden soll, die SCHLUCK-Chips enthalten)
• ein chipset, der eine Schnittstelle zwischen dem Vorderseite-Bus der Zentraleinheit, Hauptgedächtnis und peripherischen Bussen bildet
• Chips des nichtflüchtigen Speichers (gewöhnlich Blitz-ROM in modernen Hauptplatinen), den firmware oder BIOS des Systems enthaltend
• ein Uhr-Generator, der das Systemuhr-Signal erzeugt, die verschiedenen Bestandteile zu synchronisieren
• Ablagefächer für Vergrößerungskarten (verbinden diese zum System über die Busse, die durch den chipset unterstützt sind)
• Stromanschlüsse, die elektrische Leistung von der Computermacht erhalten, liefern und verteilen es zur Zentraleinheit, chipset, dem Hauptgedächtnis und den Vergrößerungskarten.

Zusätzlich schließen fast alle Hauptplatinen Logik und Stecker ein, um allgemein verwendete Eingangsgeräte, solcher als PS/2 Stecker für eine Maus und Tastatur zu unterstützen. Frühe Personalcomputer wie der Apple II oder IBM PC haben nur diese minimale peripherische Unterstützung auf der Hauptplatine eingeschlossen. Gelegentlich Videoschnittstelle-Hardware wurde auch in die Hauptplatine integriert; zum Beispiel, auf dem Apple II und selten auf IBM-kompatiblen Computern wie IBM PC Jr. Zusätzliche Peripherie wie Plattenkontrolleure und Serienhäfen wurde als Vergrößerungskarten zur Verfügung gestellt.

In Anbetracht der hohen Thermaldesignmacht von Hochleistungscomputerzentraleinheiten und Bestandteilen schließen moderne Hauptplatinen fast immer Hitzebecken und steigende Punkte für Anhänger ein, um Überhitze zu zerstreuen.

Zentraleinheitssteckdosen

Eine Zentraleinheitssteckdose oder Ablagefach sind ein elektrischer Bestandteil, der einer gedruckten Leiterplatte (PCB) anhaftet und entworfen wird, um zu hausen, eine Zentraleinheit (hat auch einen Mikroprozessor genannt). Es ist ein spezieller Typ der einheitlichen für sehr hohe Nadel-Zählungen entworfenen Stromkreis-Steckdose. Eine Zentraleinheitssteckdose stellt viele Funktionen einschließlich einer physischen Struktur zur Verfügung, um die Zentraleinheit, Unterstützung für ein Hitzebecken zu unterstützen, Ersatz erleichternd (sowie Kosten reduzierend), und am wichtigsten, eine elektrische Schnittstelle sowohl mit der Zentraleinheit als auch mit dem PCB bildend. Zentraleinheitssteckdosen auf der Hauptplatine können meistenteils im grössten Teil der Arbeitsfläche gefunden werden, und Server-Computer (verwenden Laptops normalerweise Oberflächengestell-Zentraleinheiten), besonders diejenigen, die auf der Architektur von Intel x86 gestützt sind. Ein Zentraleinheitssteckdose-Typ und Hauptplatine chipset müssen die Zentraleinheitsreihe und Geschwindigkeit unterstützen.

Einheitliche Peripherie

Mit den fest abnehmenden Kosten und der Größe von einheitlichen Stromkreisen ist es jetzt möglich, Unterstützung für viele Peripherie auf der Hauptplatine einzuschließen. Durch das Kombinieren vieler Funktionen auf einem PCB können die physische Größe und Gesamtkosten des Systems reduziert werden; hoch einheitliche Hauptplatinen sind so im kleinen Form-Faktor und den preisgünstigen Computern besonders populär.

Zum Beispiel hat die ECS RS485M-M, eine typische moderne preisgünstige Hauptplatine für auf AMD Verarbeitern gestützte Computer, Unterstützung an Bord für eine sehr große Reihe der Peripherie:

• Plattenkontrolleure für einen Diskette-Laufwerk, bis zu 2 PATA-Laufwerke und bis zu 6 SATA-Laufwerke (einschließlich des ÜBERFALLS 0/1 Unterstützung)
• einheitlicher Grafikkontrolleur, der 2. und 3D Grafik, mit VGA und Fernsehproduktion unterstützt
• einheitliche gesunde Karte, die 8-Kanäle-(7.1) S/PDIF und Audioproduktion unterstützt
• Schneller Ethernet Netzkontrolleur für 10/100 Mbit, der vernetzt
• Kontrolleur des USB 2.0, der bis zu 12 USB-Häfen unterstützt
• Kontrolleur von IrDA für die Infrarotdatenkommunikation (z.B mit einem IrDA-ermöglichten Autotelefon oder Drucker)
• Temperatur, Stromspannung und mit dem Anhängergangsensoren, die Software erlauben, die Gesundheit von Computerbestandteilen zu kontrollieren

Vergrößerungskarten, um alle diese Funktionen zu unterstützen, hätten Hunderte von Dollars sogar vor einem Jahrzehnt gekostet; jedoch sind solche hoch einheitlichen Hauptplatinen für nur 30 $ in den Vereinigten Staaten verfügbar.

Peripherische Einbauschlitze

Eine typische Hauptplatine von 2009 wird eine verschiedene Zahl von Verbindungen abhängig von seinem Standard haben.

Eine ATX Standardhauptplatine wird normalerweise einen PCI-E 16x Verbindung für eine Grafikkarte, zwei herkömmliche PCI Ablagefächer für verschiedene Vergrößerungskarten und ein PCI-E 1x haben (der schließlich PCI ersetzen wird). Eine EATX Standardhauptplatine wird einen PCI-E 16x Verbindung für eine Grafikkarte und eine unterschiedliche Zahl von PCI und PCI-E 1x Ablagefächer haben. Es kann manchmal auch einen PCI-E 4x Ablagefach haben. (Das ändert sich zwischen Marken und Modellen.)

Einige Hauptplatinen haben zwei PCI-E 16x Ablagefächer, um mehr als 2 Monitore ohne spezielle Hardware zu erlauben, oder eine spezielle Grafiktechnologie genannt SLI (für Nvidia) und Kreuzfeuer (für ATI) zu verwenden. Diese erlauben 2 Grafikkarten, zusammen verbunden zu werden, bessere Leistung in intensiven grafischen Rechenaufgaben, wie das Spielen, Video zu erlauben, das usw. editiert.

Bezüglich 2007 eigentlich kommen alle Hauptplatinen mit mindestens vier USB-Häfen auf der Hinterseite mit mindestens 2 Verbindungen auf dem Ausschuss innerlich, um zusätzliche Vorderhäfen anzuschließen, die in den Fall des Computers eingebaut werden können. Ethernet wird auch eingeschlossen. Das ist ein Standardnetzwerkanschlusskabel, für den Computer mit einem Netz oder ein Modem zu verbinden. Ein gesunder Span wird immer auf der Hauptplatine eingeschlossen, um gesunde Produktion ohne das Bedürfnis nach irgendwelchen Extrabestandteilen zu erlauben. Das erlaubt Computern, viel mehr multimediagestützt zu werden, als vorher. Einige Hauptplatinen enthalten Videoproduktionen auf der Zurücktafel für einheitliche Grafiklösungen (entweder eingebettet in der Hauptplatine oder verbunden mit dem Mikroprozessor, wie Intel HD Graphics). Eine getrennte Karte kann noch verwendet werden.

Temperatur und Zuverlässigkeit

Hauptplatinen sind allgemein Luft, die mit dem Hitzebecken häufig abgekühlt ist, das auf größeren Chips wie Northbridge in modernen Hauptplatinen bestiegen ist. Das ungenügende oder unpassende Abkühlen kann den inneren Bestandteilen des Computers Schaden verursachen und ihn veranlassen abzustürzen. Das passive Abkühlen oder ein einzelner auf der Macht-Versorgung bestiegener Fächer, war für viele Tischcomputerzentraleinheiten bis zum Ende der 1990er Jahre genügend; seitdem haben die meisten Zentraleinheitsfächer verlangt, die auf ihrem Hitzebecken, wegen steigender Uhr-Geschwindigkeiten und Macht-Verbrauchs bestiegen sind. Die meisten Hauptplatinen haben Stecker für zusätzliche Fall-Anhänger ebenso. Neuere Hauptplatinen haben Temperatursensoren integriert, um Hauptplatine und Zentraleinheitstemperaturen und kontrollierbare Anhänger-Stecker zu entdecken, die der BIOS oder das Betriebssystem verwenden können, um Anhänger-Geschwindigkeit zu regeln. Einige Computer (die normalerweise Hochleistungsmikroprozessoren, große Beträge des RAM und Hochleistungsvideokarten haben) verwenden ein Wasserkühlsystem statt vieler Anhänger.

Einige kleine Form-Faktor-Computer und Haustheater-PCs haben für ruhige und energieeffiziente Operationsprahlerei-Designs des Anhängers weniger entwickelt. Das verlangt normalerweise, dass der Gebrauch einer Zentraleinheit der niedrigen Macht, sowie das sorgfältige Lay-Out der Hauptplatine und anderen Bestandteile Hitzebecken-Stellen berücksichtigt.

Eine 2003-Studie hat gefunden, dass einige unechte Computerunfälle und allgemeine Zuverlässigkeitsprobleme, im Intervall von Schirm-Bildverzerrungen zu Eingabe/Ausgabe-Lesen/Schreiben-Fehlern, nicht der Software oder peripherischen Hardware, aber Alterskondensatoren auf PC-Hauptplatinen zugeschrieben werden können. Schließlich, wie man zeigte, war das das Ergebnis einer fehlerhaften Elektrolyt-Formulierung.

:For mehr Information über den Frühkondensatormisserfolg auf PC-Hauptplatinen, sieh Kondensatorplage.

Hauptplatinen verwenden elektrolytische Kondensatoren, um die um den Ausschuss verteilte Gleichstrom-Macht zu filtern. Diese Kondensatoren Alter an einer temperaturabhängigen Rate, weil ihr Wasser Elektrolyte langsam gestützt hat, verdampfen. Das kann zu Verlust der Kapazität und nachfolgenden Hauptplatine-Funktionsstörungen wegen Stromspannungsinstabilitäten führen. Während die meisten Kondensatoren für 2000 Stunden der Operation an 105 °C abgeschätzt werden, verdoppelt sich ihr erwartetes Designleben grob für alle 10 °C darunter. An 45 °C kann eine Lebenszeit von 15 Jahren erwartet werden. Das scheint angemessen für eine Computerhauptplatine. Jedoch haben viele Hersteller Kleinkondensatoren geliefert, die bedeutsam Lebenserwartung reduzieren. Das unzulängliche Fall-Abkühlen und die erhobenen Temperaturen verschlimmern leicht dieses Problem. Es ist möglich, aber langweilig und zeitraubend, um gefehlte Kondensatoren auf PC-Hauptplatinen zu finden und zu ersetzen.

Form-Faktor

Hauptplatinen werden in einer Vielfalt von Größen und Gestalten genannt Computerform-Faktor erzeugt, von denen einige individuellen Computerherstellern spezifisch sind. Jedoch werden die in IBM-kompatiblen Systemen verwendeten Hauptplatinen entworfen, um verschiedene Fall-Größen zu passen., die meisten Tischcomputerhauptplatinen verwenden einen dieser Standardform-Faktoren — sogar diejenigen, die in Macintosh und Sonne-Computern gefunden sind, die von Warenbestandteilen nicht gebaut worden sind. Eine Hauptplatine eines Falls und PSU-Form-Faktor müssen alle zusammenpassen, obwohl einige kleinere Form-Faktor-Hauptplatinen derselben Familie größere Fälle passen werden. Zum Beispiel wird ein ATX Fall gewöhnlich eine microATX Hauptplatine anpassen.

Laptops verwenden allgemein hoch integrierte, miniaturisierte und kundengerecht angefertigte Hauptplatinen. Das ist einer der Gründe, dass Laptops schwierig sind zu befördern und teuer, um zu reparieren. Häufig verlangt der Misserfolg eines Laptop-Bestandteils den Ersatz der kompletten Hauptplatine, die gewöhnlich teurer ist als eine Tischhauptplatine wegen der Vielzahl von einheitlichen Bestandteilen.

Das Urladeverfahren des Verwendens des BIOS

Hauptplatinen enthalten einen nichtflüchtigen Speicher, um das System zu initialisieren und ein Betriebssystem von einem peripherischen Außengerät zu laden. Mikrocomputer wie der Apple II und IBM PC haben ROM-Chips verwendet, die in Steckdosen auf der Hauptplatine bestiegen sind. An der Macht würde der Hauptverarbeiter seinen Programm-Schalter mit der Adresse des Stiefel-ROMs laden und anfangen, ROM-Instruktionen durchzuführen. Diese Instruktionen haben Systeminformation über den Schirm gezeigt, haben Speicherkontrollen geführt, und haben dann ein Betriebssystem von einem äußerlichen oder peripherischen Gerät (Laufwerk) geladen. Wenn niemand verfügbar wäre, dann würde der Computer Aufgaben von anderen Speicherlagern durchführen oder eine Fehlermeldung, abhängig vom Modell und dem Design des Computers und der Version des BIOS zeigen.

Modernste Hauptplatine-Designs verwenden einen BIOS, der in einem EEPROM Span versorgt ist, verlötet oder socketed zur Hauptplatine, um ein Betriebssystem zu urladen. Wenn Macht zuerst auf die Hauptplatine angewandt wird, prüft der BIOS firmware und konfiguriert Gedächtnis, Schaltsystem und Peripherie. Dieser Power-On Self Test (POST) kann Prüfung von einigen der folgenden Dinge einschließen:

• Videoadapter
• Karten, die in Ablagefächer, wie herkömmlicher PCI eingefügt sind
• schlaffer Laufwerk
• thermistors, Stromspannungen und Anhänger-Geschwindigkeiten für die Hardware, die kontrolliert
• CMOS hat gepflegt, BIOS Einstellungskonfiguration zu versorgen
• Tastatur und Maus
• Netzkontrolleur
• optische Laufwerke: CD-ROM oder DVD-ROM
• SCSI Festplatte
• IDE, EIDE oder SATA Festplatte
• Sicherheitsgeräte, wie ein Fingerabdruck-Leser oder der Staat einer Klinke schalten um, um Eindringen zu entdecken
• USB-Geräte, wie ein Speicherspeichergerät

Auf neuen Hauptplatinen kann der BIOS auch den Hauptverarbeiter-Mikrocode flicken, wenn der BIOS entdeckt, dass die installierte Zentraleinheit ein darin ist, für die Errata veröffentlicht worden ist.

Viele der obengenannten Geräte können mit Maschinencodeinstruktionen versorgt werden, ein Betriebssystem oder Programm zu laden.

Siehe auch

• Accelerated Graphics Port (AGP)
• Platineneinschub
• BIOS
• In einer Prozession gehende Haupteinheit
• Chipset
• Computerfall
• Herkömmlicher PCI
• Computerfall schraubt
• Daughterboard
• Vorderseite-Bus
• Industry Standard Architecture (ISA)
• Liste von Hauptplatine-Herstellern
• Offboard
• Das Überabstoppen
• PCI Schnellzug
• Computer des einzelnen Ausschusses

Links

• Die Liste von Hauptplatine-Herstellern und Verbindungen zu BIOS aktualisiert
• Was ist eine Hauptplatine?
• Das Bilden einer Hauptplatine: ECS Fabriktour
• Das Bilden einer Hauptplatine: Gigabyte-Fabriktour
• Frontplatte-Eingabe/Ausgabe-Konnektivitätsdesignführer - v1.3 (pdf Datei) (Februar 2005)