Удосконалення материнської плати

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛОВ, ОДИНИЦЬ, СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ

1. ОСНОВИ РОБОТИ МАТЕРИНСЬКОЇ ПЛАТИ

1.1 Материнська плата

1.2 Класифікація материнських плат за форм-фактором

1.3 Види материнських плат

1.4 Системи, розташовані на материнській платі

2. УДОСКОНАЛЕННЯ МАТЕРИНСЬКОЇ ПЛАТИ

2.1 Постановка задачі

2.2 Метод із застосуванням резистора

2.3 Заміна системи охолодження перед удосконаленням

2.4.1 Вольтмод GPU

2.4.2 Вольтмод живлення пам'яті

2.5 Результати тестів після всіх робіт

2.6 Доопрацювання стабілізатора материнських плат

3 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ОБ'ЄКТУ РОЗРОБКИ

3.1 Розрахунок витрат на стадії проектування (розробки) КД нового виробу

3.2 Розрахунок витрат на стадії виробництва виробу

3.3 Розрахунок економічного ефекту

4.1 Вимоги до виробничих приміщень

4.1.1 Забарвлення та коефіцієнти відображення

4.1.3 Параметри мікроклімату

4.1.4 Шум та вібрація

4.1.5 Електромагнітне та іонізуюче випромінювання

4.2 Ергономічні вимоги до робочого місця

4.4 Розрахунок освітленості

4.4.1 Розрахунок штучного освітлення

4.4.2 Розрахунок природного освітлення приміщень

4.5. Розрахунок вентиляції

4.6 Розрахунок рівня шуму

Пояснювальна записка до дипломного проекту: 86 сторінок, 12 малюнків, 20 таблиць, 24 джерела, 2 додатки, 3 аркуші креслень формату А1.

Об'єкт досліджень: удосконалення материнської плати.

Предмет дослідження: материнська плата комп'ютера.

У першому розділі розглянуто загальні принципи роботи материнської плати, її компонентивиди материнських плат та здійснено класифікацію материнських плат за форм-фактором, описані системи, розташовані на материнській платі.

У другому розділі виконано удосконалення материнської плати за допомогою вольтмоду, проведено аналіз тестування удосконаленої плати.

У третьому розділі виконано техніко-економічне обґрунтування об'єкта розробки, наведено порівняльні характеристики материнських плат.

У четвертому розділі проведено розрахунки опалення, вентиляції, природного та штучного освітлення, отримані значення зіставлені з нормативними.

ВОЛЬТМОД, МАТЕРИНСЬКА ПЛАТА, ОПЕРАТИВНА ПАМ'ЯТЬ, ПРОДУКТИВНІСТЬ, ФОРМ-ФАКТОР, ЧАСТОТА,ШИНА ДАНИХ

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛОВ, ОДИНИЦЬ, СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ

АЦП – аналого-цифровий перетворювач

БІС – велика інтегральна схема

КМОП – комплементарна логіка на транзисторах метал-оксид-напівпровідник

МПС – мікропроцесорна система

ОЗП – оперативний запам'ятовуючий пристрій

ПЗУ – постійний пристрій, що запам'ятовує

ПО-програмне забезпечення

ПС – програмні засоби

ЦП – центральний процесор

ЦПУ – центральний процесорний пристрій

ШІМ - широтно імпульсна модуляція

Тема дипломної роботи - "Удосконалення материнської плати", що є предметом дослідження.

Мета роботи – з'ясувати несприятливі чинники роботи материнської плати і основі зробленого аналізу внести корективи, поліпшення роботи останньої.

Материнська плата (англ. motherboard, MB, також використовується назва англ. mainboard - головна плата; сленг. мама, мати, материнка) - це складна багатошарова друкована плата, на якій встановлюються основні компонентиперсональний комп'ютер.

На ній розміщуються:

- процесор - основна мікросхема, яка виконує більшість математичних та логічних операцій;

- мікропроцесорний комплект (чіпсет) - набір мікросхем, що керують роботою внутрішніх пристроїв комп'ютера та визначають основні функціональні можливості материнської плати;

- шини - набори провідників, якими відбувається обмін сигналами між внутрішніми пристроями комп'ютера;

- оперативна пам'ять (оперативний пристрій, ОЗУ) - набір мікросхем, призначених для тимчасового зберігання даних, коли комп'ютер включений;

- ПЗУ (постійний пристрій) - мікросхема, призначена для тривалого зберігання даних, у тому числі і коли комп'ютер вимкнений;

- роз'єм для підключення додаткових пристроїв (слоти).

Крім цього на системній платі як правила знаходяться: контролери інтерфейсів (жорстких та гнучких дисків, клавіатури та ін.)

Контролер є засобом сполучення будь-якого пристрою з шиною комп'ютера, здатним на самостійні дії після отримання команд від програми, що його обслуговує. Складні контролери можуть мати у своєму складі процесор.

Адаптер також є засобом сполучення будь-якого пристрою з шиною комп'ютера, проте до самостійної роботи не здатний (наприклад, адаптери COM- та LPT-портів, миші).

Сучасні системні плати, зазвичай, виконуються з урахуванням чіпсетів (Chipset). Чіпсет це набір з декількох ВІС (великих інтегральних схем), що реалізують функції зв'язку всіх основних компонентів. Чіпсет визначає можливість використання різних типів процесорів, пам'яті, його тип суттєво впливає на продуктивність.

Відповідно для кожного поколінняпроцесорів розроблялися свої материнські плати, дозволяють максимально розкрити його можливості.

Як правило, материнські плати мають стандартні габарити для певного покоління процесорів. Однак існую так звані брендові плати, що мають специфічні габарити, і їх можна встановлювати лише у рідні корпуси.

Форм-фактор материнської плати — стандарт, що визначає розміри материнської плати персонального комп'ютера, місця її кріплення до корпусу; розташування на ній інтерфейсів шин, портів вводу/виводу, сокету центрального процесора (якщо він є) та слотів для оперативної пам'яті, а також тип роз'єму для підключення блоку живлення.

Як бачимо, у материнської плати великий набір компонентів, які впливають на роботу всього комп'ютера.

Ця робота є актуальною і перспективною, т.к. кожен ПК містить материнську плату.

1. ОСНОВИ РОБОТИ МАТЕРИНСЬКОЇ ПЛАТИ

1.1 Материнська плата

Материнська плата – основна плата персонального комп'ютера.

Основні компоненти, встановлені на материнській платі:

Центральний процесор - набір системної логіки (англ. chipset) - набір мікросхем, що забезпечують підключення ЦПУ до ОЗП та контролерів периферійних пристроїв. Як правило, сучасні набори системної логіки будуються на базі двох НВІС: "північного" та "південного мостів" (Малюнок 1.1).

Північний міст (Northbridge), MCH (Memory controller hub), системний контролер - забезпечує підключення ЦПУ до вузлів, що використовують високопродуктивні шини: ОЗУ, графічний контролер.

Для підключення ЦПУ до системного контролера можуть використовуватись такі FSB-шини, як Hyper-Transport та SCI.

Зазвичай до системного контролера підключається ОЗП. У такому разі він містить у собіконтролер пам'яті. Таким чином, від типу застосованого системного контролера зазвичай залежить максимальний обсяг ОЗП, а також пропускна спроможність шини пам'яті персонального комп'ютера. Але в даний час є тенденція вбудовування контролера ОЗП безпосередньо в ЦПУ (наприклад, контролер пам'яті вбудований в процесор AMD K8 і Intel Core i7), що спрощує функції системного контролера і знижує тепловиділення.

Як шина для підключення графічного контролера на сучасних материнських платах використовується PCI Express. Раніше використовувалися загальні шини (ISA, VLB, PCI) та шина AGP.

Малюнок 1.1- Компоненти материнської плати

Південний міст ( Southbridge ), ICH (I/O controller hub), периферійний контролер - містить контролери периферійних пристроїв (жорсткого диска, Ethernet, аудіо), контролери шин для підключення периферійних пристроїв (шини PCI, PCI-Express і USB), а також контролери шин, до яких підключаються пристрої, що не вимагають високої пропускної здатності (LPC - використовується для підключення завантажувального ПЗУ; також шина LPC використовується для підключення мультиконтролера (англ. Super I/O) - мікросхеми, що забезпечує підтримку "застарілих" низькопродуктивних інтерфейсів передачі даних: послідовного та паралельного інтерфейсів, контролера клавіатури та миші).

Як правило, північний та південний мости реалізуються у вигляді окремих НВІС, проте існують і одночіпові рішення. Саме набір системної логіки визначає всі ключові особливості материнської плати та те, які пристрої можуть підключатися до неї.

ОЗП може виготовлятися як окремий блок або входити в конструкцію однокристальної ЕОМ або мікроконтролера.

Завантажувальне ПЗП - зберігає ПЗ, яке виконується відразу після включенняживлення. Як правило, завантажувальне ПЗУ містить BIOS, проте може містити ПЗ, що працюють в рамках EFI.

1.2 Класифікація материнських плат за форм-фактором

Форм-фактор (як і будь-які інші стандарти) має рекомендаційний характер. Специфікація форм-фактора визначає обов'язкові та опціональні компоненти. Однак переважна більшість виробників вважають за краще дотримуватися специфікації, оскільки ціною відповідності існуючим стандартам є сумісність материнської плати та стандартизованого обладнання (периферії, карт розширення) інших виробників.