主板知识 （三）

翎羽嫣然

4．拔插交换法
主机系统产生故障的原因很多，例如主板自身故障或I/O总线上的各种插卡故障均
可导致系统运行不正常。采用拔插维修法是确定故障在主板或I/O设备的简捷方法。该
方法就是关机将插件板逐块拔出，每拔出一块板就开机观察机器运行状态，一旦拔出某
块后主板运行正常，那么故障原因就是该插件板故障或相应I/O总线插槽及负载电路故
障。若拔出所有插件板后系统启动仍不正常，则故障很可能就在主板上。采用交换法实
质上就是将同型号插件板，总线方式一致、功能相同的插件板或同型号芯片相互芯片相
互交换，根据故障现象的变化情况判断故障所在。此法多用于易拔插的维修环境，例如
内存自检出错，可交换相同的内存芯片或内存条来确定故障原因。

5．静态、动态测量分析法
（1）静态测量法：让主板暂停在某一特写状态下，由电路逻辑原理或芯片输出与
输入之间的逻辑关系，用万用表或逻辑笔测量相关点电平来分析判断故障原因。

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（2）动态测量分析法：编制专用论断程序或人为设置正常条件，在机器运行过程
中用示波器测量观察有关组件的波形，并与正常的波形进行比较，判断故障部位。

6．先简单后复杂并结合组成原理的判断法
随着大规模集成电路的广泛应用，主板上的控制逻辑集成度越来越高，其逻辑正确
性越来越难以通过测量来判断。可采用先判断逻辑关系简单的芯片及阻容元件，后将故
障集中在逻辑关系难以判断的大规模集成电路芯片。

7．软件诊断法
通过随机诊断程序、专用维修诊断卡及根据各种技术参数（如接口地址），自编专
用诊断程序来辅助硬件维修可达到事半功倍之效。程序测试法的原理就是用软件发送数
据、命令，通过读线路状态及某个芯片（如寄存器）状态来识别故障部位。此法往往用
于检查各种接口电路故障及具有地址参数的各种电路。但此法应用的前提是CPU及基
总线运行正常，能够运行有关诊断软件，能够运行安装于I/O总线插槽上的诊断卡等。
编写的诊断程序要严格、全面有针对性，能够让某些关键部位出现有规律的信号，能够
对偶发故障进行反复测试及能显示记录出错情况。

12. 计算机总线技术基础知识
任何一个微处理器都要与一定数量的部件和外围设备连接，但如果将各部件和每一种外围设
备都分别用一组线路与CPU直接连接，那么连线将会错综复杂，甚至难以实现。为了简化
硬件电路设计、简化系统结构，常用一组线路，配置以适当的接口电路，与各部件和外围设
备连接，这组共用的连接线路被称为总线。采用总线结构便于部件和设备的扩充，尤其制定
了统一的总线标准则容易使不同设备间实现互连。
----微机中总线一般有内部总线、系统总线和外部总线。内部总线是微机内部各外围芯片与
处理器之间的总线，用于芯片一级的互连；而系统总线是微机中各插件板与系统板之间的总
线，用于插件板一级的互连；外部总线则是微机和外部设备之间的总线，微机作为一种设备，
通过该总线和其他设备进行信息与数据交换，它用于设备一级的互连。
----另外，从广义上说，计算机通信方式可以分为并行通信和串行通信，相应的通信总线被
称为并行总线和串行总线。并行通信速度快、实时性好，但由于占用的口线多，不适于小型
化产品；而串行通信速率虽低，但在数据通信吞吐量不是很大的微处理电路中则显得更加简
易、方便、灵活。串行通信一般可分为异步模式和同步模式。
----随着微电子技术和计算机技术的发展，总线技术也在不断地发展和完善，而使计算机总
线技术种类繁多，各具特色。下面仅对微机各类总线中目前比较流行的总线技术分别加以介
绍。


一、内部总线 ----1．I2C总线
----I2C（Inter-IC）总线10 多年前由Philips公司推出，是近年来在微电子通信控制领域广泛
采用的一种新型总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简化，
器件封装形式小，通信速率较高等优点。在主从通信中，可以有多个I2C总线器件同时接到
I2C总线上，通过地址来识别通信对象。

----2．SPI总线
----串行外围设备接口SPI（serial peripheral interface）总线技术是Motorola 公司推出的一种
同步串行接口。Motorola 公司生产的绝大多数MCU（微控制器）都配有SPI硬件接口，如
68 系列MCU。SPI总线是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，所以，与SPI有关的软
件就相当简单，使CPU有更多的时间处理其他事务。

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----3．SCI总线
----串行通信接口SCI（serial communication interface）也是由Motorola 公司推出的。它是一
种通用异步通信接口UART，与MCS-51的异步通信功能基本相同。


二、系统总线
----1．ISA总线
----ISA（industrial standard architecture）总线标准是IBM 公司1984年为推出PC/AT 机而建
立的系统总线标准，所以也叫AT 总线。它是对XT总线的扩展，以适应8/16 位数据总线要
求。它在80286 至80486 时代应用非常广泛，以至于现在奔腾机中还保留有ISA总线插槽。
ISA总线有98 只引脚。

----2．EISA总线
----EISA总线是1988 年由Compaq等9 家公司联合推出的总线标准。它是在ISA总线的基
础上使用双层插座，在原来ISA总线的98 条信号线上又增加了98 条信号线，也就是在两
条ISA信号线之间添加一条EISA信号线。在实用中，EISA总线完全兼容ISA总线信号。

----3．VESA总线
----VESA（video electronics standard association）总线是 1992 年由60 家附件卡制造商联合
推出的一种局部总线，简称为VL(VESA local bus)总线。它的推出为微机系统总线体系结构
的革新奠定了基础。该总线系统考虑到CPU与主存和Cache 的直接相连，通常把这部分总
线称为CPU总线或主总线，其他设备通过VL总线与CPU总线相连，所以VL总线被称为
局部总线。它定义了32 位数据线，且可通过扩展槽扩展到64 位，使用33MHz 时钟频率，
最大传输率达132MB/s，可与CPU同步工作。是一种高速、高效的局部总线，可支持386SX、
386DX、486SX、486DX及奔腾微处理器。

----4．PCI总线
----PCI（peripheral component interconnect）总线是当前最流行的总线之一，它是由Intel公
司推出的一种局部总线。它定义了32 位数据总线，且可扩展为64位。PCI总线主板插槽的
体积比原ISA总线插槽还小，其功能比VESA、ISA 有极大的改善，支持突发读写操作，最
大传输速率可达132MB/s，可同时支持多组外围设备。 PCI局部总线不能兼容现有的ISA、
EISA、MCA（micro channel architecture）总线，但它不受制于处理器，是基于奔腾等新一
代微处理器而发展的总线。

----5．Compact PCI
----以上所列举的几种系统总线一般都用于商用PC机中，在计算机系统总线中，还有另一
大类为适应工业现场环境而设计的系统总线，比如STD 总线、 VME 总线、PC/104 总线等。
这里仅介绍当前工业计算机的热门总线之一――Compact PCI。
----Compact PCI的意思是“坚实的PCI”，是当今第一个采用无源总线底板结构的PCI系统，
是PCI总线的电气和软件标准加欧式卡的工业组装标准，是当今最新的一种工业计算机标
准。Compact PCI是在原来PCI总线基础上改造而来，它利用PCI的优点，提供满足工业环
境应用要求的高性能核心系统，同时还考虑充分利用传统的总线产品，如ISA、STD、VME
或PC/104 来扩充系统的I/O 和其他功能。