工控主板芯片组详解

工控机从20世纪中叶发展到现在，功能越来越强大，结构越来越简单，这不能不归功于工控主板上重要的部件―芯片组。芯片组（Chipset）是构成主板的内核，它由2-4片集成电路组成。芯片组性能的优劣，决定了主板性能的好坏与级别的高低。

1、芯片组的作用

芯片组的作用是在BIOS和操作系统的控制下按规定的技术标准和规范通过主板为微工控机系统中的CPU、内存、显卡等部件建立可靠、正确的安装、运行环境，为各种IDE接口存储设备以及其他外部设备提供方便、可靠的连接接口。一块主板能不能支持最新型的工控机CPU和内存以及新型的高速率存储设备主要取决于芯片组的技术性能。

（1）支持各种类型的工控机CPU

根据工控机CPU的发展情况，芯片组应该能支持FSB（前端总线）频率为400 MHz、533 MHz和800 MHz的CPU，同时，也因工控机CPU的接口标准而相应分成支持Socket 478架构、Socket 462架构、SocketT架构、Socket 940架构、Socket 754架构等各种类型。

（2）支持不同类型和标准的内存

根据工控主板设计需要，芯片组必须能支持工控机运行时所需要的内存类型和工作频率，其中内存按类型可分为SDRAM、DDR SDRAM、DD班I和RDRAM等，按内存工作频率可分为DDR1600、DDR2133、DDR2666等各种标准，按内存工作方式可分单通道和双通道标准。

（3）支持相应的高速图形接口

按照目前主流3D显卡的要求，应该能够支持AGPSX的AGP总线或PCI Express总线标准，以便为更快速的显卡提供高速的数据传输带宽。

（4）支持新型的存储设备

支持Ultra DMA66/100/133或Series ATA接口的硬盘和其他光、磁存储等设备。

耀彩网登录（5）支持各种新型的I/O设备接口

耀彩网登录支持串行总线（USB 2.0/3.0）、IEEE 1394、红外传输（IR）以及传统的软驱、串行端口（Serial Port）和并行端口（Parallel Port）。

（6）支持其他特殊功能

耀彩网登录根据芯片组的类型和型号支持微机系统的ACPI能源管理、DMI系统硬件监控、CPU和内存时钟异步运行、支持AMR和AC97标准等各种功能。

2、芯片组的结构特点

耀彩网登录目前芯片组的结构类型基本上可分为“南、北桥型”和“中心控制型”两种。其中南、北桥型就是以威盛公司KT系列为代表的二片型芯片组；中心控制型则是以Intel公司865、875系列为代表，以MCH、ICH取代北桥、南桥的芯片组。

（1）南、北桥芯片组

耀彩网登录南、北桥芯片组一般由两块芯片组成。北桥芯片决定了所支持的CPU类型和主频、内存的类型和最大容量、并对ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等提供支持，通常在主板上靠近工控机CPU插槽的位置。南桥芯片主要用来与I/O设备及ISA设备相连，并负责管理中断及DMA通道，让设备工作得更顺畅，其提供对KBC（键盘控制器）、RTC（实时时钟控制器）、USB（通用串行总线）、Ultra DMA/66(100)EIDE数据传输方式和ACPI（高级能源管理）等的支持。两片芯片之间的信息同样由PCI总线沟通，此时的芯片组就像桥梁或纽带一样将微机系统中各个独立的器件和设备连接起来形成整体。

（2）中心控制型芯片组

Intel从i815时代开始放弃传统的南、北桥架构而推出中心控制型芯片组，这种架构的芯片组与南、北桥芯片组之间的最大差别是中心控制芯片组中的ICH和MCH集成电路之间的连接（信息通道）改用数据带宽为266Mb/s的新型专用高速总线，芯片组之间采用这种专用高速总线数据通信显然在理论上比采用PCI总线（带宽为133 Mb/s）进行连接的传统南、北桥芯片组的运行速率要快得多。而且连接在ICH上的各种设备或器件与工控机CPU处理交换数据时可以不经PCI总线而直接通过内部专用高速总线进行，这就是其定义为“中心控制型”芯片组的缘由。

但是在中心控制型芯片组中，ICH模块和MCH模块在分工上与传统南、北桥型区别不大，而且在实际运用中的速率也不像理论上的那么高，MCH相当于传统意义上的北桥，ICH相当于传统意义上的南桥。为了方便理解，我们一般通常还是把MCH叫做北桥，ICH叫做南桥。