筆記型電腦之基本架構與各類功能介面介紹 一

2021-08-08 04:54:04 字數 3990 閱讀 3526

題目:筆記型電腦之基本架構與各類功能介面介紹。

一、筆記型電腦之分類:

二、筆記型電腦之架構與組成:

2.1邏輯電路運作(block diagram)

2.2基本組成與架構

三、主要元件與介面功能介紹

3.1液晶顯示器lcd

3.2 處理器

3.3周邊傳輸介面(usb、ieee1394、irda、 pcmcia、minipci / mdc)

四、主要技術介紹

4.1鎂鋁外殼應用

4.2散熱系統

4.3電源管理

五、台式電腦與筆記型電腦之差異/相同

筆記型電腦依種類可分為三類:全功能型(all in one)、超薄型、旗艦型。

筆記型電腦依規格可分:一軸型(one spindle)、二軸型(two spindle)、三軸型(three spindle)。這樣的分類是以筆記型電腦系統本體而言,不包含其他外接裝置。

一般所指主軸是指有轉軸之裝備而言,就筆記型電腦來說有主軸之裝備包括硬碟(hard disk)、光碟機(cd-rom)以及軟碟機(floppy)等三種。而硬碟乃必要之配備,因此無論是幾軸的規格必定包含硬碟機。下表是華碩筆記型電腦系列之分類。

asus series notebook

下表是目前華碩筆記型電腦依規格所作的分類:

2.1邏輯電路運作(block diagram)

一部電腦的運作,不論是台式電腦或筆記型電腦,對使用者來說就是一種輸入與輸出的動作。亦即經由使用者以鍵盤、滑鼠等動作做為輸入工具,而期待電腦所能呈現的是他所要的輸出結果,包括結果的正確性和顯示該結果的媒介。而掌管電腦內部邏輯電路運作的主要基本元件包含了北橋、南僑晶元、微處理器、顯示晶元、記憶體以及其他控制晶元,彼此間的關聯如圖所示。

北橋晶元以agp匯流排連線顯示晶元,以ram bus連線記憶體。同時以host bus介面上連處理器,以pci介面下接南僑晶元。南僑晶元為主要連線輸入/輸出裝備之晶元組。

包含pci bus以及ide bus,音效卡、1394介面、pcmcia介面、usb和lan。並以super i/o晶元連線lpt印表機、com1、com2、軟碟機以及ir紅外線裝置;以k/b controller晶元連線ps/2滑鼠、鍵盤和觸控板。

2.2基本組成與架構

依據上一單元可知,一部電腦包含了邏輯電路與輸入/輸出介面二大部分。輸入/輸出介面則是由我們從電腦外觀可以看的到且碰得到的,包括鍵盤輸入文字、滑鼠控制游標、硬碟機(或光碟機、軟碟機)儲存讀取資料、螢幕(crt、tft-lcd)顯示畫面或字幕等等;此外,pci bus可擴充其他周邊裝置,包含音效卡、網路卡、資料卡等等。

就note book而言,因為先天空間上的限制,使得以上所述的各種周邊擴充裝置或介面都必須加以重新設計,或者整合,或者縮小,或者發展出新的規格以符合所需。而將所有元件壓縮在某一特定的小空間,勢必得犧牲某方面的功能或以其他方式加以擴充所需的裝置,而其中最重要且關鍵的技術便是整體散熱技術的設計,以滿足越來越高頻的處理器。因此,產品設計的方向便朝以滿足不同領域、不同需求的使用者來設計,於是逐漸發展出所謂「超薄型機種(slim type)」,以及「全功能型機種(all in one)」等規格,而更有所謂「旗艦型」機種問世以滿足專業、追求速度與功能之玩家。

我們以華碩所生產m1a產品為例,來說明筆記型電腦之基本組成與架構。m1a是一款超薄型機種,且是two spindle設計。包括內接式硬碟機以及一組可以擴充之抽拔式模組,可接cdrom或軟碟機或第二顆硬碟。

筆記型電腦就結構上可區分為兩大部分,第一部份即是lcd模組,第二部分是系統模組(base module)。lcd模組乃純粹是視覺輸出介面,同時扮演筆記型電腦開關門戶的乙個角色。一般設計均會在lcd模組關合至系統模組時,有一機械結構作為系統休眠(suspend)的功能,以作為節省電源之用。

再來從系統後側來觀察其周邊介面,由左至右分別為modem、lan、ir、ieee1394、印表機序列埠、crt接頭、portdock/bar介面、散熱口。左側面分別是熱風散熱口、adapter、usb介面、pcmcia介面。右側則是一組可抽取式介面之擴充槽,可以安插cdrom、***rom、fdd、2nd hdd。

開啟液晶螢幕後,系統本體上方左側有四組快捷鍵,可以快速啟動收發信件軟體及瀏覽器,以及兩組可由使用者自行定義之按鍵。右側有四組led顯示燈。最外兩側是隱藏式喇叭。

中間上方則是電源按鍵及麥克風。鍵盤下方是觸控板以及按鍵。

3.1液晶顯示器lcd

液晶顯示器是筆記型電腦主要的視覺輸出,對一般使用者來說是最重要的一種輸出裝置。由於它不像crt顯示器使用映像管來作輸出,而是利用薄膜電晶體的技術來製作,因此可以製作成很薄的平面顯示裝置。這樣的特性恰好符合筆記型電腦可攜性的需求,因此液晶顯示器首先應用在筆記型電腦。

目前液晶顯示器在筆記型電腦主要以12~14吋為主流,顯示模式依面板尺寸可區分為vga640x480、svga800x600、xga1024x768等模式,其中640x480是指螢幕的長與寬方向上可呈現的畫素數(pixels),也就是說在橫向有640個畫素,縱向有480個畫素。因此,越大尺吋的顯示器其所需的畫素也相對越多,這也是通常我們常用解析度(resolution)這個名詞來說明這個顯示器的呈像能力。

液晶顯示器的呈像原理

液晶顯示器內之液晶分子是一種線性的(nematic)熱致性(thermotropic)液晶分子,是一種長條狀會隨電壓不同而改變其排列狀態的一種植物性化合物。利用液晶分子這樣的特性,來製作成多彩的液晶螢幕。

就每乙個基本畫素而言,它的構造如圖所示。共有三個sub-pixels,分別是紅綠藍(r,g,b),在c/f glass與tft glass間有電壓差以控制液晶分子的排列狀態。

利用液晶分子的旋轉特性來達到液晶分子排列方向控制,以達成不同透光率的目的。如圖所示,當不加電壓時液晶分子的旋轉特性使得光線自底下橫向偏光板經液晶後轉折九十度從縱向偏光板射出,因此可以表現該色sub-pixels的色彩。若加電壓後液晶分子的排列方向如圖中所示是呈現規則的直線狀態,因此當光線透過偏光板後因液晶分子無法提供旋轉介質的功能,所以對上層面板而言所呈現的便是不透光的現象。

再利用調整電壓的程度,我們可以來控制光線透過偏光板的多寡,因此可以作多層的灰階控制,同時是彩色的畫素呈現出來。

3.2 處理器

處理器是電腦系統的運算核心,相同架構的產品廠商會因不同的使用需求而有不同的設計與製造。針對筆記型電腦所設計的處理器更是有極為嚴苛的規格標準,以因應在極為有限的空間內所要求的尺寸規格、電壓要求、散熱處理等條件。也因為如此的緣故,筆記型電腦處理器應用的時程總是會落後台式電腦一段時日,以克服上述問題。

以下針對處理器不同的製程與封裝技術分別說明。

應用於筆記型電腦處理器的半導體製程與封裝技術,早期發展出如mmc-1(mobile module connector)的模組設計。該模組是以一塊小轉板的方式連線主機板,系統高度受限於mmc-1與主機板的高度,因此無法做出非常薄的筆記型電腦。

此模組不僅僅只是一款cpu而已,其內包含cpu、北橋、l2 快取記憶體與電壓模組。intel的此款筆記型模組內含mmx的pentium cpu與 tx晶元組。之後,intel 將 mmc-1 (mobile module connector 1) 公升級成 pentium ii 之cpu,並內含額外第二階快取與 bx 晶元組。

不過 pentium mmc-1 模組的晶元組為 tx,同時支援 sdram 與 edo 記憶體,而 pentium ii / celeron mmc-1 模組晶元組為 bx,使該模組僅支援 sdram。mmc-1 接頭分成四路、共有280個接腳。

移掉導熱盤的 mmc-1 晶元圖包含外部l2 快取的cpu的mmc-1晶元圖

mmc-2與mmc-1最大的不同就是,mmc-1模組以pci介面來連線筆記型電腦的主機板,而mmc-2(mobile module connector 2) 則是利用agp/pci 介面。mmc-2 接頭有 10 路、共 400 個接腳,因此與 mmc- 接腳不相容,也就不可能將mmc1插入 mmc-2的插槽或將mmc2插入 mmc-1 的插槽。 內含 bx晶元的 mmc- 能支援 agp,但 mmc-1 無法使用。

mmc-2 則在筆記型電腦中使用了 agp顯示卡以提供 3d圖形與更佳的 *** 影片**效果。至於電壓方面,mmc-2與 mmc-1 相同,都是用 1.6伏特。

而且內建快取的優點很明顯,不只能減少大約4克的重量,更能減低耗電量。