筆記本教程

2022-11-27 04:00:07 字數 4597 閱讀 5737

第23頁:南橋:ide介面說難不難說簡單也不簡單

南橋是外圍(i/o)裝置的中轉站,一般來說主要的介面有hub-link,ide,pci,ac97,usb,pm(power management,電源管理)等,對於最新的ich6,更有sata,dmi等。 hub-link的定義見上文。 ide是大家比較熟悉的介面,硬碟一般都通過ide通道與南橋建立連線。

在ich4上,有兩個ide介面,所以我們一般硬碟用ide0,光碟機用ide1。而在在最新的915平台上只有乙個ide,另外還有4個sata。當然這是intel在積極推行sata的結果。

ide通道有16根[0..15] 資料線,還有一些相關的控制訊號。如圖是硬碟和南橋通過ide來連線hdd的示意圖:

下圖是實際的ide介面,共有44pin,當然,有些也是空pin,有些則是接地:

跟台式電腦不一樣的是,筆記本中光區的介面和硬碟不一樣,這也可能是乙個行業標準吧。筆記本光區的介面如下圖,共有50pin,比硬碟的pin數多是因為cd-rom上需要引出音訊訊號以及一些控制訊號:

雖然光區和硬碟的介面並不一樣,但其本質上其實是相同的,都屬於ide範疇。

第24頁:南橋:pata,sata之爭

在只有乙個ide介面的時候,副硬碟只能通過主ide裝置來實現中斷(irq),比如現在有些廠商需要在915平台上使用ide的硬碟,以降低成本。如此一來,勢必要使硬碟和光區使用乙個ide通道,如果從光碟拷貝大量資料到硬碟的話,速度會有明顯的下降。

而有些時候,rd為了提高效能,甚至需要用轉換晶元將sata轉成pata(沒聽說過吧?呵呵,用marvell 88sa8040這顆ic就行了,參考這裡 下圖是ich6m的硬碟部分的功能塊,有四組sata和一組的pata介面。

sata和pata(ide)

相對pata來說,sata的設計就顯得簡單的多,只需4根/2組差分訊號和乙個電源即可搞定。但由於其資料的高速性,設計者對佈線,以及控制emi/emc來說卻需要投入更多的精力。最新的ich6提供了4個通道的sata,看來intel把sata盡快的推到筆記本上信心實足。

下圖是sata和pata的筆記本硬碟介面比較。我們看到實際上sata的pin腳還是有很多,但其實很大一部分都是地線,用來保證訊號質量用的,當然,也有一部分是空pin來做保留。

在這裡筆者多說兩句,其實早在2023年富士通就以橋接方式推出了序列筆記本硬碟。根據國外硬體**tomhardware的測試報告,這款4200轉的sata硬碟,資料傳輸速率和儲存時間都與pata(ide)產品差不多。也就是說,單純更換介面,對速度的提公升尚未顯示出太大的幫助,筆記本硬碟的瓶頸並不是在介面上。

它主要的好處是使用方便、介面簡單而且支援熱插拔。

現在,日立和富士通都跟隨sonoma的步伐發布了新一代的sata硬碟,有測試報告稱速度達到了30mb/s。然而在其昂貴的**面前,sata筆記本硬碟的優勢還很微弱,甚至沒有。但我們必須得承認,筆記本全面進入序列時代,是無法扭轉的歷史程序。

sata硬碟的普及,也會是必然。

第25頁:南橋:從pci到pci-express

pci是外設的最主要通道,幾乎所有的外圍裝置都能通過pci來實現其功能。對筆記本通常而言,主要掛有cardbus、mini pci、網絡卡,或者電視卡。而對於這些裝置的物理連線,我們也將在下篇中具體談到。

由於pci只是跑在33mhz上,所以它的佈線比較寬鬆,並不需要嚴格的控制。

而對於最新的ich6已經開始支援pci-express,相對pci原來的近60pin,pci-express的引腳只有區區四根。這對於硬體的設計來說是個絕對的好訊息,pin腳越少,越不容易出錯啊!更重要的是,pci express並不需要像pci那樣指定pci裝置的中斷和中斷響應,對於bios和硬體工程師來說就少了需要共同協商的部分,加快了開發的程序。

筆記本上我們看不到pci-e,我們來看看台式電腦吧,反正通道的原理是一樣的。

由上到下分別是:pci-express 16x,pci-e *2,pci匯流排*3。可以看到pci-e比傳統的pci匯流排的pin數要少太多了。

下圖是pci和pci-e的對照表,大家可以看到兩者的區別:

pci和pci-express

ich6提供了4組pci-express介面,理論上至少可接4個pci-express裝置(我是沒碰到過,實在是因為用不了那麼多,呵呵)。

第26頁:ac97 modem bmdc 您又了解多少?

ac'97是audio codec'97的縮寫,它所定義的是一種在主流pc中實現音訊特性的方法,後來又擴充套件了實現modem的功能。ac'97利用核心晶元組的功能和外圍的模擬裝置共同實現音訊卡/modem的功能。下圖ac97介面是示意圖:

我們看到南橋輸出7個訊號,從上到下分別是復位、輸出、同步、時鐘,以及三個輸出訊號。按圖中的意思,ac97介面至少可以接3個裝置,共用復位、輸出、同步、時鐘四個訊號,但輸入訊號各自獨用。一般情況下,我們常接入的是d/a轉換(sdata_in0,數碼訊號轉成模擬的音訊訊號)和modem(sdata_in1)兩個裝置,保留了第三個裝置接入的能力。

下圖是筆記本上ac97的介面,如今已經是通用的介面了。

筆記本上的modem(ac97)介面

ac97單元在主機板的設計上並不困難。但由於音訊是模擬訊號,而且由我們的耳朵直接聆聽,所以如果走線不合理的話,就有可能引發干擾聲。另外,如果處理不好干擾的話,也會影響modem的撥號速度。

所以一般在做pcb佈線的時候,會在音訊解碼器的範圍內禁止走高速的訊號,比如網絡卡,usb等等。並且需要嚴格把ac97的解碼器的數字和模擬部分分開,最後,在解碼器的下方的一般都會加上一大塊的銅作為模擬地以將干擾減小到最低。 至於如ibm的高檔機型上用的modem/bluetooth的combo卡(炒的比較熱的bmdc卡),其實是利用在ac97的接外掛程式上空餘的pin,接上了usb的線路(2根而已),然後通過usb匯流排來連線bluetooth,這根我們常用的usb藍芽其實是一樣的,可見其成本並不高。

筆者參與設計的幾個專案都是用ac'97來擴充套件藍芽的。

ibm的modem/藍芽combo卡

下圖是ac97介面的pin腳功能圖,我們看到左邊部分的pin是連線到南橋的ac97介面,而右邊則是藍芽的功能塊。除此之外還有很多空餘的pin腳,bmdc正是通過這些空餘的pin實現modem、藍芽二合一的。

bmdc介面的線路圖

如果要利用mini-pci的空餘pin來做的話也是可行的,這樣的話也就是wireless/bluetooth combo卡了,而且理論上來說,做成wireless/bluetooth combo更方便,不僅是因為mini-pci的空pin更多,而且其空間也越大。不過由於迅馳技術的限制,如果不使用intel的無線網絡卡,就不能打上迅馳的標籤。而intel的無線網絡卡是不大可能整合藍芽功能的,所以現在wireless/bluetooth combo卡並不多見。

mini pci的無線網絡卡。看看,是不是空間更大?:) 隨著ich6m的推出,最新的azalia(intel稱之為high definition audio)相信大家也聽說過。

以其多聲道,高保真的效果正在逐步替代傳統的ac97。最新的音訊解碼器(azalia)目前量產的就我知道的也就兩家,一家是retelk的alc880,另一家是c-media的cmi9880。下面是兩者的**:

azalia音效晶元最大的特色在於能夠進行自動裝置檢測和介面定義功能,可以自行判斷哪個埠有何種裝置插入;還能為介面定義屬性,利用這個功能,我們可以重新分配音訊插孔的定義,之後就可以**不同的音訊、**檔案,聽不同的歌曲了!呵呵~~

至於更詳細的說明,請參看《顛覆還是改良紫光迅馳ii效能測試揭密》的第八頁。

第27頁:南橋:usb口沒想像中那麼簡單

usb,universal serial bus(通用序列匯流排)。我們知道,我們現在用的usb口上有4個引腳。其中中間兩根是從南橋引過來的訊號線。

另外兩個邊上的則是乙個正5v,乙個接地。下面是usb口的介面具體定義:

其中供電的時候一般由一顆ic來控制電流的大小,當超過預定的電流時候(usb1.0為500ma,2.0則是720ma),改ic會給出乙個oc#(over current,過流)訊號給南橋,南橋切斷usb口的訊號,從而保護南橋內部的暫存器和整機的安全。

intel推薦使用專門的ic來切斷電壓,這樣能更好的保證機器的穩定性。圖中的5v switch就是供電ic:

usb的保護電路

具體的電路,參考《權威揭密從成本分析看低價筆記本貓膩》第六頁。 仔細看一下usb口,其中間兩根訊號線比較短,而電源線則比較長。這樣的設計是使ubs口在插入的時候先接通電源,後接通訊號。

個人以為這樣的設計是為能保護南橋內部的暫存器不會受到衝擊電流的影響。

由於usb的高速性,特別是usb2.0的發布,更加劇了這部分佈線的難度。對emi工程師來說,為了通過emc驗證,必定是線越短越好。

而對硬體和機構工程師來說,有時候這點並不能滿足……所以衝突是難免的。 下圖是為解決usb的emi/emc問題設計的電路,也是intel的建議線路。其中usb+/-是直接從南橋引出來的,通過乙個共模電感輸出到usb口,提高整機線路的emi/emc效能。

usb的emi保護

所以說我們常看到一些網路上的高手直接從南橋引出usb訊號線來實現usb擴充套件其實是比較不規範的哦,至少emi/emc肯定過不了,呵呵。當然,能直接從南橋引出usb的訊號線對於業餘者來說已經是非常不簡單了,而且對於個人使用者來說,emi/emc的需求就並非那麼強烈了,所以這樣做是完全可行的。

上圖是某些發燒友為ibm thinkpad 600x加裝第二個usb口的圖,圖中他們已經標出了南橋引出的usb訊號線。

第31頁:bios ec 電源管理之間的關係

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3 設定完畢之後,關閉所有的應用程式,關閉wifi,拔掉電源介面卡,用電池供電。不要做任何操作,直至把電池耗盡後自動關機。放電完畢後,連上電源介面卡,把電池充滿,則完成了一次電池校正。如果給筆記本電池校正後電池的續航能力還不是很明顯,那就可能是電池的本身老化所致的,如果筆記本續航能力正常,筆者不推薦...