Реферат: Материнская плата – формат АТ
[sms]AT-хаос
Изначально существенным преимуществом IBM-совместимых PC считалась их стандартная конструкция - материнские платы, платы расширения, корпуса и блоки питания различных марок можно было комбинировать в одном системном блоке почти беспрепятственно. Совместимость и взаимозаменяемость компонентов компьютера в значительной степени послужили причиной широкого распространения IBM-совместимых PC в мире. С появлением более совершенных интеграционных технологий крупноразмерный формат AT (305x350 мм) уменьшился до Baby-AT (222x330 мм) и даже до Mini-AT (220x250 мм). В отличие от всех остальных компонентов, размещаемых на материнских платах, процессоры не стали миниатюрнее - напротив, по сравнению с 286-ми чипы последующих поколений - 386, 486, Pentium и Pentium Pro - занимали все больше места на плате. К тому же с увеличением тактовых частот появилась необходимость в специальных вентиляторах, призванных обеспечить стабильную работу процессоров. К сожалению, на многих платах процессор вместе с вентилятором блокировали доступ к области, находящейся за слотами для плат, тем самым делая невозможной установку длинных плат расширения в некоторые из слотов. Другим недостатком AT стало неудачное размещение разъемов для модулей памяти, обычно располагающихся у правого края платы, впереди разъемов для флоппи-дисковода и EIDE-дисков. Чтобы расширить память компьютера, его владельцу сначала приходилось отсоединять два соответствующих кабеля - лишь после этого он получал доступ к SIMM-слотам. Поскольку изготовители материнских плат стремились размещать на своих изделиях все больше и больше интерфейсов для устройств ввода/вывода, с течением времени возникли и дополнительные неудобства: изначально формат AT предусматривал лишь разъем для клавиатуры - сопряжения с последовательным и параллельным портами, а также с "мышиным" PS/2-портом выполнялись с помощью адаптерных кабелей, которые не только создавали добавочный хаос внутри корпуса, но и выступали в роли антенн (последнее добавляло хлопот изготовителям, заинтересованным в том, чтобы их продукция благополучно прошла электротехническую проверку и получила значок "CE"). Ахиллесовой пятой AT-конструктива оказались и средства сопряжения с блоком питания. Штекер, некогда предложенный для этой цели IBM, в дальнейшем был дополнен вторым аналогичной конструкции. Неудивительно, что их зачастую путали и вставляли неправильно. Более того, когда появились процессоры с напряжением питания 3,3 В, некоторые производители сочли своим долгом снабдить свои платы двумя добавочными штекерами для подключения внешнего блока питания на 3,3 В. Таким образом, хаос, царящий внутри корпуса компьютера, стал абсолютным: подсоединить к материнской плате четыре совершенно одинаковых штекер - задачка, как говорится, не для средних умов.
Итак, появление нового, более совершенного формата для ПК было исторически неизбежно, и в июле 1995 года увидела свет первая версия ATX-спецификации.
Наведение порядка
Основная задача разработчиков ATX-формата состояла в том, чтобы устранить вышеописанные недостатки AT-конструктива и по возможности обойтись без радикальных перемен. В первую очередь следовало оставить прежними размеры материнской платы - так возникла идея просто повернуть плату Baby AT на 90 градусов. При этом разъемы для плат расширения оказались на длинной стороне платы, что дало два ценных преимущества: во-первых, рядом со слотами осталось достаточно места для процессора, а во-вторых, стала возможной установка длинноразмерной платы в любой из слотов. Поскольку процессор переместился на правый край материнской платы, он не только перестал быть помехой при монтаже плат расширения, но и оказался в зоне действия вентиля-
тора блока питания (правда, сам вентилятор, чтобы охлаждение процессора стало эффективным, пришлось передвинуть на боковую сторону блока). Отдельный вентилятор для ЦП стал излишним - достаточно лишь снабдить процессор большим пассивным охладителем. Согласно спецификации ATX вентилятор должен располагаться вне корпуса блока питания, однако многие изготовители блоков питания не соблюдают эти предписания и выпускают более компактные модели со встроенным вентилятором, благо внутри корпуса блока места для вентилятора хватает. Далее, стандарт ATX предусматривает размещение разъемов для модулей оперативной памяти в легкодоступном для пользователя месте - между ЦП и PCI-слотами. Длина печатных проводников от чипсета к модулям памяти таким образом уменьшается, что благоприятно сказывается на качестве сигнала. Интерфейсам флоппи-дисковода и винчестера на ATX-плате выделено постоянное место в правом углу на задней стороне платы, поэтому для подключения самих устройств потребуются соединительные кабели лишь небольшой длины. Это особенно важно для тех, кто собирается использовать современные жесткие диски, поддерживающие PIO Mode 4.
Power down, power on...
Существенным изменениям подверглись и средства подключения блока питания к материнской плате. В ATX-блоках используется 20-контактный штекер с цветной маркировкой контактов для предотвращения его неправильной установки. Наряду с традиционными для ПК сигналами питания (+5 В, +12 В) блоки стандарта ATX снабжены пятивольтовой Standby-шиной и шиной Power On. Сигнал Standby управляет включением блока питания, если требуется подать энергию на модемную плату или другие пятивольтовые устройства, - например, он обеспечивает автоматический запуск компьютера и перевод его в режим приема факсимильных сообщений. Сигнал Power On позволяет отключать компьютер с помощью программы - этим удобством до сих пор пользовались лишь владельцы дорогих ПК brand-name. Так как ATX-блок (следовательно, и материнская ATX-плата) находится под напряжением даже в выключенном состоянии, при работе с ATX-компьютером требуется особая осторожность. Прежде чем приступить к замене платы расширения, встроенного устройства или дисковода, пользователь непременно должен выдернуть вилку сетевого шнура из розетки. В противном случае не исключены ситуации, способные повлечь за собой повреждения как материнской платы, так и блока питания, а также платы расширения. ATX-блоки рассчитаны на напряжение пита-ния 3,3 В - хотя это и не предписывается самим ATX-стандартом, - и соединительный штекер ATX-блока снабжен тремя контактами 3,3-вольтового питания (правда, их наличие вовсе не служит доказательством того, что данный блок действительно обеспечивает подачу 3,3 В: зачастую изготовители применяют в производстве блоков питания типовые кабели и штекеры). От попыток заставить "чистокровную" ATX-плату работать вместе с "нормальным" AT-блоком питания желательно отказаться - отсутствие в последних контактов Power On и Standby иногда вызывает необычные эффекты, например несистематические ошибки в CMOS RAM, нарушения работы часов реального времени или осложнения при загрузке. Со старыми AT-блоками совместимы лишь ATX-платы, оснащенные не только ATX-, но и традиционным AT-штекером. Однако в этом случае процессору необходим отдельный вентилятор. Напротив, использование новых ATX-блоков для энергоснабжения материнских плат Baby AT вполне возможно.
Для интегрируемых компонентов на ATX-плате не отводится никакого фиксированного участка. Тем не менее стандарт ATX предусматривает область ввода/вывода справа на задней стороне материнской платы, в которой изготовитель может разместить интерфейсные разъемы либо в один, либо в два ряда - путем припаивания соответствующих контактов, без применения кабелей и прочих вспомогательных средств, создающих хаос внутри корпуса компьютера. Так как никаких строгих ограничений при выборе места для клавиатурного разъема, "мышиного" порта, USB-порт, MIDI-интерфейса и др. не существует, любой изготовитель материнских плат имеет возможность без использования дорогих адаптеров реализовать нетрадиционные варианты их размещения. Тем не менее эта творческая свобода имеет и оборотную сторону: ATX-стандарт предусматривает в корпусе компьютера лишь одно общее отверстие для области ввода/вывода, однако над тем, чем его заделать, придется ломать голову сборщику компьютера. Для этой цели ему нужно подобрать стальной лист с выштампованными пазами, которые по форме и расположению соответствовали бы интерфейсным разъемам материнской платы, а это бывает нелегко. Зачастую сборщику не остается ничего другого, кроме подгонки листов, поставляемых вместе с корпусами изготовителем корпусов, под используемые материнские платы.
Попытки встроить ATX-плату в обычный корпус Baby AT, скорее всего, закончатся неудачно: большое отверстие для области ввода/вывода ATX-платы должно находиться именно там, где в большинстве корпусов Baby AT расположены стабилизирующие элементы. Если же их убрать, монтаж плат и модулей станет рискованным делом с точки зрения электрической безопасности. В итоге покупка нового ATX-корпуса, пожалуй, обойдется дешевле.
ATX и другие...
Наряду с типичным ATX-форматом существует и более миниатюрный его вариант Mini-ATX (284х208 мм). Платы этого стандарта короче и уже полногабаритных ATX-плат и вследствие небольших размеров имеют область ввода/вывода меньшей площади. Mini-ATX предназначен в первую очередь для систем конструктива мини-тауэр и компактных настольных компьютеров. Тем же, кому системные блоки Mini-ATX покажутся недостаточно малыми и плоскими, придется либо остановить свой выбор на LPX-формате, либо немного подождать: в настоящее время Intel разрабатывает спецификации NPX-формата (преемника LPX) для небольших настольных ПК низшего ценового класса. В NPX-платах, как и в LPX-моделях, разъемы для плат расширения вынесены на отдельную плату (riser card) и благодаря горизонтальной установке плат расширения возможно применение более плоских корпусов. [/sms]
