Mainboards

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Allgemeines

Die Hauptplatine (Mainboard oder Motherboard) bildet die bauliche und technische Grundlage für die Funktionen des Rechners. Auf ihr befinden sich die grundlegenden Bausteine und Möglichkeiten für Erweiterungen.

Kurzgeschichte

Wie viele anderen Komponenten des Rechners, war auch die Hauptplatine anfangs noch sehr langsam. Die ersten Platinen hatten eine Busbreite von 8bit bei 4,77 Mhz. Die 8086 Generation konnte da schon einen erweiterten Bus von 16bit, und eine erhöhte Taktfrequent von 8Mhz vorzeigen. Damit war es nun möglich sagenhafte 16Megabyte/Sekunde zu transportieren. Ein paar Stufen weiter, der 386er. Dieser war nun mit 32bit und bis zu 25Mhz ausgestattet (100MB/Sek). Durch die neuen Möglichkeiten, die sich dadurch und im Zusammenspiel mit anderen Komponenten für die Software ergaben, wurde stetig mehr Leistung gefordert. Der Systembus stieg mit dem 486er auf 40Mhz, anschliessend (bei Pentium & AMD K6) auf 66Mhz bei bis zu 64bit (was nun eine Höchstübertragung von bis zu 528MB/Sek möglich machte). Aktuelle Platinen unterstützen (wahlweise) Taktfrequenzen von 100 der 133Mhz.

Bauformen

Die Hauptplatine gab es in der veralteten AT (Advanced Technology)-Bauform, und gibt es in der aktuellen ATX (AT-Extended)-Bauform. Beides sind genormte Standards. Sie haben somit beide die gleichen Positionen der Bohrungen, genormte Steckverbindungen (Netzteil) usw. Worin sie sich unterscheiden sind die Anzahl der Schnittstellen - die AT-Platine hatte lediglich einen Tastaturanschlusz, andere Schnittstellen muszten über Erweiterungskarten nachgerüstet werden- und die Anordnung der Komponenten,mit der heute noch experiment wird, um einen möglichst effektiven Datenfluß zu erreichen. Zu erwähnen sei hier noch die Micro-ATX Bauform, welches eine abgespeckte Variante des ATX ist.

Der Chipsatz

Der Chipsatz vereint alle elektronischen Schaltkreise, die den Prozessor mit dem Speicher, den Bussystemen und grundlegenden Einheiten verknüpfen (siehe Liste unter Elemente der Hauptplatine). Das Bussystem läszt sich in Systembus (North-) und Input-/Output-Bus (Southbridge) unterteilen. Der Systembus regelt den Datenstrom zwischen Prozessor und Arbeitsspeicher, und achtet insbesondere darauf, das der heutzutage höher getaktete Prozessor nicht auf den nieder getakteten Arbeitsspeicher warten musz. Aufgabe des I/O-Busses ist es, den restlichen Datenfluß zu steuern (Schnittstellen usw.)

Einige Chipsätze

• 82440BX
• 82440GX
• i820
• i840
• 694X. 

Elemente der Hauptplatine

Bios (Basic Input Output System)

Das Verhalten des Rechners wird während der ganzen Betriebszeit direkt durch das BIOS kotrolliert. Dieses initialisiert den Chipsatz, lädt die angegebene Konfiguration, testet alle Komponenten auf Funktion, sucht nach vorhandenen Steckkarten, FDD's, HDD's und fährt erst dann den Rechner hoch. Bei einem "kaltem Reset" startet dieser Vorgang erneut.

Busansteuerung

Ein Bus verbindet Steckkarten untereinander und mit dem Prozessor.

DMA (Direct Memory Acces) & Interruptsteuerung

Der DMA-Contoller dient dem Versenden von Speicherinhalten von einem Ort an einen Anderen. Die Interrupt-Steuerung achtet auf externe Ereignisse (Unterbrechungen) und teilt dem Prozessor diese mit, worauf er möglichst bald seine aktuellen Rechnungen kurz unterbrechen, und sich diesem Ereigniss widmen sollte.

Echtzeituhr

Sorgt auch bei ausgeschaltenem Rechner dafür, dass die Systemuhr weiterläuft.

Floppy Disk Drive

Der Disketten-Controller dient der Ansteuerung der/des Diskettenlaufwerke/s.

Hard Disk Drive

Festplatten und CD-ROM-Laufwerke werden über eine EIDE- oder SCSI-Schnittstelle angesteuert.

Multi IO

Für den Anschlusz von Druckern, Mäusen, Modems und Joysticks kommen die genannten Schnittstellen in Frage.

Taktgenerator

Regelt den Takt für das ganze System.

Tastatursteuerung

Die Ansteuerung der Tastatur verwendet einen eigenen Baustein.

USB (Universal Serial Bis) Schnittstelle

Dient zum Anschluß unterschiedlichster Geräte (bei laufendem Betrieb).

Herstelleradressen

Quellen