臺式計算機/主板

臺式計算機/主板設計資源和方框圖

設計注意事項

臺式計算機(個人計算機)是固定計算系統,其主要功能是接收數據輸入、處理數據、產生輸出和/或存儲合成數據。因此,臺式計算機的三個主要方面分別是性能(執行任務的速度)、存儲容量(未遭到破壞時能夠存儲的數據量)以及可靠性(計算機能正常運行多長時間)。臺式計算機擁有各種配置,能吸引盡可能多的潛在客戶的注意力。例如,具有大存儲容量的系統對于在計算機中存儲并編輯他/她的圖像的攝影師,可能非常具有吸引力。近年來另一種流行配置是具有供游戲愛好者使用的高功率圖形卡的系統。

臺式計算機的發展趨勢:

  • 硬盤:
    利用磁技術存儲數據(如程序、文檔、您上次度假的照片等)的大容量永久存儲器;多年以來,該組件為臺式計算機中的數據存儲立下了汗馬功勞,但它與筆記本電腦的混合硬盤 (HHD) 卻有著異常激烈的競爭。HHD 不僅具有能夠存儲數據的磁盤,還擁有在正常使用期間緩存數據的非易失性閃存。HHD 的主要優勢在于速度更快、功耗更低、穩定性更高、引導進程更快,但價格卻比其前身更為昂貴。由于閃存依然比硬盤昂貴,因此在臺式計算機中實現此技術仍需要一段時間。
  • PCI Express 總線:
    多年來,外設組件互連 (PCI) 總線一直是連接其它組件與計算機最為普遍的方式,但它現在已被更新的后繼技術 PCI Express (PCIe) 所取代。盡管當前許多臺式計算機仍然有 PCI 端口,但 PCI 將最終(可能在一年之內)向 PCIe 拱手讓出其在計算機市場的霸主地位。PCI 由 33.33MHz 時鐘、32 或 64 位數據總線、5V 信令組成,它依賴反射波開關來包含所需的電壓信號(它會進一步減慢信令速度)。一方面,PCIe 基于稱為線路的串行鏈路,它被設計成速度更快的接口來替換計算機擴展卡和圖形卡的 PCI、PCI-X 和 AGP 接口。PCIe 1.1 總線以 2.5GHz 的速度運行,同時檢測錯誤和提供定時,它需要花費 10 個時鐘節拍來發送一個字節(8b10b 編碼)。因此,每條線路的傳輸速度為 250MB/s。卡與主板之間的連接由 1 至 32 條線路組成,可使每個方向的傳輸速率最高達到 8GB/s。從速度的角度上說,單線路的數據速率幾乎是普通 PCI 總線的兩倍,四線路插槽的數據速率與最快版本的 PCI-X 1.0 相當,而八線路插槽的數據速率則與最快版本的 AGP(高級圖形端口)相當。當前正在的定義的 PCIe 2.0 將每條線路的數據速率從 250MB/s 翻倍至 500MB/s。PCIe 2.0 將與 PCIe 1.1 兼容(物理接口和軟件),因此舊版卡也能在具有此新版本的機器上工作。一旦完成過渡,并且臺式機主板上不再支持 PCIe,則仍需要具有 PCI 功能的臺式計算機。為此,德州儀器 (TI) 開發了 PCI 至 PCIe 橋接 IC。
  • CPU:
    CPU 將在未來幾年內經歷一些變化。通常,除其它方式以外,還通過提高時鐘頻率、降低內核電壓、增加緩存存儲等來提高 CPU 性能,其它主要功能方面的集成則相對較少。基于 Intel 的芯片組將內存控制器集線器 (MCH) 與 CPU 分隔開來,而 AMD CPU 則將其集成。預計集成將在制造商的微控制器空間中更為流行。微控制器中另一大創新就是將多個內核處理器組合成一個多內核單片單元。
  • DisplayPort:
    DisplayPort 通過 15 米長電纜支持最小為 1080p 的分辨率,它是由 VESA(視頻電子標準協會)提出并被選定來替換計算機中的 DVI 和 HDMI 的新數字顯示接口標準。HDMI 是用于高清消費類電子設備的實際數字連接。DisplayPort 定義了新的免許可證數字音頻/視頻互連,它專門在計算機與其顯示監視器或計算機與家庭影院系統之間使用。視頻信號不與 DVI 或 HDMI 兼容,但該規范允許這些信號通過。DisplayPort 在許多方面優于 HDMI;它執行時的功耗相對較低,擁有較少的引腳數,數據傳輸速率可達到 10.8Gbps,支持高達 2560x1600 (WQXGA) 甚至更高的分辨率。它即使通過長達 15 米的電纜也能正常執行,與 HDMI 相比,這可以看作是一個很大的優勢。
  • 能源利用率:
    計算機制造商正在生產更加環保且節能的產品。這些新產品旨在滿足眾多主要生態標簽計劃(如 ENERGY STAR® 計劃、德國的藍天使標簽、中國的節能計劃和瑞典的 TCO 標簽)的能效標準。為了減少電源浪費,高能效臺式計算機包含能效為 80% 的電源,它不僅能將 AC 輸入(120V 和 60Hz)轉換成較低的 DC 電壓(5V、3.3V 和 12V),而且滿足 EPA ENERGY STAR 4.0 的嚴格要求。
  • 綠色計算機:
    除提供高能效臺式計算機之外,制造商還提供了幾乎不含有害物質的產品,以便在系統報廢并銷毀時能夠保護地球環境。TI 提供的幾乎所有的 IC 都采用符合無鉛標準的“綠色”封裝,并且不含溴或銻。
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技術文檔

應用手冊和用戶指南

應用手冊 (4)

標題 類型 大小 (KB) 日期 下載最新英文版本
PDF 69 KB 2018年 1月 17日
HTM 8 KB 2017年 4月 26日
PDF 1003 KB 2015年 11月 16日 下載英文版本
HTM 8 KB 2009年 7月 28日

產品公告和白皮書

白皮書 (4)

標題 類型 大小 (MB) 日期 下載最新英文版本
PDF 1.48 MB 2016年 6月 9日
PDF 1.01 MB 2015年 12月 4日
PDF 679 KB 2015年 7月 10日
PDF 840 KB 2015年 7月 7日

技術文章

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