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Synoptique de la carte mère PC
samedi 22 novembre 2008, par gerla
Séquence de démarrage, dynamique de fonctionnement

L’analyse de la carte mère débute généralement par l’étude des principaux composants que sont le microprocesseur (CPU), le contrôleur système ou northbridge et le contrôleur de périphériques ou southbridge (voir Techniques audiovisuelles et multimédias, tome 2). A partir de ces composants sont ensuite connectés les différents ports et périphériques.

L’évolution des produits, initiée par Intel ou AMD introduit de nombreuses variantes dans la conception de chaque chipset. Parmi les variantes constatées, la répartition des fonctions entre le northbridge et le southbridge peut prendre différentes formes selon le choix fait lors du développement de chaque chipset.

Par exemple (voir la figure), le contrôleur système (Express chipset, regroupe les fonctions du northbridge) intègre également un GPE (Graphic Processor Engine), un codeur TV (S-vidéo PAL/NTSC) et d’autres éléments de l’interface graphique (contrôleur TMDS, interface DVI/HDMI). Le contrôleur système qui intègre les fonctions graphiques est encore appelé IGP (Integrated Graphic Processor).

Une interface graphique externe, aux performances très élevées, peut cependant être implantée sur le connecteur PCIex16. Dans ce cas, il n’est pas nécessaire d’intégrer les fonctions graphiques au contrôleur système (c’est le cas du chipset Intel 82P35, Memory Controller Hub MCH).

De la même façon, l’interface au réseau local rapide LAN (Gigabit Ethernet) peut être intégré au southbridge (solution correspondant aux chipset Intel série P35) ou au northbridge (par exemple, l’AMD RS690). D’autres variantes peuvent également être constatées.

Synoptique de la carte mère (1ère étape) - 65.9 ko
Synoptique de la carte mère (1ère étape)

Loin s’en faut, le fonctionnement de la carte mère (et les performances attendues !) ne se limitent pas aux composants principaux. Pour fonctionner, le microprocesseur doit disposer d’un certain nombre de ressources. Pour ne citer que la première d’entre-elles mais la plus importante, l’énergie est la source de nombreuses préoccupations. Cela peut aller :
-   Du courant disponible sur chaque ligne d’alimentation ;
-   Du rendement des convertisseurs DC/DC de proximité ;
-   De la qualité des tensions produites et des circuits d’acheminement jusqu’aux broches des différents composants à alimenter ;
-   Du rendement énergétique du microprocesseur et autre chipset, SDRAM, etc. ;
-   De la répartition des puissances dissipées et de l’évacuation des calories produites ;
-   De l’ordre dans lequel doivent être établies les alimentations à la mise en marche et la façon dont elles doivent retomber à l’extinction ou lors d’une mise en hibernation ;
-   Etc.

D’autres éléments sont également nécessaires :
-   Une ligne d’état (Power OK, Reset ou Power on reset) signifiant que les valeurs des tensions sont atteintes (voir le standard ATX) ;
-   Des horloges obtenues à partir d’un synthétiseur comportant plusieurs boucles à verrouillage de phase (PLL) pilotées par quartz et du contrôle de ces horloges ;
-   Des lignes permettant de déclencher les demandes d’initialisation, etc. ;
-   Des bus de contrôle (SM bus, ...) ;
-   Etc.

Enfin, la juxtaposition des différents éléments de la carte mère ne suffit pas à l’analyse. Il est nécessaire d’aborder l’étude de la séquence de démarrage (voir le diaporama joint) pour comprendre les fonctionnalités mis en œuvre (veille, sortie de veille, ..., voir les autres articles sur le synoptique du PC et la convergence PC/TV) et aborder également la dynamique de fonctionnement.

voir aussi ...
du même auteur ... gerla
Document(s) associé(s) :
évaluation des étapes de démarrage de la carte mère du PC
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