В настоящее время очень широкое развитие получила компьютерная техника, создаются новые процессоры, разрабатываются новые чипсеты, выпускаются новые видеокарты. Архитектура данных технологий должна изучаться, и поэтому в лаборатории Иркутского Авиационного техникума был разработан компьютерный стенд на базе новой платформы Asus P5Q-E. компании Intel, в основе которой заложена архитектура нового чипсета Р45, который входит в новую линейку чипсетов серии X48.

Данный стенд представляет собой смонтированные в плоскости узлы и блоки ПК (системная плата, блок питания, накопитель на магнитном диске, накопитель на гибком магнитном диске, оптический привод и тп.). Стенд позволяет проводить диагностику различных узлов и блоков ПК, карт расширения, внешних устройств, определять неисправности, производить тестирование устройств после проведения ремонтных работ.

Стенд обеспечивает:

наглядность и доступность аппаратных средств;

возможность оперативно изменять конфигурацию системы;

производить аппаратное тестирование средствами BIOS.

Данный стенд будет широко использоваться в учебном процессе для студентов отделения ЭВМ, БИС. Реализован широкий спектр лабораторных работ (изучение конструкции ПК, архитектуры платформ, изучение внешних устройств ПК).

Студенты, работая на стендах, получают навыки по поиску неисправностей, диагностики, ремонту, тестированию, получают доступ к современным платформам ПК.

Основная часть

1.1Общая конструкция лабораторного стенда

Передо мной стояла задача разработать лабораторный стенд на базе новой платформы Asus PQ-E, которая была разработана компанией Intel.

Лабораторный стенд состоит из лабораторного стола, специального захлапывающегося кожуха для закрытия этой платформы и видеомонитора.

В курсовом проекте был разработан лабораторный стол (см. приложение А представленное ниже) который соответствует всем эргономическим требованиям. Данный стол нужен для размещения на нем необходимого компьютерного оборудования, а так же письменной работы студента. Модель для повседневной работы студентов разрабатывалась с учетом эргономики: конструкция, размеры, были составлены таким образом, чтобы мышцы шеи и спины не напрягались, а глаза не уставали. Размер и конструкция лабораторного стола были выбраны такими, для размещения всех необходимых элементов платформу, монитор, мышь, клавиатуру, а также должно остаться место для письменной работы студента.

По стандарту СанПиН 2.2.2.542-96 о "Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы" высота от пола крышки стола должна быть в пределах от 600 до 800мм. при регулируемой крышке стола. Но если крышка стола зафиксирована, то все по тому же стандарту высота составляет 725мм. Так как крышка моего стола зафиксирована, то я взял высоту равную 725мм. Ширина лабораторного стола должна обеспечивать пространство под платформу и видеомонитор и составляет 1200мм.

Кроме лабораторного стола в состав стенда входит платформа (см. приложение А представленное ниже) для размещения всех необходимых узлов и блоков персонального компьютера в плоскости. Её размеры были взяты исходя из форм фактора платформы и площади остальных комплектующих платформы. Лабораторный стенд оснащен специальным замыкающимся кожухом (см. приложение А представленное ниже) для обеспечения сохранности всех узлов и блоков.

Сам стенд представляет собой размещенные в плоскости узлы и блоки персонального компьютера. Для стенда была разработана платформа для размещения компьютерного оборудования. На данной платформе располагаются: системная плата, блок питания, накопитель на жестком магнитном диске, накопитель на гибком магнитном диске, оптический привод и пульт с помощью которого включается данное компьютерное оборудование.

2. Специальная часть

2.1 Описание системной платы

Основным узлом моего стенда является системная плата ASUS PQ- E компании INTEL. Выбор в пользу этой системной платы был сделан так как её архитектура построена на современном чипсете Intel P45, в данном случае ICH10. Данный чипсет открывает много новых возможностей но нам всё чаще и чаще приходится замечать, что большинство возможностей новинок реализуется средствами набора логики. Это совершенно неудивительно, так как современные чипсеты имеют настолько богатые характеристики, что проектировщикам плат прибегать к помощи вспомогательных микросхем-контроллеров приходится не столь часто. Например, рассматриваемая системная плата ASUS P5Q-Е, является не самой продвинутой платой из данной серии, но она лишь на ступеньку ниже по статусу флагманской ASUS P5Q Deluxe, построенной на чипсете Intel P45. Выбор пал именно на эту плату, так как в ее основе лежит чипсет P45, который имеет много общего с предыдущим P35, важной особенностью которого было соотношение цена/производительность, а также впечатляющими тепловыми характеристиками, низким энергопотреблением ти прекрасной разгоняемостью.

Для начала рассмотрим структуру системной платы на чипсете Intel Р45 ICH10 которая приведена ниже на рисунке 1.

Рисунок 1

Новый чипсет традиционно состоит из двух микросхем: северного моста P45 GMCH и южного моста ICH10, соединённых шиной DMI с пропускной способностью 2 Гбита в секунду. Северный мост поддерживает процессоры с 775 сокетом, использующие шину с частотой 800, 1067 или 1333 МГц, Это означает, что "официальная" поддержка частоты шины 1600 МГц в новом чипсете отсутствует. На данный момент Intel рекомендует только X48 для систем с частотой FSB более 1333 МГц. Тем не менее, принимая во внимание поддержку материнскими платами предыдущего поколения на чипсете P35 частоты FSB 1800 МГц при небольших изменениях настроек, не вызывает сомнения, что платы на P45 Express легко позволят использовать частоту FSB 1900-2000 МГц и выше при соответствующих настройках в BIOS.

Также данный чипсет содержит одну шину PCI Express x16 для подключения графического контроллера; и двухканальную память DDR2 (800Мгц-до 16Гб) и DDR3(1066Мгц-до 8Гб).

Важно отметить, что, говоря о поддержке перспективных процессоров, Intel акцентирует внимание не только на возможности использования в платах на базе P45 будущих процессоров с 1333-мегагерцовой шиной. Помимо этого, обещается и совместимость плат на новом наборе логики с перспективными процессорами Penryn, которые были представлены только в начале 2008 года. Таким образом, производитель гарантирует для Intel P45 достаточно длительное сохранение актуальности, что делает этот чипсет гораздо более привлекательным.

P45 поддерживает два слота PCI Express 2.0 x16, а также видеокарты AMD/ATI Radeon в конфигурации CrossFire. Однако эти слоты не являются полноценными слотами x16, т.к. в режиме multi-GPU они автоматически снижают скорость работы до PCI Express 2.0 x8.

P45 Express поддерживает контроллеры южного моста Intel ICH10 и ICH10R (с RAID), по функциям в большой степени аналогичные ICH9/ICH9R. ICH10 обеспечивает поддержку до 6 портов Serial ATA-II/300; а версия -R -поддержку RAID 0/1/5/10. ICH10 поддерживает технологию Intel Turbo Memory, до 12 портов USB 2.0, HD audio, имеет встроенный контроллер Gigabit Ethernet, поддерживает технологию управления Intel ASF 2.0.

Также, ICH9 имеет поддержку шести дополнительных линий PCI Express, благодаря комбинированию которых платы на базе Intel P35 могут быть оборудованы слотами PCI Express x1, x2 и x4. Данная плата поддерживает технологию ATI Crossfire по схеме PCI Express x16 + PCI Express x4.

2.2Дизайн и возможности Asus P5K-Е

Несмотря на то, что материнская плата Asus P5Q-Е не самой продвинутой, при взгляде на плату непросто найти какие-либо явные недостатки. Защёлки слотов памяти не перекрываются установленной видеокартой. Обратите внимание, что радиаторы системы охлаждения материнской платы имеют уклон в верхней части. Правда, радиаторы при этом обращены "скатом" в противоположную от процессорного кулера сторону. Как и многие платы на базе Intel P45, эта предлагает три слота PCI Express x16, два из которых могут работать в связке "PCI Express x8 + PCI Express x8", а третий довольствуется режимом PCI Express x4. Ещё два слота PCI Express x1 и два слота PCI дополняют перечень возможностей по расширению системы.

Рисунок 2

Восьмифазную схему питания процессора можно смело отнести к достоинствам. Плюсом является безвентиляторная, то есть бесшумная, система охлаждения чипсета с использованием тепловой трубки. Радиатор, установленный на части транзисторов MOSFET, расположенный на пути воздушного потока от процессорного кулера, помогает снизить температуру радиатора на северном мосту.

Порты SATA-300 сгруппированы не совсем обычным образом: четыре из них расположены параллельно печатной плате, ещё четыре стоят вертикально, а девятый порт с поддержкой eSATA расположен на задней панели. Плата поддерживает процессоры в исполнении LGA 775 с частотой шины до 1600 МГц, четыре слота DIMM готовы принять двухканальную память типа DDR2-1200.

Как и на всех современных платах на чипсетах Intel, из-за того, что компания теперь поддерживает только Serial ATA устройства, компании Asus пришлось установить дополнительный контроллер JMicron JMB363. Он поддерживает один внешний SATA-порт (SATA On-the-Go), один внутренний, и один Parallel ATA разъём с поддержкой двух устройств. А вот расположение PATA разъёма в левом нижнем углу платы, под слотами для карт расширения - это первый заметный недостаток разводки материнской платы Asus P5Q если используется HDD или оптический привод с интерфейсом PATA. Придётся использовать шлейф нестандартной, увеличенной длины и тянуть его через весь корпус.

Помимо этого, плата ASUS P5Q-E на Intel P45 Express обладает целым рядом дополнительных, уникальных функций и особенностей, присущих многим платам ASUS. Рассмотрим наиболее интересные:

ASUS Express Gate

Этой функцией оснащены все материнские платы серии ASUS P5Q, и с ее помощью возможно подключение к сети Internet всего за 5 секунд с момента запуска компьютера, то есть практически мгновенно. ASUS Express Gate работает благодаря самостоятельной операционной системе, встроенной в материнскую плату. Включив компьютер, Вы сразу же сможете пользоваться интернет-приложениями и работать с фотографиями, не дожидаясь загрузки Windows.

Stack Cool 2

Запатентованная технология Stack Cool 2 отводит тепло греющихся элементов через особым образом спроектированную печатную плату.

2.3 Достоинства системной платы ASUS P5K-Е

В первую очередь эта плата отличается от основной массы подобных продуктов своими богатыми сетевыми возможностями: два гигабитных сетевых порта, восьмиканальный звук и адаптер WiFi 802.11n позволят владельцу платы приятно проводить время.

Ниже на рисунке 3 представлен чип Realtek RTL8187L для Wi-Fi.

Рисунок 3

Что же касается контроллера WiFi, основанного на чипе Realtek RTL8187L, то он вообще взаимодействует с чипсетом посредством шины USB 2.0.Впрочем, это не отражается на его возможностях, беспроводная сетевая карта без проблем функционирует как в режиме станции, так и в режиме точки доступа. Три сетевых интерфейса - не единственная особенность ASUS P5Q-Е. Привлекает внимание и то, что на этой плате имеется три графических слота PCI Express x16.

Благодаря наличию трех графических слотов, материнская плата ASUS P5Q-Е поддерживает multi-GPU конфигураций. В частности, технологии ATI Crossfire,которая на рассматриваемой плате может работать по схеме PCI Express x8 + PCI Express x8.

Говоря о сильных сторонах ASUS P5Q-Е, необходимо отметить и тот факт, что, основываясь на новом наборе логики Intel P45, эта плата обладает совместимостью не только со всеми современными процессорами с микроархитектурой Core 2 Quad, но и с будущими представителями этой линейки. В частности, с процессорами, использующими шину с частотой 1333 МГц, а также с перспективными CPU, относящимися к семейству Penryn. Следует иметь в виду, что при этом плата имеет некоторые ограничения по работоспособности со старыми процессорами. Так, она не поддерживает CPU с частотой шины 533 МГц, например, процессоры Celeron с уже устаревшей микроархитектурой NetBurst.

Материнская плата ASUS P5Q-Е предназначена для работы как и с привычной DDR2 SDRAM, так и с более современной памятью DDR3 SDRAM. Для установки DDR2 памяти на плате предусмотрено четыре соответствующих слота DIMM. Для эксплуатации памяти в двухканальном режиме модули следует устанавливать парами в слоты, имеющие одинаковый цвет. Следует заметить, что максимальный объём памяти, с которым способна работать ASUS P5Q-Е, составляет 16 Гбайт 8 Гбайт для DDR2 и DDR3 соответственно, при этом модули ёмкостью более 2 Гбайт платой не поддерживаются. Объёмы же оперативной памяти более 4 Гбайт доступны исключительно в 64-битных операционных системах.

Для подключения жёстких дисков на рассматриваемой плате имеется шесть портов SATA, реализованных через южный мост ICH10R. Встроенный в него Serial ATA контроллер обладает поддержкой NCQ, скоростью передачи данных до 3 Гбит в секунду и поддержкой RAID 0/1/5/10. Что касается Parallel ATA интерфейса, то поскольку Intel P45 соответствующих средств не предоставляет, для его реализации на ASUS P5Q-Е имеется дополнительный контроллер JMicron JMB363. Помимо одного Parallel ATA-133 канала этот чип добавляет на плату и два eSATA порта (SATA on-the-Go, как их называет ASUS), которые вынесены на рассматриваемом продукте на заднюю панель. Эти внешние порты также поддерживают NCQ, увеличенную скорость интерфейса и RAID уровней 0 и 1.

Имеющиеся на плате двенадцать USB 2.0 реализуются исключительно через южный мост чипсета. Также имеющиеся два порта IEEE1394 подключены на ASUS P5Q-Е к внешнему PCI контроллеру Agere FW322.

Звуковой тракт на рассматриваемой материнской плате использует восьмиканальный кодек высокого разрешения ADI AD1988B. Это - один из лучших на сегодняшний день кодеков, обеспечивающий хорошее качество звука и снабжаемый качественными драйверами.

К тому же он обладает возможностью одновременно посылать различные аудио потоки на различные каналы воспроизведения, а также предлагает специальные функции шумоподавления при работе с голосовыми приложениями.

Небольшой сюрприз ожидает нас и при рассмотрении задней панели платы представленной ниже на рисунке 4

Рисунок 4

На ней присутствует комбинированный порт PS/2 для подключения мыши либо клавиатуры, кроме этого, на задней панели присутствует порт IEEE1394, два порта eSATA, оптический и коаксиальный SPDIF выходы, шесть аналоговых аудио входов/выходов, сетевой RJ45 порт с диагностическим светодиодом и коннектор для подключения Wi-Fi антенны.

2.4 Техническое обслуживание системной платы

Техническое обслуживание системной платы пожалуй самая важная работа при эксплуатировании ПК. В техническое обслуживание системной платы входят множество пунктов, рассмотрим самые главные из них.

2.4.1. Установка процессора

При установке процессора необходимо выполнить следующие действия:

- Откройте разьем процессора путем поднятия рычага;

Примечание: Термальная смазка клей и специальный радиатор, рекомендованные компанией Asus, необходимы для предотвращения перегрева процессора.

- Совместите первую ножку процессора с контактом разъема процессора и легким движением вставьте процессор в разъем. На процессоре нанесена метка для предотвращения неправильной установки. Не применяйте излишнюю силу при установке процессора. Если не удается легко вставить процессор, проверьте правильно ли он расположен и вставьте его снова. Удостоверьтесь, что процессор полностью вставлен в разъем;

- Закройте разьем процессора путем опускания и фиксации рычага. Нанесите тонким слоем термальную смазку на верхнюю поверхность процессора;

Примечание: При замене или снятии процессора термальная смазка заменяется на новую.

- Установите радиатор. Нажмите на зажимы для надежного закрепления конструкции на разьеме процессора;

- Подключите кабель питания вентилятора процессора к соответствующему разъему на системной плате.

Установка процессора завершена.

2.4.2 Установка видеоадаптера

При установке видеоадаптера необходимо выполнить следующие действия:

- Специальной кисточкой очистим разъем от пыли и грязи;

- Сдвинуть вправо заглушку для закрепления видеоадаптера;

- Вставить видеоадаптер в разъем до упора и вернуть заглушку в первоначальное положение, тем самым закрепив видеоадаптер;

- Закрепляем видеоадаптер на корпусе при помощи болта.

- Установка видеоадаптера завершена.

2.4.3 Установка Оперативного запоминающего устройства

- Специальной кисточкой очистим разъем от пыли и грязи;

- Открыть заглушки для закрепления оперативной памяти;

- Установить модули оперативной памяти до упора;

- Закрыть заглушки для закрепления оперативной памяти.

Установка Оперативного запоминающего устройства завершена.

2.5. Базовая система ввода вывода(BIOS)

BIOS материнской платы Asus P5K основан на коде от AMI и в целом выглядит вполне привычно для тех, кто хоть раз видел BIOS материнской платы Asus. Однако есть кое-какие отличия даже от близких по возможностям системных плат.

Теперь практически все интересующие оверклокеров возможности сосредоточены в разделе JumperFree Configuration, а управление всеми аппаратными частями и их характеристиками находится в разделе AI TWEAKER.

Поначалу раздел выглядит очень скромно, но уже можно порадоваться, что функция изменения процессорного множителя перекочевала сюда из раздела CPU Configuration.

Никуда не исчезли возможности автоматического оверклокинга системы на несколько процентов при появлении нагрузки с помощью N.O.S. - Non-delay Overclocking System

Для изменения какого-либо параметра можно использовать клавиши "+" и "-", чтобы последовательно перебрать возможные значения и выбрать нужное. Но такой подход

удобен лишь для параметров, предлагающих выбор значений из 2-3 пунктов, например, Transaction Booster: Auto, Enabled, Disabled. Если число возможных значений больше, то проще выбрать соответствующий пункт и нажать Enter. Появляется список, из которого стрелками легко найти нужное значение. Это правило справедливо для всех параметров, за исключением частоты FSB. Для параметра FSB Frequency список не выводится, нужное значение можно выбрать с помощью клавиш "+" и "-" или, что намного быстрее, ввести нужное числовое значение с клавиатуры.

Доступные интервалы вводимых изменений:

FSB Frequency: 200-800 МГц;

PCIE Frequency: 100-150 МГц;

CPU Voltage: 1.1-1.7 В с шагом 0.0125 В;

DRAM Voltage: 1.8-2.55 В с шагом 0.05 В;

FSB Termination Voltage: 1.2-1.5 В с шагом 0.1 В;

North Bridge Voltage: 1.25, 1.4, 1.55 или 1.7 В.

В разделе Chipset находятся параметры, относящиеся к функциям северного моста, то есть к работе памяти и графического адаптера:

Раздел Onboard Devices Configuration в полном соответствии со своим названием позволяет менять параметры, управляющие работой COM-порта и интегрированных на плату контроллеров:

Возможности раздела Hardware Monitor не очень богатые, но более или менее достаточные. Обе платы отображают текущие значения температуры процессора и системы, напряжения, скорости вращения четырех вентиляторов и имеют функцию Q-Fan2 регулировки вращения процессорного кулера в зависимости от температуры CPU. Причем, для процессорного кулера есть отдельный набор настроек Q-FAN 2 (Интересно, что для управления процессорным вентилятором, если он подключается четырёхконтактным разъёмом, мы можем выбрать лишь один из трёх предустановленных профилей: Optimal, Silent Mode или Performance Mode, и скорость его вращения регулируется автоматически), а для кулеров подключенных к CHA_FAN1 - CHA_FAN3 есть один набор общих настроек (в данных настройках мы можем зафиксировать скорость на 90, 80, 70 или 60% от номинала, либо предоставить выбор скорости материнской плате, задав желаемое значение температуры).

Раздел Tools позволяет загрузить встроенную утилиту для обновления BIOS EZ Flash 2 с удобным графическим интерфейсом. Поддерживается работа не только с дискетами, но и с USB-накопителями

Ещё одна интересная опция раздела Tools - это возможность сохранения и загрузки профилей со всеми текущими настройками BIOS. Всего можно сохранить два профиля - это немного, но во многих случаях достаточно, однако наибольшее неудобство создаёт невозможность их переименования

Опция Start O.C. Profile позволяет запустить утилиту, по возможностям и интерфейсу почти не отличающуюся от EZ Flash 2. Она позволяет сохранять профили на внешние носители и обмениваться ими.

Важной функцией является Loadline Calibration - она повышает стабильность напряжения питания процессора, уменьшая просадки во время сильной загруженности системы.

Можно сохранить текущие настройки, чтобы в точности воспроизвести их на другой такой же плате. Утилита O.C. Profile уникальна и другими производителями материнских плат её возможности не реализованы.

Заключение

По рассмотренным выше характеристикам и функциональным особенностям плату ASUS P5Q-E можно отнести к современным платформам обладающим мощнейшим потенциалом. Если предположить, что стоимость материнских плат на P45/G45 будет находиться на уровне стоимости плат на P35/G35, поводов для неодобрения новых чипсетов нет. Новая линейка чипсетов характеризуется пониженным энергопотреблением, поддержкой PCI Express 2.0 и новыми возможностями встроенной графической системы. Если предположения о разгоняемости и производительности новой серии чипсетов подтвердятся, Intel станет сложно продвигать "производительный" чипсет X48, многими функциями которого обладает и P45. Так же на системной плате обеспечена полная поддержка объединения всех 6-ти НЖМД в RAID массив. На данной плате помимо всего перечисленного имеется Wi Fi адаптер, что намного увеличивает её приоритет среди похожих. Данная системная плата в полной мере подходит для нашего стенда и осуществляет все задачи, которые перед ней ставятся.

Стенд построенный на базе этой системной платы даёт возможность студенту знакомится с архитектурой новых чипсетов компании Intel.

Список используемых источников

1. Раздел об описании системных плат http://www.Asus.com (9 сентября 2008).

2. Статья о чипсетах http://www.overclockers.ru (3 сентября 2008).

3. AMI bios для чипсета P45 http://smotheboards.ru (25 августа 2008).

4. Komcity.ru