Die Hauptplantine

Die Hautptplantine wird auch Mainboard genannt. Sie übernimmt folgende Aufgaben grob:

  • Bietet mechanische Schnittstellen für andere PC-Komponenten
  • Verbindung der PC-Komponenten über Leiterbahnen (Kommunikation, Datenübertragung)
  • Stromversorgung

Aufbau und Bestandteile

Die Trägerplatte enthält in mehreren Schichten Leiterbahnen, über die die entsprechenden Bauteile miteinander verbunden sind und über die Daten in Form von elektrischen Signalen übertragen werden.

ITS Praxis - 04 - Mainboard

Quelle: https://www.heise.de/select/ct/2016/3/1454312896436123

Format eines Motherboards

Formfaktor (Standard oder Spezifikation)

  • Angabe über Beschaffenheit einer PC-Komponente
  • Beschreibt Leiterplatten, Laufwerke, Netzteile, Mainboards
  • Bspw. für Mainboard: Abmessungen, Bestückungshöhen der elektronischen Bauelemente, Anzahl, Ort und Größe der Befestigungslöcher, Schnittstellenpositionen

Dominierendes Format: ATX

  • Advanced Technology Extended
  • Seit 1996 führendes Format

Trend: Ein-Platinen-Rechner →\rightarrow ATX nicht mehr konkurrenzlos

Formfaktor Abmessungen Mainboard
AT 305mm x 330mm
ATX 305mm x 244mm
Micro-ATX 229mm x 191mm
Flex-ATX 244mm x 244mm
Mini-ITX 170mm x 170mm

BIOS-Chip, CMOS-RAM und System Clock Battery

Der BIOS-Chip beinhaltet:

  • Basic
  • Input
  • Output
  • System

$\rightarrow$ UEFI

Der CMOS-RAM speichert folgende System-Informationen

  • Bootreihenfolge
  • Uhrzeit
  • Energieeinstellung
  • CPU-Taktraten
  • Passwort
  • …

Die System Clock Battery sorgt dafür das der CMOS-Speicher eine ständige Stromversorgung besitzt. Diese wird benötigt um Informationen zu speichern, sonst gehen diese verloren.

$\rightarrow$ CR2032 Lithium-Knopfzelle != Lithium-Ionen-Akku

Hardware Schnittstellen

  • Anfangszeit: Jede Anwendung hat eine eigene Schnittstelle
  • Heute: Universal-Schnittstellen (USB, PCIe); Meta-Schnittstellen, die mehrere Schnittstellen in einer vereinen (Thunderbolt vereint DP und PCIe oder M.2)

Die Spezifikation einer Schnittstelle enthält Informationen über:

  • Übertragungsgeschwindigkeit
  • Den Stecker bzw. der Buchse
  • Übertragungsverfahren
  • Position (intern, extern)
  • Pin-Belegung
  • Schnittstellenleitungen
  1. Analog vs. Digital
    • Analog: Allmählicher Übergang von einem Zustand zum Anderen
    • Digital: Sprunghafter Änderung eines Zustands
  2. Serielle vs. Parallele Datenübertragung
    • Serielle Datenübertragung: Bits eines Datensatzes werden zeitlich hintereinander über eine Datenleitung gesendet.
    • Parallele Datenübertragung: Zeitgleiche Übertragung jedes Bit eines Datensatzes über jeweils eine eigene Leitung.

Interne und externe Schnittstellen

Siehe Schnittstellenübersicht

Prozessorsockel und Kühler

  • Aktiver Kühler (Lüfter)
  • Passiver Kühler (Kühlrippen)
  • Heatpipes
  • Pad (Wärmeleitmedium)
  • Wärmeleitpaste um Hitze zu leiten und mechanischer Dämpfer