Les cartes mères. Université du Sahel. Professeur : Exposant :

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1 Les cartes mères Université du Sahel Professeur : Exposant : El Hadji SALL VEKE Christopher

2 1 Présentation de la carte mère 2 Les différents composants d une carte mère 2.1 Les bus informatiques 2.2 L horloge système 2.3 Chipset 2.3 ROM BIOS 2.4 La mémoire CMOS 2.5 Le socket 2.6 Les différents emplacements 2.7 Les ports 2.8 L unité d alimentation 3 Le facteur de forme des cartes mères 3.1 ATX 3.2 BTX 3.4 Les autres facteurs de forme Sources

3 Exemple de carte mère

4 1 Présentation de la carte mère Si l on considère l ordinateur sur l un de ses deux aspects à savoir : l aspect physique. De sorte que la partie que l on pourrait qualifier de «physique» comprend toute la partie matérielle d un ordinateur. Alors, l architecture physique de l ordinateur dans toute sa complexité repose sur ce qu on appelle la «carte-mère» (le «mainboard» ou le «motherboard» en anglais). La carte mère (appelée carte système, carte principale), est une carte de circuits imprégnés ou du moins un matériel informatique qui héberge les différents composants d un ordinateur à savoir : le CPU, les mémoires, les emplacements d extension, etc. De ce fait, la carte mère a la lourde tâche d assurer non seulement la communication entre les différents composants d un ordinateur mais aussi entre l utilisateur et l ordinateur. Ainsi, vu l importance qu elle a dans la bonne marche de l ordinateur, elle est le plus souvent comparée au système nerveux du corps humain. Il existe différentes types et modèles de cartes mères, cette grande diversité s explique par le nombre de fabricants qui se partagent le marché des cartes mères. De mémoire, nous pouvons citer : Abit, ASUS, Foxconn, Gigabyte technologie, Intel, MSI, Via, NVIDIA, DFI, Sapphire, etc. Certains fabricants conçoivent et fabriquent une bonne partie des composants de la carte mère tandis que d autres ne font qu assembler les différents composants déjà conçus et mis au point par des fabricants partenaires. La carte mère est constituée de différents composants à savoir : le socket, le chipset, l horloge système, la ROM BIOS, la batterie de la mémoire CMOS, les différents emplacements, les différents ports, les régulateurs de tension.

5 2 Les différents composants de la carte mère 2.1 Les bus informatiques Les ordinateurs sont constitués de nombreux composants qui communiquent entre eux à l aide de bus. Dans l aspect physique, le bus est réalisé sur la carte mère sous la forme de minuscules fils courant entre les différents composants. Le bus a pour tâche de transporter les informations qui doivent être traitées par l ordinateur (autrement dit les données) et les renseignements sur l emplacement des données dans la mémoire (les adresses). Il se charge aussi d apporter l alimentation aux différents composants et les signaux d horloge qui les synchronisent. Il existe deux types de technologie de bus à savoir : la technologie parallèle et la technologie en série (qui est la plus récente). Les bus ont été classés en deux catégories à savoir : les internes et les externes. Le bus interne se charge de connecter les éléments centraux à savoir : le CPU, la mémoire et les contrôleurs système. A l exemple du bus interne FSB (Front Side Bus) qui relie le microprocesseur au chipset et du bus mémoire qui relie le chipset à la mémoire. Le bus externe ou d extension quant à lui, connecte les composants supplémentaires à l ordinateur, il peut s agir de périphériques ou de cartes d extension. Nous pouvons citer comme exemple de bus externe les bus USB, Firewire, SCSI, PCI. La distinction entre les bus commence à s amoindrir avec de nouvelles technologies de bus qui peuvent être utilisées pour assurer les deux rôles à l exemple de la technologie «Hyper Transport» d ADM. 2.2 L horloge système L horloge système permet de synchroniser le fonctionnement de toutes les parties de l ordinateur et c est lui qui fournit le signal d horloge au CPU. Sa fréquence se mesure en Mégahertz ou Gigahertz. Il est composé d un générateur qui définit le signal de l horloge et des multiplicateurs qui récupèrent le signal venant du générateur et le multiplie avec un facteur de nombre «n» dans le but de produire différents signaux d horloge pour «n» composants.

6 2.3 Chipset Pour assurer les échanges de données entre les différents composants, la carte mère sollicite les services des chipsets. En effet, les chipsets sont des puces électroniques qui gèrent les transferts de données entre les différents composants de l ordinateur. Les chipsets sont composés du northbridge (pour les périphéries rapides) et les southbridge (pour les périphériques lents). 2.4 La ROM BIOS Le BIOS pour «Basic Input Output system», est un Firmware ou un programme qui est situé dans une puce ROM (Read Only Memory). Le BIOS est le premier programme chargé en mémoire dès la mise en marche de l ordinateur qui fournit : _ Le code du programme standard de l industrie qui exploite les principaux composants de l ordinateur et vérifie la compatibilité de chaque composant de la carte mère avec l ordinateur. _ Les routines qui permettent d afficher et de modifier le programme de configuration de l ordinateur. _ Les tests de diagnostic du POST (Power-on-self-test) ou programmes de test à la mise sous tension. De ce fait, les puces BIOS ne peuvent pas être échangées entre les différentes cartes mères. Toutefois, la plupart utilisent la mémoire Flash ROM, qui peut être mis à jour. 2.4 La mémoire CMOS CMS pour Complementary Metal Oxide Semiconducteur est une puce qui stocke et conserve les informations même quand l ordinateur est éteint. Les CMOS consomment très peu d électricité et utilise une petite batterie pour

7 conserver les paramètres. Les mémoires des CMOS est plus lentes que celles des autres mémoires utilisées par l ordinateur. 2.5 Le socket Le socket est une interface de connexion qui permet à la carte mère de recevoir un CPU. Après le socket 7, ADM et Intel ont commencé à utiliser des sockets différents. Ainsi, à partir de 2001 les différentes cartes mères peuvent être classées en deux groupes à savoir: les cartes mères destinées aux processeurs AMD et celles destinées aux processeurs Intel. Il peut y avoir plusieurs sockets sur une carte mère qui permettent d insérer des processeurs, de ce fait cette carte mère devient une carte mère multiprocesseur. 2.6 Les différents emplacements Les différents emplacements que peut avoir une carte mère sont : _ Les emplacements de mémoire système DIMM ou RIMM. _ Les emplacements d extension (ISA, PCI, PCI express). 2.7 Les ports Les ports d entrée et de sortie permettent de brancher des périphériques supplémentaires à l ordinateur. Les ports sont dits «mâles» s ils ont des broches sortantes et «femmelle» s ils ont des broches à trou. Cette distinction de genre permet de rendre tout branchement incorrect impossible. De nombreux connecteurs sont aussi verrouillés pour éviter les mauvais branchements. Ainsi, nous distinguons tant et autre : _ Le port PS/2 ou mini-din qui sert à brancher le clavier et la souris à l ordinateur. Ce port est du genre femmelle à 6 broches. Mais ces ports tendent à disparaître car le clavier et la souris des nouveaux ordinateurs ont des connecteurs USB.

8 _ Les ports parallèles et série. _ Les ports USB qui supportent une large gamme de périphériques. Ces ports ont remplacés les ports série et parallèle. _ Le port de l IEEE 1394 qui est destiné au bus SCSI série, appelé Firewire par son développeur Apple. _ Les ports modem et réseau. _ Les ports audio _ Le port AGP ( Accelereted Graphics Port). Avec l évolution des ordinateurs, les cartes mères récentes intègrent généralement les périphéries multimédia et réseau : _ Une carte réseau intégrée _ Une carte graphique intégrée. _ Une carte son intégrée _ Des contrôleurs de disques durs évolués. 2.7 L unité d alimentation électrique Le PSU ou l unité d alimentation électrique a pour rôle de convertir le courant alternatif fourni par le système électrique en tension de 3,3V, 5V et 12V. Les alimentations 3,3V et 5V fournissent de l électricité aux circuits de la carte mère et des autres cartes. L utilisation d une tension plus basse permet au CPU de moins chauffer et pour cela, la carte mère contient des régulateurs de tension pour s assurer que les composants reçoivent l alimentation appropriée.

9 3 Le facteur de forme des cartes mères Le facteur de forme ou d encombrement est un ensemble de normes qui définit les dimensions et la forme géométrique de la carte mère. Deux cartes mères peuvent avoir exactement les mêmes fonctionnalités mais leurs facteurs de forme sont différents, la différence résidera dans la disposition des composants sur la carte mère. Ainsi des formes standards ont été mises en place pour que les cartes mères puissent s adapter dans des boîtiers de marques différentes. 3.1 ATX L ATX pour «Advanced Technology Extented» est une évolution du facteur de forme AT. Les spécifications ATX permettent aux fabricants d ordinateur de construire des produits plus économiques, d améliorer la facilité d utilisation et le côté pratique et d incorporer de nouvelles fonctionnalités d E/S. Les ATX de taille maximale ont des dimensions suivantes : 305 x 244 mm. Le standard Micro ATX désigne une carte carrée de 244 mm de côté, avec moins de fentes d extension. Il existe également une taille Mini ATX de 284 x 208 mm. Pour satisfaire la demande en facteur de forme plus petit, le standard Flex ATX a vu le jour et mesure 229 x 191 mm. 3.2 BTX La nouvelle génération de carte mère peut être construite à partir du facteur de forme BTX (Balanced Technology Extented), développé par Intel en L e BTX a été conçu pour une évolutivité permettant différentes hauteurs et largeurs, pour un meilleur refroidissement du CPU, de la mémoire système et des cartes vidéo. Toutes les différentes cartes ont 266,70 mm de profondeur, mais elles ont des largeurs pico, nano, micro et standard : _ PicoBTX (jusqu à 203,20 de large et 1 emplacement d extension) _ NanoBTX (jusqu à 223,53 de large et jusqu à 2 emplacements d extension)

10 _ MicroBTX (juxqu à 264,16 de large et jusqu à 4 emplacements d extention) _ BTX (jusqu à 325,12 de large et jusqu à 7 emplacements d extension) 3.3 Les autres facteurs de formes Les ordinateurs portables à petit format sont devenus très populaires, et le facteur de forme leader est la gamme mini-itx de via. Il y a aussi différents formats comme le DTX, le XPC, etc.

11 Sources. fr.wikipedia.org. Livre : «Les fondamentaux du PC-I»