Южный мост на материнской плате персонального компьютера или ноутбука осуществляет коммутацию и управление устройствами ввода-вывода с более быстродействующими узлами материнской платы: процессором, видеокартой и оперативной памятюь. Поэтому основной задачей южного моста материнской платы является передача цифровых управляющих сигналов различным устройствам, подсоединенным к «южному мосту» от cpu, jpe или видеокарты. В обратном направлении южный мост может передавать информацию о своем состоянии подключенным устройствам и северному мосту.
Таким образом, Южный мост материнской платы это функциональный микроконтроллер, также именуемый как контроллер-концентратор ввода-вывода.
Южный мост является специализированным периферийным контроллером ввода-вывода обеспечивающим подключение к процессору и ОЗУ менее скоростных компонентов, не требующих высокой пропускной способности - винчестера, сетевых плат, звуковой карты и т.д., а также шин USB, PCI и т.п., к которым подсоединяются разного рода дополнительные устройства. Клавиатура и мышь также обычно подключается через южный мост.
Функционально южный мост включает в себя следующие основные компоненты:
Контроллеры шин PCI, PCI-E, SMBus, I2C, LPC, Super I/O, DMA, PATA (IDE), SATA контроллеры;
управление питанием (Power management, ACPI и APM);
часы реального времени
энергонезависимая память BIOS (CMOS)
Опционально южный мост включать в себя контроллеры Ethernet, RAID, USB,звуковой, FireWire
Достаточно редко южный мост поддерживает работу мыши, клавиатуры и последовательных портов, но обычно они подсоединяются с помощью контроллера ввода-вывода.
Важнейшим узлом южного моста является контроллер прерываний. Его главной задачей является передача процессору команд от переферии, с тем, чтобы cpu обработал данные от этого устройства. Также, контроллер прерываний управляет этими прерываниями. Дело в том, что запрос на прерывание может поступить в любой момент. И возникает интересная ситуация, когда надо четко обазначить, прерывание от какого компонента в текущий момент нужно разрешить.
Контроллер прямого доступа к памяти (контроллер DMA) позволяет в некоторых случаях существенно увеличить быстродействие системы. Так как все взаимодействия в компьютере, например передача команд, данных между компонентами, идет через центральный процессор. Т.е, если между двумя компонентами системы должен произойти обмен информацией, то cpu сначала считывает данные от первого компонента, и только потом передает их другому.
Данный режим передачи информации называется PIO, программный ввод-вывод. Он серьезно нагружает проц и скорость его мала, в сравнении с режимом DMA, который называют прямым доступом к памяти.
Суть DMA режима состоит в том, что компоненты системы между которыми идет обмен данными,например, между ОЗУ и винчестером, информируют СPU о выбранном режиме, информируz о занятии шины, по которой и идет обмен. Затем они осуществляют обмен информацией и таким образом, завершают текущий цикл, о чем информируют cpu.
Чтобы было немного понятнее, почему режим DMA быстрее режима PIO, приведу такие сравнения. Самый быстрый PIO 4 имеет скорость всего 16-17 мегабит в секунду, а эта скорость самого медленного DMA,ма кроме него есть еще и UltraDMA со скоростью от 133 мегабит в секунду.
Микроконтроллер шины PCI отвечает за связь между южным мостом и устройствами подключенными через слот PCI (сетевые карты, звуковые карты и т.п.)
Контроллер шины SMbus отвечает за шину, задачами которой являются вспомогательные функции, такие как контроль за температурой корпуса центрального процессора, или БИОС для определения состава аппаратных средств.
Как проверить южный мост материнской платы
Распространенной поломкой современных материнских плат системников и ноутбуков является выход из строя южного моста. Симптомами неисправности можно считать следующие факторы южный мост греется в дежурном режиме, отказал один или все USB порты, не работает встроенная видеокарта.
Южный мост на материнской плате практика проверки.
В первую очередь необходимо проверить, не коротят ли USB Data выводы на общий материнки. Из инструментов нам понадобится только мультиметр, работающий в режиме прозвонки.
Проверять нужно не только имеющиеся на плате USB, но и разъемы к которым подключаются дополнительные USB. На рисунке ниже показана распиновка USB на материнской плате (в таком разъеме находится целых два USB порта).
Черный щуп мультиметра устанавливаем на массу материнки, красным щупом поочередно касаемся контактов Data + и Data – каждого порта. Если хоть на одном имеется коротыш, то точно неисправен южный мост.
Южный мост ремонт и замена
Практический пример замены южного моста на системной плате:
