1、主板结构
所谓主板结构就是根据主板上各元器件的布局排列方式，尺寸大小，形状，所使用的电源规格等制定出的通用标准，所有主板厂商都必须遵循。
主板结构分为AT、Baby－AT、ATX、MicroATX、LPX、NLX、FlexATX、EATX、WATX以及BTX等结构。
其中，AT和Baby－AT是多年前的老主板结构，已经淘汰；而LPX、NLX、FlexATX则是ATX的变种，多见于国外的品牌机，国内尚不多见；
EATX和WATX则多用于服务器／工作站主板；ATX是市场上最常见的主板结构，扩展插槽较多，PCI插槽数缓悉量在4－6个，大多数主板都采用此结构；
MicroATX又称MiniATX，是ATX结构的简化版，就是常说的“小板”，扩展插槽较少，PCI插槽数量在3个或3个以下，多用于品牌机并配备小型机箱；而BTX则是英特尔制定的最新一代主板结构，但尚未流行便被放弃，继续使用ATX。
2、芯片组
芯片组（Chipset）是主板的核心组成部分，几乎决定了这块主板的功能，进而影响到整个电脑系统性能的发挥。按照在主板上的排列位置的不同，通常分为北桥芯片和南桥芯片。
北桥芯片提供对CPU的类型和主频、内存的类型和最大容量、ISA／PCI／AGP插槽、ECC纠错等支持。南桥芯片则提供对KBC（键盘控制器）、RTC（实时时钟控制器）、USB（通用串行总线）、UltraDMA／33（66）EIDE数据传输方式和ACPI（高级能源管理）等的支持。
其中北桥芯片起着主导性的作用，也称为主桥（HostBridge）。
3、扩展槽
扩展插槽是主板上用于固定扩展卡并将其连接到系统总线上的插槽，也叫扩展槽、扩充插槽。扩展槽是一种添加或增强电脑特性及功能的方法。
扩展插槽的种类和数量的多少是决定一块主板好坏的重要指标。有多种类型和足够数量的扩展插槽就意味着今后有足够的可升级性和设备扩展性，反之则会在今后的升级和设备扩展方面碰到巨大的障碍。
4、主要接口
硬盘接口：硬盘接口可分为IDE接口和SATA接口。在型号老些的主板上，多集成2个IDE口，通常IDE接口都位于PCI插槽下方，从空间上则垂直于内存插槽（也有横着的）。而新型主板上，IDE接口大多缩减，甚至没有，代之以SATA接口。
软驱接口：连接软驱所用，多位于IDE接口旁，比IDE接口略短一些，因为它是34针的，所以数据线也略窄一些。
COM接口（串口）：大多数主板都提供了两个COM接口，分别为COM1和COM2，作用是连接串行鼠标和外置Modem等设备。
COM1接口的I／O地址是03F8h－03FFh，中断号是IRQ4；COM2接口的I／O地址是02F8h－02FFh，中断号是IRQ3。由此可见COM2接口比COM1接口的响应具有优先权，市面上已很难找到基于该接口的产品。
5、主板平面
主板的平面是一块PCB（印刷电路板），一般采用四层板或六层板。相对而言，为节省成本，低档主板多为四层板：主信号层、接地层、电源层、次信号层，而六层板则增加了辅助电源层和中信号层，因此，六层PCB的主板抗电磁干扰能力更强，主板也更加扰昌乎稳定。
扩展资料：
工作原理
在电路板下面，是4层有致的电路布线；在上面，则为分工明确的各个部件：插槽、芯片、电阻、电容等。
当主机加电时，电流会在瞬间通过CPU、南北桥芯片、内存插槽、AGP插槽、PCI插槽、IDE接口以及主板边缘的串口、并口、PS／2接口等。随后，主板会根据BIOS（基本输入输出系统）来识别硬件，并进入 *** 作系统发挥出支撑系统平台工作的功能。
主要种类
1、标准尺寸的主板：IBMPC／A机首先使用而得名，有的486、586主板也采用AT结构布局。
BabyAT：袖珍尺寸的主板，比AT主板小，因而得名。很多原装机的一体化主板首先采用此主板结构。
2、ATX：改进型的AT主板，对主板上元件布局作了优化，有更好的散热性和集成度，需要配合专门的ATX机箱使用。
3、BTX：是ATX主板的改进型，它使用窄板（Low－profile）设计，使部件布局更加紧凑迅早。针对机箱内外气流的运动特性，主板工程师们对主板的布局进行了优化设计，使计算机的散热性能和效率更高，噪声更小，主板的安装拆卸也变得更加简便。
BTX在一开始就制定了3种规格，分别是BTX、MicroBTX和PicoBTX。3种BTX的宽度都相同，都是266．7mm，不同之处在于主板的大小和扩展性有所不同。
一体化（Allinone）主板：集成了声音，显示等多种电路，一般不需再插卡就能工作，具有高集成度和节省空间的优点，但也有维修不便和升级困难的缺点，在原装品牌机中采用较多。
4、NLX：Intel最新的主板结构，最大特点是主板、CPU的升级灵活方便有效，不再需要每推出一种CPU就必须更新主板设计此外还有一些上述主板的变形结构，如华硕主板就大量采用了3／4BabyAT尺寸的主板结构。
参考资料：百度百科——主板
在平常的项目开发过程中，会遇到各种各样的问题。下面分享一篇文章，是常见问题的解决思路和办法。一、问题复现
稳定复现问题才能正确的对问题进行定位、解决以及验证。一般来说，越容易复现的问题越容易解决。
1.1 模拟复现条件
有的问题存在于特定的条件下，只需要模拟出现问题的条件即可复现。对于依赖外部输入的条件，如果条件比较复杂难以模拟可以考虑程序里预设直接进入对应状态。
1.2 提高相关任务执行频率
例如某个任务长时间运行才出现异常则可以提高该任务的执行频率。
1.3 增大测试样本量
程序长时间运行后出现异常，问题难以复现，可以搭建测试环境多套设备同时进行测试。
二、问题定位
缩小排查范围，确认引入问题的任务、函数、语句。
2.1 打印LOG
根据问题的现象，在抱有疑问的代码处增加LOG输出，以此来追踪程序执行流程以及关键变量的值，观察是否与预期相符。
2.2 在线调试
在线调试可以起到和打印LOG类似的作用，另外此方法特别适合排查程序崩溃类的BUG，当程序陷入异常中断(HardFault，看门狗中断等)的时候可以直接STOP查看call stack以及内核寄存器的值，快速定位问题点。
2.3 版本回退
使用版本管理工具时可以通过不断回退版本并测试验证来定位首次引入该问题的版本，之后可以围绕该版本增改的代码进行排查。
2.4 二分注释
以类似二分查找法的方式注释掉部分代码，以此判断问题是否由注释掉的这部分代码引起。
具体方法为将与问题不相干的部分代码注释掉一半，看问题是否解决，未解决则注释另一半，如果解决则继续将注释范围缩小一半，以此类推逐渐缩小问题的范围。
2.5 保存内核寄存器快照
Cortex M内核陷入异常中断时会将几个内核寄存器的值压入栈中，如下图：
我们可以在陷入异常中断时将栈上的内核寄存器值写入RAM的一段复位后保留默认值的区域内，执行复位 *** 作后再从RAM将该信息读出并分析，通过PC、LR确认当时执行的函数，通过R0-R3分析当时处理的变量是否异常，通过SP分析是否可能出现栈溢出等。
三、问题分析处理
结合问题现象以及定位的问题代码位置分析造成问题的原因。
3.1 程序继续运行
3.1.1 数值异常3.1.1.1 软件问题
1、数组越界
写数组时下标超出数组长度，导致对应地址内容被修改。旦凯雹如下：
此类问题通常需要结合map文件进行分析，通过map文件观模帆察被篡改变量地址附近的数组，查看对该数组的写入 *** 作是否存在如上图所示不安全的代码，将其修改为安全的代码。
2、栈溢出
0x20001ff8
g_val
如上图，此类问题也需要结合map文件进行分析。假设栈从高地址往低地址增长，如果发生栈溢出，则g_val的值会被栈上的值覆盖。
出现栈溢出时要分析栈的最大使用情况，函数调用层数过多，中断服务函数内进行函数调用，函数内部申明了较大的临时变量等都有可能导致栈溢出。
解决此类问题有以下方法：
在设计阶段应该合理分配内存资源，为栈设置合适的大小；
将函数内较大的临时变量加”static”关键字转化为静态变量，或者使用malloc()动态分配，将其放到堆上；
改变函数调用方式，降低调用层数。
3、判断语句条件写错
判断语句的条件容易把相等运算符“==”写成赋值运算符“=”导致被判断的变量值被更改，该类错误编译期不会报错且总是返回真。
建议将要判断的变量写到运算符的右边，这样错写为赋值运算符时会在编译期报错。还可以使用一些静态代码检查工具来发现此类问题。
4、同步问题
例如 *** 作队列时，出队 *** 作执行的过程中发生中断(任务切换)，并且在中断(切换后的任务)中执行入队 *** 作则可能破坏队列结构，对于这类情况应该 *** 作时关中断（使用互斥锁同步）。
5、优化问题
如上图程序，本意是等待irq中断之后不再执行foo()函数，但被编译器优化之后，实际运行过程中flg可能被装入寄存器并且每次都判断寄存器内的值而不重新从ram里读取flg的值，导致即使irq中断发生foo()也一直运行，此处需要在flg的申明前加“volatile”关键字，强制每次都从ram里获取flg的值。
3.1.1.2 硬孙悔件问题
1、芯片BUG
芯片本身存在BUG，在某些特定情况下给单片机返回一个错误的值，需要程序对读回的值进行判断，过滤异常值。
2、通信时序错误
例如电源管理芯片Isl78600，假设现在两片级联，当同时读取两片的电压采样数据时，高端芯片会以固定周期通过菊花链将数据传送到低端芯片，而低端芯片上只有一个缓存区.
如果单片机不在规定时间内将低端芯片上的数据读走那么新的数据到来时将会覆盖当前数据，导致数据丢失。此类问题需要仔细分析芯片的数据手册，严格满足芯片通信的时序要求。
3.1.2 动作异常3.1.2.1 软件问题
1、设计问题
设计中存在错误或者疏漏，需要重新评审设计文档。
2、实现与设计不符
代码的实现与设计文档不相符需要增加单元测试覆盖所有条件分支，进行代码交叉review。
3、状态变量异常
例如记录状态机当前状态的变量被篡改，分析该类问题的方法同前文数值异常部分。
3.1.2.2 硬件问题
1、硬件失效
目标IC失效，接收控制指令后不动作，需要排查硬件。
2、通信异常
与目标IC通信错误，无法正确执行控制命令，需要使用示波器或逻辑分析仪去观察通信时序，分析是否发出的信号不对或者受到外部干扰。
3.2 程序崩溃
3.2.1 停止运行3.2.1.1 软件问题
1、HardFault
以下情况会造成HardFault：
在外设时钟门未使能的情况下 *** 作该外设的寄存器；
跳转函数地址越界，通常发生在函数指针被篡改，排查方法同数值异常；
解引用指针时出现对齐问题：
以小端序为例，如果我们声明了一个强制对齐的结构体如下：
地址
此时a.val1的地址为0x00000001，如果以uint16_t类型去解引用此地址则会因为对齐问题进入HardFault，如果一定要用指针方式 *** 作该变量则应当使用memcpy()。
2、中断服务函数中未清除中断标志
中断服务函数退出前不正确清除中断标志，当程序执行从中断服务函数内退出后又会立刻进入中断服务函数，表现出程序的“假死”现象。
3、NMI中断
调试时曾遇到SPI的MISO引脚复用NMI功能，当通过SPI连接的外设损坏时MISO被拉高，导致单片机复位后在把NMI引脚配置成SPI功能之前就直接进入NMI中断，程序挂死在NMI中断中。这种情况可以在NMI的中断服务函数内禁用NMI功能来使其退出NMI中断。
3.2.1.2 硬件问题
1、晶振未起振
2、供电电压不足
3、复位引脚拉低
3.2 .2 复位3.2.2.1 软件问题
1、看门狗复位
除了喂狗超时导致的复位以外，还要注意看门狗配置的特殊要求，以Freescale KEA单片机为例，该单片机看门狗在配置时需要执行解锁序列（向其寄存器连续写入两个不同的值），该解锁序列必须在16个总线时钟内完成，超时则会引起看门狗复位。此类问题只能熟读单片机数据手册，注意类似的细节问题。
3.2.2.2 硬件问题
1、供电电压不稳
2、电源带载能力不足
四、回归测试
问题解决后需要进行回归测试，一方面确认问题是否不再复现，另一方面要确认修改不会引入其他问题。
五、经验总结
总结本次问题产生的原因及解决问题的方法，思考类似问题今后如何防范，对相同平台产品是否值得借鉴，做到举一反三，从失败中吸取经验。
（涉及领域:电子、电气/电工（考证题库）、通信、维修、自动化、程序等）
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