Qu’est-ce qu’une carte-mère ?
Une carte-mère est une carte de circuits imprimés utilisée dans les équipements électroniques tels que les ordinateurs et les équipements de télécommunications pour connecter des cartes et des modules.
Elle est généralement montée à l’arrière de l’équipement et transmet l’alimentation et les signaux aux cartes et modules qui y sont branchés. Les cartes-mères sont également composées de supports pour la fixation des cartes, de prises pour l’alimentation électrique et de connecteurs pour la transmission des signaux.
Les cartes-mères sont essentielles à la performance des équipements électroniques. Ils supportent la carte, réduisent les effets des vibrations et de la chaleur sur la carte et améliorent la fiabilité du système.
Utilisations des cartes-mères
1. Serveurs et équipements de réseau
Les cartes-mères sont utilisées dans du matériel tel que les serveurs, les commutateurs de réseau et les routeurs. Dans ces appareils, un grand nombre de composants doivent traiter des données en parallèle à grande vitesse. La carte-mère transfère efficacement les données entre ces composants afin de maximiser les performances du système.
2. Systèmes de stockage de données
Les cartes-mères sont couramment utilisées dans les systèmes de stockage de données pour traiter et stocker de grandes quantités de données à grande vitesse. Il s’agit notamment des matrices RAID et des réseaux de stockage (SAN).
3. Ordinateurs industriels
Les cartes-mères sont également courantes dans les systèmes informatiques utilisés dans des secteurs tels que l’industrie manufacturière, l’énergie et les transports. La robustesse et la fiabilité sont importantes dans ces systèmes et les cartes-mères sont utilisées pour répondre à ces exigences.
4. Équipements de test
Les équipements de test sont utilisés pour mesurer les performances et la qualité des équipements électroniques. Les équipements de test utilisent des cartes-mères pour connecter plusieurs cartes de test afin de permettre une grande variété d’éléments et de conditions de mesure.
Principe des cartes-mères
Pour comprendre le fonctionnement de base d’une carte-mère, il est important de comprendre comment elle connecte les composants matériels et transfère les données.
1. Connexion des composants
Une carte-mère se compose essentiellement d’une ou de plusieurs cartes de circuits imprimés. Ces cartes sont équipées de fentes et de ports pour connecter les différents composants du système informatique.
Ces emplacements correspondent essentiellement à des types spécifiques de composants (par exemple : CPU, RAM, disques durs, etc.). Les composants sont physiquement connectés à ces emplacements et communiquent avec d’autres composants via la carte-mère.
2. Transfert de données
L’une des principales fonctions des cartes-mères est de permettre le transfert de données entre les composants. Cela se fait par l’intermédiaire de circuits électroniques situés sur la carte. Chaque composant utilise ces circuits pour envoyer et recevoir des données.
Selon la conception de la carte-mère et le type de composant, les données peuvent être transférées soit en parallèle (plusieurs bits sont transférés simultanément), soit en série (un bit à la fois).
3. Plug and play
Certaines cartes-mères offrent une fonctionnalité plug-and-play pour faciliter l’ajout ou le remplacement de composants. Cela signifie qu’il suffit de connecter physiquement de nouveaux composants à un emplacement pour que le système reconnaisse automatiquement leur présence et leur permette de fonctionner correctement.
En combinaison, les cartes-mères permettent aux composants d’un système de travailler ensemble efficacement et de partager des données. Les cartes-mères jouent un rôle important dans les performances et l’évolutivité des systèmes informatiques.
Types de cartes-mères
Il existe différentes normes et formes de cartes-mères.
1. Classification par norme
Les normes relatives aux cartes-mères comprennent notamment PICMG, ISA. PCI PICMG est une norme élaborée par le « PCI Industrial Computer Manufacturers Group » qui prend notamment en charge PCI, PCI Express et ISA. ISA est une norme « Industry Standard Architecture » qui a été adoptée par les premiers PC IBM et d’autres produits.
PCI est la norme « Peripheral Component Interconnect », qui permet le transfert de données à grande vitesse.
Ces normes sont parfois, mais pas toujours, compatibles. La carte-mère et les cartes à connecter doivent supporter la même norme.
2. Classification par forme
Il existe deux formes de cartes-mères : les cartes actives et les cartes passives. Les fonds de panier actifs sont dotés de puces qui tamponnent les signaux entre les emplacements et peuvent accueillir des systèmes complexes.
Les fonds de panier passifs n’ont pas de caractéristiques qui pilotent les circuits et ont des circuits de médiation du côté de la carte. Les fonds de panier actifs sont plus susceptibles de tomber en panne que les fonds de panier passifs.