Устройства для тестирования материнских плат и ноутбуков

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Цель дипломного проекта исследовать «Устройства для тестирования материнских плат и ноутбуков»

Тестовые платы предназначены для проверки работоспособности разъемов на матплатах компьютеров и ноутбуков, для диагностики обрывов и коротких замыканий в них.

Прежде всего, стоит разделить все причины поломок на две категории: по вине пользователя и по вине «внешних» обстоятельств. Дело в том, что чаще всего встречаются вполне характерные и ожидаемые неисправности, главное - четко знать причину, повлекшую поломку.

Чаще всего по вине юзеров возникают те или иные механические повреждения. К таковым можно отнести поломки разъемов, подранные соскочившей отверткой дорожки, простая неаккуратность, ставшая причиной короткого замыкания, например попавшая на контакты скрепка. Также возможно выгорание порта клавиатуры или LPT при ненадлежащем обращении с последними. Автор был свидетелем того, как при замыкании шины PCI произошел небольшой, но очень натуральный взрыв микросхемы, сопровождавшийся пиротехническими эффектами в виде искр и дыма, а висящий на стене постер был пробит ее куском.

Действие «внешних» обстоятельств чаще всего заключается в некачественном питании и перегреве, впрочем, виной полной или частичной неисправности платы может стать и некачественный девайс, установленный в компьютер.

Соскочившая отвертка просто прорезала несколько дорожек. Это самый простой случай. Для восстановления дорожек проще всего использовать медные волоски из обычных низковольтных проводов. Для этого следует снять лак с восстанавливаемых каналов примерно на 1 мм, после чего залудить дорожки и медные волоски и аккуратно припаять их к местам разрывов. - Отвертка кроме дорожек на печатной плате попала по ножкам чипа, в результате ножки были деформированы, но от чипа не отвалились, только отошли в некоторых местах от печатной платы. При таком повреждении ни в коем случае нельзя стараться вернуть ножки в исходное положение! Это закончится тем, что они отвалятся совсем, и придется менять микросхему. Нужно с помощью увеличительного стекла и скальпеля поправить ножки ровно настолько, чтобы ликвидировать между ними замыкания, и осторожно припаять оторвавшиеся от печатной платы обратно. - Кроме всего прочего были повреждены детали печатной платы, на поврежденных деталях нет маркировки, или ее невозможно прочитать (элемент рассыпался от удара). Это самая сложная ситуация. В этом случае придется искать точно такую же материнскую плату и определять разновидность поврежденного элемента, либо искать точно такую же сгоревшую плату и снимать элемент с нее. - Пожалуй, одним из самых мерзких механических повреждений является поломка пластиковых лепестков процессорного сокета. Из-за такой неисправности полностью рабочая материнка становится негодной в силу невозможности установить на процессор систему охлаждения. В этом случае остается только менять сокет целиком. Но это достаточно сложная операция, и, не имея большого опыта пайки, наверняка сделаешь еще хуже, поэтому мать с такой неисправностью лучше всего отнести в сервис-центр, чтобы сокет поменяли там, благо стоит это совсем недорого. Теперь перейдем к более серьезным неисправностям, связанным с электроникой. Мы не будем рассматривать случаи, когда материнская плата не включается вообще, так как в этой ситуации не обойтись без дополнительного, достаточно специфичного и дорогого оборудования. Однако мы все же рассмотрим один самый простой случай «оживления» не запускающейся платы.

Нередки случаи выгорания материнской платы из-за некачественного питания. Чего стоят душераздирающие истории про блоки питания JNC, которые жгут компьютеры направо и налево. Все дело в некачественных, дешевых комплектующих, из которых собраны такие блоки. В лучшем случае, проработав до окончания гарантии, они сгорают из-за быстрого изменения характеристик низкосортных деталей, «утаскивая» за собой половину компьютера.

Во всех современных материнских платах установлено множество интегрированных устройств. Это сетевые и звуковые контроллеры, модемы, различные порты ввода-вывода. К сожалению, они тоже довольно часто сгорают. Многие из этих устройств не интегрированы в чипсет, а представлены отдельными микросхемами, распаянными на матери. Таким образом, их тоже достаточно легко заменить. Зачастую на материнскую плату устанавливаются устройства на стандартных чипах, тех же, на основе которых выпускаются внешние устройства или PCI-платы. Например, если сгорела интегрированная звуковая карта, то можно поставить чип, снятый либо с такой же материнки, либо с PCI-карточки.

К сожалению, невозможно дать более точный алгоритм поиска неисправностей, так как схемы разводки и питания на материнских платах разных производителей значительно отличаются. Особенно сильно отличаются схемы питания разных типов процессоров. Не стоит рассматривать данный материал как подробное руководство, однако на основе приведенных данных вполне возможно самостоятельно разобраться с не слишком сложным ремонтом материнской платы. Индикатор POST кодов предназначен для мониторинга состояния материнской платы и при ее включении выводит данные о тестируемом участке в виде шестнадцатеричных кодов на индикатор. По его показаниям с большой вероятностью можно найти неисправный узел. Тестовый BIOS - это сильно упрощенная версия индикатора, которая вставляется вместо «родного» BIOS'а и сообщает о состоянии платы звуковыми сигналами. Интересно, что практически на всех материнских платах ASUS слоты AGP сделаны более широкими, в результате чего повредить такой разъем достаточно сложно. Но у этого подхода есть большой минус: на таких платах очень часто отказываются работать многие noname видеокарты. Печатные платы таких видеоадаптеров сделаны не по стандарту (даже «на глаз» текстолит намного уже, чем у «нормальных» карт), в результате срабатывает закон Клипштейна, в котором говорится о том, что все допустимые отклонения имеют свойство накапливаться в одну сторону:). Самым доступным по цене решением является газовый паяльник, но без тренировки ты угробишь им материнку еще быстрее, чем обычным, поэтому, купив его, потренируйся на какой-нибудь убитой матери, к примеру, на той, с которой будешь снимать разъем.

Тестовые устройства для проверки состояния разъемов и блоков в компьютерах и матплатах

Тестовые платы предназначены для проверки работоспособности разъемов на матплатах компьютеров и ноутбуков, для диагностики обрывов и коротких замыканий в них.

Существуют 2 варианта тестовых плат для всех видов разъемов - со смонтированными на плате светодиодами для индикации неисправностей или без них. Использование тестовых плат без светодиодов предполагает использование внешнего мультиметра для определения замыканий и обрывов.

Рис 1.1 Полный комплект для тестирования разъемов и портов матплат и ноутбуков из 24 печатных тестовых плат: CPU, PCI, mini PCI, PCI - E, SD, DDR, DDR2, AGP, DB25, PS/2, USB, DB9, VGA, IDE.



Рис. 1.2 Тестовая плата для Пентиум2, ST8681 - Для Пентиум 3, для АМ2, ST8682 - для 775, ST8683 - для 478, ST8684 - для 939, ST8685 - для 754

Приборы и приспособления для диагностики компьютеров и оргтехники

Количество находящегося в эксплуатации разнообразного электронного оборудования растет с каждым днем. Значительная его часть может нормально функционировать только при регулярном техническом обслуживании, поскольку, как и любая другая техника, оно порой выходит из строя и требует ремонта. О приборах, которые помогают выполнять эти виды работ, и пойдет речь ниже.

Сегодня самым распространенным оборудованием в офисе является компьютер и его периферия (принтеры, видеомониторы, накопители). Этого, к сожалению, нельзя сказать о средствах диагностики -- они по-прежнему остаются большой редкостью. Причин тому несколько: высокая стоимость таких приборов, зачаточное состояние отечественных сервисных служб и, в немалой степени, развитые возможности самодиагностики компьютеров и периферии (в случае простых неисправностей компьютер способен диагностировать себя сам). Имеющиеся диагностические программы позволяют, в частности, тестировать память, накопители на гибких и жестких дисках, внешние интерфейсы (для этого в разъем достаточно установить заглушки, в которых входы соединены с выходами).

Кроме того, в комплекте с отдельными модулями (например, звуковой картой) помимо драйверов производители поставляют и специализированные программы для их диагностики.

Но для того, чтобы запустить любую программу, компьютер необходимо сначала загрузить. Если же после включения питания он не подает признаков жизни, то тогда, воспользовавшись модульной конструкцией компьютера, неисправность можно попытаться отыскать методом замены. Такой метод позволяет выявить большую часть неисправных модулей. Правда, он всегда таит в себе опасность выхода из строя нового модуля при его установке в неисправный компьютер (особенно если неработоспособность компьютера вызвана неисправностью шинных формирователей материнской платы).

Диагностика материнских плат

Средства диагностики материнской платы представляют собой модуль, подключаемый к ее системной магистрали. Они представлены достаточно большим числом разновидностей, отличающихся типом поддерживаемой магистрали (ISA, MCA, PCI) и набором возможностей. Функциональность простых устройств ограничивается отображением POST-кодов BIOS (power on self test -- результаты самотестирования после включения питания), индикацией сигналов магистрали и контролем питающего напряжения. В своей работе они используют средства BIOS или тесты, загружаемые из ПЗУ на самом модуле. Более сложные устройства осуществляют, помимо этого, диагностику адресации, прямого доступа к памяти и прерываний. Кроме того, в ПЗУ могут содержаться и универсальные программы тестов для всех основных узлов компьютера (клавиатуры, интерфейсов, накопителей).

У всех упомянутых выше устройств выбор тестов осуществляется с помощью переключателей, а отображение -- на светодиодных цифровых и позиционных индикаторах. Следовательно, основная роль в этих системах отводится человеку, а автоматизация и документирование процесса тестирования и диагностики невозможны. Более мощные диагностические системы свободны от этого недостатка: они содержат в своем составе процессор, благодаря которому тестирование выполняется в автоматическом режиме. Управление и отображение результатов осуществляются с помощью программного обеспечения с другого компьютера: он подключается к основному устройству через последовательный интерфейс. Такие системы не только осуществляют полное тестирование компьютера в автоматическом режиме (включая проверку интерфейса клавиатуры), но и реализуют другие дополнительные функции (сигнатурный и логический анализатор), наличие которых позволяет использовать их для диагностики при серийном производстве.

Тестирование модулей памяти

Пожалуй, самой распространенной проблемой является неустойчивая работа оперативной памяти, из-за чего компьютер может периодически выходить из строя в самый неподходящий момент. Такие неисправности можно определить только с помощью специализированных тестеров. Тестирование без изъятия модулей памяти из компьютера позволяет выявить лишь полностью вышедшие из строя модули памяти. Качество тестирования на специализированном оборудовании существенно выше, так как оно выполняется в стрессовых условиях, с использованием более сложных алгоритмов, при повышенном или пониженном напряжении и с варьированием временных параметров процедур записи/считывания. Кроме того, некоторые тестеры могут измерять реальные временные параметры модулей памяти. Ввиду разнообразия имеющихся модулей памяти тестеры имеют соединители нескольких типов или поставляются вместе с переходниками.

Диагностика дисковых накопителей

Как отмечалось выше, для тестирования накопителей на жестких магнитных дисках универсальных тестовых программ оказывается вполне достаточно (конечно, при наличии достоверно исправного интерфейса). Немного сложнее ситуация с накопителями на гибких дисках. Если дискета в таком накопителе читается и записывается, то это отнюдь не значит, что она будет восприниматься накопителями других компьютеров. Убедиться в совместимости или добиться ее юстировкой головок позволяет применение эталонных диагностических дискет. Уровень снимаемого с головки сигнала можно оценить с помощью осциллографа. Однако процесс настройки может быть существенно упрощен при использовании специальной тестовой программы. Такая программа в реальном времени отображает на экране компьютера результаты считывания информации и, таким образом, упрощает оценку точности позиционирования обеих головок.

Ремонт видеомониторов

Проверить качество работы видеомонитора в различных режимах позволяет большинство универсальных диагностических программ. Но для этого вам потребуется компьютер с соответствующей видеокартой. Между тем эту работу можно существенно упростить за счет использования генераторов тестовых сигналов. Генераторы могут выдавать все компоненты видеосигнала и композитный видеосигнал в цифровой и аналоговой форме в широком диапазоне частот развертки. Для обеспечения совместимости с различными типами входов видеомониторов они могут иметь разъемы различного вида. Кроме формирования развертки в заданном режиме генераторы могут выдавать монохромный или цветной испытательный сигнал для регулировки цепей видеомониторов.

Тестирование последовательных и параллельных интерфейсов

Очень часто проблемы передачи данных, вызванные неисправностями последовательного или параллельного интерфейса, могут быть диагностированы с помощью программных средств и заглушек, в которых входы соединены с выходами для организации петли.

Диагностика принтеров

Немного проще обстоит дело с тестированием принтеров. Большинство из них имеет развитые встроенные средства диагностики. Иногда часть этих средств или информация о кодах ошибок имеется только у специалистов фирменных сервисных центров. Что касается матричных принтеров, то, благодаря их простоте, широкодоступных тестов для диагностики вполне достаточно. А вот лазерные принтеры требуют особого подхода. С одной стороны, в них слишком много компонентов, при выходе которых из строя выявить причину проблемы оказывается весьма непросто. С другой -- их конструкция такова, что заглянуть внутрь во время их работы невозможно. Кроме того, некоторые модели просто не могут работать без компьютера, так как не имеют собственных средств отображения и управления. Поэтому диагностика лазерных принтеров без специального оборудования иногда напоминает гадание на кофейной гуще. Решение названных проблем дает тестер лазерных принтеров. Этот редкий прибор обеспечивает измерение всех необходимых для работы печатающего узла напряжений, устранение всех блокировок от удаленных узлов, эмуляцию клавиатуры и дисплея для работы с рассчитанными на программное управление принтерами, генерацию пробных изображений. Стоит отметить, что универсальные тестеры предназначены для работы с достаточно широким набором моделей принтеров различных производителей, где используются однотипные приводы (блок печати и картридж).

Тестирование соединительных шнуров

Даже в организации среднего размера обслуживающему персоналу приходится постоянно заниматься проверкой шнуров различных периферийных устройств или, если они не отмаркированы, определением схемы их разводки. Если эта работа выполняется с помощью прозвонки, то на нее тратится очень много времени. Поэтому там, где подключено большое количество периферийных устройств, можно использовать специальные приборы для контроля шнуров, так как они позволяют в автоматическом или полуавтоматическом режиме проверить шнур на предмет выявления оборванных, замкнутых и неправильно подсоединенных проводов. Результаты тестирования (номера соединенных между собой контактов разъемов) отображаются на индикаторе. Обычно такие приборы способны тестировать кабели с любой комбинацией вилок и розеток DB9, DB15, DB25, Centronics, RJ-11 и RJ-45, а также коаксиальные кабели с соединителями RG-58, RG-59 и RG-62. Аналогичные приборы используются для тестирования кабелей и других интерфейсов (IDE, SCSI и т. п.)

Любой ремонтник компьютеров знает, что POST Card PCI применяется для диагностики неисправностей при ремонте и модернизации компьютеров типа IBM PC (или совместимых с ним).

Такие карты в России и СНГ производит несколько компаний: Мастер Кит (Москва), e-KIT Post Cards, ACE Lab (Н.Новгород), BVG Group (Москва), ЕПОС: PCI TESTCARD (Украина), IC Book: IC80 (Украина), Jelezo: Jpost Full (Украина), VL Comp: PC Analyzer (Белорусия). Есть и зарубежные решения, но у нас их не найти в свободной продаже.

POST Card PCI представляет собой плату расширения компьютера, которая может быть установлена в любой свободный PCI слот (33 МГц) и предназначена для отображения POST кодов, генерируемых BIOS'ом компьютера, в удобном для пользователя виде.

Условно все POST-карты можно разделит на серийные и внесерийные (комплекты для самостоятельной сборки).

Обзор существующих POST-карт

Родоначальником производства PCI POST-карт в России считается компания ACE Lab, которая имеет большой опsn в производстве программно-аппаратных комплексов для диагностики и реионта компьютеров.

Мастер Кит POST Card PCI NM9221 (набор для самостоятельной сборки)/BM9221 (готовая плата). Один недостаток -- семисегментный индикатор смотрит «мордой вниз».

Достоинства данной POST Card: собрана на ПЛИС серии EPM3XXX, поддерживающей Hot-socketing (более надежна, так как меньше вероятность сжечь POST Card) и работающей на 3.3V (лучше совместимость с современными спецификациями PCI2.3 и PCI3.0), поддержка новых и старых чипсетов благодаря сменным прошивкам.

ACE Lab PC-POST PCI-2. Не удобно, что индикатор смотрит вниз, зато есть возможность выбрать один из 4х возможных портов, откуда будет считываться информация.

ACE Lab PC POWER PCI-2 -- полнофункциональный программно -- аппаратный комплекс, который позволяет выполнять ряд диагностических тестов, запускаемых из установленного на плате ПЗУ, ориентированных на выявление системных ошибок и конфликтов оборудования.

BVG Group Dual POST. Достоинства: простая и дешевая ПОСТ-карточка. Сделана на базе ПЛИС Altera EPM3032ALC44-10. Несет на себе пять светодиодов (питание на PCI -- -12V, +12V, +3.3V, +5V, и сигнал RESET) и два семисегментных индикатора с обоих сторон платы. Индикатор может показывать одну цифру -- это значит, что на PCI слот, в который вставлена эта ПОСТка, тактирование не приходит.

Характерным недостатком данной карточки из-за её урезанности является снятие тактирования со слота PCI, в который установлена эта карточка после этапа POST, на котором происходит инициализация генератора (для Award BIOS -- 26h), в результате чего посткоды перестают отображаться. Методы «борьбы» с этой болезнью следующие:

Если в BIOS Setup присутствует пункт Detect DIMM/PCI Clock -- перевод оного в Disable не даст генератору снять частоту с неиспользуемых слотов, в результате чего Dual POST будет работать «как нормальная» ;), показывая все «полагающиеся» посткоды.

Если проверяемая плата имеет Sharing PCI Slots (обычно -- дальние от процессора два разъема, у которых одно прерывание «на двоих»), то можно в один из них вставить любое «нормальное» PCI-устройство (видео, звуковую, сетевую и т.п.), а в другой -- посткарточку. При инициализации генератор, увидев «полноценное» PCI-устройство на Sharing PCI Slots -- часто (зависит от конкретной платы-биоса) не снимает тактирование с обоих, чем с успехом «воспользуется» Dual POST.

BVG Group POST Pro. Вместо семисегментников используется ЖК-дисплей с бегущей строкой, но стоимость карты при этом около 300 у.е., что неоправданно высоко.

PCI TESTCARD. Продвинутая серия «Master» из полезных «наворотов» по большому счету позволяет дополнительно лишь выбирать переключателями на плате диагностический порт в диапазоне 0-3FFh, который используется для вывода POST-кодов. Недостатки данной POST Card: собрана на ПЛИС устаревшей серии EPM7XXX, не поддерживающей Hot-socketing (менее надежна, так как больше вероятность сжечь POST Card) и работающей на 5.0V (могут быть проблемы с современными PCI2.3 и PCI3.0). Имеется также информация о выводе неверных POST кодов на некоторых материнских платах.

IC Book: IC80. Известный представитель «взрослых» посткарточек, отличительной особенностью которого является присутствие не только «наворотов» в области мониторинга, но также и уникальные (не имеющие аналогов) возможности по отладке системы в пошаговом режиме. Плата имеет несколько отличительных особенностей:

Выбор адресов, используемых в целях диагностики: 80h/81h и 84h/85h, 378h, 1080h

Вывод диагностических кодов выполняется на два индикатора

Вывод информации на внешний индикатор

Индикация напряжения Stand-By 3.3V

Поддержка четности на шине PCI

Поддержка серверных вариантов шины PCI

Небольшой недостаток: не совсем корректно работает пошаговый режим на новых платах.

Jelezo: Jpost Full. Зависает на некоторых материнках (в основном GIGABYTE) в чёрный экран после первой перезагрузки.

VL Comp: PC Analyzer. Простенький и дешевый пост-контроллер, изюминкой которого является совмещение в одном конструктиве сразу двух типов посткарточек -- для ISA и для PCI.

POST Card PCI BM9222 с ЖК-диплеем

Рассмотрим PCI POST-карту нового поколения POST Card PCI BM9222 производства московской компании Маскер Кит.

Технические характеристики

Напряжение питания: +5 В.

Ток потребления, не более: 100 мА.

Частота шины PCI: 33 МГц.

Адрес диагностического порта: 0080h

Индикация POST кодов: на ЖК-дисплее в две строки по 16 символов (первая строка - POST-код в шестнадцатеричном виде и через тире -- тип БИОСа, вторая строка - описание ошибки в виде бегущей строки).

Индикация сигналов PCI шины: светодиоды на лицевой стороне платы -- RST (сигнал сброса PCI) и

CLK (тактовый сигнал PCI).

Индикаторы наличия напряжений питания PCI шины: +5V, +12V, -12V, +3,3V.

Совместимость с материнскими платами чип-сетах: Intel, VIA, SIS.

Размер печатной платы: 95.5 x 73.6 мм.

Конструкция. Конструктивно POST Card PCI выполнен на двусторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита с размерами 95.5 x 73.6 мм. В целях улучшения электропроводности контактов устройства, ламели покрыты никелем.

Принцип работы POST Card PCI

При каждом включении питания компьютера, совместимого с IBM PC, и до начала загрузки операционной системы процессор компьютера выполняет процедуру BIOS под названием «Самотест по включению питания» -- POST (Power On Self Test). Эта же процедура выполняется также при нажатии на кнопку RESET или при программной перезагрузке компьютера. Во избежание недоразумений здесь следует отметить, что в некоторых особых случаях с целью сокращения времени загрузки компьютера процедура POST может быть несколько урезана, например, в режиме «Quick Boot» или при выходе из режима «сна» Hibernate.

Основной целью процедуры POST является проверка базовых функций и подсистем компьютера (таких как память, процессор, материнская плата, видеоконтроллер, клавиатура, гибкий и жесткий диски и т. д.) перед загрузкой операционной системы. Это в некоторой степени застраховывает пользователя от попытки работать на неисправной системе, что могло бы привести, например, к разрушению пользовательских данных на HDD. Перед началом каждого из тестов процедура POST генерирует так называемый POST код, который выводится по определенному адресу в пространстве адресов устройств ввода/вывода компьютера. В случае обнаружения неисправности в тестируемом устройстве процедура POST просто «зависает», а предварительно выведенный POST код однозначно определяет, на каком из тестов произошло «зависание». Таким образом, глубина и точность диагностики при помощи POST кодов полностью определяется глубиной и точностью тестов соответствующей процедуры POST BIOS'а компьютера.

Следует отметить, что таблицы POST кодов различны для различных производителей BIOS и, в связи с появлением новых тестируемых устройств и чипсетов, несколько отличаются даже для различных версий одного и того же производителя BIOS. Таблицы POST кодов можно найти на соответствующих сайтах производителей BIOS: для AMI это http://www.ami.com, для AWARD -- http://www.award.com, иногда таблицы POST кодов приводятся в руководствах к материнским платам.

Для отображения POST кодов в удобном для пользователя виде служат устройства под названием POST Card. Предлагаемая POST Card для шины PCI -- это плата расширения компьютера, вставляемая (при выключенном питании!) в любой свободный PCI слот (33 МГц) и имеющая текстовый индикатор для отображения POST кодов и текстовой информации о текущем коде. Из особенностей работы данной POST Card хочется отметить то, что после включения питания компьютера и до появления первого активного сигнала RESET PCI на индикатор POST Card выводится сообщение приветствия “BM9222 MASTERKIT POSTCARD”.

Кроме того, на POST Card имеются светодиоды, отражающие состояния сигналов CLK и RST шины PCI.

Поиск неисправностей при помощи POST Card PCI

Последовательность действий при ремонте компьютера с использованием POST Card выглядит следующим образом:

1. Выключаем питание неисправного компьютера.

2. Устанавливаем POST Card в любой свободный PCI слот материнской платы.

3. Включаем питание компьютера.

4. При необходимости подстраиваем контрастность (при установке LCD экрана, для PLED - подстройка не требуется) изображения путем нажатия на кнопки (дальняя от материнской платы кнопка увеличивает контрастность, ближняя -- уменьшает) или изменяем тип отображаемого БИОСа - путем нажатия и удерживания одной из кнопок и нажатия на вторую (после отжатия кнопок смениться тип БИОСа, отображаемый в первой строке индикатора после кода ошибки). Все вышеперечисленные настройки сохраняются при отключении питания и загружаются при следующей подаче напряжения на POST Card.

5. Читаем информацию на индикаторе POST Card - это POST код, на котором «зависает» загрузка компьютера, и его описание во второй строке.

6. Осмысливаем вероятные причины.

7. При выключенном питании производим перестановки шлейфов, модулей памяти и других компонентов с целью устранить неисправность.

8.Повторяем пункты 3-7, добиваясь устойчивого прохождения процедуры POST и начала загрузки операционной системы.

9. При помощи программных утилит производим окончательное тестирование аппаратных компонентов, а в случае плавающих ошибок -- осуществляем длительный прогон соответствующих программных тестов.

При ремонте компьютера без использования POST Сard пункты 3-6 этой последовательности просто опускают и со стороны ремонт компьютера выглядит просто как лихорадочная перестановка памяти, процессора, карт расширения, блока питания, и в довершение всего -- материнской платы.

Если в крупных фирмах имеется большой запас исправных комплектующих, то для мелких фирм и частных лиц ремонт компьютера путем установки заведомо исправных компонентов превращается в сложную проблему.

Прежде всего, при включении питания перед началом работы процедуры POST должен произойти сброс системы сигналом RST (RESET), что индицируется на POST Card сменой сообщения приветствия на другие сообщения POST Card. Если смены не происходит в течение 2-4 секунд (время отображения приветствия примерно 0.7 сек) или появилось одно из сообщений “NO CODES” или “RESET” на более чем 1 сек, то в этом случае рекомендуется немедленно выключить компьютер, вытащить все платы и кабели, а также модули памяти из материнской платы. В системном блоке необходимо оставить подключенной к блоку питания материнскую плату с установленным процессором и плату POST Card. Если при последующем включении компьютера нормально проходит сброс системы и появляются первые POST коды, то, очевидно, проблема заключается во временно извлеченных компонентах компьютера; возможно также, в неправильно подключенных шлейфах. Вставляя последовательно память, видеоадаптер, а затем и другие карты, и наблюдая за POST кодами на индикаторе, обнаруживают неисправный модуль.

Вернемся теперь к случаю, когда даже не проходит начальный сброс системы (на индикаторе POST Card не происходит смена сообщения приветствия другими сообщениями). В этом случае либо неисправен блок питания компьютера, либо сама материнская плата (неисправны цепи формирования сигнала RESET) или процессор не стартует. Точную причину можно установить, подсоединив к материнской плате заведомо исправный блок питания.

Рассмотрим теперь случай, когда сигнал сброса проходит, но никакие POST коды на индикатор не выводятся (удерживается сообщение “NO CODES”); при этом, как было описано ранее, тестируется система, состоящая только из материнской платы, процессора, POST Card и блока питания. Если материнская плата совершенно новая, то причина может быть заключена в неправильно установленных джамперах материнской платы. Если все джамперы и процессор установлены правильно, а материнская плата все же не запускается, следует заменить процессор на заведомо исправный. Если же и это не помогает, то можно сделать вывод о неисправности материнской платы либо ее компонентов (например, причиной неисправности может являться повреждение информация в FLASH BIOS).

Главным достоинством POST Card является то, что она не требует для своей работы монитор. При этом тестирование компьютера при помощи POST Card возможно на ранних этапах процедуры POST, когда еще не доступна звуковая диагностика. Еще одна немаловажная особенность - отображение POST-кодов на всех типах БИОСов, выводящих коды по адресу 0?0080), но не описанных в ПЗУ.

PLED индикатор. Данное устройство проверки комплектуется индикатором с отображающим элементом типа PLED. Преимущества такого типа дисплея в том, что он обладает высокой контрастностью и широким углом обзора - это очень важно потому что часто POST-плату приходится устанавливать в компьютер в корпусе, когда в соседних слотах установлены другие платы (сетевые, звуковые и пр.).

Многоязыковая поддержка. POST-карта позволяет выводить коды для различных типов БИОСов на различных языках (английский и русский по умолчанию). Смена типа БИОСа осуществляется путем одновременного нажания сразу обеих кнопок. Данная пост карта расшифровывает 3 вида БИОСов в 2 языках (всего 6 типов). Русифицированный БИОС в названии содержит строку “RU”.

Сами строки с описанием кодов располагаются с микросхеме 24С256 -- 32кБ SEEPROM. Эта микросхема установлена в панельку, и опытные пользователи могут извлечь её и перепрограммировать другой (более новой или с другим языком) версией в случае её появления на сайте www.masterkit.ru. Обновление происходит регулярно, с отслеживанием тенденций развития компьютерной техники.

В случае если данный код не дешифрируется в вашей версии, то следует воспользоваться Интернетом для оперативного поиска расшифровки типа теста, а так же написать в компанию МастерКит письмо с указанием данного случая, и в последующей версии данный код будет уже включен.

Для перепрограммирования можно воспользоваться набором NM9215 (программатор) совместно с переходником на данный тип микросхем NM9216/4.

Проверка системного блока РС тестером Post Card PCI на практике

Последовательность тестирования компонентов компьютера следующая:

1. Тестирование процессора.

2. Проверка контрольной суммы ROM BIOS.

3. Проверка и инициализация контроллеров DMA, IRQ и таймера 8254.

После этой стадии становится доступной звуковая диагностика.

4. Проверка операций регенерации памяти.

5. Тестирование первых 64 КБ памяти.

6. Загрузка векторов прерываний.

7. Инициализация видеоконтроллера.

После этого этапа диагностические сообщения выводятся на экран.

8. Тестирование полного объема ОЗУ.

9. Тестирование клавиатуры.

10. Тестирование CMOS памяти.

11. Инициализация COM и LPT портов.

12. Инициализация и тест контроллера FDD.

13. Инициализация и тест контроллера HDD.

14. Поиск дополнительных модулей ROM BIOS и их инициализация.

15. Вызов загрузчика операционной системы (INT 19h, Bootstrap), при невозможности загрузки операционной системы-- попытка запуска ROM BASIC (INT 18h); при неудаче-- останов системы (HALT).

Прохождение тестов. При прохождении каждого из тестов POST генерирует POST-код, который записывается в специальный диагностический регистр. Информация, содержащаяся в диагностическом регистре, становится доступной для наблюдения при установке в свободный слот компьютера диагностической платы POST Card и отображается на семисегментном индикаторе в виде двух шестнадцатиричных цифр. Адрес диагностического регистра зависит от типа компьютера, в более старых версиях это: ISA, EISA-- 80h, ISA-Compaq-- 84h, ISA-PS/2-- 90h, MCA-PS/2-- 680h, 80h, некоторые EISA-- 300h.

Прежде всего, необходимо определить фирму-производителя BIOS материнской платы. Это можно сделать либо по наклейке на микросхеме BIOS, либо по надписям, которые выводятся на экран аналогичной исправной материнской платой. В России и СНГ наиболее распространенными являются BIOS фирм AMI и AWARD. С приобретением некоторого опыта уже по первым POST кодам можно с уверенностью назвать производителя BIOS.

Таблицы POST кодов различны для различных производителей BIOS и, в связи с появлением новых тестируемых устройств и чипсетов, отличаются даже для различных версий одного и того же производителя BIOS.

Исторически сложилось, что значения POST кодов в соответствующих таблицах производителей BIOSов даются в виде шестнадцатиричных чисел в диапазоне 00h-- FFh (0-- 255 в десятичной системе счисления), поэтому для удобства использования таких таблиц необходимо обеспечить отображение POST кодов в шестнадцатеричном виде.

Коды неисправностей. Динамично развивающаяся компания Award Software в 1995 году предложила новое на то время решение в области низкоуровневого программного обеспечения AwardBIOS «Elite», более известное как V4.50PG. Режим обслуживания контрольных точек не изменился ни в широко распространенной версии V4.51, ни в раритетном исполнении V4.60. Суффиксы P и G обозначают соответственно поддержку механизма PnP и обслуживание функций энергосбережения (Green Function).

Выполнение стартовых процедур POST из ROM

C0 Запрет External Cache. Запрет Internal Cache. Запрет Shadow RAM. Программирование контроллера DMA, контроллера прерываний, таймера, блока RTC

C1 Определение типа памяти, суммарного объем и размещение по строкам

C3 Проверка первых 256К DRAM для организации Temporary Area. Распаковка BIOS в Temporary Area

C5 Выполняемый код POST переносится в Shadow

C6 Определение присутствия, объема и типа External Cache

C8 Проверка целостности программ и таблиц BIOS

CF Определение типа процессора

Выполнение POST в Shadow RAM

03 Запрет NMI, PIE (Periodic Interrupt Enable), AIE (Alarm Interrupt Enable), UIE (Update Interrupt Enable). Запрет генерации программируемой частоты SQWV

04 Проверка формирования запросов на регенерацию DRAM

05 Проверка и инициализация контроллера клавиатуры

06 Тест области памяти, начинающейся с адреса F000h, где размещен BIOS

07 Проверка функционирования CMOS и батарейного питания

BE Программирование конфигурационных регистров Южного и Северного Мостов

09 Инициализация кэш-памяти L2 и регистров расширенного управления кэшированием процессора Cyrix

0A Генерация таблицы векторов прерываний. Настройка ресурсов Power Management и установка вектора SMI

0B Проверка контрольной суммы CMOS. Сканирование шины PCI устройств. Обновление микрокода процессора

0С Инициализация контроллера клавиатуры

0D Поиск и инициализация видеоадаптера. Настройка IOAPIC. Измерения тактовой частоты, установка FSB

0E Инициализация MPC. Тест видеопамяти. Вывод на экран Award Logo

0F Проверка первого контроллера DMA 8237. Определение клавиатуры и ее внутренний тест. Проверка контрольной суммы BIOS

10 Проверка второго контроллера DMA 8237

11 Проверка страничных регистров контроллеров DMA

14 Тест канала 2 системного таймера

15 Тест регистра маскирования запросов 1-го контроллера прерываний

16 Тест регистра маскирования запросов 2-го контроллера прерываний

19 Проверка пассивности запроса немаскируемого прерывания NMI

30 Определение объема Base Memory и Extended Memory. Настройка APIC. Программное управление режимом Write Allocation

Подготовка таблиц, массивов и структур для старта операционной системы

31 Основной отображаемый на экране тест оперативной памяти. Инициализация

USB

32 Выводится заставка Plug and Play BIOS Extension. Настройка ресурсов Super I/O. Программируется Onboard Audio Device

39 Программирование тактового генератора по шине I2C

3C Установка программного флага разрешения входа в Setup

3D Инициализация PS/2 mouse

3E Инициализации контроллера External Cache и разрешения Cache

BF Настройка конфигурационных регистров чипсета

41 Инициализация подсистемы гибких дисков

42 Отключение IRQ12 если PS/2 mouse отсутствует. Выполняется программный сброс контроллера жестких дисков. Сканирование других IDE устройств

43 Инициализация последовательных и параллельных портов

45 Инициализация сопроцессора FPU

4E Индикация сообщений об ошибках

4F Запрос пароля

50 Восстановление ранее сохраненного в ОЗУ состояния CMOS

51 Разрешение 32 битного доступа к HDD. Настройка ресурсов ISA/PnP

52 Инициализация дополнительных BIOS. Установка значений конфигурационных регистров PIIX. Формирование NMI и SMI

53 Установка счетчика DOS Time в соответствии с Real Time Clock

60 Установка антивирусной защиты BOOT Sector

61 Завершающие действия по инициализации чипсета

62 Чтение идентификатора клавиатуры. Установка ее параметров

63 Коррекция блоков ESCD, DMI. Очистка ОЗУ

FF Передача управления загрузчику. BIOS выполняет команду INT 19h

Рассмотрим процедуру тестирования системного блока персонального компьютера. Установим тестер BM9222 в свободный PCI слот материнской платы. Включим питание. BIOS -- программа загрузки компьютера, хранящаяся в ПЗУ материнской платы, производит последовательный опрос всех включенных в системный блок устройств (процессор, модули памяти, винчестер, видеокарта, контроллеры, оптический привод, внешняя периферия: клавиатура мышь и т.д.).

Если все периферийные устройства системного блока исправны, то после окончания загрузки на экране тестера загорится следующая надпись FFh.

«Введем неисправность» в системный блок. Выключим питание и удалим из системного блока модуль памяти.

После подачи питания и загрузки компьютера на экране тестера появляется код ошибки оперативной памяти 4Eh.

Тестер точно определил, что память в системном блоке «неисправна». После выключения питания и возвращения модуля памяти на свое место тестер показал исправность персонального компьютера.

Аналогично можно определить коды ошибок других периферийных устройств и быстро устранить неисправность, заменив неисправный блок на исправный.

Работа POST Card основывается на подпрограмме BIOS под названием "Самотест по включению питания" - POST (Power On Self Test), которая запускается при каждом включении питания компьютера, а также при нажатии кнопки RESET или комбинации клавиш Ctrl-Alt-Del. Эта подпрограмма POST проверяет основные функции и подсистемы компьютера (такие как память, процессор, материнская плата, видеоконтроллер, клавиатура, гибкий и жесткий диски) перед загрузкой операционной системы компьютера. При прохождении каждого из тестов POST генерирует так называемый POST код, который записывается в специальный диагностический регистр. Информация, содержащаяся в диагностическом регистре, становится доступной для наблюдения при установке в свободный слот компьютера диагностической платы POST Card и отображается на ее двухразрядном индикаторе в виде шестнадцатиричных цифр. Адрес диагностического регистра зависит от типа компьютера: ISA, EISA - 80h, ISA-Compaq - 84h, ISA-PS/2 - 90h, MCA-PS/2 - 680h, некоторые EISA - 300h. Кроме того, многие модели ноутбуков могут выдавать POST коды через стандартный LPT порт. Если подпрограмма POST обнаруживает неисправность в функционировании компьютера, то она останавливается, а соответствующий POST код отображает, в каком именно модуле имеется неисправность. Дальнейшая загрузка компьютера при этом становится невозможной. По таблицам POST кодов, которые специфичны для различных версий и производителей BIOS можно быстро установить вероятную причину неисправности. Таким образом, глубина и точность диагностики при помощи POST Card полностью определяется подпрограммой POST BIOS компьютера. Для того чтобы лучше понять, как пользоваться POST Card, рассмотрим типичную последовательность тестов, выполняемую процедурой POST.

Перед тестированием компьютера при помощи POST Card желательно определить фирму-производителя BIOS материнской платы: это можно сделать либо по наклейке на микросхеме BIOS, либо по надписям, которые выводятся на экран аналогичной исправной материнской платой. В нашей стране наиболее распространенными являются BIOS фирм AMI и AWARD. С приобретением некоторого опыта уже по первым POST кодам можно с уверенностью назвать производителя BIOS.

Далее, при выключенном питании, устанавливаем POST Card в свободный слот компьютера. Отметим, что любые перестановки карт, шлейфов, переключения джамперов можно делать только при выключенном питании. В полностью исправном компьютере при включении питания вначале должен произойти сброс системы сигналом RESET (что индицируется на POST Card специальными символами), затем - запуск компьютера с последовательным прохождением всех POST кодов. При неисправности компьютера в самом сложном случае сброс либо совсем не проходит, либо проходит, но никакие другие POST коды на индикаторе не отображаются. В этом случае рекомендуется немедленно выключить компьютер и вытащить все дополнительные платы и кабеля, а также память из материнской платы, оставив подключенной к блоку питания только собственно материнскую плату с установленными процессором и POST Card. Если при последующем включении компьютера нормально проходит сброс системы и появляются первые POST коды, то, очевидно, проблема заключается во временно извлеченных компонентах компьютера; возможно также, в неправильно подключенных шлейфах (особенно часто вставляют "вверх ногами" шлейф IDE). Вставляя последовательно память, видеоадаптер, а затем и другие карты, и наблюдая за POST кодами на индикаторе, обнаруживают неисправный модуль. При неисправной памяти для компьютеров с AMI BIOS последовательность POST кодов обычно останавливается на коде d4 (для старых плат 386/486 - на коде 13); с AWARD BIOS - на кодах C1 или С6. Бывает, что при этом неисправна не сама память, а, например, материнская плата - причина заключается в плохом контакте в разъемах SIMM/DIMM (согнуты/замкнуты между собой контакты),

либо плохо, не до конца вставлена сама память в разъеме. При неисправном видеоадаптере для компьютеров с AMI BIOS последовательность POST кодов останавливается на кодах 2C, 40 или 2A в зависимости от модификации BIOS, либо проскакивает эти коды без появления на мониторе соответствующих строк инициализации видеокарты (с указанием типа, объема памяти и фирмы-производителя видеоадаптера). Аналогично, для компьютеров с AWARD BIOS при неисправности видеоадаптера последовательность POST кодов либо останавливается на коде 0d, либо проскакивает этот код (особенно часто это наблюдается на новых Pentium/Pentium II материнских платах). Если инициализация памяти и видеоадаптера прошла нормально, то, устанавливая по одной остальные карты и подключая шлейфы, на основании показаний индикатора POST Card определяют, какой из компонентов подсаживает системную шину и не дает загрузится компьютеру.

Вернемся теперь к случаю, когда даже не проходит начальный сброс системы, состоящей из материнской платы, процессора и POST Card c подключенным блоком питания: на индикаторе POST Card в самом начале теста не появляются специальные символы, свидетельствующие о прохождении сигнала RESET. В этом случае либо неисправен блок питания компьютера, либо сама материнская плата. Точную причину можно установить, подсоединив к материнской плате заведомо исправный блок питания. Рассмотрим теперь случай, когда сигнал сброса проходит, но никакие последующие POST коды на индикатор не выводятся; при этом, как было описано ранее, тестируется система, состоящая только из материнской платы, процессора, POST Card и блока питания. Если материнская плата совершенно новая, то причина обычно заключена в неправильно установленных джамперах выбора частоты/умножения/типа процессора, иногда - неправильно установленном джампере Clear/Normal CMOS. Очень часто причиной неработоспособности является недожатие до упора процессора в слоте 1 либо перевернутое положение 486-го процессора. При этом, если питание на материнскую плату с неправильно вставленным процессором будет подано дольше, чем на 1-2 сек, возможен полный отказ как процессора, так и материнской платы. Из практики можно утверждать, что использование POST Card вместе с хорошей реакцией инженера и быстрым откючением питания уже спасла жизнь не одному процессору и материнской плате. Если все джамперы и процессор установлены правильно, а материнская плата все же не запускается, следует заменить процессор на заведомо исправный. Если же и это не помогает, то можно сделать вывод о неисправности материнской платы либо ее компонентов (например, причиной неисправности может являться повреждение информация в FLASH BIOS). Достаточно полный список POST кодов доступен через Internet на сайтах соответствующих производителей BIOS: для AMI это www.megatrends.com, для AWARD - www.award.com.

В заключении хотелось бы отметить, что главным достоинством POST Card является то, что она не требует для своей работы монитор, и тестирование компьютера при помощи POST Card возможно на ранних этапах процедуры POST, когда еще не доступна звуковая диагностика, да и на стадии звуковой диагностики POST коды значительно удобнее для восприятия, чем подсчет длительности и числа гудков компьютера. Можно сказать, что POST Card - это глаза и уши инженера-ремонтника компьютеров.

Кому же может пригодится POST Card ? Прежде всего, сервисным инженерам, сборщикам компьютеров, продавцам в компьютерном магазине, системным администраторам, - всем, кому приходится решать возникающие с компьютерами проблемы в сжатые сроки. Незаменима POST Card и для профессиональных ремонтников материнских плат, полностью использующих диагностические возможности процедуры POST BIOS. Даже убежденные скептики после одно-двухкратного решения проблем при помощи POST Card уже не могли с ней расстаться, хватаясь за нее в сложных случаях, как утопающий хватается за соломинку. И, наконец, известно нетрадиционное использование POST Сard программистами, очень далекими от проблем hardware. При отладке автономного управляющего компьютера без монитора они в контрольных точках программы производили запись условных кодов в диагностический регистр и, таким образом, вся работа компьютера была видна как на ладони на индикаторе POST Card !

Устройство для ремонта и тестирования компьютеров - POST Card

При каждом включении питания компьютера типа IBM PC (или совместимого с ним) и до начала загрузки операционной системы процессор компьютера выполняет процедуру BIOS под названием "Самотест по включению питания" - POST (Power On Self Test). Эта же процедура выполняется также при нажатии на кнопку RESET или комбинацию клавиш Ctrl-Alt-Del. Основной целью процедуры POST является проверка базовых функций и подсистем компьютера (таких как память, процессор, материнская плата, видеоконтроллер, клавиатура, гибкий и жесткий диски и т. д.) перед загрузкой операционной системы. Это в некоторой степени застраховывает пользователя от попытки работать на неисправной системе, что могло бы привести, например, к разрушению пользовательских данных на HDD. Однако, в настоящее время разрабатывается новая спецификация компьютеров PC 2001, предусматривающая уменьшение временного интервала от момента включения ПК до запуска дискового загрузчика до 7 сек (при наличии SCSI устройств - до 10 сек), в том числе и за счет сокращения процедуры POST, что, в общем, не должно радовать сборщиков/ремонтников компьютеров, да и вдумчивых пользователей, я думаю, тоже: лучше 2 минуты потерять, чем потом восстанавливать содержимое HDD или удивляться, почему компьютер стал так часто зависать. Пока же компьютеры продолжают радовать профессиональных сборщиков/ремонтников компьютеров своей встроенной процедурой POST, поэтому рассмотрим предоставляемые ею возможности для ремонта компьютеров.

Перед началом каждого из тестов процедура POST генерирует так называемый POST код, который выводится по определенному адресу в пространстве адресов устройств ввода/вывода компьютера. В случае обнаружения неисправности в тестируемом устройстве процедура POST просто "зависает", а предварительно выведенный POST код однозначно определяет, на каком из тестов произошло "зависание". Таким образом, глубина и точность диагностики при помощи POST кодов полностью определяется глубиной и точностью тестов соответствующей процедуры POST BIOS'а компьютера.

Адреса портов для вывода POST кодов зависят от типа компьютера: ISA, EISA - 80h, ISA-Compaq - 84h, ISA-PS/2 - 90h, MCA-PS/2 - 680h, некоторые EISA - 300h, однако в большинстве случаев (можно сказать, стандартно) используется порт 80h. Так как процедура POST появилась еще в IBM PC/XT с восьмиразрядной системной шиной ISA, то исторически так сложилось, что POST коды представляют собой всего один байт, который приводится в таблицах POST кодов в виде одноразрядных шестнадцатиричных чисел в диапазоне 00h-FFh (0-255 в десятичной системе счисления). Следует отметить, что таблицы POST кодов различны для различных производителей BIOS и, в связи с появлением новых тестируемых устройств и чипсетов, несколько отличаются даже для различных версий одного и того же производителя BIOS. Таблицы POST кодов можно найти на соответствующих сайтах производителей BIOS: для AMI это http://www.ami.com, для AWARD - http://www.award.com, иногда таблицы POST кодов приводятся в руководствах к материнским платам (например, руководства к платам P6SBA-P6DBS Supermicro).

Для отображения POST кодов в удобном для человека виде служат устройства под названием POST Card. POST Card - это обычная плата расширения компьютера, вставляемая (при выключенном питании!) в любой свободный (соответствующий ее разъему - ISA или PCI) слот и имеющая два семисегментных индикатора для отображения POST кодов. Ранее, до появления спецификаций PC 99 и PC 99A наиболее распространенными были POST Card для шины ISA. Сейчас, в связи с угрозой полной ликвидации шины ISA начали появляться более дорогие POST Card для шины PCI. Для нотебуков, вообще не имеющих шин ISA и PCI, выпускаются POST Сard, предназначенные для установки в LPT порт. Следует отметить, что для работы такой POST Сard требуется соответствующая поддержка со стороны BIOSa нотебука.