Устройства для тестирования материнских плат и ноутбуков

Самая простая POST Card для шины ISA от noname производителя отображает POST коды по фиксированному адресу 80h и не имеет переключателей для изменения этого адреса. Прохождение сигнала RESET компьютера на такой POST Card фиксируется по миганию точек семисегментного индикатора POST кодов либо отображается на нем специальными символами. Более дорогие POST Card имеют переключатели для выбора адреса порта POST кодов, а также дополнительные светодиодные индикаторы сигналов RESET и CLK системной шины и индикаторы наличия напряжений питания +5V(+3.3V), -5V, +12V, -12V. Такие POST Card выпускает, например, Ultra-X, Inc (http://www.uxd.com) для шин ISA - QuickPOST PC и PCI - QuickPOST PCI соответственно. Эта же фирма предлагает и POST Card для подключения к разъему LPT ноутбуков- MICRO POST. Очень интересна оригинальная POST-Probe PCI фирмы Micro2000, Inc (http://www.micro2000.com), на двух соседних сторонах которой под углом 90 градусов расположены разъемы для шин PCI и ISA. В ее комплект входит также дополнительный адаптер для подключения к экзотической у нас шине MicroChannel. Еще одним производителем POST Card является фирма DataDepot Inc (http://www.datadepo.com), выпускающая как простейшие POST Card (MiniPOST), так и более сложные - PocketPOST. Однако настоящим профессиональным инструментом можно назвать PHD 16 для шины ISA (Professional Hardware Diagnostics) фирмы Ultra-X, Inc. PHD 16 имеет два режима работы: диагностики и POST кодов, которые выбираются путем установки соответствующих перемычек. В режиме POST кодов генерируемые системой POST коды просто отображаются на двухразрядном семисегментном индикаторе PHD 16. Режим диагностики подразделяется на режим тренировки - длительного прогона тестов для обнаружения плавающих ошибок и режим отыскания и устранения серьезных повреждений полностью "мертвых" систем, при котором штатный BIOS материнской платы заменяется на ROM BIOS Ultra-X со специальным набором углубленных тестов. По мере выхода новых чипсетов материнских плат выходят и обновленные ROM BIOS Ultra-X. Результаты тестов PHD 16 отображаются в специальном коде на семисегментном индикаторе и дополнительных светодиодах, а при исправном видеоадаптере - и на мониторе компьютера. Более современная PHD PCI фирмы Ultra-X, Inc предназначена для шины PCI и в отличие от PHD 16 не нуждается во внешнем видеоадаптере, так как имеет встроенный стандартный видеовыход SVGA для отображения результатов тестов на мониторе.

Для того чтобы лучше понять, как пользоваться POST Card, рассмотрим типичную последовательность тестов, выполняемую процедурой POST:

Тестирование процессора. Проверка контрольной суммы ROM BIOS

Проверка и инициализация контроллеров DMA, IRQ и таймера 8254. После этой стадии становится доступной звуковая диагностика.

- Проверка операций регенерации памяти.

- Тестирование первых 64 кБайт памяти.

- Загрузка векторов прерываний.

Инициализация видеоконтроллера. После этого этапа диагностические сообщения выводятся на экран.

- Тестирование полного объема ОЗУ.

- Тестирование клавиатуры.

- Тестирование CMOS памяти.

- Инициализация COM и LPT портов.

- Инициализация и тест контроллера FDD.

- Инициализация и тест контроллера HDD.

Поиск дополнительных модулей ROM BIOS и их инициализация

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

Перед тестированием компьютера при помощи POST Card необходимо определить фирму-производителя BIOS'а материнской платы: это можно сделать либо по наклейке на микросхеме BIOS, либо по надписям, которые выводятся на экран аналогичной исправной материнской платой. Затем следует найти соответствующую таблицу POST кодов для этого BIOS: AMI - http://www.ami.com, AWARD - http://www.award.com.

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

Выключаем питание неисправного компьютера.

Устанавливаем POST Card в любой свободный слот материнской платы

Включаем питание компьютера и считываем с индикатора POST Card соответствующий POST код, на котором "зависает" загрузка компьютера.

По таблицам POST кодов определяем, на каком из тестов возникли проблемы и осмысливаем вероятные причины.

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

Повторяем пункты 3,4,5, добиваясь устойчивого прохождения процедуры POST и начала загрузки операционной системы.

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 2-4 этой последовательности просто опускают и со стороны ремонт компьютера выглядит просто как лихорадочная перестановка джамперов, 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. Еще тяжелее приходится инженерам сервисных служб, оперативно выезжающих к заказчику и вынужденных брать с собой целый чемодан запасных деталей. Бывает, замена компьютерных комплектующих под недоуменные вопросы клиента растягивается на целые часы и не всегда приводит к желаемому результату - приходится забирать системный блок или ехать за новой порцией исправных деталей.

Прежде всего, при включении питания перед началом процедуры POST должен произойти сброс системы сигналом RESET, что индицируется на POST Card специальными символами или светодиодом. При неисправности компьютера в самом сложном случае сброс либо совсем не проходит, либо проходит, но никакие 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 I/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 загрузиться компьютеру.

Вернемся теперь к случаю, когда даже не проходит начальный сброс системы (на индикаторе POST Card в самом начале теста не появляются специальные символы, свидетельствующие о прохождении сигнала RESET или не загорается соответствующий светодиод). В этом случае либо неисправен блок питания компьютера (например, не формируется сигнал PWRGOOD), либо сама материнская плата (неисправны цепи формирования сигнала RESET).

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 Slot 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 отключением 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 информации во FLASH BIOS).

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. Так как на индикаторе POST Card отображается состояние порта POST кодов, то программисты при отладке дополнительных модулей BIOS или программ промышленного автономного управляющего компьютера без монитора получают возможность отслеживать прохождение контрольных точек своей программы по индикатору POST Card, просто занося условные коды в регистр POST кодов.

Промышленные производители POST Card относят оборудование для ремонта компьютеров в разряд профессиональных, поэтому, если вы располагаете суммой в $100-150 (а для PHD PCI цена доходит и до $1000), то можете заказать POST Card на сайтах вышеприведенных производителей. Вторым выходом из положения является самостоятельная сборка простейшей POST Card для шины ISA. Такая POST Card с индикатором ошибок в двоичном коде на 8 светодиодах содержит 4 широкодоступных ИС K555 (74LS) серии и может быть изготовлена даже начинающим радиолюбителем за 1-2 вечера, причем себестоимость изготовления минимальна.

Шина ISA все еще достаточно популярна, особенно, если учесть то обстоятельство, что предлагаемая для изготовления простейшая POST Card послужит для ремонта большого количества уже существующих компьютеров с шиной ISA. Стоит обратить внимание и на тот факт, что многие новейшие материнские платы с чипсетом I820 имеют один ISA слот. Поэтому, я думаю, простейшая POST Card для шины ISA найдет применение еще как минимум, 2-3 года. Кроме того, реализация POST Card для шины PCI достаточно сложна, так как требует специальных высокоскоростных ПЛИС и специально изготовленной печатной платы, и не доступна начинающему радиолюбителю.

Схема простейшей POST Card представлена на рисунке 2, там же для облегчения монтажа имеется рисунок платы расширения с нумерацией контактов разъема ISA. На микросхемах DD2, DD3, DD4 выполнен дешифратор адреса устройства вывода с фиксированным адресом 080h, наиболее часто используемом для выдачи POST кодов. Поступающие с шины данных SD0-SD7 значения POST кодов фиксируются в восьмиразрядном регистре DD1 и отображаются в двоичном виде светодиодами HL0-HL7.

Для изготовления POST Card подойдет любая монтажная плата, имеющая хотя бы первую часть разъема ISA (контакты A1-A31, B1-B31). В крайнем случае можно использовать отпиленную от старого неисправного MIO или VGA адаптера нижнюю часть с разъемом ISA, прикрепив к ней при помощи двух винтов M3 небольшой кусок монтажной платы. Все соединения на монтажной плате выполняются тонким многожильным проводом МГТФ после установки дискретных элементов. В конструкции можно использовать микросхемы DD1 типа K555ИР23, DD2-K555ЛА2, DD3,4 - К555ЛЕ1, а также их аналоги из серий K1533, K1531, K531 (зарубежные 74LS, 74ALS, 74HC, 74F). Светодиоды HL0-HL7 необходимо расположить в один ряд в следующем порядке (слева направо):

HL7 HL6 HL5 HL4 HL3 HL2 HL1 HL0

Эти светодиоды будут отображать POST код в двоичном виде: зажженный светодиод соответствует логической 1, погашенный - 0. Для перевода получившегося двоичного кода в двухразрядный шестнадцатиричный вид, принятый в таблицах POST кодов, необходимо мысленно разделить светодиоды HL7...HL0 на две половины: старшую (HL7, HL6, HL5, HL4) и младшую (HL3, HL2, HL1, HL0), затем по таблице 1 определить для каждой половины свой шестнадцатиричный символ и мысленно объединить эти символы в правильном порядке: старшая половина соответствует старшему символу, а младшая - младшему. При некоторой тренировке всю эту процедуру можно производить в уме.

Таблица 1. Перевод двоичных POST кодов в шестнадцатеричные

После сборки POST Card необходимо протестировать. Для этого можно использовать любую программу, позволяющую заносить в устройство вывода по адресу 080h произвольные значения в диапазоне 00h-FFh, при этом необходимо убедиться в соответствии показаний индикатора POST Card выводимым в порт 080h данным. Такую программу можно получить здесь: posttest.zip (4 Кб), кроме того, ее можно использовать для обучения и тренировки при переводе POST кодов из двоичного вида в шестнадцатиричный.

Какие же усовершенствования можно предложить для простейшей POST Card? Прежде всего, желательно добавить регистр DD5 (K555TM2) со светодиодом HL8 для фиксации прохождения сигнала RESET (схема на рисунке 3). Сигнал RESET вырабатывается блоком питания компьютера при его включении, либо при нажатии на кнопку RESET. В случае полной неисправности материнской платы с установленным процессором может оказаться, что никакие POST коды этой системой не вырабатываются, а простейшая POST Card (рисунок 2) в таком случае будет отображать случайный мусор, который будет заноситься в регистр DD1 при каждом включении питания. Этот мусор может быть неверно растолкован как какой-то POST код. Если установить дополнительный регистр DD5 (рисунок 3), то при поступлении сигнала RESET и до записи первого POST кода в ИС DD1 все светодиоды HL0-HL1 POST кодов будут погашены высоким уровнем на выводе 1 DD1. Кроме того, по кратковременному вспыхиванию светодиода HL8 можно будет судить о прохождении сигнала RESET.

В качестве второго усовершенствования можно предложить введение дешифратора - преобразователя двоичного кода в семисегментный для отображения POST кодов на обычном двухразрядном семисегментном индикаторе. К сожалению, мне неизвестны стандартные одно-двухразрядные микросхемы для преобразования полного четырехразрядного двоичного кода в семисегментный, однако их можно заменить, например, программируемыми ИС. Схемы простейших семисегментных дешифраторов вместе с прошивками на K155PE3 публиковались в журнале "Радио" (например, "Радио" N 12 за 1987 год, стр 55). С некоторой избыточностью в качестве дешифратора можно также применить более доступные ИС УФРПЗУ K573РФ2(6). Однако, даже простейшая POST Card с отображением POST кодов в двоичном виде на 8 светодиодах существенно сократит время на диагностику неисправностей и, я надеюсь, значительно облегчит жизнь многим сборщикам/ремонтникам компьютеров!

POST-карта для диагностики компьютера

Как быть, если компьютер зависает при загрузке, не выводя на дисплей никакой информации? В этом случае диагностировать его поможет POST-карта. Из этой статьи Вы узнаете, как ее сделать, настроить и использовать. Часто бывают ситуации, когда при включении компьютер «подвисает» еще до начала загрузки с жесткого диска, при этом на экран монитора далеко не всегда выводится информация об ошибке. Такое происходит, например, при неисправности модулей SIMM, DIMM, кэш-памяти, отдельных чипов, регистров CMOS или видеокарты. В таких случаях диагностику компьютера очень облегчают так называемые POST-карты - специальные устройства для диагностики компьютера, устанавливаемые в один из XT-слотов материнской платы. Рассмотрим их принцип их работы. При включении компьютера начинают работать «зашитые» в BIOS подпрограммы самотестирования практически всех аппаратных частей материнской платы: памяти, видеокарты, контроллеров ввода-вывода. Тест каждого устройства имеет свой номер, характерный для данной версии и производителя BIOS. Перед началом теста каждого устройства номер этого теста выводится на шину данных в порт 31F. Этот номер теста называется POST-кодом. POST-карта считывает этот код и отображает его на индикаторе. Далее, имея перед собой таблицу POST-кодов данной версии BIOS'а, довольно просто разобраться в причине неисправности компьютера. Раньше такие карты китайского производства продавались в России. Последние пять лет они в продажу не поступают, но можно изготовить такое устройство самостоятельно. Схема изготовленной мной карты изображена на рис. 1. Она состоит из селектора адреса, собранного на микросхемах DD1A, DD1B, DD2A, DD2B (К555ЛЕ4), DD3 (К555ЛА2), регистра защелки на микросхеме DD4 (К1533ИР37 либо К1533ИР33), двух дешифраторов шестнадцатеричного кода в код семисегментных индикаторов DD5 и DD6 (К155РЕ3), двух семисегментных индикаторов HL1, HL2 (АЛС321Б), индикатора тактового сигнала DD7B, DD7C, DD7D (К555ЛА3) и индикатора сигнала RESET, собранного на DD2C (К555ЛЕ4). Устройство работает следующим образом: когда компьютер выводит очередной код в порт 31F, на выходе селектора адреса (вывод 8 DD3) появляется уровень логического нуля и содержимое шины данных фиксируется регистром DD4. После этого данные поступают на дешифраторы DD5 и DD6 и выводятся на семисегментные индикаторы. При нажатии на клавишу «RESET» на компьютере сигнал «RESET» поступает на элемент DD2C, и загорается светодиод VD1. Детектор тактовых импульсов (DD7D, C1, R8, DD7C, DD7B, R5) при наличии на контакте B30 XT-слота тактовых импульсов частотой 14,318 МГц зажигает светодиод VD2. Вследствие того, что наша промышленность не выпускает микросхемы- дешифраторы шестнадцатеричного кода в семисегментный, вместо них пришлось использовать микросхемы ПЗУ 155РЕ3. Эти ПЗУ программируются в соответствии с таблицей 1.

Если у Вас нет программатора для этих микросхем, то можно изготовить примитивный программатор, используя лишь набор переключателей (или джамперов) и стандартный источник питания от компьютера на 5 и 12 В (см. рис. 2).

Рис. 2

Процедура программирования состоит из нескольких шагов. Сначала на устройство подается питание, затем выставляется нулевой адрес джамперами JP10…JP14, потом тот бит, который должен содержать ноль, замыкается джамперами JP1…JP7, далее замыканием джампера JP8 подается питание +12 В, потом кратковременно (примерно на 0,2…0,5 с) замыкается джампер JP9, после чего напряжение +12 В снимается. Таким образом последовательно прошиваются все нулевые биты нулевого адреса, далее джамперами JP1…JP7 устанавливается первый адрес, прошиваются все нулевые биты первого адреса, затем второго и т.д. Прошивка двух микросхем К155РЕ3 занимает около 50 мин. POST-карта собрана на двухсторонней печатной плате. Все микросхемы, кроме К155РЕ3, можно использовать серий К555 или К1533. Как уже говорилось, К1533ИР37 можно заменить на К1533ИР33, но в этом случае перемычку 37/33 необходимо перепаять в нижнее по схеме положение (см. рис. 3). Вместо резисторов R2.1…R2.7 и R3.1…R3.7 можно установить две резисторные сборки.

Рис. 3 Расположение элементов

Рис. 4. Печатная плата со стороны деталей

Рис. 5. Печатная плата со стороны монтажа

Собранную плату устанавливают в XT-слот материнской платы и включают компьютер. Сначала необходимо проконтролировать наличие тактовых импульсов на шине. Если светодиод VD2 не светится, то неисправен тактовый генератор или синтезатор частоты, либо тактовая частота не передается на шину через буфер, находящийся в чипсете. Далее проверяется прохождение на шину сигнала RESET. Если тактовая частота имеется и сигнал RESET на шину проходит, то компьютер еще раз запускается. При запуске исправного компьютера на двух светодиодных индикаторах меняются различные коды, и к моменту загрузки с диска для AMIBIOS появляется число 00, а для AWARD - число FF. При старте неисправного компьютера процесс тестирования заканчивается раньше, и по коду на индикаторе можно однозначно судить о причине неисправности и далее уже целенаправленно менять модули памяти, кэш-память, регистры CMOS или один из контроллеров. К сожалению, ограниченный объем журнальной статьи не позволяет привести таблицы POST-кодов, но они есть на сайтах у всех производителей BIOS'ов. Для AMIBIOS, например, их можно взять на www.megatrends.com, для AWARD - на www.award.com.

Самое главное положение, POST-карта - есть инструмент для ремонтника системных плат. Являясь не всем очевидным утверждением, при этом не перестает быть фактом: для тех, кто постоянно связан с ремонтом-обслуживанием матплат/компьютеров POST-карта есть такой же инструмент, как вольтметр, осциллограф и т.п. И чем больший поток плат-компьютеров проходит через Ваши руки, тем большее значение приобретает и сама POST-карта и ее качество.

Косвенное подтверждение - инструментальные свойства POST-карт востребованы не только на аппаратном уровне, но и среди программистов при разработке и отладке ПО. В тех случаях, когда вывод контрольных точек на консольные устройства по каким либо причинам затруднен, использование POST-карт позволяет получить реальную картину происходящего и трассировать программный продукт с минимальными затратами на разработку исходного кода.

Однако не стоит забывать, что POST карта устанавливается в неработоспособные материнские платы, и вследствие этого, бывает, и сама POST карта выходит из строя. Поэтому, тем, кто не может себе позволить жечь дорогущую навороченную POST карту в только что поступивших на ремонт материнских платах, рекомендуется приобрести дешевую POST карт для первичной диагностики, а в более сложных случаях применять дорогую POST карту с дополнительными возможностями.

Совсем нетрадиционное использование POST-карт предложил наш коллега Вадим Карпов: его идея (и самое главное - реализация!) состоит в том, чтобы на индикатор POST-карты выводить текущее значение температуры центрального процессора. Подробнее - "Вывод температуры на индикатор POST".

Ремонт материнской платы

В наше время, к сожалению, нередка ситуация, когда умершую через пару месяцев после покупки материнскую плату не удается поменять по гарантии. В этом можно легко убедиться, полазив по форумам в Интернете. Причиной зачастую является недобросовестность многих мелких (впрочем, иногда и крупных) компьютерных фирм.

Фишка в том, что при сдаче своего железа в сервис никто (ни юзер, ни сотрудник сервис-центра, принимающий оборудование по гарантии) обычно не обращает внимание на отсутствие - присутствие механических повреждений. Если со стороны фирмы это часто делается намеренно, то со стороны "пострадавшего", скорее, с испугу и по неопытности. В сервис-центре недобросовестного продавца как правило тихо отрывается какой-нибудь кондер, и мать возвращается хозяину со справкой о механическом повреждении и, как следствие, лишении гарантии. Сделать нечто подобное с материнкой очень просто в силу большого количества элементов на ней. Нередко поломка случается по закону подлости на следующий день после окончания гарантии. В таком случае рассчитывать можно только на себя.

Причины поломок

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. Стоит напомнить, что нередки поломки, происходящие по вине разработчиков из-за просчетов при проектировании устройства или из-за использования некачественных радиоэлементов, поэтому в первую очередь нужно облазить как можно большее количество форумов и конференций, посвященных неисправностям данной матплаты. Если виноваты разработчики, то наверняка причина и точная методика ремонта найдется там же.

Инструмент

Независимо от типа неисправности, для ее устранения понадобится ряд материалов и инструментов:

1. Паяльная жидкость и припой. 2. Паяльник обычный, желательно мощностью не более 40 ватт и работающий от низкого напряжения, через трансформатор. 3. Паяльник газовый, либо монтажный фен, последний хоть и дороже, но гораздо предпочтительней, и пригодится еще не раз. 4. Скальпель, ножницы, спирт. 5. Мультиметр, желательно в комплекте с умением им пользоваться. 6. Очень неплохо иметь индикатор POST кодов или тестовый BIOS.

Неисправность портов ввода-вывода

Начнем с самых простых механических поломок. Одной из самых частых неисправностей такого рода является выход и строя выводов портов (LPT,COM,PS/2 и др.). Чаще всего она заключается в том что, к примеру, периодически отходит контакт в разъеме клавиатуры или мыши. Такая проблема встречается на компьютерах, к которым часто подключаются и отключаются устройства. Разъемы эти не вечные, имеют весьма ограниченный ресурс подключений/отключений кабелей и при интенсивном использовании разваливаются или разрабатываются настолько, что штекер в них просто не держится. То же самое касается слотов PCI и AGP: при неаккуратном обращении они могут быть повреждены, после чего не будут обеспечивать нормальный контакт с устройством.

Поменять разъем на плате в принципе несложно, но тут есть несколько «но». Во-первых, нужно найти такой же разъем, во-вторых, снять его, не повредив, и в-третьих, снять неисправный разъем, не испортив печатную плату, и установить на его место новый. Хочу предупредить, что выпаять разъем обычным паяльником, не повредив печатную плату или сам разъем, практически невозможно. Подобное можно осуществить только с газовым паяльником, либо с монтажным феном. В противном случае легко получить не подлежащую ремонту плату с облезшими от продолжительного нагрева дорожками. Суть в том, что при помощи газового паяльника легко достаточно быстро и равномерно прогреть все ножки разом, и если разъем не выпадет сам, просто вытащить его из платы, в то время как с обычным паяльником придется прогревать каждую ножку отдельно, либо искать специальные переходники для каждого типа разъемов.

После извлечения целого разъема, предназначенного для пересадки, с ножек разъема следует снять припой и выровнять их пинцетом. Демонтировав неисправный разъем, нужно почистить место пайки спиртом и с помощью обычного паяльника и иголки восстановить залитые припоем отверстия на месте контактов. После этого, предварительно нанеся на место пайки паяльную жидкость, можно просто вставить новый разъем на место старого и путем прогрева все тем же газовым паяльником припаять его обратно.

После извлечения целого разъема, предназначенного для пересадки, с ножек разъема следует снять припой и выровнять их пинцетом. Демонтировав неисправный разъем, нужно почистить место пайки спиртом и с помощью обычного паяльника и иголки восстановить залитые припоем отверстия на месте контактов. После этого, предварительно нанеся на место пайки паяльную жидкость, можно просто вставить новый разъем на место старого и путем прогрева все тем же газовым паяльником припаять его обратно.

Механические неисправности

Нередка ситуация, когда новая материнка из-за кривых рук сборщика становится нерабочей и не гарантийной. Речь идет о повреждении отверткой дорожек печатной платы. В большинстве случаев, если поврежден только верхний слой, последствия подобной неаккуратности можно легко устранить. Если же отвертка была буквально воткнута в мать, то однозначно - в морг. Печатные платы современных материнских плат имеют по 5-6 слоев, и если верхний и нижний доступны, то с внутренними повреждениями уже ничего не поделаешь. Чаще всего подобные «царапины» возникают в тех местах, где находятся отверстия под винты, и около процессорного сокета. Обычно нормальные производители специально не ставят никаких элементов в непосредственной близости от этих мест, дабы снизить вероятность повреждения при сборке, но бывает и по-другому.

Рассмотрим несколько вариантов такого повреждения и методы их устранения:

- 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.

Неисправности питания

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.

Если материнская плата вышла из строя по этой причине, скорее всего, пострадали узлы, отвечающие за питание отдельных устройств, установленных на матери. В таком случае нужно проверить наличие и соответствие норме напряжений на процессоре, оперативной памяти и шине PCI. Но перед этой трудоемкой процедурой стоит провести предварительный анализ ситуации с помощью индикатора POST кодов - он укажет на явно неисправные узлы. Протестировав плату и определив по указанному коду неисправный участок, можно приступать к более детальной диагностике и ремонту. Предположим, что индикатор указал на проблему с процессором. Проверка выявила, что на CPU не поступает питающее напряжение (подобная ситуация может сложиться и с другими устройствами, имеющими отдельную подачу энергии). Таким образом, логично сделать вывод, что неисправна система питания процессора. Питание CPU и многих других устройств основано на так называемых ШИМ контроллерах (ШИМ - широтно-импульсная модуляция). ШИМ представляет собой управляемый стабилизатор напряжения, с помощью которого можно получить различные его значения (для разных процессоров или при оверклокинге). Помимо ШИМ'ов в таком «узле» питания содержатся дополнительные стабилизаторы, конденсаторы, транзисторные ключи и прочие элементы, но чаще всего выходит из строя именно сам ШИМ. Стоит упомянуть, что при скачке напряжения, вызванном сгоранием блока питания, также может произойти пробой (с закипанием и, иногда, вздутием) электролитических конденсаторов, установленных в цепи питания. Для точной диагностики работы ШИМ'а лучше иметь осциллограф, но если его нет можно обойтись и простым мультиметром. В первую очередь нужно попытаться найти информацию об уязвимых местах схемы питания данной модели платы. Если ничего выяснить не удалось, следует проверить цепь питания на предмет короткого замыкания. Если оно присутствует, скорее всего дело либо в одном из стабилизаторов питания, либо в каком-то конденсаторе. Устранив короткое замыкание, нужно «прозвонить» цепь и проследить путь от процессора до ШИМ'а, то есть найти и проверить поочередно (при включенной плате) все элементы, стоящие в цепи питания. Таким образом можно отыскать точку, в которой пропадает напряжение, и возможного виновника неисправности. После извлечения из платы сгоревшего компонента необходимо найти описание основных элементов схемы питания и проверить ее на наличие коротких замыканий и несоответствующих документации напряжений. Затем можно устанавливать новый элемент, не опасаясь его испортить. Неисправности в цепи питания материнской платы могут возникать также по вине производителя. Чаще всего это выражается в стремительно высыхающих электролитических конденсаторах (причины могут быть очень разные: от низкого качества конденсаторов до перегрева), которые при этом теряют свою емкость и могут вызвать короткое замыкание. Чаще всего в результате этого внешний вид элементов схемы не меняется, но плата не работает. Алгоритм поиска неисправности такой же, как и в предыдущем случае. - Материнская плата формата ATX не включается вообще. Если есть осциллограф, нужно проверить работу тактового генератора. За нее отвечает кварц с маркировкой 32768 Гц. Чаще всего он выглядит как маленький блестящий цилиндр с двумя ножками. Если осциллографа нет, можно попробовать просто его поменять, сняв с любой другой матери. - Все необходимые напряжения присутствуют, но система не запускается, процессор не греется. Нужно вышеуказанным способом проверить работу кварца 14.318 МГц.

Проблемы с охлаждением

Иногда, через довольно продолжительное время после покупки, материнская плата может неожиданно начать глючить, причем бессистемно. В этом случае стоит снять радиатор с северного моста и проверить качество термического интерфейса. Если производитель сэкономил и вместо хорошей термопасты поставил дешевый термоскотч, то мост начинает перегреваться, термоскотч - высыхать. Иногда не бывает никакого термоинтерфейса, а сам радиатор имеет неровную подошву. Чтобы устранить проблему, необходимо удалить остатки старого термоинтерфейса, выровнять и отполировать подошву радиатора и нанести слой качественной термопасты. При покупке дешевых матерей стоит произвести эту процедуру сразу, не дожидаясь возникновения проблем.

Неисправности BIOS'а

Неисправности, связанные с BIOS'ом, а точнее, с его разнообразными багами, встречаются очень часто. Виновниками таких ничем не инициированных глюков чаще всего являются программисты, написавшие прошивку, и вирусы. Впрочем, нередки случаи, когда сам пользователь «убивает» BIOS, к примеру, прошивая его не той микропрограммой. Несмотря на большое разнообразие причин «слета» прошивки результат всегда один и тот же - не запускающаяся система. Приведем типичные причины порчи микропрограммы: - Разгон процессора иногда вызывает сбой работы BIOS'а, и хотя микропрограмма цела, система не запускается. В большей части случаев проблема устраняется сбрасыванием настроек CMOS с помощью соответствующего джампера. - Действие вируса типа WINCIH. При этом содержимое BIOS'а перезаписывается мусором. Некоторые современные материнские платы от такой опасности защищены. Например, большинство материнок GIGABYTE имеют двойной BIOS, то есть на плате установлено две микросхемы: одна перезаписываемая, другая - нет. Благодаря такой системе в случае порчи одной прошивки работу на себя берет вторая. - Порча микросхемы с прошивкой, либо порча микропрограммы, например, из-за скачка напряжения. - Действия неопытного пользователя. Как правило, это выражается в том, что юзер по тем или иным причинам «криво» прошивает BIOS.

Способ ремонта данной неисправности сильно зависит от модели матери. Приведем несколько вариантов восстановления испорченной прошивки: - Некоторые модели материнских плат поддерживают Recovery Mode. Этот режим либо запускается автоматически при порче микропрограммы, либо устанавливается специальным джампером на плате. В boot block'е BIOS'а есть специальная программа для восстановления прошивки. Если при сбое этот блок остался цел, то процедура восстановления BIOS'а очень проста. Для этого надо сделать загрузочную дискету в DOS и поместить на нее программу-прошивальщик и файл с прошивкой. При включении система автоматически начнет загружаться с дискеты и даст возможность перезаписать микропрограмму. Казалось бы, все совсем просто, но тут есть одна неприятная особенность: если версия программы старая, AGP-видеокарту она не увидит, и придется все делать вслепую, либо заранее писать соответствующий скрипт. - Если материнская плата не поддерживает режим восстановления, не обязательно искать программатор - в этой роли может выступить другой рабочий компьютер. Единственным условием тут является совместимость типов микросхем, то есть мать другого компьютера должна поддерживать микросхемы того же объема, что и восстанавливаемая, так как BIOS'ы бывают разного размера. Наиболее часто встречаются микропрограммы размером 1 Мб, 2 Мб и 4 Мб. Сама операция довольно проста: на рабочем компьютере аккуратно снимается микросхема BIOS, далее на ее корпус наклеивается ленточка из изоленты и микросхема неплотно (чтобы легко было выдернуть) вставляется обратно. Далее на компьютере загружается DOS, и микросхема вынимается таким образом, чтобы первая и последняя ножки были выдернуты последними. После этого вставляется флешка, которую надо прошить. Вставлять надо опять же так, чтобы первая и последняя ножка были вставлены первыми. После этого на компьютере запускается программатор, и микросхема записывается нужной прошивкой. Однако этот способ опасен, так как можно ненароком спалить одну из флешек, хотя это и случается крайне редко.

Выгорание интегрированных устройств

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.

Напомним, что стоимость вышеописанного ремонта (а именно стоимость нового ШИМ'а, стабилизаторов или конденсаторов, чипа звуковой карты или флешки) несоизмеримо меньше стоимости новой платы, поэтому рентабельность самостоятельного ремонта налицо. 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. Подробные инструкции по обращению с этим инструментом ты легко найдешь в Интернете. Существуют материнки, отказывающиеся запускаться без батарейки, поддерживающей работу CMOS. Впрочем, данное явление встречается редко, и в основном у китайских «брендов» типа TOMATO.

Замена мостов и чипсетов материнской платы

Технология заключается в том, что при снятия моста с донора, шары остаются на чипе. Так как трафареты почти не доступны на такую апертуру, это почти единственная возможность заменить чип. Хотя существуют и другие способы снятия (очень интересен способ "расщепления" печатной платы, но по моему мнению он очень трудоемок, хотя и дает 100% результат), данный способ кажется мне самым оптимальным и быстрым. При этом способе с вероятностью 90% все шары остаются на чипе, в худшем случае до 5 (в основном всего лишь только 1-3) шаров остаются на плате, но их без проблем можно добавить. Я же рассмотрю случай, когда один шар остался на плате и покажу как просто восстановить его (как и если их несколько).

Процесс подготовки

В шприц набираем спиртоканифольного раствора. Одного кубика вполне достаточно, даже немного остается. Берем плату-донора, и удерживая её под углом 25-35 градусов, с одной!!! (обязательно только с одной стороны во избежание образования воздушных пробок под чипом и последующих «морковок» от «сухого» снятия чипа) стороны заливаем спиртоканифоль, пока она не покажется по краям и с противоположной стороны моста. Кстати, если «морковки» остались, это можно легко исправить, смазав их флюсом и нагрев феном мост (или, что еще лучше паяльной станцией). Устанавливаем съемник на мост. Все, плата готова к снятию чипа.

Процесс снятия моста с донора

Кладем плату на стол так, чтобы ее район с южным мостом выступал за край на достаточное расстояние. Под плату стационарно (приходится подлаживать подручные коробки, приводы CD-ROM, блоки питания и т.д., у кого что есть) ставим фен так, чтобы расстояние от него до платы было примерно сантиметра 2-3. Насадки с фена лучше все снять для большей площади нагрева (кстати, батарейку лучше убрать с платы, хотя, я несколько раз забывал это сделать, и ничего с ней не случалось). Температуру фена я выставляю 350 градусов, хотя при 400 замена происходит быстрее, но текстолит с обратной стороны может поменять цвет.

Момент снятия моста я определяю по качанию ближайших смд элементов пинцетом или острым щупом (идеально подходит стоматологический инструмент, не помню как называется) с каждой из четырех сторон моста. Когда все элементы по периметру моста начнут от прикосновения «плавать», уверенным движением поднимаем мост за съемник (он, кстати, совсем не нагревается и не обжигает пальцы) как можно строго вертикально (с похмелья лучше не пробовать, проверено). Держим на весу секунд пятнадцать, чтобы шары застыли, потом оцениваем работу.

Чаще мост снимается со всеми шарами, но бывают случаи, когда один или более (до 5, больше, по крайней мере, у меня, не было) шаров остаются на плате. Тогда я восстанавливаю их с помощью другого дохлого моста, снятого для этих целей по этой же технологии. С нерабочего моста сковыриваю шарик маленькой плоской отверткой. Закрепляю съемник с мостом «вверх ногами» шарами вверх. Место посадки шарика чуть мажу БГА флюсом и кладу шарик на контактную площадку (точно положить его на площадку удается не всегда, но это и не требуется, ложим максимально близко к площадке и максимально дальше от соседних шаров, чтобы не слиплись, флюс в этом помогает своей вязкостью), после нагрева феном (снизу) или паяльной станцией (сверху) шарик «сползет» на площадку как надо. Если после снятия моста осталось только полшарика, то остатки удаляем острым паяльником, а потом только ложим шарик.

Снимаем сгоревший мост с платы описанным выше способом (можно обойтись без заливки спиртоканифоли, но я рекомендую её все-таки использовать, т.к. меньше снимать припоя с платы после «сухого» снятия, да и донор на недостающие шарики будет). Паяльником с большим количеством канифоли снимаем лишнее олово с контактных площадок. Далее отмываем канифоль с платы (я использую кисточку, смоченную растворителем).

Установка моста

Обильно смазываем БГА флюсом место посадки. Устанавливаем плату над феном, как и при снятии моста. Аккуратно устанавливаем мост, ориентируясь на белый контур на плате и соблюдая ключ. Включаем фен и ждем пока мост не «сядет» (будет видно визуально). После того как мост «сел» ждем еще минуту и выключаем фен. Даем плате остыть минут десять. Ну вот и все. Включаем и радуемся пробегающим пост-кодам. Остатки флюса смывать по желанию (я не смываю).

компьютер ремонт процессор оргтехника

Расчет надежности

Эксплуатационные показатели - это характеристики, определяющие качество выполнения изделием заданных функций. Общими из них для всех изделий длительного действия являются показатели надежности (долговечности), динамичности качества, эргономические показатели и экономичность эксплуатации.

Надежность - это свойство объекта (например, изделия) выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в допустимых пределах, соответствующих принятым режимам, условиям использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования. Надежность включает свойства безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. Показателями надежности являются вероятность безотказной работы, средняя наработка на отказ, интенсивность отказов и др.

Вероятность безотказной работы P(t) - вероятность того, что в заданный момент времени t или в пределах заданной наработки, отказа в работе изделия не произойдет (отказ - событие, заключающееся в том, что изделие становится неспособным выполнять заданные функции с установленными показателями):

P(t) = N(t) / N₀, (1)

где N₀ - число изделий, работающих в начале испытаний, N(t) - число изделий, работоспособных в конце промежутка времени t.

Интенсивность отказов (t) является функцией времени.

Типичный характер изменения интенсивности отказов (t) изделий от начала эксплуатации до списания представлен следующим графиком: