Пример поиска неисправности в ПК.

Пример поиска неисправности в ПК. 

В данной статье рассматривается один из случаев ремонта ПК, связанных с неисправностью, которая приводит к полному «молчанию» компьютера после нажатия кнопки «Вкл. пит.». Часто считают, что такого рода ситуации наиболее сложны для восстановления работоспособности ПК, но во многих случаях это не такая уж сложная процедура, если специалист обладает знанием принципов работы и следует правильным методикам  ремонта  персонального компьютера.

Надежность сложного изделия определяется надежностью его составных частей и качеством сборки изделия. Фирмы, использующие дешевые, ненадежные комплектующие, применяющие в производстве "старые" технологии, персонал с низкой технологической грамотностью и дисциплиной, изначально закладывают в изделие повышенную вероятность отказа. Часто продавцы не соблюдая требуемые условия транспортировки и хранения,  а также пользователи, нарушая правила эксплуатации на месте использования, вносят, таким образом,  дополнительно негативные факторы, увеличивающие вероятность отказа изделия.

Рис.1. Фрагмент принципиальной схемы (разъем питания)

Поиск неисправности в данном ПК производился вышеуказанной «классической» схеме. До включения электропитания были проведены измерения и было обнаружено, что напряжение батареи CMOS-памяти нормальное, генератор часов реального времени функционирует нормально, на разъеме питания присутствует «дежурное» питание VCC5SB (рис. 1), положение джамперов соответствует требованиям установленного оборудования и оптимальным режимам работы. Нет повреждений, нет неустановленного оборудования. Было видно, что ПК эксплуатировался в нормальных условиях и заметного его загрязнения нет. Сопротивление, измеренное  между контактом +5 вольт и "землей" на разъеме электропитания, вполне нормальное (при прямом и обратном измерении  видна разница измеренного сопротивления в соотношении примерно 3:2).

После включения электропитания нажатием кнопки «Вкл. пит.» нами были зафиксированы следующие факты:

- тепловые эффекты и запахи, вызываемые излишним нагревом,  отсутствуют;

- звуковые сообщения программ через динамик  -  отсутствуют;

- состояние индикаторов: активен индикатор “Питание” на мониторе, индикаторы FDD и HDD активны;

 - механические перемещения и вращения узлов внешних устройств – отсутствуют;

 - звуковые эффекты – отсутствуют, сообщения программ на экране монитора – отсутствуют.

 Исходное состояния системы полученное после включения электропитания не показало признаков того, что процессор начинал выполнять или выполняет какую-либо программу. Определить работал ли процессор т.е. выполнял ли он программу было решено проверить путем проведения исследований электрической схемы компьютера – через компонент FWH (Firmware Hub), который является стандартным для современных чипсетов фирмы Intel (рис. 2).

Рис. 2. Фрагмент принципиальной схемы (Pentium 4 - чип FWH).

                По окончании сигнала начального «сброса» (CPURESET#) процессор за выборкой первой исполняемой  команды и далее многократно обращается именно в чип FWH, выбирает и исполняет команды программы POST-теста (Power-On-Self-Test) которая «прошита» в этом чипе. В режиме исполнения программы начального самотестирования выполняется проверка процессора, памяти и системных устройств ввода/вывода, а также конфигурирование всех программно-управля­емых аппаратных средств системной платы. После успешного завершения тестирования и конфигурирования (включающего настройку устройств РnР), POST выдает на экран монитора состав оборудования компьютера и передает управление программе начальной  загрузки операционной системы. При обнаружении ошибок POST выдает диагностические сообщения в виде последовательности коротких и длинных звуковых сигналов, а после ус­пешной инициализации графического адаптера - в виде коротких текстовых сообщений об ошибках на экран монитора. Обращение к чипу FWH легко проследить, например, с помощью осциллографа. Компонент FWH подключается к чипу ICH посредством шины LPC. Каждая операция обмена на шине LPC начинается с такта в котором по линиям LAD[3:0]_FWH [3:0] передается стартовая посылка. Стартовая посылка всегда сопровождается сигналом  LFRAME#  -  кадр  (линия  LFRAMEJ_FW4). Сигналы на линиях LFRAMEJ_FW4# и LAD[3:0]_FWH [3:0] синхронизированы и воспринимаются устройствами по фронту тактовых  сигналов на линии CLK33_FWH.

На начальном этапе поиска неисправности можно быстро оценить степень работоспособности ПК установив щуп осциллографа на контакт 23 (FWH4) чипа FWH, (на этот контакт приходит сигнал LFRAMEJ_FW4 (кадр), который формируется вначале каждой операции обмена с FWH, и затем включить электропитание.  Если после включения электропитания на экране осциллографа появились импульсные сигналы LFRAMEJ_FW4, то это означает, что процессор выбирает и выполняет команды программы, считывая их из ПЗУ BIOS. А это означает, что процессор, основные микросхемы чипсета (MCH, ICH, FWH) в принципе работоспособны,  основные шины соединяющие эти компоненты тоже работоспособны. Но если при этом никаких сообщений ни звуковых, ни текстовых на экране монитора  нет,  то видимо, выполнение программы (POST) прерывается еще до того места, где могут быть выданы эти сообщения.

В нашем исследовании после включения электропитания на экране осциллографа импульсные сигналы LFRAMEJ_FW4 не появились, а это означает, что процессор не выбирает и не выполняет команды из ПЗУ BIOS. Стало ясно, что придется  вернуться  в исходную точку процесса поиска неисправности, которую мы пропустили желая ускорить поиск дефекта, и начать исследования с последовательности включения электропитания и формирования сигналов начального «сброса».

Сначала проверили наличие «дежурного» питания VCC3_3SB, VCC1_8SB – они оказались в норме (рис. 3).

Рис. 3. Фрагмент принципиальной схемы  (источник VCC3_3SB и VCC1_8SB)                                                         

От «дежурного» питания «Южный мост» (ICH) питает часть своих схем, на эти схемы подается сигнал «сброса» RSMRSTJ (с некоторой задержкой относительно момента появления «дежурного» питания VCC3_3SB), который приводит эти схемы в исходное состояние. С чипа ICH формируются блокирующие питание сигналы:

 - SLP_S3J идет на системный блок питания и на синхрогенератор,

 - SLP_S5J поступает на схемы управления подачей питания для модулей DIMM.

  Все эти сигналы оказались «в норме» после появления «дежурного» питания.

После этого, перешли к исследованию процессов, которые инициируются нажатием кнопки «Вкл. пит.» (рис. 4).   

Рис. 4. Фрагмент принципиальной схемы (кнопка «Вкл. пит.»)

При нажатии на кнопку «Вкл. пит.», формируется сигнал PWBTNJ, который идет на ICH и сбрасывает блокирующие сигналы SLP_S3J и SLP_S5J. С системного блока питания формируются основные вторичные напряжения VCC_12, VCC3_3, VCC5, из VCC3_3, из них формируются напряжения VCC1_5,  VCC1_8, и VCC1_2 для питания тех схем процессора, которые формируют значения двоичного кода VID(4-0). Код VID(4-0) определяет напряжение питания ядра процессора (VCORE), он поступает на схему управления (микросхема U1 на рис. 5) трехканального DC-DC CONVERTER на входы VID (4-0).

Рис. 5. Фрагмент принципиальной схемы управления регулируемым источником питания ядра процессора Pentium 4

С выходов микросхемы U1 формируются управляющие сигналы PWM_1, PWM_2, PWM_3, которые управляют каналами формирования напряжение питания ядра процессора (VCORE), конечно если присутствует разрешающий сигнал PWM_FS на входе FS/DIS микросхемы U1. Проверка показала, что все эти схемы функционируют нормально, напряжение VCORE в норме и до питаемых схем оно доходит. Основные вторичные напряжения VCC_12, VCC3_3, VCC5, с системного блока приходят «в норме», что подтверждается сигналом PSPWRGD (рис. 6). Блок питания формирует сигнал PSPWRGD, если вторичные напряжения системного блока питания достигли номинальных значений и колеблются в пределах допуска.

Рис. 6. Фрагмент принципиальной схемы

                    Для активизации сигналов «начального сброса» необходимы два условия сигнал «хорошее питание» VCORE и сигнал «хорошее питание» от системного блока питания, т.е. должны быть активны сигналы VRMPWRGD (рис.5) и PWROK (рис. 6). Сигнал PWROK еще может быть сформирован по сигналу RSTBTN# от кнопки «RESET», и формирует сигнал PWRGOOD# на процессор.

     Сигналы начального «сброса» идут на локальные шины системного интерфейса (на «сброс» периферийных устройств компьютера), на микросхему «северного моста», на процессор и др. компоненты. Сигналы «начального сброса» доступны для контроля осциллографом, наши измерения показали их отсутствие (они должны были появиться и через определенный интервал времени исчезнуть). Механизм синхронизации процесса перехода из состояния G3 (питание отключено полностью) в cостояние S0 (активный режим) показан на рис. 7.

Рис. 7. Механизм синхронизации процесса перехода из состояния G3 (питание отключено полностью) в cостояние S0 (активный режим).

В результате анализа ситуации была обнаружена причина отсутствия сигналов «начального сброса», которая заключалась в механическом повреждении компонента RPG1 (см. рис. 8) и отсутствии из-за этого связи между контактом B15 чипа ICH и цепью сигнала VRMPWRGD, который является вторым необходимым условием для активизации процесса «начального сброса» в схемах чипа ICH. После замены неисправного элемента работоспособность ПК была восстановлена.

Рис. 8. Фрагмент чипа ICH (VRMPWRGD - второе условие для активизации процесса «начального сброса»).