整個微機的開機過程分爲硬件激活和軟件激活﹐硬件激活是指POWER的動作過程﹒而軟激活部分是指BIOS的POST過程﹒先是硬件激活而後是軟件激活,瞭解微機的開機過程,對主板功能維修是很重要的,因爲很多功能不良板﹐特別是無顯示的板﹐可以從DEBUGE CARD上診斷系統運行的地址﹒使分析問題做到有的放失,不至於瞎子摸象﹒
二:硬件激活原理:
在常態下POWER中的PS-ON是高電平,只有當PS-ON處於低電平時,POWER開始工作.如上圖,在常態時,SOUTHBRIDGE的SUSC#應爲高電平,因爲此信號是低電平有效,此時三極管的基極爲低電平,三極管截止,5V-SB直接加到PS-ON,使電源保持OFF,.POWER無法輸出各組電壓和PG信號,系統無法工作.當POWER BUTTON BOARD觸發有效時﹐SUSC#爲保持低電平,此時三極管的基極爲高電平導通,5V-SB直接接地,從而PS-ON被拉低,POWER工作,同時向S/B,N/B及CPU發送PG信號,當S/B接到PG,CLOCKGENERATION送來的CLOCK時開始工作,並輸出RESET#到ISA,PCI,AGP總線,N/B收到PG,PCI RESET#及CLOCK後輸出CORREST#給CPU,CPU接到CORREST＃信號﹐開始動作並送出FFFFFFF0地址透過S/B,N/B指向BIOS.硬件激活部分到此結束,系統激活權交由BIOS.進入軟激活狀態.
軟激活過程 軟件激活過程主要是BIOS(Base Input Output System)的POST(Power On Self Test-上電自檢).CPU工作後,系統的高端內存的分佈如下:
A0000…BFFFF:爲VIDEO MEMORY
C0000…C7FFF:爲VGA BIOS
C8000…CFFFF:爲I/O ROM
E0000…FFFFF:爲系統BIOS
CPU復位時,將CS=FFFF,IP=0000,準備從FFFF0處進行POST自檢程序,稱爲FETCH CODE.CPU在每一個FETCH CODE週期會連續發出32個20位地址(分8次從PCI總線上取得數據,運行1次所取得的數據以PCI上的TRDY和IRDR信號爲標誌,而期間SOUTH BRIDGE負責將每個地址傳送到ISA總線並從BIOS中獲取數據,由於BIOS上僅有8位數據,故SOUTH BRIDGE每讀BIOS數據4次(以I/O TRDY#爲標誌)才發出TRDY和IRDY信號向CPU傳送,傳送8次後,CPU從FFFF0開始執行數據中的代碼,其後,進行下一次的FETCH CODE.CUP正是以這樣的方式完成BIOS的整個POST過程 .
: 一般性故障和關鍵性故障: 主板上的CPU chip ,ROM BIOS,chip-set ,timer circuit,power ,CLK generator ﹑ DMA Controller 及RAM UNIT以及DRAM刷新等線路有故障﹐將會引起整個主機板無顯示﹐在POST（POWER ON SELF TEST）過程中﹐一般以初始化顯示接口爲界線﹐之前出現之故障稱爲關鍵性故障﹐之後出現故障稱爲一般性故障﹐在一般性故障時屏幕有錯誤之提示信息出現﹐可供我們來查找／區分故障,一般較易維修﹒關鍵性故障時﹐屏幕無任何顯示即無任何FAIL信息可供參考﹒因此,必須藉助某些工具來診斷,常用的如DEBUG CARD,分PCI與ISA之分,其工作原理大致相同,只是使用之接口有異.二: DEBUG CARD檢修故障M/B之操作過程
A. DEBUG CARD原理,通過接入ISA BUS或PCI BUS,在MB執行POST過程時,用來顯示和讀取該BUS運行時的狀態,或通過ERROR CODE LED來顯示故障代碼,若某部分檢測PASS,則拋個代碼到80H/84H PORT,便繼續執行下一條POST指令,如果FAIL,便HOLD此代碼,此時維修人員便可根據相關代碼及資料來判斷故障範圍,加以維修.
B. 用DEBUG CARD偵測故障之方法
衆所周知,微機在激活時,都會執行一個POST過程,此POST之軟體存在MB之ROM中,開機時系統會調用此程序來對主機板上之硬件部分進行詳細檢測,當發現問題時便會當下來,利用這一過程,藉助於萬用表﹑示波器﹑DEBUG CARD等一些檢測項可以方便地定位和發現問題之所在﹒充分利用POST資源來判斷故障:首先要考慮開機CPU執行的第一個CPU週期是選中ROM芯片﹐在主機板上稱作BIOS（BASIC I／O SYSTEM)反覆利用開機瞬間測試BIOS芯片的CS (CHIP SELECT)信號﹐若發現有L電平出現﹐說明開機後BIOS被選中﹐否則不被選中﹒這裏必須強調一點,一定要在開機瞬間測試CS引腳,因爲剛開機CPU復位後,工作於實模式,復位後執行的第一條指令永遠存在於存儲器物理地址FFFFFFF0H處開始的存儲單元中.爲了執行第一條指令,
CPU必須先執行一個讀指週期,從FFFFFFF0H處開始的存儲單元中讀取DATA,因此CPU復位後執行的第一個週期爲讀指週期.CPU輸出的第一個地址信息爲FFFFFFF0H.由該地址選定的芯片一定是BIOS芯片.這就是我們一再聲明要反覆利用開機瞬間測試BIOS芯片CS的原因,如果開機時CPU不能選中BIOS芯片自然就不能進入POST,也就無任何顯示了.若開機後,BIOS被CPU選中了,這時緊接着應測試BIOS芯片的OE信號,只有此信號有效時,BIOS內的DATA才能輸出到總線上,否則便會無輸出,這也是造成無顯示之另一重要的原因.
當CS /OE信號都正常時,說明CPU訪問BIOS與BIOS送出DATA動作基本正常,接下來檢修的部分應該考慮是否爲BUS問題,當然包括各BUS CONTRALLER之正常工作條件及良好的物理傳輸CHANNL .即BUS 之COMMAND/ DATA/ ADDRESS LINE正常.利用ISA/PCI DEBUG CARD可以清楚地觀察BUS的動作狀態和資料交易情況,可以首先記錄下OK MB在正常之STEP BY STEP運行時地址/數據信號之狀態,用來和故障M/B RUN 之RESULT做比較,不難發現問題之所在.
三: DEBUG CARD檢修實務
1.以下是PCI DEBUG CARD與ISA DEBUG CARD 之使用原理
ISA DEBUG CARD是插在ISA總線上的,介於BIOS和SOUTH BRIDGE之間,而PCI DEBUG CARD是插在PCI BUS 上的,對於傳統的S/N BRIDGE架構之MB而言,是介於SOUTH BRIDGE 與NORTH BRIDGE之間,對於HUB 架構之M/B,其作爲一個DEVICE掛接在PCI SLOT上,因此相比之下,有一定的侷限性.
PCI DEBUG CARD在S/N BRIDGE架構中的示意圖
B: 上面講過系統的硬件激活先於軟件激活,因此在硬件激活完成後,CPU將發出第一條物理地址FFFFFFF0H給N/B或GMCH當FRAM#有效時,NB(GMCH)通過PCI(LPC)BUS傳輸此地址信息給S/B(ICH),由於各種BUS位數之不同,因此在相互傳輸時將會有一個等待週期,此時,經譯碼後的資料將被寄存於CHIPSET內的寄存器中,當FRAM#爲H電平時,SB(ICH)向N/B(GMCH)發送DATA. C: M01檢修思路及維修實例
M01爲無顯示MB,即爲接上OK顯示器無任何畫面出現,引起M01的原因很多,以下加以歸類/區分,供參考
v
有代碼: 根據代碼提示尋找根源
無代碼可單步執行:根據執行結果找出出錯位置並分析/維修之
不可單步執行:說明系統要本沒有RUN可檢查MAIN CHIP之基本信號如:供電,CLK﹑RESET﹑DEVSEL＃﹑I／O CHRDY﹑OWS .對於LPC BUS還應檢查BUS之每條LINE是否正常﹐若具有OPEN﹐SHORT將會導致導致孤燈現象﹒
二:硬件激活原理:
在常態下POWER中的PS-ON是高電平,只有當PS-ON處於低電平時,POWER開始工作.如上圖,在常態時,SOUTHBRIDGE的SUSC#應爲高電平,因爲此信號是低電平有效,此時三極管的基極爲低電平,三極管截止,5V-SB直接加到PS-ON,使電源保持OFF,.POWER無法輸出各組電壓和PG信號,系統無法工作.當POWER BUTTON BOARD觸發有效時﹐SUSC#爲保持低電平,此時三極管的基極爲高電平導通,5V-SB直接接地,從而PS-ON被拉低,POWER工作,同時向S/B,N/B及CPU發送PG信號,當S/B接到PG,CLOCKGENERATION送來的CLOCK時開始工作,並輸出RESET#到ISA,PCI,AGP總線,N/B收到PG,PCI RESET#及CLOCK後輸出CORREST#給CPU,CPU接到CORREST＃信號﹐開始動作並送出FFFFFFF0地址透過S/B,N/B指向BIOS.硬件激活部分到此結束,系統激活權交由BIOS.進入軟激活狀態.
軟激活過程 軟件激活過程主要是BIOS(Base Input Output System)的POST(Power On Self Test-上電自檢).CPU工作後,系統的高端內存的分佈如下:
A0000…BFFFF:爲VIDEO MEMORY
C0000…C7FFF:爲VGA BIOS
C8000…CFFFF:爲I/O ROM
E0000…FFFFF:爲系統BIOS
CPU復位時,將CS=FFFF,IP=0000,準備從FFFF0處進行POST自檢程序,稱爲FETCH CODE.CPU在每一個FETCH CODE週期會連續發出32個20位地址(分8次從PCI總線上取得數據,運行1次所取得的數據以PCI上的TRDY和IRDR信號爲標誌,而期間SOUTH BRIDGE負責將每個地址傳送到ISA總線並從BIOS中獲取數據,由於BIOS上僅有8位數據,故SOUTH BRIDGE每讀BIOS數據4次(以I/O TRDY#爲標誌)才發出TRDY和IRDY信號向CPU傳送,傳送8次後,CPU從FFFF0開始執行數據中的代碼,其後,進行下一次的FETCH CODE.CUP正是以這樣的方式完成BIOS的整個POST過程 .
: 一般性故障和關鍵性故障: 主板上的CPU chip ,ROM BIOS,chip-set ,timer circuit,power ,CLK generator ﹑ DMA Controller 及RAM UNIT以及DRAM刷新等線路有故障﹐將會引起整個主機板無顯示﹐在POST（POWER ON SELF TEST）過程中﹐一般以初始化顯示接口爲界線﹐之前出現之故障稱爲關鍵性故障﹐之後出現故障稱爲一般性故障﹐在一般性故障時屏幕有錯誤之提示信息出現﹐可供我們來查找／區分故障,一般較易維修﹒關鍵性故障時﹐屏幕無任何顯示即無任何FAIL信息可供參考﹒因此,必須藉助某些工具來診斷,常用的如DEBUG CARD,分PCI與ISA之分,其工作原理大致相同,只是使用之接口有異.二: DEBUG CARD檢修故障M/B之操作過程
A. DEBUG CARD原理,通過接入ISA BUS或PCI BUS,在MB執行POST過程時,用來顯示和讀取該BUS運行時的狀態,或通過ERROR CODE LED來顯示故障代碼,若某部分檢測PASS,則拋個代碼到80H/84H PORT,便繼續執行下一條POST指令,如果FAIL,便HOLD此代碼,此時維修人員便可根據相關代碼及資料來判斷故障範圍,加以維修.
B. 用DEBUG CARD偵測故障之方法
衆所周知,微機在激活時,都會執行一個POST過程,此POST之軟體存在MB之ROM中,開機時系統會調用此程序來對主機板上之硬件部分進行詳細檢測,當發現問題時便會當下來,利用這一過程,藉助於萬用表﹑示波器﹑DEBUG CARD等一些檢測項可以方便地定位和發現問題之所在﹒充分利用POST資源來判斷故障:首先要考慮開機CPU執行的第一個CPU週期是選中ROM芯片﹐在主機板上稱作BIOS（BASIC I／O SYSTEM)反覆利用開機瞬間測試BIOS芯片的CS (CHIP SELECT)信號﹐若發現有L電平出現﹐說明開機後BIOS被選中﹐否則不被選中﹒這裏必須強調一點,一定要在開機瞬間測試CS引腳,因爲剛開機CPU復位後,工作於實模式,復位後執行的第一條指令永遠存在於存儲器物理地址FFFFFFF0H處開始的存儲單元中.爲了執行第一條指令,
CPU必須先執行一個讀指週期,從FFFFFFF0H處開始的存儲單元中讀取DATA,因此CPU復位後執行的第一個週期爲讀指週期.CPU輸出的第一個地址信息爲FFFFFFF0H.由該地址選定的芯片一定是BIOS芯片.這就是我們一再聲明要反覆利用開機瞬間測試BIOS芯片CS的原因,如果開機時CPU不能選中BIOS芯片自然就不能進入POST,也就無任何顯示了.若開機後,BIOS被CPU選中了,這時緊接着應測試BIOS芯片的OE信號,只有此信號有效時,BIOS內的DATA才能輸出到總線上,否則便會無輸出,這也是造成無顯示之另一重要的原因.
當CS /OE信號都正常時,說明CPU訪問BIOS與BIOS送出DATA動作基本正常,接下來檢修的部分應該考慮是否爲BUS問題,當然包括各BUS CONTRALLER之正常工作條件及良好的物理傳輸CHANNL .即BUS 之COMMAND/ DATA/ ADDRESS LINE正常.利用ISA/PCI DEBUG CARD可以清楚地觀察BUS的動作狀態和資料交易情況,可以首先記錄下OK MB在正常之STEP BY STEP運行時地址/數據信號之狀態,用來和故障M/B RUN 之RESULT做比較,不難發現問題之所在.
三: DEBUG CARD檢修實務
1.以下是PCI DEBUG CARD與ISA DEBUG CARD 之使用原理
ISA DEBUG CARD是插在ISA總線上的,介於BIOS和SOUTH BRIDGE之間,而PCI DEBUG CARD是插在PCI BUS 上的,對於傳統的S/N BRIDGE架構之MB而言,是介於SOUTH BRIDGE 與NORTH BRIDGE之間,對於HUB 架構之M/B,其作爲一個DEVICE掛接在PCI SLOT上,因此相比之下,有一定的侷限性.
PCI DEBUG CARD在S/N BRIDGE架構中的示意圖
B: 上面講過系統的硬件激活先於軟件激活,因此在硬件激活完成後,CPU將發出第一條物理地址FFFFFFF0H給N/B或GMCH當FRAM#有效時,NB(GMCH)通過PCI(LPC)BUS傳輸此地址信息給S/B(ICH),由於各種BUS位數之不同,因此在相互傳輸時將會有一個等待週期,此時,經譯碼後的資料將被寄存於CHIPSET內的寄存器中,當FRAM#爲H電平時,SB(ICH)向N/B(GMCH)發送DATA. C: M01檢修思路及維修實例
M01爲無顯示MB,即爲接上OK顯示器無任何畫面出現,引起M01的原因很多,以下加以歸類/區分,供參考
v
有代碼: 根據代碼提示尋找根源
無代碼可單步執行:根據執行結果找出出錯位置並分析/維修之
不可單步執行:說明系統要本沒有RUN可檢查MAIN CHIP之基本信號如:供電,CLK﹑RESET﹑DEVSEL＃﹑I／O CHRDY﹑OWS .對於LPC BUS還應檢查BUS之每條LINE是否正常﹐若具有OPEN﹐SHORT將會導致導致孤燈現象﹒
