Особенности выполнения стартовых процедур AMIBIOS
Если в процессе старта в диагностическом порту появляются данные 55
, AA
, не следует сопоставлять эту информацию с POST-кодами – мы имеем дело с типовой тестовой последовательностью, в задачи которой входит проверка целостности шины данных как таковой.
На этапе старта вывод в диагностический порт данных носит специфический для каждой платформы характер. В некоторых реализациях первый визуализируемый код связан с действиями, который компания AMI называет chipset specific stuff. Эта процедура сопровождается выводом в порт 80h значения CC
и выполнением ряда действий по настройке регистров системной логики. Как правило, код CC
возникает в тех случаях, когда используется системная логика от Intel.
PIIX — это чипсеты TX, LX, BX
Некоторые бортовые микросхемы ввода-вывода содержат RTC и контроллер клавиатуры, которые по старту находятся в отключенном состоянии. Цель BIOS – проинициализировать эти ресурсы платы для дальнейшего использования. В этом случае первая стартовая процедура, связанная с настройкой контроллера клавиатуры, сопровождается выводом значения 10
, затем выполняется инициализация RTC, о чем свидетельствует появление в диагностическом порту кода DD
. Следует отметить, что отказ хотя бы одного из этих ресурсов повлечет нестарт системной платы в целом на первом же этапе выполнения POST.
На ряде плат процесс инициализации начинается с перевода CPU в защищенный режим. В этом случае вслед за первым визуализируемым кодом 43
выполнение POST продолжается так, как описано в документации AMIBIOS – управление передается в точку D0
.
Compaq BIOS
AMI BIOS
Mini PCI POST Card
Диагностика для шины mini PCI востребована только для ремонта мобильных платформ, потому не слишком много фирм решаются их выпускать. Кроме того, стандарт на эту шину появился только в 1999 году, а это значит, что все ноубуки, выпущенные до этой даты разъемом mini PCI не оснащены. Самый современные ноутбуки могут использовать mini PCI Express, что делает непригодным применение уже устаревших диагностических устройств в формате mini PCI.
Для работы с ноутбуками (имеющими внешний разъем LPT на борту) — используются LPT-посткарточки. Их устройство примитивно до безобразия, потому, с одной стороны, таковую несложно сваять самому, а с другой, оправданность выпуска таковых серийно (с точки зрения возможности заработать производителю) достаточно спорна. И потому оные присутствуют, как правило, для полноты набора решений всех типов. Выше приводится принципиальная схема Debug Card, указанная в сервис-мануале к ноутбуку Mitac 8170.
Обзор существующих POST-карт
Рассмотрим недостатки POST-карт различных производителей.
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.
e-Kit_02
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).
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:
BVG Group POST Pro.
Вместо семисегментников используется ЖК-дисплей с бегущей строкой, но стоимость карты при этом около 300 у.е., что неоправданно высоко.
ЕПОС: 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:
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.
UEFI (BIOS)
Диагностика ноутбуков
С ноутбуками все немного сложней. Наиболее распространенные разъемы, которые можно использовать для диагностики – это mini PCI
или Mini PCI-E
(у более современных).
Mini PCI-E (как и PCI-E) не обязан выводить POST коды, все зависит от того, заложил ли эту возможность производитель или нет.
Опять же, есть вариант использования шины
LPC
. На материнских платах порта для подключения к этой шине вполне может не быть, поэтому придется напрямую подпаиваться к плате или контролеру.
Отдельные производители имеют свои способы
диагностики, тут уж действительно «кто во что горазд». К сожалению, эта информация обычно является достоянием лишь производителя и его внутренних сервисных центров, поэтому все существующие варианты POST карт в общем доступе вряд ли найдутся. Наиболее исчерпывающий
комбайн «все в одном флаконе» для диагностики ноутбуков – это POST карта Sintech ST8675 , которую несложно найти у китайских продавцов за 20-30$ с доставкой.
Из интересных решений, российская компания BVG-Group предлагает заглушку на VGA для ноутбуков Samsung, и карты в виде модуля памяти для ноутбуков ASUS. Это, наверное, наиболее «экзотические» варианты POST карт, что я знаю. Хотя овации скорее следует отдать производителям ноутбуков, придумавшим именно такой способ диагностики для своей продукции.
Тех, кто ждал конкретных примеров я, возможно, разочарую – POST карта это один из
инструментов диагностики, который в большинстве случаев лишь помогает понять «куда копать», а уж как копать и какой лопатой зависит сугубо от вас. Иногда для постановки «диагноза» может хватить только ее одной, а может потребоваться помощь мультиметра и осциллографа в комплекте с умением ими пользоваться. Если это вызывает у вас затруднения, то лучше отнесите вашу материнскую плату специалистам, пока из нерабочей она не стала не подлежащей восстановлению.
Ошибки Phoenix BIOS
Ошибки данной версии BIOS представляются в виде трех блоков звуковых сигналов, между которыми присутствует небольшая пауза. В одном таком блоке может быть от 1 до 4 коротких сигналов. Например, 2 — 3 — 2: два сигнала — пауза — три сигнала — пауза — два сигнала.
QiGuan KLPI6
Диагностическая карта KLPI6-SD производства QiGuan Electronics выполнена в соответствии с нормами международного стандарта IEC 61010-1, устанавливающему требования к низковольтному испы-та-тель-но-му оборудованию по перенапряжению. Функциональная особенность POST-карты KLPI6-SD — воз-мож-ность индикации POST-кодов персонального компьютера на внешней дисплейной панели. Кроме те-ку-ще-го кода на обеих индикаторах отображаются предыдущие значения, а также POST-код фатального сбоя.
POST Card PCI BM9222 с ЖК-диплеем
Сегодня мы рассмотрим PCI POST-карту нового поколения POST Card PCI BM9222 производства московской компании Маскер Кит.
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.
Как же на практике осуществляется ремонт компьютера с использованием POST-Card?
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.
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.).
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).
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.
Award Software International, Inc.
AwardBIOS V4.51PG Elite
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
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. B IOS выполняет команду INT 19h
Рассмотрим процедуру тестирования системного блока персонального компьютера. Установим тестер BM9222 в свободный PCI слот материнской платы. Включим питание. B IOS — 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.
Выводы
Устройство для ремонта и тестирования персональных компьютеров (ПК) POST Card PCI применяется для диагностики неисправностей при ремонте и модернизации компьютеров, а также периферийных систем. Оно найдет широкое применение в любых электронных системах, работающих на основе компьютеров типа IBM PC (или совместимых с ними).
POST Card PCI (рис. 1) представляет собой плату расширения ПК, которая может быть установлена в любой свободный PCI-слот (33 МГц) и предназначена для отображения POST-кодов, генерируемых системой BIOS ПК, в удобном для пользователя виде.
Рис. 1. Внешний вид устройства
Благодаря применению ПЛИС (программируемая логическая интегральная схема) фирмы Altera стало возможным создание простого и доступного для повторения радиолюбителями устройства.
Кроме того, устройство можно использовать как тестер микросхем. Для этого в нем предусмотрена 44-выводная панель для микросхемы.
Устройство POST Card PCI имеет следующие технические характеристики:
- Напряжение питания, В +5
- Ток потребления, мА <200
- Частота шины PCI ПК, МГ ц 33
Основой POST Card PCI является ПЛИС DD1 (рис. 1, 2), на которой реализовано упрощенное PCI Target-устройство, поддерживающее запись в порт вывода и автоматическое конфигурирование (Plug&Plug), достаточные для функционирования устройства. П ЛИС Altera EPM3064ALC44-10 входит в набор и запрограммирована компанией МАСТЕР КИТ специально для работы в POST Card PCI. На микросхеме DD2 собран стабилизатор напряжения +3,3 В для питания ПЛИС. Информация из ПЛИС выводится в последовательном виде и фиксируется в регистрах DD4, DD5. Их выходы через ограничительные резисторы подключены к сдвоенному 7-сегментному индикатору HL1, на котором отображаются POST-коды. Для того чтобы процесс индикации POST кодов не нарушался в случае срыва генерации PCI CLK на неисправной материнской плате, в состав POST Card PCI включен отдельный генератор на микросхеме DD3.
Рис. 2. Принципиальная электрическая схема устройства POST CARD PCI
Светодиоды, включенные через ограничивающие резисторы, индицируют наличие напряжений +3,3, +5, + 12 и -12 В на шине PCI.
При каждом включении питания ПК, 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. В некоторых особых случаях с целью сокращения времени загрузки ПК процедура POST может быть несколько урезана по времени, например, в режиме «Quick Boot» или при выходе из режима «сна» (Hibernate).
Основной целью процедуры POST является проверка базовых функций и подсистем ПК (память, процессор, материнская плата, видеоконтроллер, клавиатура, гибкий и жесткий диски) перед загрузкой операционной системы. Это застраховывает пользователя от попытки работать на неисправной системе, что могло бы привести, например, к разрушению пользовательских данных на жестком диске. Перед началом каждого из тестов процедура POST генерирует POST-код, который выводится по определенному адресу в пространстве адресов устройств ввода/вывода ПК. 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 определяются глубиной и точностью тестов соответствующей процедуры POST-системы BIOS компьютера.
Некоторые коды неисправностей BIOS
В таблице приведены некоторые коды AMI BIOS, отражающие наиболее часто встречающиеся неисправности ПК.
Кроме вышеуказанных POST-кодов в диагностический порт выводятся сообщения о событиях в процессе выполнения Device Initialization Manager (DIM). Существует несколько контрольных точек, в которых отображается состояние инициализации системных или локальных шин.
В случае если обнаружена ошибка конфигурации системной памяти (коды DE или DF), в порт 80h выводится последовательно в бесконечном цикле код DE, код DF, код ошибки конфигурации, который может принимать следующие значения:
• 00 — оперативная память не обнаружена;
• 01 — установлены модули DIMM различных типов (пример, EDO и SDRAM);
• 02 — чтение содержимого SPD закончилась неудачей;
• 03 — модуль не соответствует требованиям для работы на заданной частоте;
• 04 — модуль не может быть использован в данной системе;
• 05 — информация в SPD не позволяет использовать установленные модули;
• 06 — обнаружена ошибка в младшей странице памяти.
Практический поиск неисправностей с использованием тестера POST Card
Прежде всего, при включении питания перед началом работы процедуры POST должен произойти сброс системы сигналом RST (RESET), что индицируется на POST Card кратковременным миганием левой точки на индикаторе. Рассмотрим несколько наиболее популярных неисправностей ПК и способы их локализации.
POST-коды не отображаются
При неисправности компьютера в самом сложном случае сброс либо совсем не проходит, либо проходит, но никакие POST-коды на индикаторе не отображаются.
Рекомендуется немедленно выключить компьютер и вытащить все дополнительные платы и кабеля, а также память ОЗУ из слотов 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, очевидно, проблема заключается во временно извлеченных компонентах компьютера. Возможно, неправильно подключены шлейфы. Вставляя последовательно модули памяти, видеоадаптер, а затем и другие карты, и наблюдая за POST-кодами на индикаторе, обнаруживают неисправный модуль.
Не проходит даже начальный сброс системы (на индикаторе POST Card в самом начале теста кратковременно не загорается левая точка индикатора)
В этом случае либо неисправен блок питания компьютера, либо сама материнская плата (неисправны цепи формирования сигнала RESET). Точную причину можно установить, подсоединив к материнской плате заведомо исправный блок питания.
Сигнал сброса проходит, но никакие POST-коды на индикатор не выводятся (тестируется система, состоящая только из материнской платы, процессора, POST Card и блока питания)
Если материнская плата новая, то причина может быть в неправильно установленных переключателях на материнской плате. Если все переключатели и процессор установлены правильно, а материнская плата не запускается, следует заменить процессор заведомо исправным. Если же это не помогает, то можно сделать вывод о неисправности материнской платы либо ее компонентов (например, причиной неисправности может являться повреждение информация во Flash-BIOS).
Неисправности ПК, определяемые с помощью тестера pOsT Card
После включения питания компьютера (или нажатия на кнопку RESET) и до появления первого POST-кода на индикатор POST Card выводится специальный символ (см. рис 3), который свидетельствует об отсутствии вывода ПК каких-либо POST-кодов. Эта особенность работы данной POST Card облегчает диагностику и позволяет наглядно определить, стартует ли компьютер вообще. Кроме того, этот же символ выводится при программном сбросе PCI-шины для фиксации прохождения сигнала RST. Точки 7-сегментного индикатора POST Card отображают состояния сигналов RST и CLK шины PCI. Зажигание правой точки соответствует наличию активного сигнала синхронизации CLK шины PCI, зажигание левой точки — наличию активного сигнала RST
Рис. 3. Индикация на POST Card об отсутствии вывода ПК каких-либо POST-кодов
При 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, отключить все дополнительные платы и кабели, а также память из материнской платы, оставив подключенной к блоку питания только материнскую плату с установленными процессором и платой POST Card.
Если при последующем включении компьютера нормально проходит сброс системы и появляются первые POST-коды, то проблема заключается во временно извлеченных компонентах компьютера. Возможно неправильно подключены шлейфы (особенно часто вставляют «вверх ногами» шлейф IDE).
Последовательно устанавливают модуль памяти, видеоадаптер, другие карты и, наблюдая за POST-кодами, обнаруживают неисправный модуль.
Например, при неисправной памяти для компьютеров с AMI BIOS последовательность POST-кодов обычно фиксируется на коде d4; с AWARD BIOS — на кодах C1 или С6. Бывает, что при этом неисправен не сам модуль памяти, а материнская плата — причина заключается в плохом контакте в разъемах SIMM/DIMM (согнуты/замкнуты между собой контакты), либо не до конца вставлен модуль в разъем.
При неисправном видеоадаптере для компьютеров с AMI BIOS последовательность POST-кодов фиксируется на кодах 2C, 40 или 2A в зависимости от модификации BIOS либо эти коды отсутствуют, а на мониторе нет 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 фиксируется на коде 0d, либо «проскакивает» этот код. Если инициализация памяти и видеоадаптера прошла нормально, устанавливают 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.
На рис. 4-6 показана индикация POST Card при возникновении различных ошибок.
Рис. 4. Код ошибки видеопамяти (во время тестирования карта видеопамяти была извлечена из системного блока)
Рис. 5. Код ошибки манипулятора «Мышь» (при тестировании манипулятор был отключен)
Рис. 6. Код ошибки оперативной памяти (при тестировании модуль памяти был удален из материнской платы)
Последовательность действий по реанимации ПК с помощью тестера POST Card PCI
1. Выключают питание неисправного компьютера.
2. Устанавливают POST Card в любой свободный слот материнской платы.
3. Включают питание ПК и считывают с индикатора POST-Card соответствующий POST-код, на котором прерывается («зависает») загрузка компьютера.
4. По таблицам POST кодов при необходимости определяют, на каком из тестов возникли проблемы и их вероятные причины.
5. При выключенном питании переставляют шлейфы, модули памяти ОЗУ и другие компоненты, имеющие разъемы с целью устранения неисправности.
6. Повторяют пункты 3, 4, 5 для устойчивого прохождения процедуры POST и нормальной загрузки операционной системы.
7. При помощи программных утилит осуществляют окончательное тестирование аппаратных компонентов, а в случае «плавающих» (нестабильных) ошибок — длительный прогон соответствующих программных тестов.
Quadtel BIOS
Далее: Beep-коды представлены последовательностью звуковых сигналов. Например, 1-1-2 означает 1 звуковой сигнал, пауза, 1 звуковой сигнал, пауза, и 2 звуковых сигнала.
QiGuan MKCP6A
Плата для диагностики персональной платформы и тестирования ее на стабильность (Diagnostics and Stability Test Card), модель MKCP6A , разработана компанией QiGuan Electronics с использованием технологии, защищенной национальным патентом 03126857.9 (Китай). Для отображения ПОСТ-кодов на плате имеется три пары(!) индикаторов: первая пара предназначена для вывода сбойного кода, следующая выводит текущий POST-код, последняя — предыдущий код.
После нажатия кнопки включения компьютера BIOS проводит поэтапную проверку и инициализацию всех элементов аппаратной части компьютера. Называется этот процесс: POST
(англ. Power-On Self-Test – самотестирование после включения). Не только компьютеры, но и большинство современных электронных устройств имеют схожие системы.
BIOS сообщает статус
(или результат) прохождения POST несколькими способами:
1. Вывод сообщений на экран
. Самый дружественный и информативный способ. По сути, доступен только после успешного или почти успешного прохождения самотестирования. Отсутствие какой-либо информации на экране говорит о серьезных неисправностях базовых компонентов (материнская плата, процессор, память, видеоадаптер и т.д.). Диагностика ошибок возможна в основном только для периферийных устройств (накопители, клава и др.).
2. Звуковые сигналы
. Наверное, все слышали короткий «биип» при включении компьютера – в большинстве BIOS это означает прохождение теста без ошибок и готовность к загрузке ОС. Другие варианты сигналов могут говорить об определенных проблемах с железом. Эти коды «азбуки Морзе» различаются у разных производителей и даже разных версий BIOS. Найти их обычно можно в книжке к материнке или соответствующих онлайн справочниках.
3. P OST коды
. В ходе каждого этапа процесса самотестирования BIOS отправляет текущий код на порт 80h (иногда 81h или другие), и если возникает ошибка, там остается или код операции, на которой произошел сбой, или код последней успешной операции. Считав этот код, можно определить на каком этапе произошла ошибка, и что могло ее вызвать. Это единственный из всех перечисленных способов, который позволяет идентифицировать проблемы на материнской плате, которая не подает видимых признаков жизни. По этой причине, он обычно используется для диагностики и ремонта непосредственно материнских плат.
Если первые два способа диагностики не требуют специального оборудования, разве что монитор и подключенный к материнской плате динамик (бывает, что его там нет), то для третьего способа вам понадобиться собственно POST карта.
Где смотреть значения
POST кодов и звуковых сигналов?
AMIBIOS 6
Как следует из названия, новая версия увидела свет в 1997 году. A MIBIOS97 – это современный во всех отношениях продукт с поддержкой AGP, InstantON и прочих новинок. Разработка и управление проектом доведены до совершенства с помощью разнообразных скрипт-процессоров, позволяющих генерировать код, в зависимости от особенностей построения NVRAM, DMI и т.п.
Звуковые сигналы
В обязанности данной функции входит поддержка удаленной загрузки по сети, поэтому требуется выполнить посик Boot ROM сетевого адаптера
Код ошибки может принимать следующие значения: * 0: оперативная память не обнаружена * 1: установлены модули DIMM различных типов * 2: модуль DIMM не оснащен SPD либо чтение содержимого SPD закончилась неудачей * 3: модуль не соответствует системным требованиям для работы на заданной частоте * 4: модуль не может быть использован в данной системе * 5: время между активацией строк модуля и переходом его в состояние регенерации не соответствует системным требованиям * 6: обнаружена ошибка в младшей странице — первые 64 Kb памяти
. Если он найден, а установками CMOS Setup в меню Boot Device Priority загрузка по сети указана как первое устройство, выполняется настройка процедур INT18h и INT19h.
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).