Устройство для ремонта и тестирования компьютеров – POST Card PCI
Бороздя просторы Интернета в поисках устройств для упрощения жизни наткнулся на упоминания о POST Card.
Итак, что же это такое Post Card?
POST Card PCI применяется для диагностики неисправностей при ремонте и модернизации компьютеров типа IBM PC (или совместимых с ним).
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.
Благодаря применению ПЛИС фирмы Altera стало возможным создание простого и доступного для повторения устройства радиолюбителями со средней квалификацией.
Технические характеристики:
Напряжение питания: +5 В.
Ток потребления, не более: 200 мА.
Частота шины PCI: 33 МГц.
Адрес диагностического порта: 0080h.
Индикация POST кодов: в шестнадцатеричном виде, один байт.
Индикация сигналов PCI шины: RST (левая точка индикатора), CLK (правая точка индикатора).
Индикаторы наличия напряжений питания PCI шины: +5 В; +12 В; -12 В; +3,3 В.
Совместимость с материнскими платами чипсетах: Intel, VIA, SIS.
Размер печатной платы: 112 х 90 мм.
Так как рабочая частота шины PCI относительно высока (33 МГц), то реализация подобного устройства на дискретных микросхемах стандартной логики проблематична, поэтому в качестве основы устройства была выбрана недорогая ПЛИС фирмы Altera EPM3064ALC44-10, имеющая достаточное быстродействие и в то же время выпускающаяся в корпусе PLCC44, что при применении соответствующей панельки с стандартным шагом выводов 2,5 мм дает возможность повторить устройство радиолюбителям со средней квалификацией.
EPM3064ALC44-10 представляет собой программируемую логическую интегральную схему (ПЛИС), содержащую 1250 вентилей, которая может быть запрограммирована под нужды разработчика при помощи ПО фирмы Altera прямо в изготовленном устройстве через специальный разъем JTAG. Для программирования используется специальный кабель ByteBlasterMV, подключаемый к LPT порту любого компьютера. Схема кабеля свободно распространяется фирмой Altera, ее можно найти на вышеприведенном сайте.
Память ПЛИС изготовлена по EEPROM технологии и позволяет производить до 100 циклов записи/стирания.
 Рисунок 1. Общий вид устройства
Рисунок 2. Принципиальная электрическая схема устройства
Сигналы с PCI шины компьютера AD0-AD15, C/BE0-C/BE3, CLK, RST, FRAME, IRDY, TRDY, IDSEL, DEVSEL подаются на ПЛИС DD1, на которой реализовано простейшее Target PCI устройство вывода по фиксированному адресу 080H. При каждом поступлении POST кода с шины PCI этот POST код защелкивается во внутреннем 8-разрядном регистре ПЛИС, преобразуется в шестнадцатеричный семисегментный код и в последовательном виде через буферный элемент DD3A поступает на сдвиговые регистры DD5, DD4.
По сигналу загрузки DATA_STORE, проходящему из ПЛИС через буферный элемент DD3D, POST код переписывается из внутренних последовательных регистров DD5, DD4 в их внутренние параллельные регистры и, через токоограничительные резисторы R1-R16, подается на сдвоенный семисегментный индикатор HL1 для индикации. Кроме того, две точки на индикаторе HL1 служат для отображения состояния сигналов RST и CLK PCI шины компьютера. Зажигание правой точки соответствует наличию активного сигнала синхронизации CLK шины PCI, зажигание левой точки - наличию активного сигнала RST шины PCI.
На элементах DD3B, DD3F, DD3E, DD3С собран тактовый генератор, который обеспечивает независимость работы узла индикации в случае срыва генерации CLK PCI шины в неисправном компьютере. Так как на некоторых старых моделях материнских плат на PCI слотах отсутствует напряжение +3,3 В, то для питания ПЛИС на ИС DD2 собран стабилизатор напряжения +3,3 В. Светодиоды D1-D4 служат для индикации наличия напряжений питания +12 В; -12 В; +3,3 В; +5 В в слоте PCI, в который вставлена POST карта.
Из особенностей работы данной POST Card хочется отметить то, что после включения питания компьютера (или нажатия на кнопку RESET) и до появления первого POST кода на индикатор POST Card выводится специальный символ (рис. 3), который свидетельствует об отсутствии вывода компьютером каких-либо POST кодов.
Рисунок 3. Спецсимвол
Это облегчает диагностику и позволяет наглядно определить, стартует ли компьютер вообще. Кроме того, этот же символ выводится при программном сбросе PCI шины для фиксации прохождения короткого сигнала RST (RESET).
Принцип работы POST Card
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.
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.
Двухслойная печатная плата POST Card PCI с металлизацией переходных отверстий (рис.4 и рис.5) изготовлена из стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, фольга 18 мкм. Контакты ножевого разъема PCI желательно покрыть износостойким материалом.
Рисунок 4. Вид печатной платы POST Card PCI со стороны компонентов
Рисунок 5. Вид печатной платы POST Card PCI со стороны токопроводящих дорожек
Рисунок 6. Монтажная схема POST Card
Итак, теория хороша, но теперь к бою.
Перед нами стандартный пакет поставки NM9221 – Устройства для ремонта и тестирования компьютеров – POST Card PCI, купленный в магазине Мастер-Кит.
Вообще, при покупке, мысль о том, что придется собирать данное устройство самому, даже не приходила в голову. Ну что ж, надо, так надо.
Рисунок 7. Стандартный пакет поставки, вид спереди.
Рисунок 7. Стандартный пакет поставки, вид сзади.
Открываем… главное ничего не потерять…
Рисунок 8. Пакет поставки.
Итак, что мы имеем в комплекте поставки:
|
позиция |
наименование |
примечание |
Кол-во |
|
С1 |
220 pF |
Обозначение 221 |
1 |
|
С2, С5 |
22 mkF/10V |
|
2 |
|
C3 |
10 mkF/6.3V |
|
1 |
|
C4, C6..C11 |
0.1 mkF |
Обозначение 104 |
7 |
|
DD1 |
EPM3064ALC44-10 |
Устанавливается в панельку PLCC44 |
1 |
|
DD2 |
LM1117DT-3.3V |
Корпус D2Pak |
1 |
|
DD3 |
74HC14 |
Корпус DIP-14 |
1 |
|
DD4, DD5 |
74HC595 |
Корпус DIP-16 |
2 |
|
D1..D4 |
L-934SGD |
Светодиод, диам. 5мм, красный |
4 |
|
HL1 |
DA56-11GWA |
Семисегментный индикатор |
1 |
|
R1..R16, R27 |
470 Om |
Желтый, фиолетовый коричневый |
17 |
|
R17, R18 |
10 kOm |
Коричневый, черный, оранжевый |
2 |
|
R19..R24, R26 |
1 kOm |
Коричневый, черный, красный |
7 |
|
R25 |
150 Om |
Коричневый, зеленый, коричневый |
1 |
|
X1 |
2x5 контактов |
PLD80 |
1 |
|
|
PLC44 |
Панелька под ИС DD1 44 контакта |
1 |
|
|
A9221 |
Печатная плата 112х90 |
1 |
Таблица 1. Комплект поставки деталей.
Ну что ж, паяльник в руки и вперед, но перед этим обратим внимание на пунктик – Общие требования к монтажу и сборке набора:
• Все входящие в набор компоненты монтируются на печатной плате методом пайки.
• Не используйте паяльник мощностью более 25Вт.
• Запрещается использовать активный флюс!!!
• Рекомендуется применять припой марки ПОС-61М или аналогичный, а также жидкий неактивный флюс для радиомонтажных работ (например, 30% раствор канифоли в этиловом спирте или ЛТИ-120).
• Для предотвращения отслаивания токопроводящих дорожек и перегрева элементов, время пайки одного контакта не должно превышать 2-Зс.
• После сборки устройства, плату необходимо промыть этиловым или изопропиловым спиртом.
Порядок сборки:
1. Установить и припаять стабилизатор DD2 LM1117DT-3,ЗV.
2. Установить и припаять ИС DDЗ типа 74НС14, DD4, DD5 типа 74НС595.
3. Установить и припаять все резисторы.
4. Установить и припаять панельку РLСС44 под ПЛИС Аltera DD1, правильно сориентировав ее по ключу.
5. Установить и припаять индикатор HL1.
6. Установить и припаять светодиоды (Цоколевка на рис 4).
7. Установить и припаять керамические и электролитические конденсаторы. Монтажная схема приведена на рис.6.
Рисунок 9. Процесс сборки.
При изготовлении устройства необходимо обратить внимание на правильную установку панельки PLCC44 под ПЛИС DD1 по ключу, а также во время пайки не допускать затекания флюса внутрь панельки.
Сборка устройства заняла около получаса. Теперь устройство готово к первому тестированию.
Рисунок 10. Вид собранного устройства.
Первое включение и настройка:
Для настройки POST Card и первого включения следует по возможности использовать старую исправную материнскую плату с шиной PCI.
Под рукой оказалась Intel s370.
Первое включение POST Card производится без установленной в панельку ПЛИС DD1, при этом следует проверить напряжение питания ПЛИС (35, 15, 3, 23 ножки DD1), выдаваемое стабилизатором DD2 - оно должно быть около +3,3 В, проверяем – все правильно + 3,3 В. Если есть возможность, можно убедиться в наличии стабильных импульсов прямоугольной формы на частотах около 100-200 кГц на 6 и 10 ножках ИС DD3.
Кроме того, компьютер с установленной POST Card без ПЛИС должен нормально загружаться, что говорит об отсутствии дефектов монтажа, что собственно говоря и происходит.
Этого вполне достаточно, чтобы проверить, стартует ли материнская плата вообще, а также проверить исправность памяти компьютера.
Следующим шагом был простой тест – из материнской платы была убрана планка памяти. POST Card успешно завис с значением на дисплее. Тест пройден.
Особенности тестирования
Последовательность действий при ремонте компьютера с использованием POST Card выглядит следующим образом:
1. выключаем питание неисправного компьютера;
2. устанавливаем POST Card в любой свободный слот материнской платы;
3. включаем питание компьютера и считываем с индикатора POST Card соответствующий POST код, на котором "зависает" загрузка компьютера;
4. по таблицам POST кодов определяем, на каком из тестов возникли проблемы и осмысливаем вероятные причины;
5. при выключенном питании производим перестановки шлейфов, модулей памяти и других компонентов с целью устранить неисправность.
6. повторяем пункты 3, 4, 5, добиваясь устойчивого прохождения процедуры POST и начала загрузки операционной системы.
7. 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 памяти, процессора, карт расширения, блока питания, и в довершение всего - материнской платы.
Ссылки
|
