Последовательность запуска материнской платы ноутбука


Диагностика платы ноутбука: последовательность запуска, схемы

Для диагностики неисправности материнской платы ноутбука нужно знать последовательность ее включения.

Последовательность включения ноутбука

При включении ноутбука дежурное напряжение через кнопку подается на мультиконтроллер , который запускает все контроллеры ШИМ, вырабатывающие все напряжения (их много), и, при нормальном исходе, вырабатывают сигнал PowerGood. По этому сигналу снимается сигнал resetс процессора и он начинает выполнять программный код, записанный в BIOS с адресом ffff 0000.

Затем BIOSзапускает POST (PowerOnSelfTest), который выполняет обнаружение и самотестирование системы. Во время самотестирования обнаруживается и инициализируется видеочип, включается подсветка, определяется тип процессора. Из данных BIOS определяется его тактовая частота, множитель, настройки. Затем определяется тип памяти, ее объем, проводится ее тестирование. После этого происходит обнаружение, инициализация и проверка подключенных накопителей – привода, жесткого диска, картридера, флоппи дисковода и др., а после проверка и тестирование дополнительных устройств.

После завершения POST управление передается загрузчику операционной системы на жестком диске, который и загружает ее ядро.

Приводим схему последовательности включения ноутбука

Алгоритм проверки материнской платы ноутбука

  • проверка напряжений питания согласно datasheet;
  • проверка PowerGood и сигнала запуска;
  • контроль опроса BIOS;
  • диагностика загрузки по посткарте, показывающий на каком этапе прекращается загрузка.

Рассматриваем 2 варианта.

Не горит индикатор питания ноутбука

1. Питание не появляется, светодиод питания не горит.

Ищем неисправность в схеме управления питанием. Проверяем Мультиконтроллер – микросхему, управляющую схемами ШИМ, формирования напряжений. Также в нем встроены контроллеры периферии (клавиатуры, мыши, температуры, вентилятора, аккумулятора, тачпада и др.). Иногда в мультиконтроллер входит контроллер USB. Часто это микросхема ITE. На мультиконтроллер подается напряжение питания непосредственно с адаптера (обычно 19В), а дальше передается на другие устройства. Таким образом контроллер управляет процессом включения в ноутбуке.

За распределение питания может отвечать и схема коммутации питания (например, может быть чип MAXIM). Она отвечает за переключение питания с внешнего адаптера на питание от батареи, контролирует зарядку и др.

В некоторых случаях слетает прошивка микроконтроллера. В этом случае ноутбук не запускается, хотя все напряжения присутствуют и нужные сигналы подаются.

Горит индикатор питания, но ноутбук не включается

2. Питание есть, светодиод питания горит, но ноутбук не включается, экран темный. Индикатор жесткого диска сначала включается и гаснет, затем не горит.

Алгоритм поиска неисправности на материнской плате следующий.

Разбираем ноутбук, прогреваем микросхемы чипсета по-очереди. После каждого прогрева пробуем на включение. Если ноутбук включается, то виноват конкретный чип. Очень важна предыстория поломки – например, если до поломки перестали работать USB порты, то скорее всего вышел из строя Южный мост. Если были артефакты на встроенном видео, то виноват Северный мост.

Способы диагностики материнской платы

Про способы диагностики материнской платы ноутбука можно почитать здесь. Там описаны способы определения неисправного чипа, поиск короткого замыкания на плате.

Основные способы:

  • визуальный осмотр
  • изучение истории поломки
  • использование диагностической карты
  • прогрев чипа
  • ограничение тока питания при поиске КЗ, поиск нагретых элементов

www.complace.ru

IT Professional St.Petersburg Service

В этой статье пойдет речь о микросхеме, которая управляет работой всего ноутбука, в том числе, его включением. Её неисправности приводят к значительным последствиям для пользователя и чаще всего требуют ремонта материнской платы в сервисе.

Задачи мультиконтроллера

Мультиконтроллером, или, по-английски Super I/O (SIO) или Multi I/O (MIO), на сленге «мультик» (еще в документации встречается EC-контроллер), называется микросхема, обеспечивающая мониторинг напряжений и температур, работу с периферийными устройствами. Такими устройствами могут быть клавиатура, мышь, кнопка включения, датчик закрытия крышки и тп. Основным его предназначением является управление клавиатурой (даже в схемах он обозначается как KBC-контроллер), однако со временем производители начали нагружать его множеством дополнительных функций, таких, например, как индикация работы жесткого диска (светодиод на передней панели ноутбука) или управление частотой работы кулера. Именно на эту микросхему «приходят» все контактные дорожки шлейфа клавиатуры ноутбука. На самом деле на ножки мультиконтроллера приходят сигналы практически со всех устройств и микросхем ноутбука. Уровень сигнала может быть постоянный 3.3V (высокий логический уровень), либо изменяющийся в случае обмена данными (измеряется осциллографом).

В запуске ноутбука он вообще играет первостепенную роль, так как именно на него приходит сигнал с кнопки включения, и именно он запускает все источники напряжений и затем отдает сигнал южному мосту для начала инициализации.  

Мультиконтроллер управляет включением ШИМ-контроллеров, вырабатывающих необходимые для работы узлов ноутбука напряжения, ключами, коммутирующими эти напряжения. Через мультиконтроллер по протоколу Firmware HUB или SPI подключена микросхема Flash c программным обеспечением (которую иногда приходятся прошивать). В состав мультиконтроллера могут входить контроллеры часов реального времени, жестких дисков, USB, интегрированный аудиоинтерфейс, интерфейс LPC.

Разновидности мультиконтроллеров

Мультиконтроллеры выпускают следующие фирмы: ENE; Winbond; Nuvoton; SMCS; ITE; Ricoh.

Сильно отличаются только последние, хотя бы методом пайки, они BGA.

На современных мультиконтроллерах имеется по 128 ножек, но их назначение сильно отличатся в зависимости от модели мультиконтроллера и даже от его ревизии. К примеру, KB926QF-D2 и KB926QF-C0. — два совершенно разных мультиконтроллера.

Неисправности мультиконтроллеров и их симптомы

Мультиконтроллер часто выходит из строя при залитии ноутбука жидкостью или вследствие выгорания ключей, формирующих 3.3В. Второе случается при скачках питания в сети.

К основным симптомам неисправности мультиконтроллера можно отнести некорректную работу клавиатуры и тачпада и отсутствие запуска как такого. Также, следствием неправильной работы «мультика» являются и глюки периферии — неправильная работа датчиков, кулера. Также по вине SIO может не определяться жесткий диск и другие накопители (работа USB при этом завязана на южный мост).

В диагностике и ремонте ноутбуков мультиконтроллер имеет ключевое значение, поскольку отсутствие на мультиконтроллере важных сигналов, приходящих с микросхем ноутбука, позволяет выявить неисправные микросхемы и произвести их замену. На мультиконтроллер приходит LPC шина, по который идет обмен с южным мостом, и с которой можно считать всем известные POST-коды. Для этого, кстати, в ремонте часто подпаиваются на прямую к ножкам мультиконтроллера тоненькими проводками и выводят коды на индикаторы. 

Также иногда во время самостоятельной замены матрицы ноутбука забывают отключить аккумулятор. Это тоже может привести к выгоранию мультиконтроллера. Но, к счастью, микросхемы эти не очень дорогие и ремонт такой неисправности обходится дешевле, чем, например, замена южного моста или видео. Многие микросхемы взаимозаменяемы, а перепайка их — 15 минут (если не потребуется прошивать флэш память).

Диагностика запуска (или отсутствия старта) ноутбука

Для правильной диагностики старта ноутбука необходимо понимать его последовательность и участие в нем мультиконтроллера.

Последовательность включения ноутбука

При включении ноутбука дежурное напряжение через кнопку подается на мультиконтроллер, который запускает все ШИМ-контроллеры, вырабатывающие все напряжения (их много), и, при нормальном исходе, вырабатывают сигнал PowerGood. По этому сигналу снимается сигнал RESET с процессора и он начинает выполнять программный код, записанный в BIOS с адресом FFFF 0000.

Затем BIOS запускает POST (Power-On Self Test), который выполняет обнаружение и самотестирование системы. Во время самотестирования обнаруживается и инициализируется видеочип, включается подсветка, определяется тип процессора. Из данных BIOS определяется его тактовая частота, множитель, настройки. Затем определяется тип памяти, ее объем, проводится ее тестирование. После этого происходит обнаружение, инициализация и проверка подключенных накопителей – привода, жесткого диска, карт-ридера, флоппи дисковода и др., а после проверка и тестирование дополнительных устройств.

После завершения POST управление передается загрузчику операционной системы на жестком диске, который и загружает ее ядро.

Из описания выше видно, что мультиконтроллер вступает в работу на самой ранней стадии, и без его нормального запуска не сформируются управляющие напряжения. Вот условия, необходимые для того, чтобы мультиконтроллер дал команду на старт:

  1.  Основной BIOS и EC-BIOS должны быть рабочие.
  2. Мультиконтроллер запитан, работает его кварц и мульт вычитывает содержимое BIOS
  3. ACIN = 3.3 V
  4. LID_SW# = 3.3V (крышка ноутбука открыта)
  5. EC_RST# = 3.3V (мульт снимает RESET с южного моста)
  6. Южный мост снимает сигналы PM_SLP_S3# и SLP_S5#, то есть, на них устанавливается 3.3V
  7. При нажатии кнопки включения сигнал ON/OFFBTN# падает до нуля и этот же сигнал транслируется в PBTN_OUT#

Для инициализации мультиконтроллера необходима микропрограмма, которая хранится либо в той же микросхеме флеш-памяти, что и прошивка BIOS (UEFI), либо в отдельной микросхеме меньшего объема, либо внутри самого мультиконтроллера. В первых двух случаях восстановить прошивку не представляется сложным. А вот прошить непосредственно мультиконтроллер пока могут не любые программаторы. Да и подключиться к нужным его выводам не всегда просто. Прошиваемые мультиконтроллеры — NPCE288N/388N, KB9010/9012/9016/9022, IT8585/8586/8587/8985/8987.

Лучше всего найти документацию и описание сигналов по мультикам IT, которые используются во многих бюджетных ноутбуках, в том числе ASUS и Dell. Благодаря схемам можно понять и отследить, где находятся выше указанные сигналы. Например, в случае IT8752 и аналогичных (используется, например, в семействе ASUS K40 и K50) для диагностики вас должны интересовать, помимо выше указанных, следующие сигналы на мультике:

  • ALL_SYSTEM_PWRGD (68 мульт)
  • SUS_PWRGD (67 мульт)
  • VRM_PWRGD (1 ISL6262) Входящие сигналы указывают на выработку сигнала PowerGood и наличие питания Suspend режима и питания на VRM регуляторе ISL6262. Это значит, мост и процессор запитаны.
  • Сигналы  H_CPURST#_XDP и H_PWRGD_XDP разрешают работу процессора.
  • PWR_SW# — сигнал с кнопки включения
  • CPU_VRON — включения питания на CPU
  • PM_RSMRST# — снимает RESET с моста
  • PM_SUSB# — хаб PCH должен выдать сигналы PM_SUSC# и PM_SUSB# идущие на мульт, а мульт в ответ выдать сигналы SUSC_EC# и SUSB_EC#
  • PM_PWROK — сигнал на хаб, что питание в норме
  • PM_CLKRUN# — сигнал на запуск тактирования
  • PM_PWRBTN# — сигнал на включение южного моста
  • VSUS_ON — сигнал включения дежурного питания на силовых ключах
  • EC_CLK_EN (CLK_EN#) — разрешение тактирования на южный мост

Питание на IT85xx мульты поступает следующее: +3VA_EC, +3VPLL, +3VACC, без них микросхема не запустится.

Последовательность диагностики мультиконтроллера

Рассмотрим схему последовательности включения ноутбука:

Процедура включения материнской платы

Для диагностики в целом, вам нужно рассмотреть две ситуации:

1. Питание не появляется, светодиод питания не горит.

Ищем неисправность в схеме управления питанием. Проверяем 19 V со входа , приходящие на микросхему зарядки (charger), например, MAX. Проверяем наличие дежурных напряжений +3VSUS и т.п. Через форфмирователи +3 V питание поступает на мультик — проверяем это питание на входе. Проверяем выходные сигналы мультика. В некоторых случаях слетает прошивка микроконтроллера. В этом случае, при наличии входных напряжений, нужные управляющие сигналы с микросхемы контроллера не формируются при нажатии кнопки питания.

2. Питание есть, светодиод питания горит, но ноутбук не включается, экран темный. Индикатор жесткого диска сначала включается и гаснет, затем не горит.

Очевидно, мультик работает, управляющие сигналы формируются, однако, дальнейший запуска не происходит или он обрывается. Чаще всего виноваты в этом микросхемы чипсета, сам процессор или тактирующие генераторы, которые срывают генерацию сигналов. Для быстрой диагностики прогреваем микросхемы чипсета по-очереди. После каждого прогрева пробуем на включение. Если ноутбук включается, то виноват конкретный чип. Очень важна предыстория поломки — например, если до поломки перестали работать USB порты, то скорее всего вышел из строя южный мост. Если были артефакты на встроенном видео, то виноват северный мост.

Если же мы видим, что питающие напряжения присутствие, а сигналы с мультика нет (например, не снимается сигналы RESET), то изучаем все сигналы более подробно.

Вот обобщенный порядок следования сигналов при запуске EC:

исходящий сигнал

CLK_PWRGD с юга приходит на тактовый генератор-> сигнал PWROK на юг-> юг отдает процу сигнал H_PWRGD (HardWare PWRGD, все питания в порядке, следующий этап инициализации)-> юг снимает ресет с севера PLT_RST#-> юг снимает ресет с PCI шины PCI_RST#-> север снимает ресет с процессора HCPU_RST#

Вот алгоритм проверки популярного мульта KB3926, его можно применить и к аналогам:

  1. Проверить питание мульта 3,3v (9 нога)
  2. Проверить генерацию кварца (123 нога)
  3. Проверить сигнал с кн.вкл. ON/OFF 3,3v/0,5v (32 нога)
  4. Проверить АCCOF 0V (27 нога)
  5. Проверить ACIN 3.1V (127 нога)
  6. Проверить PBTN_OUT 0v/3,3v (117 нога)
  7. Проверить сигнал 0v/3,3v (14 нога)
  8. Проверить RSMRST 0v/3,3v (100 нога)
  9. Проверить PWROK 0v/3,3v (104 нога)
  10. Проверить SYSON 0v/3,3v (95 нога)
  11. Проверить VRON 0v/3,3v (121 нога)
  12. Проверить обмен мульта с югом 3,3v (77,78 нога)
  13. Проверить обмен мульта с югом 0v/3,3v (79,80 нога)
  14. Проверить генерацию PCICLK (12 нога)
  15. Проверить сигнал 0v/3,3v (1,2,3 нога)
  16. Проверить TP_CLK 0v/0,1v (87 нога)
  17. Проверить TP_DATA 0v/5v (88 нога)
  18. Проверить SUSP 0v/3,3v (116 нога)
  19. Проверить VGA_ON 0v/3,3v (108 нога)

Вот дополнительные контрольные значения напряжения:

DPWROK_R — 3,3VPM_RSMRST#PCH — 3,3VPM_RSMRST#- 3,3VSUS_PWRGD — 3,3V5VSUS_PWRGD — 3,3VME_SUSPWRDNACK_R — 3.3V

Как видно из алгоритма, в самом начале EC контроллер должен вычитать прошивку из Flash памяти через SPI интерфейс. Если этого не происходит, то дальше никаких сигналов питания ШИМов не формируется. Часто, в случае серии IT85xx  и аналогичных это отдельня 8-контактная микросхема (напримерб SST25VF080B) с питанием по линии +3VA_SPI. Обмен данными происходит по линия SO и SI, тактирование по линии SCK. Поэтому, когда это возможно, флэшку перешивают. В некоторых сервисах имеется специальный программатор от Сергея Вертьянова, который позволяет прошивать почти любые флэшки:

Программатор от Сергея Вертьянова

Для справки: схема плат Asus K40AA K50AA и схема нетбуков ASUS 1015P.

Популярность: 41%

itprospb.ru

Старт материнской платы Lenovo Edge 14

В зависимости от типа подключенного источника питания Charger подсоединяет либо батарею, либо блок питания (БП) к общей шине питания VIN (Voltage Input ). Если сигнал ACIN (Alternating Current Input ) имеет высокий логический уровень,то это означает что подключен БП.

Затем идет формируются дежурные напряжения 5VPCU и 3VPCU (Voltage Pulsed Current) с помощью микросхемы ISL6237IRZ-T,формирующей их из из напряжения VIN.

На ножку 6 микросхемы приходит напряжение VIN, на 4 ногу сигнал включения линейного регулятора EN_LDO 5В, на 7 ноге появляется 5V_AL (5 Volt Always),  который формирует 3V5V_EN(Enable) и сигналы включения 5VPCU и 3VPCU. Так же умножителем напряжения формируется +15V(+15V_ALWP).

Далее напряжением 3VPCU производится запитка EC контроллера.

При подключении БП напряжение на кнопке включения составит 3 В, т.к. NBSWON подключен к дежурному напряжению 3VPCU. При нажатии на кнопку включения, напряжение падает до нуля,так как при нажатии кнопки NBSWON замыкается на землю,т.о. на 125й ножке EC контроллера получается 0, что даёт контроллеру команду на запуск.

В результате появляется S5_ON (94 ножка EC контроллера) 3.3В.

Следующий шаг — сигнал ICH_RSMRST ( I/O Controller Hub A Resume And Reset Signal Output) EC контроллера с 33 ноги о готовности системы к запуску. Сигнал идёт от EC контроллера до I/O Controller Hub (как SIO_PWRBTN) или южного моста.

В ответ на сигнал SIO_PWRBTN формируется  PM_SLP_S4 3.3V на EC контроллер, который формирует напряжения 5VSUS,3VSUS,1.5VSUS(напряжение на оперативной памяти, формируется микросхемой UP6163AQAG).

Затем идет сигнал SIO_SLP_S3 3.3V 18 нога EC контроллера,который выдаётся I/O Controller Hub в ответ на сигнал SIO_PWRBTN вместе с сигналом PM_SLP_S4. На данный сигнал EC контроллер выдает MAINON.

EC контроллер на 96 ноге формирует MAINON, который  включает напряжения 0.75VSMDDR_VTERM (напряжение терминации ), +5V, +3V, +1.8V, +1.5V, +1.05V_VTT. Следующий шаг — сигнал GFX_RUN_ON, формируется он из MAINON и нужен запуска для микросхемы DC-DC преобразователя MAX8792ETD+T , который формирует напряжение питание видеоядра+VCC_GFX_CORE. Она заработает, если на нее придет напряжение VIN и сигнал включения GFX_RUN_ON.

VRON — сигнал на включение питания процессора, синтезирует его ISL62882 после подачи питания VIN (17нога), VDD и VCCP, подключенные к 5VSUS. Так же выдается VR_PWRGD_CLKEN, который выдает CK_PWRGD_R на запуск генератора частоты основных логических узлов. GFX_RUN_ON нужен при использовании дискретной видеокарты.

Затем идет сигнал на запуск питания северного моста и формирование самого напряжения, но если северного моста нет то и сигнал не нужен.

HWPG — Hardware Power Good формируется как общий PowerGood из всех PowerGood формирователей напряжений по схеме И, как сообщение, что все системы питания в норме.  3 В появится и на 124 ноге EC контроллера. Если хоть одно напряжение не в порядке, сигнала нет, он равен 0.

ECPWROK (преобразуется в SYS_AGENT_PWROK ) появится в ответ на HWPG, и три сигнала SYS_PWROK, ICH_PWRGD, PM_MPWROK  поступят на I/O схемы питания работают.

Главные чипы платы до этого находились в состоянии RESET, для продолжения запуска платы это состояние снимается сигналом RCIN или SIO_RCIN с хаба.

A_RST снимает RESET с северного моста, PCI_RST_R снимает RESET с PCI-E шины. Затем  он станет сигналом PCI_RST и попадёт в видеочип.

CPU_LDT_STOP и CPU_LDT_RST снимают RESET с процессора. Либо снятие происходит сигналом PLTRST ( Platform Reset) с хаба (называется PCI_PLTRST).

Процессор выдаёт сигнал SM_DRAMRST снимая RESET с оперативной памяти.

Затем работает BIOS. Такая вот сложная система запуска, которую нужно знать при устранении проблем с ноутбуком.

remont-noutbukov1.ru

Принципы диагностики

Диагностика.

Диагностика неисправности ноутбука это сложная тема и у каждого имеется свой подход к решению данной проблемы. В этой статье мы хотим поделиться своим опытом выявления неисправности материнских плат. Конечно же, полностью разобрать все нюансы и проблемы, возникающие при тестировании плат в одной статье не получится. Поэтому изложим материал в сжатой форме, что бы был понятен принцип диагностики.

Причин неработоспособности ноутбука существует множество. Поэтому рассмотрим самые сложные случаи, при которых стандартные операции, такие как блочная замена комплектующих не помогает и все упирается в неработоспособность материнской платы.

Проблема, из-за которой материнская плата не работает, может скрываться на этапе до или после выполнения инструкций BIOS.

В этой статье мы будем рассматривать проблемы, возникающие до выполнения BIOS.

В качестве примера возьмем ноутбук A6F.

Для того что бы выяснить почему плата не подает признаков жизни, нужно для начала разобраться в схеме распределения питания и последовательности запуска(Power On Sequence).

Последовательность запуска - схематическое отображение процесса запуска платы от момента подачи напряжений на плату до готовности процессора к выполнению задач BIOS.

Весь процесс запуска разбит на 14 этапов, на каждом из которых можно увидеть, что происходит с платой и если плата не стартует, то выполняя проверку шаг за шагом 1-14, можно определить на каком этапе возникла проблема и устранить ее.

Так выглядит последовательность запуска ноутбука A6F.

В качестве вспомогательной схемы используется более детальная схема распределения напряжений, к ней можно обращаться если на каком-то из этапов последовательности возникли проблемы с питанием.

Разберем шаг за шагом последовательность запуска и рассмотрим типичные проблемы на каждом из этапов запуска.

Как видим, весь процесс разбит на 14 этапов, но до выполнения 1го этапа существует еще один не менее важный для диагностики. Он отвечает за подачу входных напряжений на плату. Условно обозначим этот этап «0-1».

0-1 Входные напряжения (напряжения источников питания AD_DOCK_IN и AC_BAT_SYS)

Отсутствие входных напряжений является распространённой проблемой. Происходит это из-за некачественных источников питания или из-за перегрузки, вызванной высоким потреблением любого из компонентов использующих внешнее питание.

Напряжения входа(19В) проходят дистанцию с чекпоинтами и далеко не всегда доходят до финиша. Эту дистанцию можно отобразить в упрощенной блок схеме:

Более подробно участок схемы (Разъем – Pmosfet) выглядит следующим образом:

Если нет напряжения на участке (Разъем– Pmosfet), то необходимо разорвать связь между сигналами AD_DOCK_IN и AC_BAT_SYS и если напряжение со стороны AD_DOCK_IN появилось, то причина неисправности скрывается дальше и надо разбираться с участком (Pmosfet - Нагрузка):

 

Необходимо исключить вариант короткого замыкания (КЗ) по AC_BAT_SYS (19В). Чаще всего КЗ заканчивается не дальше чем на силовых транзисторах в цепях требующих высокой мощности (питане процессора, видео-карты) или на керамических конденсаторах. В ином случае необходимо проверять все к чему прикасается AC_BAT_SYS.

Если КЗ отсутствует, то обращаем внимание на контроллер заряда и P-MOS транзисторы, которые являются своеобразным «разводным мостом» между блоком питания и аккумулятором. Контроллер заряда выполняет функцию переключателя входных напряжений. Для понимания  процесса работы, обратимся к datasheet, в котором нас интересует минимальные условия работы контроллера заряда:

 

Как видно по схеме, контроллер MAX8725 управляет транзисторами P3 и P2. Тем самым переключает источники питания БП и Аккумулятор.

P3 отвечает за блок питания, P2 – за аккумулятор. Необходимо проверить работоспособность этих транзисторов.

Разберем принцип работы контроллера:

При отсутствии основного питания, контроллер автоматически закрывает транзистор P3 (управляющий сигнал PDS) тем самым перекрывает доступ блока питания к материнской плате и открывает транзистор P2 (управляющий сигнал PDL). В таком случае плата может работать только от аккумулятора.  Если мы подключим блок питания, контроллер должен перекрыть питание от аккумулятора закрывая P2 и открывая P3, обеспечив питание от внешнего блока питания и зарядку аккумулятора.

При диагностике входного напряжения от сети мы не используем аккумулятор и проверяем только сигнал PDS. В нормальном режиме он должен подтягиваться к земле, тем самым открывая P-MOS и пропуская 19В на плату. Если контроллер не правильно управляет транзистором P3, то необходимо проверить запитан ли сам контроллер.

Затем проверяем основные сигналы DCIN, ACIN, ACOK, PDS. Если сигналы отсутствуют, то  меняем контроллер и на всякий случай P-mos транзисторы.

Если в процессе диагностики проблем с входными напряжениями небыли обнаружены, или были устранены, но плата все равно не работает, то переходим к следующему этапу.

1-2  Питание embedded контроллера. (EC)

Embedded Contoller – это сложное, комплексное, высокоинтегрированное устройство, предназначеное для управления мобильной платформой (материнской платой ноутбука). Этот контроллер полостью взаимодействует с системой по шине LPC обеспечивая целый ряд функций, такие как контроллер ACPI, контроллер клавиатуры (KBC), внешний flash интерфейс для системного BIOS и EC программы, ШИМ, аналого-цифровой преобразователь, управление оборотами куллеров, PS/2 интерфейс для подключение внешних устройств, RTC и system wake up функции для управления питанием, а так же целый ряд функций, которые сложно сразу перечислить. Посмотрите на блок диаграмму этого устройства.

Эту микросхему часто еще называют SMC (System Management Controller) или MIO(Multi Input Output)

Микросхема уникальна тем, что имеет большое количество General Purpose Input/Output (GPIO) контактов, которые запрограммированы специально для конкретной платформы. Программа управления этим контроллером чаще всего хранится вместе с BIOS или на отдельной FLASH микросхеме.

Возвращаясь к диагностике, смотрим на последовательность запуска, пункт 1. На данном этапе нас интересует напряжение +3VA_EC. Оно и является основным питание EC контроллера и микросхемы BIOS.

Судя по схеме распределения питания, это напряжение формирует линейный стабилизатор MIC5236YM:

Благодаря присутствию сигнала AC_BAT_SYS, с которым мы разобрались ранее, микросхема должна выдать напряжение +3VAO которое с помощью диагностических джамперов преобразуется в +3VA и +3VA_EC.

+3VA и +3VA_EC питают Embedded контроллер и BIOS, при этом запускается основная логика платы, которая отрабатывается внутри EC контроллера. Если нет этих напряжений, то разбираемся почему.

Причины отсутствия +3VA и +3VA_EC:

1) Короткое замыкание внутри компонентов (ЕС, BIOS и т.д.), которые запитаны от этих напряжений.

2) Повреждение линейного стабилизатора или его обвязки.

Разобравшись с +3VA и +3VA_EC, переходим к следующему этапу.

3 Дежурные напряжения (+3VSUS, +5VSUS, +12VSUS). 

После того как был запитан EC и он считал свою прошивку,  контроллер выдает разрешающий сигнал VSUS_ON для подачи дежурных напряжений (см. пункт 3 последовательности запуска). Этот сигнал поступает на импульсную систему питания во главе которой стоит микросхема TPS51020:

Как видно на схеме, нас интересуют напряжения, отмеченные на схеме зеленым цветом +5VO, +5VSUS, +3VO, +3VSUS.

Для того, что бы эти напряжения появились на плате необходимо что бы микросхема была запитана 19В (AC_BAT_SYS) и на входы 9, 10 приходили разрешающие сигналы ENBL1, и ENBL2.

Разрешающие сигналы на платформе A6F формируются из сигналов  FORCE_OFF# и VSUS_ON.

В первую очередь нужно обратить внимание на VSUS_ON который выдается EC контроллером, а сигнал FORCE_OFF# рассмотрим позже.

Отсутствие сигнала VSUS_ON говорит о том, что либо повреждена прошивка (хранящаяся в BIOS), либо сам EC контроллер.

Если же напряжение ENBL присутствует на плате и TPS51020 запитан, то значит TPS51020 должен формировать +5VO, +5VSUS, +3VO, +3VSUS. Проверяем их мильтиметром на соответствующих контрольных точках.

Если напряжения +5VO, +3VO не формируются, проверяем эти линии на КЗ или заниженное сопротивление.

Если обнаружено КЗ, разрываем цепь и выясняем, каким компонентом оно вызвано.

При отсутствии или после устранения КЗ, снова проверяем напряжения и если их нет, то меняем сам контроллер вместе  с транзисторами которыми он управляет.

4 Сигнал VSUS_GD#

На этом этапе контроллер дежурных напряжений сообщает EC контроллеру о том, что дежурные питания в норме.

Проблем быть не должно, разве что промежуточный транзистор между EC и TPS51020, вышел из строя.

5 Сигнал RSMRST#

RSMRST# - A resume and reset signal output . На этом этапе EC контроллер выдает сигнал готовности системы к включению. Этот сигнал непосредственно проходит между EC и южным мостом. Если он отсутствует, то причиной тому может быть как сам контроллер, южный мост, так и прошивка EC.

Проще всего сначала прошить BIOS, где хранится прошивка EC.

Если результата нет, отпаиваем и поднимаем соответствующую сигналу RSMRST# 105 ножку EC, и проверяем выход сигнала на EC контроллера. Если сигнал все равно не выходит, то меняем контроллер.

Если сигнал выходит, но до южного моста не доходит, то проверяем южный мост и часовой кварц, в худшем случае надо будет менять сам южный мост.

6 Кнопка включения (сигнал PWRSW#_EC)

На этом этапе необходимо проверить прохождение сигнала от кнопки включения до EC контроллера. Для этого меряем напряжение на кнопке и проверяем ее функциональность, если после нажатия напряжение не падает, то проблема в кнопке. Так же можно закоротить этот сигнал с землей и проверить включение.

7 Сигнал включения (сигнал PM_PWRBTN#)

После того как сигнал от кнопки включения попадает на EC, EC в свою очередь передает этот сигнал в виде PM_PWRBTN# на южный мост.

Если южный мост его успешно принял,  то следующим этапом является выдача ответа в виде двух сигналов PM_SUSC#, PM_SUSB#, которые в свою очередь являются разрешением южного моста EC контроллеру включать основные напряжения платы.

Если южный мост никак не реагирует на сигнал PM_PWRBTN#, то проблема скрывается в нем.

8-9 Основные напряжения

Как уже было сказано ранее, EC контроллер обрабатывает ACPI-события.

Но каким образом? В предыдущем пункте было сказано, что южный мост отправляет на EC два сигнала PM_SUSC#, PM_SUSB#. Эти сигналы еще называют SLP_S3# и SLP_S4#, это отмечено красным блоком на след  схеме:

Рассмотрим более подробно ACPI состояния:

A.C.P.I.

– S0--Working Status

– S1--POS(Power on Suspend)

– S3--STR(Suspend to RAM), Memory Working

– S4--STD(Suspend to Disk), H.D.D. Working

– S5--Soft Off

Так вот, состояние этих сигналов отвечает за ACPI состояние питания на материнской плате:

Мы будем рассматривать случай, когда оба сигнала SLP_S3# и SLP_S4# , соответственно сигналы SUSC_EC#, SUSB_EC#  в состоянии HI. То есть, материнская плата находится в режиме S0 (полностью работает, все напряжения присутствуют).

Как видно из последовательности запуска, при появлении сигналов SUSC_EC#, SUSB_EC#, на плате должны появиться следующие напряжения:

SUSC_EC#, отвечает за напряжения: +1.8V, +1.5V, +2.5V, +3V, +5V, +1V;

SUSB_EC#, отвечает за напряжения: +0.9VS, +1.5VS, +2.5VS, +3VS, +5VS, +12VS

Если хоть одного из этих напряжений не будет, плата не запустится, по этому, проверяем каждую систему питания, начиная от +1.8V, заканчивая +12VS.

СигналыSUSC_EC#, SUSB_EC#, поступают как на ENABLE отдельных импульсных систем питания (например 1.8V DUAL - питание памяти), так и на целые каскады напряжений преобразовывая уже существующие ранее дежурные напряжения в основные:

10 Питание процессора

Проверяем разрешающий сигнал VRON, который с определенной задержкой поступает на контроллер питания CPU сразу после выдачи сигналов SUSC_EC#, SUSB_EC#. Далее на CPU должно появится напряжение, если такого не произошло, разбираемся с контроллером питания и его обвязкой. Причин неработоспособности системы питания CPU достаточно много. Основная из них - это выход из строя самого контроллера. Необходимо проверить минимальные условия работы, для этого не помешает даташит контроллера и сама схема.

11 Включение тактового генератора

После того, как на плате появилось напряжениеCPU, контроллер должен выдать 2 сигнала, это IMVPOK# (Intel Mobile Voltage Positioning - OK) и CLK_EN#. Сигнал IMVPOK# уведомляет EC о том, что питание процессора в норме, а сигнал CLK_EN# включает тактовую генерацию основных логических узлов. Что бы проверить работоспособность клокера ICS954310 необходимо измерить частоту хотя бы на одном из выводов на котором тактовая частота наименьшая, или такая, которую словит ваш осциллограф. Выберем для этого 12 ножку ICS954310, которая отвечает за выдачу FSLA/USB_48MHz. Если нет генерации, то проверяем минимальные условия для работы ICS954310. Это кварц 14Mhz и питание 3VS и 3VS_CLK.

12 Завершающий сигнал готовности питания (PWROK).

Если этот сигнал присутствует, и логика EC исправна, то это значит, что все напряжения на плате должны быть включены.

13 PLT_RST#, H_PWRGD

PLT_RST# - сигнал reset для северного моста,  H_PWRGD сообщает процессору о том, что питание северного моста в норме.

Если возникли проблемы с этими сигналами, то проверяем работоспособность северного и южного моста.

Проверка мостов это тема, заслуживающая отдельной статьи. Но в вкратце можно сказать, что необходимо проверять сопротивления по всем линиям питания этих мостов, и при отклонении от нормы мосты нужно менять. Так же обычная диодная прозвонка сигнальных линий может определить неисправный мост, но из-за того что эти сложные микросхемы припаяны по технологии BGA, добраться до выводов практически невозможно.  Эти выводы не всегда приходят на элементы, которые легко достать щупом тестера. Поэтому, существует более удобный  способ добраться до выводов, это вспомогательные диагностические платы, которые вставляются в разъемы, идущие прямо к выводам мостов. Например, диагностическая плата для проверки северного моста и каналов памяти:

Или плата для проверки связи процессора с северным мостом:

14 Завершающий этап последовательности запуска

H_CPURST# - сигнал reset, выдаваемый северным мостом CPU.

После завершения последовательности начинается выполнение  инструкций BIOS.  

Профиль в Google+

service-core.com.ua

Изучаем схему питания ноутбуков Dell

В этой статье мы рассмотрим устройство, схему и базовые принципы работы ноутбуков Dell. Сразу отмечу, что далеко не все производители ноутбуков собирают их на базе своих собственных плат, точнее большинство этого не делают. Существует ряд зарекомендовавших себя производителей, на базе платформ которых и собирается большинство ноутбуков. Вот они: Compal, Quanta, Wistron, Inventec, Mitac, Samsung, ASUS, Clevo, ECS (вместе с Twinhead'ами и Uniwill'ами), Foxconn. ASUS и SAMSUNG, например, производят свои ноутбуки на базе своих материнских плат. Таким образом, когда мы говорим о схемотехнике ноутбука, мы должны скорее говорить о том или ином референсном решении производителя платы, которые в рамках одного вендора обычно типовые. Более того, в ноутбуках разных производителей могут встречаться одинаковые или похожие платы на одной платформе.

Таблицу соответствия моделей ноутбуков и платформ смотрите здесь.

В случае в Dell раньшее (примерно до 2010 года) использовались платформы Compal, а сейчас — Wistron. Для изучения мы возьмем свежую платформу Janus HSW 40/50/70. Это интеловская платформа для процессоров Broadwell ULT, в качестве стандарта памяти используется DRR3L, а дискретная графика nVidia GeForce GT840M (чип N15V-GM-S-A2).

Состав платформы

Платформа выполнена на базе 6-слойной платы, где 2 слой — питание, 5 — земля, 3, 4 и 6 — сигнальные (это на случай, если вам придется восстанавливать дорожки).

Микросхема чарджера (заряда батареи) -  HPA02224RGRR, входными питающими напряжениями напряжениями который являются сигналы AD+ и BT+, а выходной -  напряжение заряда батареи DCBATOUT. Основные питающие системные напряжения формирует DC/DC преобразователь  TPS51225RUKR. Входным напряжением для нее является сигнал DCBATOUT, а на выходе мы получаем дежурные напряжения питания +3 и +5 V режима S5:  D3V_AUX_S5, 5V_AUX_S5, 5V_S5, 3D3V_S5. Напряжение питания ядра процессора  VCC_CORE вырабатывает ШИМ  ISL95813HRZ также из сигнала DCBATOUT, а напряжение 1,05 V для процессора вырабатывает RT8237CZQW из того же DCBATOUT. Контроллер  TPS51716RUKR вырабатывает напряжение питания памяти  1D35V_S3 (для режима S3) и  0D65V_S0 (для режима S0) опять же из сигнала DCBATOUT.

Для наглядности приведу блок-схему показывающую, как одни режимы питания переходят в другие, и какие при этом используются ключевые напряжения (названия сигналов не соответствуют рассматриваемой платформе):

Режимы питания S0-S3-S5

Мы видим, что при подключении адаптера питания (AC_IN) или при наличии подключенной заряженной батареи (AUX_S5) активен режим S5. В этом режиме формируются дежурные напряжения +3,3 и +5 V для других микросхем, участвующих в запуске системы, и моста. После нажатия кнопки питания (или по сигналу ОС на переход в режим Stand_by), система перейдет в режим пониженного энергопотребления S3, для запуска этого режима, необходим разрешающий сигнал от чипсета PM_SLP_S4#. Если в режиме S3 сформируются все остальные питающие напряжения (в нашем случае, 1D35V_S3 для питания памяти 1,35 V, также запитан чипсет), то система перейдет в режим полного энергопотребления S0. В этом режиме помимо всех прочих, напряжения подаются на процессор и графическое ядро (напряжение 1,05, 1.35 и 3,3 V в виде сигналов 1D05V_VGA_S0,  3D3V_VGA_S0 и  1D35V_VGA_S0). Перейти в режим S0 можно, при условии наличия разрешающего сигнала от чипсета PM_SLP_S3#. Этого сигнала не будет, если система находится в режиме пониженного энергопотребления по команде от ОС, при нажатии кнопки, сигнал появится, и система «проснется».

Схема преобразования напряжений

Теперь рассмотрим как на платформе Wistron Janus происходит преобразование напряжений питания. Как мы уже выяснили, большинство управляющих напряжений для преобразователей формируются из сигнала DCBATOUT. Они поступают на различные DC/DC-преобразователи для получения более низких напряжений.

Схема преобразования напряжений в платформе Wistron

Итак, чарджер BQ24717 (маркировка HPA02224RGRR) формирует напряжение DCBATOUT, которое поступает на другие преобразователи. Главный из них — TPS51125, который формирует дежурные питания режима S5 — 3.3 и 5 V (5V_S5 и 3D3V_S5), а также 15V_S5,  3D3V_AUX_S5 и  5V_AUX_S5. Также, для возможности Wake-on-LAN запитывается Ethernet-контроллер через преобразователь  AO3403, формирующий сигнал +3,3V 3D3V_LAN_S5.

Конвертор TPS51216 участвует в формировании напряжения 1D35V_S3 в режиме S3. Все остальные импульсные преобразователи (отмечены штриховой линией) формируют напряжения для режима S0:  2 микросхемы TPS22966 и  SIRA06DP для видеокарты, ШИМ-контроллер  ISL95813 и  RT8237 — для процессора,  AP3211 — для питания ядра видеокарты.

Питание периферийных устройств и контроллеров в режиме S0 формируют микросхемы  AP2182SG,  AP2301M8G (5V для USB); TPS22966 и SY6288 (5V для накопителей). Матрица экрана питается от напряжения 3,3 V (LCDVDD), приходящего по цепочке из дежурного напряжения в режиме S0 через микросхему RT9724.

Отдельно хочу сказать о линейном регуляторе (LDO) питания TLV70215, который формирует 1,5 V из 3,3 V для процессора.

Схема запуска ноутбука Dell

Для формирования дежурных напряжений S5 сигналы формируются в следующей последовательности (от -7 до -1):

Последовательность формирования сигналов режима S5

В принципе, всю эту последовательность мы уже рассматривали выше, кроме одного компонента — мультиконтроллера (KBC) марки NPCE985. Мультиконтроллер (он жe EC или KBC) — важнейший дирижер системы, без которого не работает ни одна другая подсистема из-за отсутствия управляющих сигналов. Мы видим, что именно он формирует управляющий сигнал S5_ENABLE, который приходит на DC/DC-конвертор  TPS51225, разрешающий формирование сигналов дежурного питания  3D3V_S5 и  5V_S5.

В то же время, питание +3,3 V самого «мультика» приходит через транзисторный ключ (SWITCH). Питание 3D3V_AUX_KBC запускает работу мультика. Заканчивается процедура тем, что снимается сигнал Reset от KBC к чипсету.

Теперь, посмотрим, что произойдет после нажатия на кнопку Power (от 1 до 12):

Полная схема запуска платформы Wistron

Процедура начинается с нажатия кнопки Power, сигнал с которой приходит мультиконтроллер — инверсный сигнал  KBC_PWRBTN# информирует о нажатии. В ответ, при наличии питающих контроллер напряжений, формируется сигнал PM_PWRBTN#, информирующий чипсет (PCH) о включении. Тот в ответ формирует разрешающий сигнал PM_SLP_S4# и PM_SLP_S3# (которые также еще и возвращаются на сам KBC). Преобразователи TPS51367 и TPS51312, запитанные от напряжения  DCBATOUT, получив сигнал на включение режима S3 и S0, формируют питающие напряжения этих режимов.

Через тразисторные ключи формируется сигнал  H_VCCST_PWRGD, идущий обратно на чипсет, сообщающий о том, что опорные питания в норме. В то же время, KBC, получив  PM_SLP_S3# и  PM_SLP_S4#, с задержкой в 20 мс формирует сигнал  PCH_PWROK, подтверждающий, что питание моста в норме.

Чипсет, получив все подтверждения, разрешает включение регулятора питания процессора TPS51622 сигналом  H_VR_ENABLE, как следствие, на процессор подается питание  VCC_CORE. Если процессор запустился, то формируется важнейший сигнал  PGOOD, говорящий о том, что все питания в норме. KBC-контроллер со своей стороны с задержкой в 200 мс формирует сигнал  S0_PWR_GOOD, идущий на чипсет. Он подтверждает чипсету, что все системные питания в норме. С этого момента, можно считать, что вся система запущена.

После этого PCH общается с CPU и устанавливает определенное напряжение питания согласно сигналам процессора VID. В конце концов, чипсет снимает с шины PCI сигнал RESET (PCI_PLTRST#). Именно этот отсутствующий сигнал при диагностике системы с помощью POST-карты, подключенной к шине PCIe, можно обнаружить на дисплее карты.

В заключение посмотрите на подробные временные диаграммы включения:

До нажатия на кнопку Power

После нажатия на Power

Включение процессора

Электрическая схема

Смотрим на электрическую схему цепочки питания от самого начала — разъема питания.

Входные цепи питания

То, что нам здесь интересно, я обвел зелеными овалами. основная микросхема здесь -  SI7121DN (с позиционным обозначением PU4201). Именно эта микрсохема своими выходными каскадами формирует напряжение питание AD+, передающееся дальше по схеме на чарджер. На вход (сток) микросхемы подается напряжение сети  +DC_IN. Два транзистора  PQ4204 и PQ4205, формирующие два плеча транзисторного ключа, управляют включением PU4201, подавая на её затвор управляющее напряжение, тем самым включая или выключая всю систему.

Сами транзисторные ключи управляются сигналом от EC-контроллера PWR_CHG_AD_OFF. А тот в свою очередь, его формирует получая входное напряжение AC_IN_KBC# от транзисторной сборки  PQ4206. Во вся цепочка: когда нажимается кнопка, и EC имеет сигнал от кнопки и водного каскада  AC_IN_KBC#, формирует  PWR_CHG_AD_OFF, который запускает всю цепочку дальше.

Помимо этого, рядом находится транзистор PQ4208, который в открытом состоянии блокирует запуск все той же микрсохемы  PU4201. А транзистор этот откроется, если придет обратный сигнал от системы  H_PROCHOT#, говорящий о перегреве. Так реализована схема выключения при перегреве.

Но и это не все — в ноутбуках Dell реализована схема распознавания оригинального адаптера питания. Для этого используется отельный pin в разъеме питания. С 4 pin разъема через цепочку логики и транзистор  PQ4201 формирует сигнал  PSID_EC, идущий все также на EC-контроллер (собственно, туда приходят все контрольные сигналы системы). Цепочка проверки работает при наличии дежурного питания  5V_S5 и  3D3V_S5.

(Посещений: 4 213, из них сегодня: 1)

Понравилась публикация? Почему нет? Оставь коммент ниже или подпишись на feed и получай список новых статей автоматически через feeder.

hww.ru


Смотрите также