Диагностика, ремонт и защита


Центральный процессор В таблице



Центральный процессор. В таблице 7 показано хроноло­гическое усложнение центрального процессора и улучшение его характеристик.

Например, шина процессора Pentium Pro отличается от шины процессора Pentium, так что он несовместим с его разъемом. Компонентная шина процессора Pentium разра­ботана для взаимодействия с внешней шиной.

При изготовлении процессора Pentium Pro используются те же самые технологические этапы изготовления и корпу-сирования, что и при изготовлении процессора Pentium. Корпус имеет две полости, что делает его размеры на 40% больше, чем корпус процессора Pentium.

Оба кристалла укреплены в соответствующих полостях корпуса, и сигналы передаются между ними при помощи стандартной техники корпусирования PGA.

Рассеиваемая мощность пропорциональна тактовой час­тоте процессора и квадрату напряжения питания. Первый процессор Pentium Pro работал на частоте 150-200 мгц с напряжением 2.9 вольт и имел пиковую мощность рассея­ния 20 ватт. Рассеиваемая мощность для всех процессоров зависит и от выполняемого программного обеспечения. Для обычных кодов на процессоре Pentium Pro она составляет в среднем около 14 ватт.

Система кэширования процесора Pentium Pro не только упрощает разработку системы, но также и экономит место. Ядро процессора может связываться с этим кэшем на мак­симальной скорости. К тому же эта кэш не блокируемая, что означает, что обработка запроса на шине процессора Pentium Pro не останавливает процессор и не блокирует пос­ледующие запросы на шине. Например, когда необходимые данные отсутствуют в кэш, процессор Pentium Pro продол­жает обрабатывать другие инструкции одновременно с ини­циированием транзакции (пересылки) на шине для получе­ния необходимых данных. Эти исполняемые инструкции могут вызвать очистку кэш, что вызовет дальнейшие тран­закции на шине. Процессор Pentium Pro может обслуживать до четырех таких незапланированных транзакций.

Что касается мультипроцессорной конфигурации с Pentium Pro, то здесь можно сказать следующее. Шина процессора Pentium Pro была разработана для поддержки нескольких про­цессоров Pentium Pro, связанных параллельно. Компонент­ная шина процессора Pentium Pro — это симметричная муль­типроцессорная шина, и полностью поддерживает протокол MESI. Поддерживается естественная многопроцессорность при проектировании систем на процессоре Pentium Pro; это означает отсутствие необходимости в дополнительной систем­ной логике, т. к. процессор Pentium Pro уже включает всю логику, необходимую для поддержки до четырех процессоров Pentium Pro. Это является легким и рентабельным для про­ектировщиков систем, нужно только установить разъемы для дополнительных процессоров Pentium Pro.

Процессор Pentium Pro не является 64-битным. Подоб­но всем процессорам фирмы Intel начиная с процессора Intel386 (TM), Pentium Pro — 32-битный процессор. Регис­тры общего назначения — те же самые, что у предыдущих поколений процессоров архитектуры Intel с тем же набором инструкций, лишь только с одной новой инструкцией.

Таблица 7

Микропро­цессор Когда разра­ботан Такт, частота/ Clock Speed Ширина шины/ Bus Width Число транзисторов (технология) Адресуемая память/ Addressable Memory Общая память/ Virtual Memory Краткое описание
1971 108 КГц 4 bits 2,300 (10 микрон) 640 байт Первый микрокомпьютерн. кристалл (чип), арифметические операции
8008 1972 108 КГц 8 bits 3,500 16Kb Операции с данными, символами
1974 2 МГц 8 bits 6,000 (6 микрон) 64Kb 10Х the performance of the 8008
4004 1978 5,8, 10МГц 16 bits 29,000 (3 микрон) 1Mb Десятикратное улучшение характеристик 8080-го процессора
8088 1979 5,8 МГц 8 bits 29,000 (3 микрон) Аналогичен 8086-му, за исключением 8-битовой внешней шины
80286 1982 8,10,12 МГц 16 bits 134,000 (1,5 микрон) 16Mb 1 Гигабайт 3-6-кратное улучшение характеристик 8086-го
Intel386 (TM)DX 1985 16,20, 25,33 МГц 32 bits 275,000 (1 микрон) 4 Gb 64 Терабайт Первый Х86 чип с 32-битовой обработкой данных

Окончание табл. 7

Микропро­цессор Когда разра­ботан Такт, частота/ Clock Speed Ширина шины/ Bus Width Число транзисторов (технология) Адресуемая память/ Addressable Memory Общая память/ Virtual Memory Краткое описание
Intel386 (TM)SX 1988 16,20 МГц 16 bits 275,000 (1 микрон) 4 Gb 64 Терабайт 16-битовая адресная шина с возможностью 32-битовой обработки данных
Intel486 (TM)DX 1989 25,33, 50 МГц 32 bits 1,200,000 (1 микрон, 0,8 микрон) 4 Gb 64 Терабайт С кэшем 1-го уровня на чипе
Intel486 (TM)SX 1991 16,20, 25,33 МГц 32 bits 1,185,000 (0,8 микрон) 4 Gb 64 Терабайт Аналогичен 486(ТМ) DX но без мат. сопроцессора
Pentium® 1993 60,66, 75,90, 100,120 133,150 166 МГц 32 bits 3,1 миллион (0,8микрон) 4 Gb 64 Терабайт Суперскалярная архитектура 5Х с характеристиками 33 МГц процессора Intel486 DX
Pentium® Pro 1995 150,180 200 МГц 32 bits 5,5 миллион (0,32 микрон) 4 Gb 64 Терабайт Дальнейшее развитие супер­скалярной архитектуры высокопроизводительного процессора
AMD 2000 500-700 МГц 32 bits 10 миллионов (0,16 микрон) 4 Gb 64 Терабайт Тоже

Однако внутри и снаружи процессора имеются участки с бо­лее широким форматом представления данных. Одна видимая особенность, которая иногда неверно истолковывается, — это то, что процессор Pentium Pro, подобно процессору Pentium, имеет внешнюю 64-битную шину. Однако это сделано для того, чтобы более эффективно связываться с системной памя­тью. Этот более широкий внешний формат данных увеличи­вает пропускную способность между процессором Pentium Pro и системой, но не делает процессор Pentium Pro 64-битным.

К набору инструкций процессора была добавлена инст­рукция условного перехода. Это позволяет исключить зави­симые от данных операции ветвления. Таким образом, ре­зультирующий код является более предсказуем, что позво­лит получать высокую производительность.

Процессор Pentium Pro имеет приблизительно 21 миллион транзисторов. Ядро процессора Pentium Pro имеет 5,5 миллио­нов транзисторов, кэш-память 2-го уровня содержит 15,5 мил­лионов. Так как кэш-память — достаточно однородная струк­тура, транзисторы могут быть размещены более плотно, что приводит к уменьшению размера структуры. Несмотря на то что кэш-память содержит почти столько же транзисторов, сколько три ядра CPU, конечный размер фактически мень­ше, чем CPU процессора Pentium Pro.

Для нормальной и высокопроизводительной работы ПК ему нужна память, соответствующая решаемым задачам, производительности и скорости процессора.

Платформа. Платформой обычно называют системную плату, но в более широком смысле.

Например, платформа Slotl объединяет процессоры Pentium II, Pentium III и Celeron, выполненные в конструк­тивном варианте Slotl. Они включают дополнительные встроенные устройства SCSI и сетевые адаптеры. Платфор­ма Super7 — это платформа с процессором, имеющим разъем Socket7, но отличающаяся от платформы Socket7 наличием поддержки 100 мегагерцевой шины и улучшенным графичес­ким адаптером AGP.

Платформы включают следующие компоненты:

• системная шина PCI 2,1;

• системная шина ISA;

• ускоренный графический порт AGP;

• интегрированные IDE-контроллеры;

• интегрированные контроллеры ввода/вывода. Чипсет (набор микросхем) реализует все основные функ­ции системной платы. К этим функциям относятся органи-

зация взаимодействия процессора, памяти, шины и пери­ферийных устройств.

В таблице 8 для примера показаны параметры и обозна­чения некоторых чипсетов, применяемых в современных компьютерах.

Динамическая память ПК (ОЗУ — RAM)

В последнее время микросхемы динамической памяти приобрели ярко выраженную аббревиатуру, способствующую их быстрой идентификации.

Вот некоторые наиболее часто используемые типы дина­мической памяти:

1. DRAM — Dynamic RAM — динамическая память с про-звольной выборкой. Стандартной является память со страничной организацией (Fast Page Mode — FPM).

2. FPM DRAM — Fast Page Mode — FPM — динамичес­кая память со страничной организацией.

3. VRAM — Video RAM — видеопамять динамическая, двухпортовая. Наличие второго порта позволяет осу­ществлять произвольный доступ к памяти в то время, когда идет вывод данных на экран.

4. CDRAM — Cached DRAM — динамическая память фирмы Mitsubishi, содержащая 16 Kb быстрой памяти на каждые 4 или 16 Mb.

5. EDRAM — Enhanced DRAM — динамическая память фирмы Ramtron, содержащая 8 Kb быстрой кэш-памя­ти на каждые 4 Mb.

6. EDO DRAM — Extended Data Output DRAM — дина­мическая память со страничной организацией. Благо­даря дополнительным регистрам данные на выходе со­храняются в течение большого интервала времени, практически от одного сигнала CAS# до другого.

Кроме надежности микросхем динамической памяти сле­дует обратить внимание на надежность и фирму-изготовите­ля самих системных плат. Некоторые фирмы производят пла­ты, отличающиеся типом и цветом фольгированного гети-накса.

Кстати, прямой зависимости между надежностью рабо­ты и цветом проводников или цветом покрытия платы не установлено. Весьма надежны СП в ПК корпорации Dell, а также микропроцессоры и СБИС корпорации Intel, oco бенно в керамических корпусах. К наиболее распространен­ным неисправностям СП можно отнести выход из строя бу­ферных микросхем типа SN74244, SN74245, SN74373 и дру­гих; линий задержки типа РЕ21213; отдельных микросхем ди­намического или статического ОЗУ; таймеров; СБИС; клавиатурных контроллеров прерываний; шинных контрол­леров.

В настоящее время эти микросхемы ИНТЕГРИРОВАНЫ В СБИС БОЛЕЕ ВЫСОКОЙ СТЕПЕНИ ИНТЕГРАЦИИ.

Причинами неисправности чаще всего бывают:

• пробой на землю или питание вывода микросхемы;

• отсутствие контакта или обрыв печатного проводника;

• неполноценные логические уровни;

• уход параметров транзисторов, резисторов, конденса­торов.

Следует отметить, что при нарушении работы блока пи­тания (например, системы блокировки источника при повы­шении напряжений на его выходе), как правило, выходят из строя микропроцессор, СБИС ПЗУ BIOS, СБИС ОЗУ.

О проблеме редких, эпизодических отказов, вызываемых неисправностью системной платы

Зависание может быть как аппаратным, так и программ­ным. Аппаратное зависание, при котором ПК неожиданно перестает выполнять программу и откликаться на нажатие клавиш, может наступить практически- сразу после включе­ния блока питания, через 3-5 или 15-25 мин. Оно может быть обусловлено многочисленными факторами, в частности и неисправностями СП, например ошибкой микропроцессо­ра, выходом из строя микросхемы ОЗУ, восьмиканального шинного формирователя SN74LS245 или контроллера клави­атуры, отсутствием сигнала выбора кристалла ОЗУ.

Достаточно часто такие зависания-неисправности возни­кают из-за плохого контакта микросхемы с системной пла­той. В этом случае с помощью измерительной техники мож­но локализовать (найти место) неисправность.

Что необходимо помнить пользователю, немного знако­мому с принципами работы измерительной техники и кото­рый собственными силами хотел бы попытаться устранить неисправность и отладить системную плату?

Таблица 8

440LX 440EX 440BX 440ZX-66 440ZX
Поддержка процессоров Pentium II233-333, Celeron, Pentium Pro Pentium II 233-333, Celeron Pentium II, Pentium III, Celeron Pentium II 233-333, Celeron Pentium II, Ш, Celeron
Частота шины 66 МГц 66 МГц 100 или 66 МГц 66 МГц 100 или 66 МГц
Два процессора + - + - -
ЕСС + - + - -
Кол. модулей памяти 4 DIMM 2 DIMM 4 DIMM 2 DIMM 2 DIMM
Макс, колич. слотов PCI Master 5 3 5 3 3
South Bridge PIIX4, PIIX4E PIIX4E PIIX4E PIIX4E PIIX4E

Необходимо помнить следующие основные принципы:

• предварительно отключить электропитание ПК, убе­диться, что все элементы, платы, разъемы установле­ны правильно и имеют хороший контакт;

• проверьте не имеют ли кабели обрывов или повреждений;

• в целях предотвращения пробоя КМОП ИС перед ра­ботой необходимо снять с рук статический заряд, кос­нувшись металлической конструкции ПК;

• задержка по времени между отключением и повторным включением БП ПК должна составлять не менее 30-40 с;

• при ремонте не отключайте нагрузку, замеры напря­жений питания целесообразно производить на самих ИС и на разъемах;

• для извлечения и установки БИС в сокеты применяй­те специальные устройства — экстракторы;

• для выпаивания многоконтактных БИС применяйте паяльные станции с отсосом олова;

• пользуйтесь маломощным паяльником с рабочим на­пряжением 6-12 вольт, с разделяющим трансформа­тором;

• для одновременного прогрева всех ножек БИС приме­няйте специальные насадки для паяльников;

• пользуйтесь современной контрольно-измерительной техникой с пониженным напряжением питания.









Начало  Назад  Вперед


Книжный магазин