Диагностика аппаратных проблем

Александр Дудкин

🕛 31.10.2006, 18:37

Большинство пользователей беззаботно работают на компьютере и не задумываются о том, что в какой-то момент компьютер может выключиться и больше не включиться вовсе. Да и достаточно часто возникает проблема - только что собранный или обновленный компьютер не включается. А еще хуже, если компьютер внезапно перестает работать. В таком случае главное - правильно идентифицировать поломку. Ведь, может, ремонт и не понадобится.
Отчего и почему?

Для начала стоит разобраться с причинами, которые могут вызвать такое явление. Как известно, и пыль, и неблагоприятные климатические условия ухудшают состояние компонентов ПК. Соответственно, выход железа из строя может быть вызван окислением контактов, попаданием пыли (и следовательно, статического электричества) на микросхемы и разъемы, их перегревом. Перегрев также может быть вызван и плохим охлаждением.

Все эти ужасы могут быть следствием скачка напряжения, нестабильности блока питания или неправильного заземления. Первое, что здесь можно порекомендовать, - использовать сетевые фильтры, UPS и заземление компьютера. Но помните: лучше вообще не заземлять компьютер, чем заземлять его неправильно. Во-первых, заземлять корпус ПК и модем с телефонной линией надо отдельно. Не стоит заземлять корпус на отопительную батарею, поскольку на тот же стояк ваши соседи могут заземлять, например, холодильник, стиральную машину или перфоратор. В таком случае эта "земля" уже станет фазой с разностью потенциалов. Нежелательно заземлять несколько устройств в одну "землю" одновременно. Кстати говоря, поэтому не рекомендуется бытовую технику подключать в один сетевой фильтр с компьютером, а вот монитор, принтер и системный блок лучше запитать от одного сетевого фильтра.

К неплохому фейерверку из микросхем может привести и закорачивание какого-либо провода или попадание питания на "земляной" контакт. Поэтому всегда стоит следить за качеством подключения кабелей и их состоянием.
Типичные проблемы

Ну а если уж беда случилась, то придется ее диагностировать. Итак, начнем. Для начала приведем полезную статистику, чтобы примерно знать, где может быть собака зарыта.

Если компьютер в состоянии клинической смерти, то прежде всего, надо сделать вскрытие и постараться найти, откуда идет характерный запах гари. Если запаха гари нет, то стоит проверить надежность подключения питания. Если проверка не помогла, то надо включить ПК и проверить, крутятся ли вентиляторы блока питания (БП), корпуса и кулера процессора (заодно проверьте крепление кулера). Если не крутятся и винчестер не издает характерного звука раскручивания шпинделя, то вышел из строя блок питания. Наличие напряжения на его выходе можно проверить тестером, померив величину напряжения на контактах системной платы в том месте, где жгут проводов питания соединен с БП. Стоит подключить новый БП и проверить целостность остальных компонентов. Для начала их необходимо визуально осмотреть на предмет наличия обгоревших элементов.

Несмотря на то что рабочий монитор ломается довольно редко, стоит проверить, подаются ли на него сигналы с видеоадаптера. Для этого осциллографом на контактах 10 и 13 ("земля" и синхронизация соответственно) 15-контактного разъема D-Sub-видеоадаптера, вставленного в материнскую плату, нужно проверить наличие рабочих сигналов.

Чтобы облегчить задачу поиска неисправного компонента, приведу наиболее часто встречающиеся симптомы поломок различного оборудования. Когда процессор выходит из строя, то чаще всего на его ножках видны следы гари.

В материнских платах наиболее часто встречающаяся поломка - выход из строя дискретных элементов, особенно конденсаторов в VRM (Voltage Regulation Module, представляет собой LC-фильтр). Да и сам этот блок может выгореть. Нередко электролитические конденсаторы попросту вздуваются, что требует их замены. Также часто встречающийся момент - "выбивание" транзисторов в районе северного моста, модулей памяти и VRM. Их можно определить по подгоревшим ножкам и потемнениям в этой области. Встречаются и выходы из строя тактовых генераторов и линий задержки, а также выгорание портов.

Другое иногда встречающееся явление - нарушение контакта на плате. Это может быть вызвано помещением платы расширения в слот не до конца, прогибом платы, закорачиванием контактов на обратной стороне платы на корпус, нехваткой длины проводов, идущих от БП к материнской плате.

В винчестерах самое уязвимое место - перегревшийся контроллер и IDE-разъем. Сгоревший контроллер можно определить по потемнениям рядом с местами его крепления. Перегрев микросхемы приводит и к ухудшению контакта между контроллером HDD и гермоблоком. Механические проблемы двигателя винчестера можно определить по сильной вибрации корпуса HDD при вращении дисков. Массовые неполадки были замечены у дисков IBM серии DTLA и Ericsson (70GXP и 60GXP), Maxtor 541DX, Quantum Fireball 3, Fujitsu серии MPG.

В CD-приводах чаще всего выходит из строя оптико-механическая часть. В частности, механизм позиционирования лазера и определения диска. Как правило, такая поломка вызывается неисправностью МСУ (микропроцессор системного управления), который вырабатывает управляющие сигналы, а также драйвера двигателя лазерного считывателя, который отвечает за сигнал возбуждения. Для их проверки необходимо промерить выходные сигналы на соответствующих контактах МСУ. Характерным симптомом неисправности МСУ является отсутствие перемещения лазерного считывателя при первоначальном включении питания. У флоппи-дисководов чаще всего встречаются механические поломки, связанные с подъемником и прижимом дискеты
Программно-аппаратная диагностика

Если все вышеперечисленное не помогло определить поломку, то придется перейти к программно-аппаратной диагностике. А для того чтобы она прошла успешно, необходимо точно знать, каков порядок включения устройств ПК.

Итак, рассмотрим порядок загрузки компьютера.

1. После включения питания БП выполняет самотестирование. Если все выходные напряжения соответствуют требуемым, БП выдает на материнскую плату сигнал Power_Good (P_G) на контакт 8 20-контактного разъема питания ATX. Между включением ПК и подачей сигнала проходит около 0,1-0,5 с.

2. Микросхема таймера получает сигнал P_G и прекращает генерировать подаваемый на микропроцессор сигнал начальной установки Reset. Если процессор неисправен, то система зависает.

3. Если CPU жив, то он начинает выполнять код, записанный в ROM BIOS по адресу FFFF0h (адрес программы перезагрузки системы). По этому адресу находится команда безусловного перехода JMP к адресу начала программы загрузки системы через конкретный ROM BIOS (обычно это адрес F0000h).

4. Начинается выполнение конкретного кода ROM BIOS. BIOS начинает проверку компонентов системы на работоспособность (POST - Power On Self Test). Обнаружив ошибку, система подаст звуковой сигнал, так как видеоадаптер пока еще не инициализирован. Проверяется и инициализируется чипсет, DMA и происходит тест определения объема памяти. Если модули памяти вставлены не до конца или некоторые банки памяти повреждены, то или система зависает, или звучат длинные повторяющиеся сигналы из системного динамика.

5. Происходит разархивирование образа BIOS в оперативную память для более быстрого доступа к коду BIOS.Таблица 1. Звуковые коды неисправностей IBM POST Phoenix (Award) BIOS
Звуковой сигнал Неисправность
1 короткий Процедура POST завершена, система в порядке
2 коротких Есть неисправность: код ошибки на экране
Нет сигнала Блок питания, нет сигнала Power_Good, испорчен код ROM BIOS, вышел из строя процессор, чипсет
Непрерывный сигнал Ошибка контроллера памяти, чипсета, неправильное напряжение
Повторяющиеся короткие ВЧ-сигналы Перегрев процессора, переразгон, неправильное напряжение
Повторяющиеся длинные сигналы ОЗУ не установлено или не определилось
1 длинный, 1 короткий Системная плата
1 длинный, 2 коротких Адаптер дисплея (MDA, CGA)
1 длинный, 3 коротких EGA/VGA/SVGA-видеокарта не определена или видеопамять вышла из строя
3 длинных Плата клавиатуры

6. Инициализируется контроллер клавиатуры.

7. BIOS сканирует адреса памяти видеоадаптера, начиная с С0000h и заканчивая C7800h. Если BIOS видеоадаптера найден, то проверяется контрольная сумма (CRC) его кода. Если CRC совпадают, то управление передается Video BIOS, который инициализирует видеоадаптер и выводит на экран информацию о версии Video BIOS. Если контрольная сумма не совпадает, то выводится сообщение "C000 ROM Error". Если Video BIOS не найден, то используется драйвер, записанный в BIOS ROM, который инициализирует видеокарту.

8. ROM BIOS сканирует пространство памяти начиная с C8000h в поисках BIOS других устройств, таких как сетевые карты и SCSI-адаптеры, и проверяется их контрольная сумма.

9. BIOS проверяет значение слова по адресу 0472h, чтобы определить, какая загрузка должна быть выполнена - "горячая" или "холодная". Если по этому адресу записано слово 1234h, то процедура POST не выполняется, происходит "горячая" загрузка.Таблица 2. Звуковые коды неисправностей IBM POST AMI BIOS
Звуковой сигнал Неисправность
1 короткий Ошибка регенерации DRAM
2 коротких Ошибка схемы контроля четности
3 коротких Неисправность в первых 64 Кбайт ОЗУ
4 коротких Неисправность системного таймера
5 коротких Ошибка процессора
6 коротких Ошибка в схеме управления линией А20 в контроллере клавиатуры
7 коротких Ошибка переключения в виртуальный режим
8 коротких Ошибка чтения/записи видеопамяти
9 коротких Ошибка контрольной суммы ROM BIOS
10 коротких Ошибка чтения/записи CMOS-памяти
11 коротких Ошибка кэш-памяти
Звуковой сигнал Нефатальная ошибка
1 длинный, 3 коротких Ошибка в основной или расширенной памяти
1 длинный, 8 коротких Не выполняется тест на ответный сигнал дисплея

10. В случае "холодной" загрузки выполняется POST. Инициализируется процессор, выводится информация о его марке, модели и т.д. Выдается один короткий сигнал.

11. Тестируется RTC (Real Time Clock).

12. Определение частоты CPU, проверка типа видеоадаптера (в том числе встроенного).

13. Тестирование стандартной и расширенной памяти.Таблица 3. Разводка разъема питания АТХ
Pin Сигнал Pin Сигнал
1 3,3 V 11 3.3 V
2 3,3 V 12 -12 V
3 GND 13 GND
4 5 V 14 PS_ON
5 GND 15 GND
6 5 V 16 GND
7 GND 17 GND
8 PW_OK 18 -5 V
9 +5 VSB 19 +5 V
10 +12 V 20 +5 V

14. Присвоение ресурсов всем ISA-устройствам.

15. Инициализация IDE-контроллера. Если используется 40-контактный шлейф для подключения ATA/100 HDD, то появится соответствующее сообщение.

16. Инициализация FDC-контроллера.

17. ROM BIOS ищет системную дискету или MBR жесткого диска и читает сектор 1 на дорожке 0 стороны 0, копирует этот сектор по адресу 7С00h. Далее происходит проверка этого сектора: если он оканчивается сигнатурой 55AAh, то MBR просматривает таблицу разделов (Partition Table) и ищет активный раздел, а затем пытается загрузиться с него. Если первый сектор оканчивается любой другой сигнатурой, то вызывается прерывание Int 18h и на экран выводится сообщение "DISK BOOT FAILURE, INSERT SYSTEM DISK AND PRESS ENTER" или "Non-system disk or disk error".Таблица 4. Разводка портов
Pin Сигналы USB Сигналы COM Сигналы PS/2 Сигналы LPT Pin Сигналы LPT
1 VCC +5 V DCD Data Strobe 10 AW
2 - Data 0 SIN NC Data 0 11 BUSY
3 + Data 0 SOUT GND Data 1 12 PE
4 GND DTR VCC +5 V Data 2 13 Select
5 NC GND Clock Data 3 14 AUTO FEED
6 DSR NC Data 4 15 Error
7 RTS Data 5 16 INIT
8 CTS Data 6 17 SLIN
9 RI Data 7 18-25 GND

В общем-то, все. Что касается последнего пункта, то ошибки, указанные в нем, говорят о неисправности винчестера (программной или аппаратной). Теперь вам остается только выявить, в какой именно момент перестает работать ваш компьютер. Если это происходит до появления сообщений на мониторе, то неисправность можно определить по звуковым сигналам. Наиболее часто встречающиеся звуковые сигналы приведены в таблице.

Третье и последнее средство диагностики - профессиональные аппаратные средства диагностики. К ним относится использование диагностических карт типа ДП-1 и комплекса PC-3000, созданных компанией "РОСК". Диагностическая плата устанавливается в свободный слот материнской платы, и после включения ПК на ее индикаторе отображается код ошибки в шестнадцатеричном виде. Применение такой платы существенно повышает вероятность локализации неисправности. Использование ДП-1 рассчитано на корректную работу процессора, а CPU выходит из строя крайне редко.

На данный момент в России диагностические карты, тестовые ROM BIOS и другие средства диагностики производятся компанией ACE Laboratory.

При аппаратной диагностике следует иметь в виду, что в большинстве случаев выходит из строя только одно устройство, и проще всего его выявить, заменив на аналогичное, гарантированно работающее.

Что касается блоков питания и периферийных устройств, то диагностика неисправностей в них - тема отдельного разговора, но по поводу мониторов можно дать ряд советов. Достаточно часто из строя выходит промежуточный строчный трансформатор, включаемый между предоконечным и выходным транзистором строчной развертки. Основной его неисправностью, как правило, бывает короткое замыкание витков. Этот трансформатор - часть высоковольтного блока строчной развертки. Это высокое напряжение подается на ЭЛТ. Поэтому часто отсутствие свечения на экране и отсутствие растра указывают на отсутствие высокого напряжения. Как правило, вертикальная полоса на экране также указывает на отказ блока строчной развертки. Проверить наличие высокого напряжение на ЭЛТ можно, проведя рукой по поверхности экрана. Если высокое напряжение подается, то вы должны почувствовать некоторую вибрацию или потрескивание статического электричества.
Программная диагностика

Если же ваш компьютер все же включается, но работает нестабильно, зависает при загрузке, "выпадает" в синий экран, то это чаще всего является следствием переразгона, локального перегрева или "глючностью" памяти, а также ошибками работы HDD (к ним относится и "падение" Windows).

Стабильность их работы можно проверить под DOS, загрузившись c системной дискеты или диска. Для этого следует использовать утилиты CheckIT, PC Doctor, Memtest 86, Stress Linux, Norton Diagnostics, The Troubleshooter. Для профессионального тестирования и восстановления HDD следует использовать HDDUtility и MHDD, но они корректно работают только под MS-DOS 6.22. Первое, что требуется сделать с помощью них - проверить SMART-атрибуты состояния HDD. Также для диагностики, проверки и пометки bad-секторов можно использовать Norton Disk Doctor.

Следует помнить, что полноценную проверку железа можно произвести только под Windows, тестируя стабильность работы в burn-in тестах в течение не менее чем 24 часов. Среди таких тестов можно привести CPU Hi-t Professional Edition, CPU Stability Test, Bionic CPU Keeper, CPU Burn, Hot CPU Tester Pro, HD_Speed, DiskSpeed 32, MemTest.

А вообще, как известно, гораздо легче предупредить событие, чем исправить его последствия, поэтому лучше регулярно (хотя бы раз в несколько недель) следить за параметрами выдаваемых блоком питания напряжений, смотреть SMART-параметры HDD (программы Active SMART, SMARTVision, SMART Disk Monitor), изучать температуру процессора, проверять наличие хорошего охлаждения и отсутствие посторонних звуков. Нелишним было бы и смазывание вентиляторов машинным маслом как минимум раз в полгода.