Приборы для диагностики персонального компьютера

{ Персональный компьютер – это технически сложное устройство, для поиска причин неполадок которого могут понадобиться длительные тесты на специализированном оборудовании. Причины этих неполадок могут быть различными даже при одинаковых «симптомах». Поэтому диагностика занимает много времени и требует специальных навыков.

ДИАГНОСТИРОВАН ИЕ ТЕСТОВОЕ воздействия на диагностируемое устройство (ДУ) поступают от средств диагностирования (СД) ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ воздействия, поступающие на ДУ, заданы рабочим алгоритмом функционирования

Обобщенные схемы систем тестового и функционального диагностирования Тестовое диагностирование Функциональное диагностирование

Классификация средств диагностирования Средства автоматического диагностирования Аппаратные Программно-аппаратные Программные Внешние Встроенные Специализированные Универсальные

Этапы проектирования систем диагностирования

Классификация неисправностей Аппаратные Программные Аппаратно-программные

Аппаратные неисправности Аппаратные неисправности, т. е. неисправности аппаратных средств 1) неисправности энергоснабжения в РС; 2) отказы компонент локальной шины; 3) отказы буферов шин каналов адреса и данных; 4) отказы узлов подсистемы DRAM и кэш-памяти; 5) отказы карт расширения подсистем ввода-вывода; 6) отказы компонент узлов обрамления (обвески) CPU; 7) отказы узлов подсистемы ROM BIOS; 8) отказы компонент клавиатуры; 9) отказы узлов и элементов аудиосистемы; 10) отказы узлов расширения подсистем, расположенных на системной плате и т. д.

Классификация неисправностей К программным ошибкам К программным ошибкам относятся: 1) ошибки, связанные с загрузкой операционной системы; 2) ошибки прогона пользовательских программных средств (Soft Ware); 3) ошибки, вызванные вирусными заражениями памяти компьютера.

Классификация неисправностей К аппаратно-программным ошибкам К аппаратно-программным ошибкам относятся: 1) потеря или искажение информации в ROM BIOS, приводящие к нарушениям функций обслуживания средств ввода-вывода; 2) потеря или искажение информации в CMOS-памяти, приводящие к искажениям информации о текущей аппаратной конфигурации ВС; 3) потеря или искажение информации в регистрах портов подсистем ввода- вывода, приводящие к нарушениям интерфейса ввода-вывода; 4) некорректная установка средств конфигурации системы, приводящая к потере обслуживания или опознавания компонент ВС (не тот тип дисковода, монитора, клавиатуры, FPU и т.д.)

Диагностика неисправностей ПЭВМ имеет два аспекта: Аппаратный аспект (используются инструменты и приборы для измерений напряжений, параметров сигналов и логических уровней в схемах PC) Программный аспект ( использование тестирующих программ)

Аппаратные средства диагностики РС Стандартная контрольно- измерительная аппаратура: Низковольтный тестер Осциллограф Телевизионный осциллограф Частотомер Двухканальный (многоканальный) осциллограф Запоминающий осциллограф Генератор прямоугольных импульсов Специальная контрольно- измерительная аппаратура: Логический пробник Индикатор тока Тест-клипсы. Логический анализатор. Сигнатурный анализатор. Сервисные платы и комплексы RACER, ROM&DIAG, HD-tester, AnalBus (Анализатор шины).

Низковольтный тестер Им можно: измерять потенциалы на выводах ИМС, определяя уровни логических 0 и 1, или высокоимпедансное состояние (воздух); проверять целостность линий связи в печатных платах, без риска повреждения ИМС; определять, часто без выпаивания, целостность p-n- переходов в полупроводниковых диодах и транзисторах; грубо проверять исправность резисторов и конденсаторов; измерять величины питающих напряжений и токи потребления от каналов БП;

Осциллограф Осциллограф применим для просмотра синхросигналов, сигналов интервального таймера, циклов шины, да и то только в том случае, если удается зациклить процесс обращения к порту или ОЗУ по одному и тому же адресу. Осциллограф, однако, поможет разобраться в работе схемы, имеющей дефекты типа замыкания, приводящие к монтажному ИЛИ (когда выходы двух или более ИМС объединяются замыканием в монтаже). В этом случае, если и не удается просмотреть осциллографом развертку всей последовательности импульсов, можно заметить наличие импульсов неправильной, урезанной амплитуды, но для этого все- таки нужно уметь зациклить нужный кусок программы или микропрограмму;

Телевизионный осциллограф TV-осциллограф позволяет выделить одну строку изображения, синхронизировать ее, и увидеть на экране синхросигналы строчной развертки, бланкирующие импульсы, уравнивающие сигналы и аналоговый видеосигнал с его уровнями яркости и цветности. Это удобно в том случае, когда используются видеокарты, формирующие полный телевизионный сигнал для модуляции кинескопа и управления развертками.

Частотомер Применяется редко, и только для точного определения частот задающего генератора синхросигналов и таймеров. Частотомеры обычно имеют довольно низкое входное сопротивление и сильно нагружают исследуемую схему, поэтому к ним дополнительно нужны бестоковые входные адаптеры на полевых транзисторах, или, если хватает чувствительности частотомера, использовать индуктивную петлю связи.

Запоминающий осциллограф Содержит специальную оперативную память и позволяет зарегистрировать однократный или переходной процесс, в том числе, обнаружить помеху в зарегистрированной последовательности сигналов. Прибор очень дорог и имеет малое быстродействие, часто недостаточное для анализа быстрых процессов в РС. Емкости памяти запоминающего осциллографа часто недостаточно для регистрации длинных последовательностей. Возникают и проблемы с поиском сигнала для синхронизации (запуска регистрации) осциллографа. Но важно то, что такой осциллограф позволяет зафиксировать форму однократного исследуемого сигнала и в этой роли ему нет равных;

Генератор прямоугольных импульсов Вырабатывает непрерывную последовательность импульсов с заданными параметрами и используется, совместно с осциллографом, – для проверки работы пересчетных схем, таймеров и т. п. в СВТ вообще и РС в частности.

Специальная контрольно-измерительная аппаратура Логический пробник – очень простое устройство, изготовить которое по силам даже начинающему радиолюбителю. Он содержит пороговые схемы, фиксирующие уровни логического нуля, логической единицы, уровень на неподключенном входе логической ИМС (для ИМС ТТЛ это: >+0,4 вольт и <+2,4 вольт, т.е. в районе 1 вольта), с индикацией этих уровней на светодиодах, лампочках накаливания, светодиодных или ЖКИ-индикаторах и т. п.

Индикатор тока – это устройство, выполненное в размерах логического пробника, которое позволяет проверить как целостность монтажа, так и исправность входной цепи ТТЛ- микросхемы. Выполнить эту проверку с использованием стандартной КИА достаточно сложно, а индикатором тока – легко и просто. Идея его работы использует то обстоятельство, что вход ИМС ТТЛ-типа представляет собой ключевой генератор входного тока. Индикатор тока

Тест-клипсы В качестве дополнительных устройств диагностики неисправностей ИМС раньше использовались логические тест- клипсы, позволяющие, не нарушая монтажа, подключить эталонную микросхему параллельно исследуемой и индицировать несовпадения в их работе.

Логический анализатор Развитием идеи многоканального осциллографа с запоминанием является логический анализатор. Простая модель логического анализатора это – регистр сдвига, с индикаторами его состояния. На сдвигающий вход регистра, подается тактирующая (стробирующая) последовательность импульсов, а на последовательный вход – исследуемая последовательность сигналов (биты уровней логических 0 и 1).

Сигнатурный анализатор. Сигнатура – это этикетка, сжатое представление бинарной последовательности, образованное методом деления исходного информационного полинома (бинарной последовательности) на образующий (порождающий) полином с потерей частного, но с фиксацией остатка от деления. Остаток от деления и есть искомая сигнатура. Принцип сжатия входной информации и критерии достоверности фиксации ошибок во входной последовательности, подробно разработаны в теории помехоустойчивого кодирования для передачи информации. Сигнатурный анализатор выполняется либо в виде самостоятельного устройства, либо в виде одноплатной конструкции, устанавливающейся в слот расширения системной шины компьютера, либо входит в состав тестирующего комплекса, типа PC-tester.

Система работы РС включает четыре взаимосвязанных уровня взаимодействия прикладной программы с аппаратными средствами: 1) аппаратные средства (Hard Ware). Это – все электронное оборудование, кабельное хозяйство, электромеханические блоки и устройства компьютера; 2) аппаратно-программные средства (Firm Ware). Это – программы ROM BIOS на SB и на картах расширения, встроенные программы, системные драйверы, и т. п.;

3) DOS (DOS-Soft-Ware). Это – системное программное обеспечение, системные средства, интерфейс пользователя и прикладных программ, управление потоком данных, обработка прерываний, обслуживание систем ввода-вывода, планирование задач, ресурсов и т. д.; 4) прикладные программы (Soft Ware). Это – собственно пользовательские программы, решающие конкретные задачи (задачи пользователя): расчеты, ведение баз данных, управление, пакеты конструкторских, текстовых редакторов и т. п.