笔记本上电时序及信号讲解

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时序
在+V1.5S电压稳定之后,U9(TPS51124)会发出V1.5S_PG,这个 电是用来开启+VCCP的.从下图可以看出,只有左下角的电压都 正常,才能发出PWR_GOOD_3,图左上角显然也是调 PWR_GOOD_3和PWR_GOOD_KBC之间时序的,D1003在这 里的作用是在POW_GOOD_3关电时将它的电快速放掉,防止 U2误动作.
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时序
如下图所示,在SB_3S_VRMPWRGD(VRM Power Good)和 PM_PWROK (Power ok)电压high起来1ms后,SB才会发出 PLT_RST# (Platform reset).在这1ms内PLT_RST#为低,而正是 由于这1ms的低有效,系统才识别到PLT_RST#.该信号会对 SIO,FWH,LAN,G(MCH),IDE,TPM等进行reset的动作.也就是说 如果该信号异常,这些device都没办法被激活.该信号发出后立刻 就会发出PCI_3S_RST#,可以当做是作用相似的第二次reset.
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S0~S5~S0时序表
下图是SB的S0~S5~S0时序表,里面所有信号的特性和定义在 ICH7的Datasheet里面都有很详细的描述,这里就不多说了. 这个时序表对于“系统不能休眠”和“系统休眠后不能唤醒”的主板 非常有用(对于不能开机和系统自动开关机的主板也同样有效). 分析的时候,只需要找出哪个信号异常,就可以找到问题点,当然, 还有一种特殊的情况,就是有两个(或多个)信号时序出现了问题, 这种情况在主板设计的初期可能会遇到,实际运用中导致这种现 象的情况以SB不良居多,当然,首先应该排除BIOS的可能,因为 其中有些的信号时序在BIOS是可调的,这点在设计初期也常被 运用来解决一些问题,简单经济实用.
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时序
+V3AL主要有三个作用: 1.给EC供电;在开机之前,EC需有 +V3AL,这样可以保证部分模块处于击活状态,来实现一些功能, 例如读取电池电量和温度信息(如下图),给电池充电等等. 2.给 SB RTC模块供电;RTC小电池是有使用寿命的,所以一般情况下 都是由+V3AL供电,保证crystal的起振,保证SB里面CMOS设置 不会丢失. 3.给一些小IC提供工作电压(+V5AL主要也是这个作 用).
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蓝屏
蓝屏是很常见的一种现象,这种现象和显示其实是没有多大关系的,是系统报 错的一个机制,是微软件Windows操作系统在无法从一个系统错误中恢复过 来时所显示的屏幕图象 .导致蓝屏的原因非常多,比如DDR的问题,NB的问 题,SB的问题,PCI外设(LAN, CARDBUS, TPM, Super I/O, HDD, ODD等等) 的问题,因为牵涉面太广,所以判断起来是比较困难的,只能一个个排除.如果 要排除CARDBUS这类的IC,也许我们并没必要把它从主板上下下 来,CARDBUS上有一个信号IDSEL,我们可以先把R430取下来试试看.(这种 方法对于档HP LOGO和跑不到底的主板p;VGA&VRAM
VGA工作时有AC和Battery两种不同的工作模式,很显然,这样的设计也是为 了省电.两种模式下+VGA_VCC的电压值是不一样的(1.0~1.1V;1.1~1.2V),这 是通过PWRPLAY这个信号来自动调节的.所以,在遇到电池进系统会黑屏,档 机,花屏而用AC时正常的现象时,可以通过这一特点来进行分析(把Q6230下 掉,就只剩下AC模式下的一种供电方式),当然,可以进安全模式先验证一下. 有兴趣也可以自己试着通过调节R7720/R7725/R7723的阻值,可以看到 +VCC_CORE会跟着变化,但是不要调太高,+VCC_CORE超过1.3V的时候 VGA就有被烧的危险.(Vail2.0)
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时序
在Battery模式下(未开机前),是没有+V3A和+V5A的,这主要是基 于省电考虑而设计的模式,毕竟“待机时间”也是衡量笔记本优劣 的一个标准. 下图U1004是一个或门,Battery模式下(未开机前)ADP_PRES和 KBC_PW_ON都是低电平,所以没有+V3A和+V5A,只有按开机 键后KBC_PW_ON拉高,才开启+V3A和+V5A,而AC模式下(未开 机前)ADP_PRES和KBC_PW_ON都是高电平.
如下图所示, SB_3S_VRMPWRGD和PM_PWROK通过SB内部 一个相当于与门的关系,生成H_PWRGD(CPUPWRGD).这点对 于分析主板非常有用.当然, 大前提电压和clock必须正常.
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时序
如下图所示,在PLT_RST#(RSTIN#)起来并停止动作后大概1ms的时间,NB会 发出H_CPURST#(HCPURST#),前提是SB和NB电压和clock正常,且SB和 NB联络良好. 最后是H_ADS# (Address Strobe),这个strobe是NB和CPU通讯最初始的两 个周期,所以如果要判断NB和CPU之间是否已开始联络并交换初始数据(NB 和CPU的型号等等),可以用示波器测量该信号是否正常(该信号可以作为 debug card “00”的分水领).测量到联系不断的数据传输是正确的(如下图所 示).如果一个drop下脉冲都抓不到,可以检查H_CPURST#和NB;如果只抓到 一两个drop下脉冲之后就停止动作,可以先检查SB和NB之间联络是否正常, 然后看LPC_3S_FRAME#有没有动作(正常信号如下图),再就是BIOS.如果上 述的信号都正常,而debug card仍然不跑,那么,应该就是BIOS里面内容错误 或者丢失,道理很简单, 连debug card跑的代码都是储存在BIOS里的,所以不 跑是很正常的.
信号量测判断
时序
时序对于主板来说是非常重要的,在开机过程中,时序中的任何 一环出现问题,都会导致系统不能正常开启. 下面我们以
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时序
不管是在AC还是Battery模式下(未开机前),+V3AL和+V5AL这 两个电都会有,它们是U6(TPS51120)这颗IC在接收到+VBATR 后直接发来的.
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时序
PWR_GOOD_3稳定之后,U1018(MAX8770)就被开启, CPU可 以通过自己的工作状态调节H_VID0~6(处于0/表低和1/表高两 种状态),U1018就会通过接收到的H_VID生成不同电压值的 +VCC_CORE(电压0V~1.4V),这样一来,即提高了效率又可以省 电,这是基于CPU不同工作模式的智能化设计.
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时序
+VCC_CORE稳定之后, U1018(MAX8770)就会发出 VR_PWRGD_CK410.一方面,用来开启U31(clock generator), clock在主板电路中起到的作用就好比人的脉搏,所以如果在实 际操作中发现哪颗IC没有正常工作,测量IC的工作电压和clock 应该是第一步要做的,而且,必须要用示波器才能进行准确的测 量;另一方面,通过下图线路告诉NB和SB,该线路的设计的作用 和之前提到的一样.
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时序
由下图可以看出,在+V3AL发出之后,经过一个RC延时电路(具体 延时可根据公式T=R*C可以算出),再经过U1整波(经过RC延时 之后的波型rise time会变长,所以需要用U1把波型的rise time变 短,即让电压起来更快一点),发出VCC1_POR#_3,这很显然是出 于对时序处理的设计.
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黑屏
黑屏也是显示出现问题的一种常见现象,对于这类主板,首先,我们要排除的是 BIOS问题.(这里只讨论debug card能跑完的现象) 其次,有些主板在LCD模式下会黑屏,而在CRT模式下却能正常显示,这很显然 是VGA负责LCD显示的模块出现了问题,通常遇到这种情况的时候,我们可以 进入安全模式看LCD是否可以正常显示,如果安全模式下LCD可以正常显示, 那么就表示VGA不能正常的上driver (VGA软件驱动).安全模式也就是系统的 诊断模式,以安全模式启动时,系统只会加载系统所必须的组件,也就是加载最 基本的驱动程序,而VGA driver这时候是不会上的,这种情况基本上可以确定 是VGA的问题,当然,这要在排除电压,clock和与NB之间联络的前提下. 出了进安全模式这种验证方法只外,其实系统本身也是可以设置的,如下图所 示.(一共有六种工作模式troubleshoot,下面是最基础的两种,有兴趣可以进系 统自己玩玩看)
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时序
在EC具备上述的条件之后,就会发出RSMRST# (resume well reset),根据上面的SPEC可以知道,如果RSMRST#不正常,会影 响后续所有的电,因为如果SB接收到的RSMRST#不正常,它会 影响SB发出SLP_S5#(+V1.8)和SLP_S3#(+V1.5/1.8/2.5/3/5S). 同样是基于对省电的设计,笔记本有S0/S1/S2,S3,S4/S5几种状 态.S0/S1/S2是正常工作时的状态;S3就是我们常说的休眠,这时 SLP_S3#是低电平,所以后面的电都没有,而SLP_S5#是高电平, 这点很容易理解,因为S3状态是把需要处理的信息都暂时保存 在DDR里面,要保证DDR里面数据不丢失,+V1.8是必须得有 的;S4是深度休眠,S4时需要处理的信息都会保存到HDD里,它和 关机状态(S5)在供电上并无本质区别,差别只是S4时按开机键后 系统可以恢复到S4之前的正常状态.
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NB&VGA&VRAM
没有独立的显示IC,显示的任务就交给NB了,这样一来倒减轻了判断的难度, 但显示效果肯定是有一点点差距的,这点平时不容易看出,玩个大型的3D游戏 就很容易比较出来了. VRAM也就是我们常说的显存,是用来暂时存放VGA待处理显示数据的地方, 它的大小也是决定主板性能的一个标准.而对于没有VRAM的机种,NB会根据 VBIOS(即VGA BIOS)的设置在DDR里划出一块区域作为显存,这个区域的大 小自然是设计的时候就已经定下来的. 绝大多数情况VBIOS信息都是写在BIOS里的,但是也有极少数的独立显卡, 会有独立的VBIOS存储器用来存储VBIOS信息.VBIOS里有一些重要的信息, 比如显示模式的设置(LCD或CRT显示模式以及切换等等),VGA和VRAM某 些信号的timing等等,所以,在遇到主板显示问题的时候,最好先排除BIOS.
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VGA&VRAM
既然VRAM是存放显示数据的地方,那么,当VRAM出现问题的时候,系统肯定 是不能正常显示的(主要是花屏),不过,问题点却有很多种. 1.VRAM本身的问题;不能正常储存数据,数据会丢失或者处理错误,都会出问 题; 2.VRAM电压和clock不正常(特别是参考电压);这点很容易理解, 电路中 传输的数据都是以0和1的二进制代码存在,而都必须以参考电压为参考,如果 参考电压不准确,显然,数据会失真,导致显示问题是必然的; 3.VGA的问题;包 括VGA本身的问题和VGA的周边电压和clock,特别是负责VRAM模块的参考 电压,白屏现象多是由VGA不良导致的; 4.VBIOS(这种现象非常少见,但个人 认为最好首先排除); 5.断线当然也是一种可能,但是这种情况几乎可以排除 在考虑之外,因为断线的主板实在太少. 有些机种VRAM多的时候有8颗,要找出哪颗出了问题是很头疼的问题,不过 幸运的是,ATI生产的每一种不同型号的VGA都有对应的检查软件,可以帮助 我们找出哪一组VRAM(主板上VGA只有AB两个64位的channel,该软件将AB 各分成两个channel(0~31;32~64),所以软件上显示为ABCD四组,每组分别对 应一对VRAM)出现了问题,条件是必须在DOS模式下运行.(以Vail为例)