- •Раздел 1 Архитектура и структура пэвм ibm pc и их клонов
- •1.1 Блок-схема эвм по фон-Нейману и ее реализация в пк
- •1.2 Структурная схема pc/at
- •1.3 Конструкция и аппаратный состав ibm pc
- •1.4 Системная плата pc-i386dx
- •1.4.1 Структурная схема системной платы рс i386dx
- •1.4.2 Архитектура шин чип-сета группы 8230
- •1.4.3 Микропроцессор
- •1.4.3.1) Архитектура и типы микропроцессоров
- •1.4.3.2). Структурная схема и функциональный набор сигналов управления cpu i386.
- •1.4.3.3) Конвейерная обработка команд в cpu
- •1.4.3.4) Режимы работы микропроцессора i386
- •1.4.4 Математический сопроцессор
- •1.4.4.1) Структурная схема математического сопроцессора
- •1.4.4.2) Работа и связь fpu с cpu.
- •1.4.5 Подсистемы системной платы
- •1.4.5.1) Подсистема оперативной памяти
- •1.4.5.2) Буферная кэш-память озу
- •1.4.5.3) Подсистема rom bios
- •1.4.5.4) Подсистема cmos-памяти и часов реального времени rtc
- •1.5 Периферийные устройства рс
- •1.5.1 Система ввода-вывода оперативной информации
- •1.5.1.1) Средства ввода оперативной информации
- •1.5.1.2) Средства вывода оперативной информации
- •1.5.2 Система внешней памяти
- •1.5.2.1) Накопители на гибких магнитных дисках
- •1.5.2.2) Накопители на жестких магнитных дисках
- •1.5.2.3) Устройства массовой памяти на сменных носителях
- •1.5.3 Средства коммуникации компьютера
- •1.5.3.1) Коммуникационные порты сом и lpt
- •1.5.3.2) Сетевые средства связи
- •1.5.4 Средства вывода аудиоинформации
- •1.5.4.1) Вывод звука на встроенный динамик
- •1.5.4.2) Вывод звука на акустические системы
- •Раздел 2 Средства и методы диагностики апс
- •2.1 Классификация неисправностей апс
- •2.2 Этапы и процесс устранения неисправностей рс
- •2.3 Конструкция, разборка и сборка рс клонов ibm
- •2.3.1 Конструктивное оформление рс
- •2.3.2 Разборка и сборка компьютера
- •2.3.3 Инструментарий
- •2.3.3.1) Ручные инструменты для демонтажа/монтажа
- •2.3.3.2) Принадлежности пайки-отпайки
- •2.4 Аппаратный и программный аспекты диагностики апс
- •2.4.1 Аппаратные средства диагностики рс
- •2.4.1.1) Стандартная контрольно-измерительная аппаратура
- •2.4.1.2) Специальная контрольно-измерительная аппаратура
- •2.4.1.3) Сервисные платы и комплексы
- •2.4.2 Программные средства диагностики рс
- •2.4.2.1) Четыре уровня взаимодействия средств рс
- •2.4.2.2) Понятие о функциональном контроле рс
- •2.4.2.3) Контроль функционирования апс с использованием встроенных диагностических средств.
- •2.4.2.4) Внешние программы общего тестирования.
- •2.5 Принципы локализации неисправностей в персональных компьютерах
- •2.5.1 Системные ошибки при загрузке ос
- •2.5.2 Ошибки при прогоне прикладных программ
- •1. Один из дисководов нгмд не читает или не пишет.
- •2. Неуверенное чтение данных с fdd.
- •3. Ни один из дисководов не читает.
- •2.6 Номенклатура и особенности работы тест-программ
- •2.6.1 Тест-программы в среде dos
- •2.6.2 Тест-программы в среде Windows
- •Раздел 3. Автономная и комплексная проверка функционирования и диагностика свт, апс и апк
- •3.1 Функциональный контроль апс
- •3.1.1. Контроль и диагностика компонент системной платы.
- •3.1.1.1) Контроль работы cpu и fpu.
- •3.1.1.2) Контроль средств системной поддержки cpu
- •3.1.1.3) Контроль и диагностика dram
- •3.1.1.4) Контроль работы системной шины
- •3.1.1.5) Контроль rom bios и cmos-памяти
- •3.1.2 Контроль и диагностика периферийных устройств апс
- •3.1.2.1) Контроль и диагностика средств ввода оперативной информации.
- •3.1.2.2) Контроль и диагностика средств вывода оперативной информации
- •3.1.2.3) Функциональный контроль и диагностика нжмд
- •3.1.2.4) Контроль и диагностика неисправностей устройств вывода аудиоинформации
- •3.1.2.5) Функциональный контроль других периферийных устройств ввода и вывода информации апс.
- •3.1.3 Контроль и диагностика неисправностей средств коммуникации рс.
- •3.1.3.1) Контроль и диагностика неисправностей сом-портов
- •3.1.3.2) Контроль и диагностика lpt-портов
- •3.1.3.3) Диагностика неисправностей средств сетевых коммуникаций апс
- •3.1.4 Контроль и диагностика устройств на сменных носителях
- •3.1.4.1) Контроль и диагностика накопителей на гибких магнитных дисках
- •3.1.4.2) Контроль и диагностика других накопителей на съемных носителях
- •3.2 Контроль функционирования аппаратно-программных комплексов
- •Список использованной литературы.
- •Раздел 1 Архитектура и структура пэвм ibm pc и их клонов 4
- •Раздел 2 Средства и методы диагностики апс 56
- •Раздел 3 Автономная и комплексная проверка функционирования и диагностика свт, апс и апк 91
1.4.5.4) Подсистема cmos-памяти и часов реального времени rtc
В РС ХТ аппаратная конфигурация РС (объем памяти, количество и типы дисководов, тип видеоподсистемы и т. п.) задавались DIP-переключателями, состояние которых опрашивалось системой BIOS перед выполнением POST-программы. При изменении аппаратной конфигурации (реконфигурировании АПС) требовалось изменять состояние этих переключателей на системной плате вручную, что не просто, т. к. их назначение и расположение на системной плате специфично для каждого ее типа. В РС/АТ, для хранения подобной информации, состав которой, кстати, заметно расширился, ввели специальную микросхему памяти небольшого объема, питание которой при выключенном компьютере осуществляется от специальной батарейки или аккумулятора. В ту же микросхему поместили и часы-календарь (чтобы часы не останавливались, когда компьютер выключен). А чтобы снизить потребление мощности от батарейки, выбрали структуру КМОП (CMOS – Complimentary Metal-Oxide-Semiconductor – комплиментарный полупроводник, выполненный по металло-оксидной технологии на полевых транзисторах). Эта память и часы – CMOS Memory and Real Time Clock (RTC) стали стандартным элементом архитектуры РС/АТ. Содержимое этой памяти, время и дату модифицировали сначала с помощью внешней загружаемой утилиты SetUp, а позже эту утилиту встроили в BIOS. Эта микросхема CMOS RTC имеет встроенную систему контроля питания, отслеживающую разряд батареи ниже допустимого уровня. При разряженной батарее BIOS при загрузке ОС выводит на монитор сообщение типа:
CMOS battery state low
CMOS display type mismatch
RUN SETUP UTILITY
Press <F1> to RESUME
(низкое напряжение батареи питания CMОS-памяти. Содержимое CMOS-памяти неправильно. Запустите утилиту SETUP. Нажмите F1 для ее вызова).
Отсутствие ошибок в CMOS-памяти, проверяет BIOS при загрузке ОС, с помощью контрольной суммы, формирующейся при модификации содержимого CMOS-памяти и хранящейся в ней же.
Доступ к ячейкам CMOS RTC осуществляется CPU через порты ввода-вывода 70h (адрес ячейки) и 71h (данные).
Назначение ячеек SMOS RTC приведено в таблице 1.5.
Таблица 1.5. Стандартное назначение ячеек CMOS RTC.
Адрес |
Назначение |
00 - 09h |
Ячейки RTC в BCD-формате: 00 – секунды 01 – секунды будильника 02 – минуты 03 – минуты будильника 04 – часы 05 – часы будильника 06 – день недели 07 – день месяца 08 – месяц 09 – год (2 младшие цифры) |
0Ah |
RTC Status Register А (регистр состояния) Бит 7 – обновление времени (0- готов к чтению) Биты 6:4 – делитель частоты )для 32,768 КГц = 010 Биты 3:0 = 0110 – выходная частота меандра 1024 Гц |
0Bh |
RTC Status Register B (регистр состояния) бит 7 – остановка часов (0= нормальный ход) бит 6 – разрешение прерываний (0= запрещено) бит 5 – разрешение прерываний от будильника (0= запрещено) бит 4 - разрешение прерываний по окончании смены времени (0=запрещено) бит 3 – разрешение выходного меандра (0=запрещено) бит2 – формат BIN/BCD# бит 1 – 24/12# -часовой режим бит 0 – зимнее/летнее время (0= переключение запрещено) |
0Ch |
RTC Status Register C – флаги прерываний: бит 7 – IRQF – общий запрос прерываний бит 6 – PF – периодические прерывания бит 5 – AF – прерывание от будильника бит 4 – UF – прерывание по смене времени биты 3 – 0 – зарезервированы |
0Dh |
RTC Status Register D Бит 7 – питание (1 – норма, 0 – разряд) Биты 6:0 - зарезервированы |
0Eh |
POST Diagnostic Status Byte^ Бит 7 – power Lost (терялось питание CMOS) Бит 6 – Checksum Bad Бит 5 – Bad config Бит 4 – RAM Size Error – определенный тестом размер ОЗУ не соответствует записи в CMOS Бит 3 – HDD Error Бит 2 – Time Valid- формальная ошибка часов-календаря (напр. 30 февраля, 25 часов) Биты 1:0 – зарезервированы |
0F |
Shutdown Code – используется POST для определения предыстории останова: 00 – аппаратный или программный сброс 01 – размер памяти определен 02 – тест памяти прошел 03 – ошибка в тесте памяти 04 – POST завершен, идет загрузка системы 05 – JMP FAR [0%0467h] с инициализацией контроллера прерываний 06 – тест защищенного режима прошел 07 – ошибка в тесте защищенного режима 08 – ошибка определения размера памяти 09 – перемещен блок Extended Memory (INT 15h) 0A – JMP FAR [0^0647h] без инициализации контроллера прерываний 0В – используется 80386 |
10h |
Типы НГМД: Биты 7:4 – дисковод А Биты 3:0 – дисковод В 0= нет, 1 = 360 Кбайт, 2 = 1,2 Мбайт, 3 = 720 Кбайт, 4 = 1,44Мбайт |
11h |
Зарезервирован |
12h |
Типы НЖМД: Биты 7:4 – привод 0 Биты 3:0 – привод 1 0 = нет, 1 – Eh = типы 1 – 14, Fh = тип в байте 19h (для второго привода – в 1Ah) |
13h |
Зарезервирован |
14h |
Установленное оборудование: Биты 7:6 – количество НГМД (00 = 1, 01 = 2) Биты 5:4 – тип первичного видеоадаптера (00 = RGA или VGA, 01 = CGA 40 столбцов, 10 = CGA 80 столбцов, 11 = MDA 80 столбцов) Биты 3:2 – зарезервированы Бит 1 = 1 – математический сопроцессор подключен Бит 0 = 1 – есть НГМД |
15 – 16h |
Размер базовой памяти, Кбайт (Low/High) 0280h = 640Кбайт |
17 – 18h |
Размер расширенной памяти, Кбайт (Low/High) |
19, 1Ah |
Расширенный тип диска C, D |
1B – 2Dh |
Зарезервированы |
2E – 2Fh |
Контрольная сумма CMOS c 10h по 20h (High/Low) |
30n – 31h |
Реальный размер расширенной памяти, Кбайт(Low/High) |
32 – 33h |
Используются в PS/2 |
33h |
Флаги POST: Бит 7 – наличие 128 Кбайт ОЗУ под границей 1 Мбайт (1 = есть, теневая память доступна) Бит 6 – флаг SetUp (1 = первая загрузка после выполнения флаг SetUp, обычно = 0) |
34 – 3Fh |
Зарезервированы (можно писать свою информацию для привязки ПО к машине) |
38 – 3Fh |
В PS/2 – пароль, доступ по несуществующим адресам 78 -7Fh |
Cвободные ячейки CMOS RTC 34-3Fh иногда используют для привязки программного обеспечения к конкретному компьютеру, которая выполняется в процессе инсталляции ПО. В этом случае, если не сохранять образ CMOS-памяти на диске, то, при разрушении информации в CMOS, право на использование данного ПО в данном компьютере потеряется.
Контрольные вопросы.
1. Как задавались параметры аппаратной конфигурации в РС/ХТ?
2. Где хранятся параметры конфигурации в РС\АТ?
3. Почему для CMOS RTC используются КМОП-структуры?
4. Как осуществляется доступ к ячейкам CMOS-памяти?
5. Как модифицируется содержимое CMOS-памяти?
6. Каким способом информация CMOS-памяти защищается от ошибок?