SZKOLENIE nr 1: PODSTAWY DIAGNOSTYKI PŁYT GŁÓWNYCH LAPTOPÓW

Serwisowanie płyt głównych laptopów jest zajęciem dość elitarnym, pod warunkiem, że osoba naprawiająca ma pojęcie o tym, jak działa płyta główna.

Dlatego też w niniejszym cyklu szkolenia będziemy omawiać budowę płyt głównych laptopów, ich części składowe i podzespoły, a także dowiemy się więcej na temat funkcji i zasady działania poszczególnych układów.
Będziemy omawiać zarówno bloki zasilania - sposoby sterowania, rodzaje przetwornic itp. - jak też poruszymy temat magistral i interfejsów wykorzystywanych przez współczesne płyty główne.

Szkolenie będzie miało charakter bardziej praktyczny - nie chcemy powielać informacji zawartych w książkach, od tego są szkoły i uczelnie.
Szkolenie będzie podzielone na bloki tematyczne (lekcje) - co jakiś czas opublikujemy nową lekcję, która będzie wykorzystywała wiadomości z lekcji poprzednich, co zagwarantuje ciągłość logiczną pojedynczego cyklu szkoleniowego.

Zapraszam zatem do zgłębiania wiedzy, która (mam nadzieję) wielu z Was rozjaśni pewne zagadnienia a także sprawi, że naprawy staną się Waszą pasją i będziecie czerpali z nich niemałą przyjemność.

Aby prawidłowo serwisować płyty główne laptopów i szybko diagnozować usterki, niezbędna jest podstawowa wiedza o budowie płyty głównej oraz prawidłowa identyfikacja elementów składowych.
Omówimy ją na przykładzie poniższego zdjęcia - na początek typowa architektura Intela.



Jak możemy zauważyć, jest to architektura dwumostkowa.
Wyróżniamy w niej most północny oraz most południowy, połączone ze sobą szybką magistralą DMI (standardowo 100MHz).

Charakterystyczną cechą tej architektury jest to, że pamięć RAM jest obsługiwana przez most północny, w którym Intel wbudował kontroler pamięci. Inaczej wygląda to w architekturze AMD - kontroler pamięci jest najczęściej wbudowany w procesor.
I to w zasadzie koniec istotnych róznic tych dwóch architektur.

Przedstawię teraz krótką charakterystykę najważniejszych elementów płyty głównej.

KONTROLER KLAWIATURY - zwany inaczej KBC (KeyBoard Controller - kontroler klawiatury) lub EC (Embedded Controller - kontroler osadzony) jest mikrokontrolerem płyty głównej, odpowiadającym w zasadzie za wszystko, co na płycie się dzieje: od sterowania wszelkim zasilaniem, poprzez ładowanie baterii, regulację podświetlenia matrycy, temperaturę procesora i innych kluczowych punktów na płycie, kontrolę startu płyty, aż do uruchomienia systemu operacyjnego, który częściowo przejmuje kontrolę nad niektórymi urządzeniami i ich konfiguracją. Jednak wraz ze startem systemu, kontroler KBC nie kończy swojej pracy (w przeciwieństwie do systemu BIOS). Nadal kontroluje on temperaturę procesora (sterowanie wentylatorem), działanie przetwornic i baterii, przełączanie źródeł zasilania, zapewnia obsługę touchpada i klawiatury wewnętrznej oraz - pośrednio - uczestniczy w wymianie danych z i do systemu BIOS (na żądanie). Można więc bez zbytniej przesady stwierdzić, że kontroler KBC jest "mózgiem" płyty głównej, choć wykonuje on głównie procedury zapisane w systemie BIOS.
Obecne konstrukcje odchodzą jednakże od tego modelu zarządzania płytą - coraz częściej główny system BIOS obsługiwany jest bezpośrednio przez mostki, zaś rola kontrolera KBC sprowadza się głównie do zarządzania zasilaniem płyty oraz obsługi klawiatury/touchpada.

SYSTEM BIOS - zwany potocznie BIOS (Basic Input-Output System - podstawowy system wejścia-wyjścia) jest to pamięć, a w zasadzie zawartość programowa pamięci flash, która podłączona jest najczęściej do kontrolera KBC (spotyka się również rozwiązania, gdzie pamięć ta jest podłączona bezpośrednio do mostu południowego). System ten zawiera w sobie podstawowe sterowniki do obsługi podstawowych urządzeń płyty głównej - w szczególności sterownik dysku twardego, napędu optycznego, karty sieciowej, magistrali USB, karty grafiki, urządzeń wejścia-wyjścia (klawiatury, urządzenia wskazujące) oraz (obecnie coraz rzadziej) portów COM czy LPT.
System BIOS posiada również wbudowaną procedurę autotestu (POST, czyli Power On Self Test). Jest to procedura pozwalająca na testowanie magistral oraz urządzeń na nich pracujących. Dodatkowo, BIOS może przedstawiać wyniki testów w postaci szesnastkowej, które możliwe są do odczytania przy pomocy specjalnych kart diagnostycznych. Odczytu dokonuje się z portu 80h. Procedura POST rozpoczyna się wystawieniem sygnałów RESET na wszystkie urządzenia (układy), łącznie z procesorem. Kolejno testowane są (pod kątem transmisji danych) magistrale: LPC, DMI, HOST - jeśli dane wysłane do procesora nie powrócą do kontrolera KBC w odpowiedniej postaci, procedura POST jest przerywana. Następnie BIOS testuje obecność pamięci RAM i dokonuje wstępnego testu pierwszych 4kB, po czym system BIOS jest zapisywany do pamięci RAM. Kolejno załączane i testowane są magistrale: PCI, USB, PCIe itd., inicjowany i konfigurowany jest chipset grafiki. Na koniec BIOS poszukuje urządzenia, z którego można uruchomić system operacyjny (czyli wykonać t.zw. "bootowanie") i jeśli takie odnajdzie (dysk, napęd optyczny, LAN, urządzenie USB), następuje uruchomienie systemu zewnętrznego z odpowiedniego urządzenia. Z tą chwilą praca systemu BIOS w zasadzie się kończy - jego praca może zostać wznowiona najczęściej tylko na żądanie systemu operacyjnego.
Obecnie odchodzi się jednak od klasycznego systemu BIOS, na rzecz bardziej rozbudowanego systemu EFI (Extensible Firmware Interface - rozszerzalny interfejs oprogramowania układowego).

MOST POŁUDNIOWY - jeden z najbardziej rozbudowanych elektronicznie układów płyty głównej, realizujący wiele funkcji.
Jak nietrudno zauważyć, większość urządzeń peryferyjnych, należących do wyposażenia płyty, jest kontrolowana właśnie przez ten most. I tak mamy magistralę PCI (w nowszych rozwiązaniach jest to PCIe), do której podłączone mogą być: LAN, WLAN, czytnik kart SD/MMC, kontroler PCMCIA/Express Card, Fire-Wire i wiele innych. Jest również magistrala USB oraz system dźwięku AC97 (w nowszych rozwiązaniach HD Audio), mamy także LPC (do komunikacji z KBC), DMI (do komunikacji z mostem północnym) oraz SPI (w nowszych rozwiązaniach do obsługi BIOS). Nie możemy także zapomnieć o interfejsach PATA czy SATA do obsługi dysków twardych i napędów optycznych. Jednak najważniejszą funkcję, jaką posiada ten most, jest zegar czasu rzeczywistego (RTC - Real Time Clock). Most południowy realizuje zatem mnóstwo zadań i obsługuje większość urządzeń podłączanych do płyty lub z nią zintegrowanych.

MOST PÓŁNOCNY - kolejny pod względem złożoności układ, który odpowiada za obsługę procesora (komunikacja przez magistralę HOST), pamięci RAM (wbudowany kontroler pamięci) oraz - w niektórych rozwiązaniach - chipsetu grafiki (magistrala AGP lub PCIe).
W "uboższych" wersjach laptopów, karta grafiki wbudowana jest właśnie w most północny (chipsety GMCH - Graphic and Memory Controller Hub).
Prócz obsługi w/w urządzeń, most północny pośredniczy w wymianie danych z procesora/pamięci do pozostałych układów/urządzeń.

MOST PCH (Platform Controller Hub - Intel) - jest to układ, który stanowi często połączenie mostu północnego i południowego. Odpowiada on głównie za obsługę urządzeń i magistral peryferyjnych (podobnie, jak most południowy), jednakże posiada także wbudowane funkcje mostu północnego (np. obsługa wyświetlacza LCD). Most ten współpracuje bezpośrednio z procesorem, najczęściej przy użyciu dwóch magistral: DMI (Direct Media Interface - patent Intela) oraz - nie we wszystkich konstrukcjach - FDI (Flexible Display Interface). Dodatkowo, mostki PCH obsługują bezpośrednio główny system BIOS.

MOST FCH (Fusion Controller Hub - AMD) - układ ten jest funkcjonalnym odpowiednikiem mostu PCH Intela. Most ten współpracuje z procesorem przy użyciu magistrali UMI (Unified Media Interface - patent AMD).

PROCESOR - zwany potocznie CPU (Central Processing Unit) lub APU (Accelerated Processing Unit), jest urządzeniem, którego funkcje ograniczały się (jeszcze do niedawna) do prostego schematu działania: pobieranie rozkazów z pamięci, ich interpretacja oraz wykonywanie.
Jednakże współczesne procesory "pochłaniają" coraz częściej funkcje, zarezerwowane do tej pory dla mostów - zarówno CPU dla platform Intela, jak i AMD, posiadają zintegrowane kontrolery pamięci RAM, coraz częściej także mają wbudowane układy GPU, a nawet całe mostki PCH/FCH. Współczesne procesory są zatem coraz bardziej rozbudowanymi hybrydami - najnowsze, seryjne konstrukcje to coraz częściej komputery jednoukładowe - z procesorami, które integrują niemal wszystkie funkcjonalności płyt głównych.
Więcej na temat konkretnych typów procesorów i ich funkcji można się dowiedzieć z licznych artykułów, dostępnych w sieci - bogatą dokumentację swych produktów udostępniają wszyscy wiodący producenci procesorów.

KARTA GRAFIKI - inne określenie: GPU (Graphics Processing Unit), jest to specjalizowana jednostka obliczeniowa, dzięki której po prostu mamy obraz tego, co dzieje się z komputerem. W przypadku procesorów graficznych zintegrowanych z mostem północnym lub procesorem, karta wykorzystuje do działania pamięć systemową RAM, zaś w przypadku zewnętrznego procesora graficznego, jest on wyposażony we własną, dedykowaną pamięć VRAM (Video RAM) - może on jednak współdzielić dodatkowo pamięć RAM, rozszerzając tym samym wielkość dostępnej pamięci VRAM. Chipset grafiki połączony jest - w przykładowej architekturze - z mostem północnym poprzez magistralę PCIe (starsze konstrukcje wykorzystywały magistralę AGP).
Obecne konstrukcje opierają się głównie na układach graficznych, wbudowanych w procesory (np. Intel Core seria i3/i5/i7, AMD APU seria A4/A6/A8).

ZEGAR SYSTEMOWY - jest to specjalizowany generator sygnałów zegarowych dla wszystkich urządzeń, magistral i układów, w które jest wyposażona płyta główna (FSB, AGP, PCI/PCIe, USB itd.).

PRZETWORNICA - jest to układ ze specjalizowanym kontrolerem, dostarczający precyzyjnie ustalonego napięcia zasilania (lub kilku) dla konkretnych bloków funkcjonalnych/układów. Najczęściej stosowane są przetwornice jednofazowe, jednakże w przypadku przetwornic, zasilających rdzenie procesorów, stosuje się często przetwornice dwu-, trzy- lub czterofazowe. Stosowane w laptopach przetwornice są to zwykle przetwornice przepustowe, choć można czasami spotkać w niektórych rozwiązaniach również przetwornice zaporowe (choć jest to bardzo rzadkie, z uwagi na mniejszą efektywność). Dodatkowo można się spotkać z prostymi powielaczami napięcia (diodowo-pojemnościowe), które "produkują" napięcia od 12 do nawet 30V, a także ze zwykłymi stabilizatorami liniowymi. Tranzystory w przetwornicach nazywane są KLUCZAMI. Przetwornice służą do zasilania układów płyty i urządzeń do niej podłączonych. Niektóre są włączane od razu w momencie podłączenia zasilania do płyty, inne zaś "startują" dopiero po włączeniu płyty.
Przetwornice będą szerzej omówione w dalszej części szkolenia.


===== Translated by katar83 =====

Laptop motherboard repairs is a quite elite occupation and anyone involved need to have a knowledge of motherboard architecture and some experience of how they work.
Because of that this chapter will explain some basic motherboard structure, its core blocks and components and applications where they are used.
Power blocks, control and operation, voltage controller types etc along with some bus operations and interfaces used by motherboards will be described.
This chapter is purely practical.

For a proper motherboard diagnostics some architecture knowledge is needed. This is described on a typical Intel based motherboard example as below.



This is a 'two-bridges' architecture and consist of a northbridge and southbridge connected together with a DMI bus(usually 100MHz).
The interesting part of that structure is that the RAM memory is operated by northbridge which is completely different to AMD architecture where memory controller is typically built in a main processor(CPU).#

A short characteristics of most important motherboard components :

Keyboard Controller : usually named KBC controller or EC - embedded controller is a motherboard micro-controller responsible for pretty much everything that operates on the motherboard, from controlling the DC power and charging battery, through controlling screen brightness, processor temperature, motherboard start control, to operating system boot up which takes control of some devices when it finally loads up.

System Bios - a basic input-output system is a memory which is usually connected to KBC controller(sometimes directly to the southbridge). This system includes some basic device drivers found on motherboard like hard drive, optical drive, LAN card, USB bus, graphics card and I/O devices. System Bios has also a built in auto test procedure called POST - Power On Self Test. This procedure allows to test all the bus interfaces and devices connected to them. In addition BIOS can display test results with a binary code(when using specialized post cards) which is very important in diagnosing any possible faults.
POST procedure starts with RESET signal on all motherboard devices including processor. After that BUS interfaces are tested and if the results are not correctly returned to KBC controller the POST procedure stops.
RAM memory(only first 4kB) are then tested and then the bios system is stored in RAM. Bus interfaced are initialized(PCI, USB, PCIe, etc) and graphics card controller is started.
In the end the bios system looks for a boot device where an operating system is installed and boots from it. With this, operation of bios system is halted until next boot or an operating system request.

Soutbridge - one of main computer components which control many motherboard functions. It operates most of devices belonging to the motherboard, like PCI or PCIe bus interface, LAN and WLAN controllers, SD/MMC card readers, PCMCIA/Express Card, Fire-Wire and many more.
It also controls USB bus interface, Audio, LPC, DMI(communication with northbridge) and SPI(communication with BIOS). We also cant forgot about the PATA or SATA interfaces for hard drive and optical drive control although the most important function of the southbridge is Real Time Clock - RTC.

Northbridge - this is another major component which controls the processor through HOST bus interface. It also controls RAM memory and sometimes the graphics card through AGP or PCIe bus interface. In many motherboard graphics card is built in the northbridge(GMCH chipsets - Graphics and Memory Controller Hub)
Besides that, northbridge acts as a data mediator between the processor/memory and rest of devices.

Processor - called CPU or central processing unit is a device which generally speaking takes data from the memory, interprets it and finalizes. More about CPU can be found in many online articles.

Graphics card - or GPU, graphics processing unit is a specialized device responsible for rendering screen images. When graphics card is integrated with the northbridge it uses RAM memory and when motherboard is equipped with a separate graphics card its uses its own dedicated VRAM memory(video memory). Graphics chipset is connected to northbridge with an AGP or PCI/e Bus interface.

System Clock - is a clock generator for all motherboard devices and components connected to bus interfaces(FSB, AGP, PCI/PCIe etc).

Voltage converter - or a DC/DC controller is a component controlling various voltages on the motherboard powering all board devices and components. Some of them are powered as soon as voltage is connected and some are powered after system boots up. There are number of different DC converters including simple diode and voltage regulators. Transistors working with the Voltage Converters are called mosfets or 'fets'.

Wiemy już, co jak się nazywa, pora więc omówić podstawowe sposoby diagnostyki uszkodzeń.
Ponieważ liczba możliwych usterek jest ogromna (każdy z kilku tysięcy elementów może być podejrzany), w tej i kolejnych lekcjach dowiemy się, jak zawężać krąg poszukiwań.

UWAGA: Jeśli laptop był zalany, należy w pierwszej kolejności odłączyć wszelkie źródła zasilania (w tym baterie), aby powstrzymać korozję elektrochemiczną płyty. Przed jakimikolwiek czynnościami diagnostycznymi (szczególnie przed podłączaniem zasilacza lub baterii) musimy najpierw dokładnie umyć płytę.

Kolejność czynności przy myciu płyty:

• Faza wstępna - kąpiel około 3-5 minut w dość ciepłej (ok. 50-60°C) zwykłej wodzie (zalecam jednakże wodę dejonizowaną) z dodatkiem niewielkiej ilości płynu do mycia naczyń. Jest to faza szczególnie zalecana przy zalaniach płynami z dodatkiem cukrów, bądź substancjami słabo rozpuszczalnymi w alkoholach. Miejsca z wyraźnymi śladami zalania zaleca się dodatkowo przetrzeć szczoteczką ESD z miękkim włosiem. Nie polecam dłuższej niż 5 minut kąpieli, z uwagi na związki powierzchniowo czynne, zawarte z reguły w płynach do mycia naczyń.
• Faza zasadnicza - intensywne płukanie około 5 minut w wodzie destylowanej, aby dokładnie wypłukać pianę oraz pozostałości związków powierzchniowo czynnych, zawartych w płynie do mycia naczyń.
• Faza odwadniania - dokładne płukanie w alkoholu izopropylowym, mające na celu pozbycie się resztek wody, zwłaszcza spod układów BGA.
• Suszenie - izopropanol najlepiej wydmuchać kompresorem, zwracając uwagę zwłaszcza na miejsca pod układami BGA. Zalecam na koniec wstawić płytę na około godzinę do komory klimatycznej (ok. 60-80°C).

Osobiście nie zalecam mycia płyt w myjkach ultradźwiękowych - istnieje ryzyko (niewielkie, ale jednak) uszkodzenia rdzeni układów BGA (zwłaszcza nowsze platformy mają coraz delikatniejsze i coraz cieńsze struktury krzemowe).

Jeśli nie mamy informacji o zalaniu lub stan laptopa jest nieznany, przed podłączeniem zasilania (zasilacz, bateria) dokładnie oglądamy płytę główną, czy nie nosi śladów ingerencji cieczy, bądź czy nie posiada śladów wypalenia laminatu lub elementów.

Musimy najpierw określić rodzaj usterki.
Co więc robimy - podłączamy baterię oraz zasilacz i sprawdzamy, czy kontrolka ładowania baterii zaświeci się.
Jeśli tak, możemy z dużym prawdopodobieństwem stwierdzić, że i przetwornica główna 3V/5V pracuje. Jeśli nie, notujemy brak ładowania baterii (przyczyny poznamy później).

Następnie włączamy laptopa i obserwujemy jego zachowanie. Tutaj mamy wiele możliwych zachowań laptopa:
1. Nie reaguje na włączenie oraz brak jest ładowania baterii (nie zaświecają się żadne kontrolki, laptop jest "martwy"). Dodatkowo (w przypadku ładowarek z diodą sygnalizującą pracę) gaśnie dioda w ładowarce, względnie po podłączeniu zasilacza serwisowego włącza się zabezpieczenie przeciążeniowe.
2. Nie reaguje na włączenie oraz brak jest ładowania baterii (nie zaświecają się żadne kontrolki, laptop jest "martwy"). Dioda w ładowarce nie gaśnie lub zasilacz serwisowy nie wykazuje przeciążenia.
3. Nie reaguje na włączenie, ale ładowanie baterii jest sygnalizowane.
4. Reaguje na włączenie, ale ładowanie baterii nie jest sygnalizowane.
5. Reaguje na włączenie zaświeceniem kontrolki zasilania, jednak natychmiast się wyłącza.
6. Reaguje na włączenie, jednak wyłącza się po kilku sekundach.
7. Reaguje na włączenie, jednak restartuje się po kilku sekundach.
8. Reaguje na włączenie, jednak nie wyświetla obrazu na ekranie LCD.
9. Reaguje na włączenie, ale wyświetla zakłócony obraz na LCD.
10. Reaguje na włączenie, wyświetla prawidłowy obraz na LCD, ale występuje inny problem.

Powyższe objawy nie wyczerpują wszystkich potencjalnych możliwości, jednak w oparciu o nie będziemy podejmować próby diagnostyki. Kolejna lekcja - już niebawem.

===== Translated by katar83 =====

There is many ways of finding a motherboard fault and this part will deal with basic methods used in IT industry. Before any work is carried out the mainboard must be visually inspected for any liquid damage and if any found it must be properly cleaned either with Isopropyl alcohol.

A battery and power supply must now be connected to diagnose a base fault. If the main power led lights up the 3V/5V controller is likely to work properly. This is the main voltage converter and in most cases should be inspected first as it powers up other voltage controllers.
Motherboard behavior should be now observed. Usual scenarios include :

1. Does not react to power button and doesn’t charge the battery(No leds light up and the laptop is completely dead). In addition to that, activity led in the power supply flickers constantly or the overload protection is activated(constant ticking noise can be heard).
2. Does not react to power button and doesn’t charge the battery(No leds light up and the laptop is completely dead). Power supply does not show any signs of overload or signs of shorted circuit.
3. Does not react to power button but the battery charging is working.
4. Powers up but the battery charging doesn’t work.
5. Powers up but then shuts down immediately.
6. Powers up but then shuts down after few seconds.
7. Powers up but then reboots after few seconds.
8. Powers up but does not display anything on the screen.
9. Powers up but display distorted image on the screen.
10. Powers up, display proper image on the screen but another fault appears.

This are not all but the majority of fault scenarios.

Witam po dłuższej przerwie, spowodowanej poważnymi zmianami w forum.
W dzisiejszej lekcji skupimy się na pierwszej z listy usterek, podanych w poprzedniej lekcji.
Każda następna lekcja będzie omawiała kolejną usterkę i sposoby diagnostyki.

W tym miejscu należałoby uzupełnić, że w przypadku ładowarek bez diody sygnalizującej pracę, warto jest zmierzyć napięcie wyjściowe ładowarki pod obciążeniem (czyli podłączoną do laptopa). Jeśli napięcie "przysiada" (a ładowarka jest sprawna), to mamy do czynienia właśnie z usterką 1.
W przypadku takich objawów odłączamy najpierw wszystkie urządzenia i podzespoły od płyty (procesor, pamięci, modem, karta grafiki jeśli jest jako osobny moduł itd).

1. Nie reaguje na włączenie oraz brak jest ładowania baterii (nie zaświecają się żadne kontrolki, laptop jest "martwy"). Dodatkowo (w przypadku ładowarek z diodą sygnalizującą pracę) gaśnie dioda w ładowarce, względnie po podłączeniu zasilacza serwisowego włącza się zabezpieczenie przeciążeniowe.

Jest to jeden z przypadków, które nie zdarzają się może zbyt często, ale oznaczać mogą czasem poważne problemy i rozległe uszkodzenia.
Na przykładzie poniższego fragmentu schematu prześledzimy, skąd takie zwarcie może się wziąć oraz jak skutecznie wykryć odpowiedzialne za to elementy.



Widzimy tutaj, że zasilanie podawane jest na złącze CN17.
Pierwszym elementem, który może zwierać, jest więc kondensator PC125 - wylutowujemy go i sprawdzamy.
Jeśli zwarcie dalej występuje, kolejnym elementem jest PC121 - także do sprawdzenia.
Dalej mamy diodę PD3, lecz napięcie oznaczone jako VA1 idzie dodatkowo na diodę PD9, która podaje to napięcie na n. 1 kontrolera ładowania baterii. Celowo pomijam fakt, że VA1 idzie również na diodę PD11, ponieważ obciążenie za diodą PD11 nie może wywołać zwarcia (szeregowy rezystor 75kΩ).



Sprawdzamy więc rezystancję katody diody PD9 w stosunku do masy i jeśli tutaj nie ma zwarcia, nie musimy podmieniać układu PU8 (kontrolera ładowania) ani sąsiadującego z nim kondensatora PC154.
Idziemy dalej. Za diodą PD3 mamy punkt VA2 i połączony z nim tranzystor PQ1. Ten tranzystor podaje napięcie zasilania dla wszystkich kluczy przetwornic (PWR_SRC). Mierzymy więc rezystancję zarówno drenu, jak i źródła PQ1 (w stosunku do masy).
Jeśli zwarcie jest po obu stronach PQ1, mierzymy jeszcze dla pewności rezystancję dren-źródło (zazwyczaj to złącze też jest wtedy zwarte). Upewniamy się zatem, że zwarcie powoduje albo któraś z przetwornic, albo kluczy, albo (częsty przypadek) któryś ze stałych kondensatorów filtrujących w przetwornicach.

Wykonujemy więc t.zw. "próbę zwarciową".
Tą próbę możemy wykonać wyłącznie za pomocą zasilacza serwisowego - ładowarki laptopowe nie nadają się do tego celu ze względu na to, że w przypadku zwarcia po prostu wyłączają się.
Próba zwarciowa polega na tym, że podajemy na dren PQ1 (czyli główny węzeł rozpływu zasilania) napięcie z zasilacza serwisowego, na początek napięciem nie wyższym, niż 0.5V, ogranicznik prądu ustawiamy na 1A. Próbę wykonujemy na wystudzonej (zimnej) płycie.
Po podłączeniu zasilacza sprawdzamy organoleptycznie (dłonią), bądź z pomocą kamery termowizyjnej, w którym miejscu płyta się nagrzewa. Sprawdzamy szczególnie rdzenie mostków oraz obszary z kondensatorami i kluczami przetwornic.
Jeśli ograniczenie prądu nie włączy się (pobierany przez płytę prąd jest mniejszy niż ustawione ograniczenie), zwiększamy powoli napięcie do 1V (chyba, że ograniczenie prądowe zadziała wcześniej, wtedy bezwzględnie zatrzymujemy zwiększanie napięcia!). Jeśli nic się nie nagrzewa, zwiększamy zakres ogranicznika prądu do 2A i badamy dalej. Jeśli nadal nie wyczuwamy grzejącego się elementu, zwiększamy zakres ogranicznika co 1A aż do skutku. Zdarzyć się może jednak, że przy napięciu 1V pobór prądu jest na tyle mały, że żaden element się nie nagrzewa - możemy zwiększyć wtedy napięcie o 1V, ale dopiero po upewnieniu się, że żaden z górnych kluczy (High-side MOSFET) którejkolwiek przetwornicy nie ma zwarcia złącza D-S. Najprostszą metodą jest pomiar rezystancji pomiędzy głównym węzłem rozpływu zasilania a cewką przetwornicy - w przypadku wykrycia zwarcia, najpierw wymieniamy uszkodzony MOSFET, a dopiero potem przystępujemy do wykonania próby zwarciowej. Pamiętajmy też, aby nie trzymać ręki zbyt długo na jednym obszarze płyty, bo ta nagrzeje się do temperatury ciała i możemy ulec złudnemu wrażeniu, że w danym miejscu płyta zaczyna się nagrzewać.

Próbę zwarciową możemy z powodzeniem wykonywać w dowolnym punkcie płyty, w którym występuje stwierdzone i niezamierzone zwarcie (czasami bowiem zwarcia są wykonywane celowo przez producenta, np. w sytuacjach wyłączania określonych bloków funkcjonalnych mostków), a także w każdym przypadku, gdy nie możemy ustalić, który z elementów je powoduje. Trzeba jednak pamiętać, aby nie przekroczyć dopuszczalnego napięcia, występującego normalnie w danym punkcie. Jeśli zatem chcemy zbadać, który z elementów powoduje zwarcie w gałęzi zasilania +3,3V przetwornicy głównej, nie można podać w ten punkt napięcia wyższego, niż 3,3V. Analogicznie - w przypadku badania wyjścia przetwornicy, zasilającej rdzeń CPU, nie powinniśmy przekraczać napięcia ponad wartość ok. 1-1.5V (zależnie od typu procesora). Uwaga - w przypadku wykorzystywania próby zwarciowej do badania zwarć na wyjściach przetwornic, należy bezwzględnie odłączyć przetwornicę wraz z jej kluczami od punktu, do którego przykładamy napięcie z zasilacza! Aby to zrobić bez wylutowywania przetwornicy, wystarczy jedynie wylutować cewkę przetwornicy, zaś napięcie z zasilacza podać na ten pad cewki, który jest połączony z obciążeniem przetwornicy (po stronie kondensatorów filtrujących).

Czasami uszkodzony element wyczujemy od razu, jednak czasem (ze względu na zagęszczenie elementów) trudno jest jednoznacznie wytypować konkretny element. Jeśli nie mamy kamery termowizyjnej, z pomocą w lokalizacji grzejącego się elementu przyjdzie nam sprężone powietrze. Ma ono pewną cenną właściwość - po odwróceniu puszki do góry dnem i rozpyleniu powietrza na płytę, mamy w efekcie śnieg, który utrzymuje się dość długo (nawet do 30-60 sekund). W tym czasie podłączamy zasilanie do w/w punktu rozpływu i obserwujemy, jak śnieg błyskawicznie roztapia się na elemencie, który najbardziej się nagrzewa. Wygląda to mniej więcej tak:


W ten oto sposób odkrywamy, że uszkodzenie powoduje kondensator. Po jego usunięciu sprawdzamy, czy zwarcie ustąpiło. Jeśli nie, szukamy dalej tym samym sposobem. Jeśli tak, uzupełniamy kondensator i testujemy płytę po naprawie.

Trzy istotne zasady bezpieczeństwa:
1. NIGDY, POD ŻADNYM POZOREM nie podłączamy zasilania do płyty, która ma zdjęty (wylutowany) którykolwiek sterownik przetwornicy! W takim przypadku tranzystory kluczujące zostają pozbawione jakiegokolwiek obwodu rozładowania bramek, przez co otwierają się i pełne napięcie z zasilacza jest podawane w obwody, zasilane normalnie dużo niższym napięciem. Najczęściej skutkuje to rozległymi, trudnymi do oszacowania i kosztownymi uszkodzeniami.
2. W przypadku, gdy podczas wykonywania próby zwarciowej w głównej gałęzi zasilania wyczujemy ciepło na rdzeniu któregokolwiek z układów BGA, należy natychmiast przerwać "próbę zwarciową". W takich przypadkach nagrzewanie się układu BGA oznacza bowiem zwarcie górnego klucza którejś z przetwornic i ryzyko podania na układ BGA napięcia wyższego, niż nominalne napięcie jego zasilania.
3. "Próbę zwarciową" przy napięciach o wartościach zbliżonych do napięcia ładowarki możemy wykonywać wyłącznie przy zwarciach w głównej gałęzi rozpływu, jedynie po wykluczeniu ewentualnych zwarć górnych kluczy przetwornic (High-side MOSFET) i tylko w sytuacji, gdy przy niższych napięciach próby nie możemy namierzyć zwierającego elementu, ponieważ tracona moc jest zbyt mała do jego podgrzania. Bezwzględnie nie można przykładać zasilacza z napięciem, ustawionym na poziomie napięcia ładowarki, do żadnej z cewek przetwornic - narażamy w ten sposób płytę główną na poważne zniszczenia, a czasem nawet eksplozję któregoś z elementów.


Jak zatem sprawdzić gałęzie zasilania np. 5V lub 1,8V? Tak samo, jak opisano wyżej - jednakże napięcie można zwiększać wyłącznie do wartości, która normalnie występuje w tej gałęzi (np. dla przetwornicy 1,8V maksymalne napięcie testu będzie wynosiło 1,8V).

Jak postępować w przypadku zwarcia kluczy w przetwornicach, omówimy w następnych lekcjach.

---------------------------------------------------

P.S. Serdecznie dziękuję Koledze LAZY za cenne wskazówki merytoryczne.


===== Translated by katar83 =====



First thing that should be checked in this case is the voltage of the power supply connected to the motherboard. If the voltage is lower than specified detailed motherboard its highly possible that there is a short on the motherboard.

Schematics below shows a typical power supply connection point.



The power supply is connected to the CN17 socket. The first element that can be actually shorted is the PC125 capacitor which needs to be removed and checked. If the short still appears next capacitor in line - PC121 - should be checked.
Next in line there is a PD3 diode, but VA1 voltage also goes to pin1 of the battery charging voltage controller through the PD9 diode.



Resistance of the PD9 diode to the ground should now be checked and if there is no short the battery charging voltage controller - U1 - is working as it should along with the PC154 capacitor.
After the PD3 diode there is a VA2 voltage point and PQ1 transistor connected to it. This mosfet powers up all the voltage controllers on the motherboard(PWR_SRC). Resistance to the ground from drain and source of the PQ1 should be now checked. If the transistor is shorted from both sides, D-S pins resistance should be checked. This shows that either one of the voltage controllers, controlling transistors or in many cases filter capacitors are shorted.

A short-test can now be performed. Laboratory power supply must be used for that test, because the standard laptop's charger switches off in case of a shorted circuit.
Short-test involves connecting a voltage to the Drain pin of the PQ1 transistor from the laboratory power supply. Starting with 0.5V and 1A should last, but it can be set to higher values if needed after making sure that none of high-side mosfets are shorted, and only in 19V main power rail. Short-test should be carried on cold (cooled down) logic boards. After a short while a faulty component, usually a capacitor should heat up and can be found either by simply touching it or by using a multimeter with a thermocouple. After removing and replacing the shorted component the logic board usually starts to work properly. If not we continue with the short-test until all shorted components are found and replaced.

There are two main points to notice when performing a short-test:
1. In case when heat can be felt on the core of either of the bridges or graphics card, short-test should be immediately stopped. In this cases usually one of the transistors working with the DC controller is shorted and there is a risk of connecting high e.g. 19V voltage directly to the bridge or graphics card which are usually powered by 1V to 5V voltage. In this case you can't tune up the voltage above value, which is normally operated in lower values (for example, for the 1,8V power rail you can tune up the voltage only to 1,8V value maximum!).
2. Second thing is that the short-test with 19V (usual laptop power supply voltage) can be carried only in case of shorts in main VIN voltage rails. Such voltage CAN'T be connected to any voltage controller inductors, because there is a risk of a serious damage or even blown component.

Witam serdecznie.
W dzisiejszej lekcji omówimy sposoby diagnozowania drugiej z listy usterek.

2. Nie reaguje na włączenie oraz brak jest ładowania baterii (nie zaświecają się żadne kontrolki, laptop jest "martwy"). Dioda w ładowarce nie gaśnie lub zasilacz serwisowy nie wykazuje przeciążenia.

W tego typu usterkach musimy przede wszystkim ustalić, jaki jest zakres uszkodzenia. Dlatego w pierwszej kolejności ustalamy, czy na elementach w obwodzie gniazda zasilania jest napięcie (szczególnie cewki, bezpieczniki itp.) a następnie dokonujemy pomiarów napięć na cewkach przetwornicy głównej.
Przerwy lub inne anomalia w obwodzie gniazda zasilania łatwo wykryć, dlatego pominę ich omawianie.

Brak napięć na cewkach przetwornicy głównej.

Przed przystąpieniem do diagnostyki przetwornicy warto upewnić się, że żaden z jej kluczy nie ma zwarcia lub podejrzanie małej rezystancji.

Przetwornica główna 3V/5V - w ogromnej większości konstrukcji - po podłączeniu zasilacza powinna rozpocząć pracę. W pierwszej kolejności rozpoznamy więc, co jest tego przyczyną.


Rys.1 - schemat typowej przetwornicy.

Najważniejszym napięciem jest B+ (około 19V) - to ono zasila przetwornicę oraz klucze.
Brak tego napięcia może być spowodowany różnymi czynnikami, na przykład:
- zadziałaniem zabezpieczenia przeciwzwarciowego (stosuje się tu najczęściej klucze w układzie przeciwsobnym, pojedynczy klucz lub zwykły bezpiecznik),
- usterką zabezpieczenia przeciwzwarciowego,
- usterką obwodu detekcji lub pomiaru napięcia zasilacza.

O ile uszkodzony bezpiecznik jesteśmy w stanie namierzyć błyskawicznie, o tyle dwa pozostałe rozwiązania mogą nastręczyć nam pewnych problemów.


Rys.2 - zabezpieczenie w układzie przeciwsobnym.

W przypadku tego typu zabezpieczenia od razu widzimy, że pierwszy z kluczy (w przykładzie PQ8) przepuszcza nam prąd dzięki wewnętrznej diodzie. Zatem w punkcie P2 powinniśmy mieć napięcie zasilania bliskie VIN, bo pomniejszone o spadek napięcia na diodzie (ok. 0.5V).
Mierzymy też napięcia na bramkach (najczęściej są połączone, ale zdarza się, że są sterowane osobno) - jeśli napięcie to jest bliskie napięciu zasilania, układ jest zabezpieczony - czyli albo mamy zwarcie w gałęzi B+, albo uszkodzony jest któryś z kluczy (PQ8 lub PQ9), albo problem dotyczy sterowania.
Odłączamy więc zasilanie i mierzymy rezystancję punktu B+ w stosunku do masy - jeśli jest zwarcie, możemy zastosować "próbę zwarciową", o której już pisałem, podłączając zasilacz do punktu B+ i szukając sprawcy zwarcia.
Jeśli zwarcia nie ma, ustawiamy ograniczenie prądu w zasilaczu na 200mA i zwieramy dreny PQ8 i PQ9 - jeśli zasilacz wykryje przeciążenie, stosujemy "próbę zwarciową" jak w poprzednim przypadku.
Jeśli po zwarciu drenów (PQ8 i PQ9) prąd ustala się na poziomie nie większym niż 80mA i płyta daje się włączyć przyciskiem, przyczyną jest zwykle uszkodzenie jednego z tych tranzystorów (upływność złącza G-S) bądź nieprawidłowe ich sterowanie z detektora napięcia zasilania (prąd w granicach 20-50mA) - w tym przypadku często uszkodzony jest układ ładowania, bądź też - w niektórych platformach - obwód detekcji przeciążenia. Stosowany w niektórych platformach tzw. "precharge detector" - obwód wstępnego detektora przeciążenia w gałęzi B+ wygląda zwykle tak:


Rys.3 - precharge detector.

Zasada działania takiego detektora opiera się na spadku napięcia na rezystorach pomiarowych, w zależności od przepływającego przezeń prądu. Jeśli w gałęzi B+ jest zwarcie, na rezystorach pomiarowych odkłada się całe napięcie zasilania (przez co rezystory te mocno się nagrzewają, bo w przypadku zwarcia w gałęzi B+ całkowita moc tracona w nich wynosi ok. 1W). Z uwagi na to, że w punkcie B+ potencjał jest bliski lub równy 0V, obwód komparatora (w naszym przykładzie PU1B) jest zablokowany i sygnał ACON - niezbędny do odbezpieczenia (włączenia) PQ8/PQ9 - przyjmuje wartość bliską 0V (w praktyce do 600mV). Dzięki temu, wstępny detektor utrzymuje obwód przeciwzwarciowy w stanie "zabezpieczony", nie dopuszczając do podania zasilania w zwartą gałąź B+. Jeśli w gałęzi B+ nie ma bezpośrednio zwarcia, lecz któryś z dalszych obwodów, na skutek uszkodzenia, pobiera zbyt duży prąd (powyżej 50mA), wstępny detektor przeciążenia zadziała tak samo, jak w przypadku zwarcia w gałęzi B+, odcinając zasilanie od płyty wyłączeniem tranzystorów PQ8/PQ9. Jedynie w dość wąskim zakresie prądu (do 50mA) detektor odblokuje zabezpieczenie, podając zasilanie w gałąź B+.
Uszkodzenie któregokolwiek z rezystorów pomiarowych spowoduje, że detektor będzie pracował nieprawidłowo - w skrajnym przypadku, może on blokować obwód zabezpieczenia przeciwzwarciowego nawet przy prawidłowym prądzie, pobieranym przez płytę w trybie ST-BY (średnio około 10-15mA).


Rys.4 - zabezpieczenie pojedyncze.

W przypadku tego typu zabezpieczenia, sterowanie tranzystora (w przykładzie Q42) realizuje układ ładowania, wystawiając stan niski na pinie ACDRV#. Aby jednak sygnał ACDRV# był wystawiony, układ ładowania musi być zasilany (VCC), napięcie na pinie ACDET musi mieć określoną wartość (wyznaczoną dzielnikiem R618 i R617) oraz napięcie na pinie SYS nie może być mniejsze, niż na PVCC. Dodatkowo układ ładowania musi mieć wystawione prawidłowe napięcie VREF5. Dopiero spełnienie wszystkich tych warunków powoduje, że tranzystor (Q42) jest załączany.
---------------------
Jeśli mamy napięcie B+, kolejnym napięciem, które powoduje jakąkolwiek reakcję układu jest SHDN# - napięcie to w stanie niskim wyłącza całkowicie przetwornicę (shutdown), zaś w stanie wysokim (od 3 do 19V) załącza wewnętrzne stabilizatory liniowe.
Napięcie to wytwarzane jest na wiele sposobów - najczęściej brane jest pośrednio z naszego B+ (przez rezystor) bądź z obwodu detektora napięcia zasilania.
----------------------
Jeśli SHDN# jest w stanie wysokim, powinny się nam pojawić napięcia LDO3, LDO5 oraz 2VREF (ze wspomnianych wewnętrznych stabilizatorów).
Napięcie odniesienia 2VREF (2V) wykorzystywane jest często do ustalania ograniczenia prądu wyjściowego obu gałęzi przetwornicy, LDO3 (3V) zasila często kontroler EC/KBC, zaś LDO5 (5V) wykorzystywane jest zazwyczaj do zasilania drivera przetwornicy (jak widać na rys. 1, przez niskoomowy rezystor napięcie LDO5 podawane jest na pin VDD tej samej przetwornicy). Dodatkowo, napięcie LDO5 wykorzystywane jest często do inicjowania pracy przetwornicy - tzw. obwód "BOOTSTRAP". Zjawisko to polega na tym, że w momencie pojawienia się napięcia LDO5, napięcie to "polaryzuje" cewki przetwornicy, "układając" strumień magnetyczny w rdzeniu cewki (w celu zminimalizowania prądu rozruchowego podczas startu przetwornicy). "Polaryzacja" jest wykonywana przez impuls z kondensatora o niewielkiej pojemności (na rysunku połączonego z katodą diody) - ponieważ dużo większa pojemność wyjściowa działa w tym czasie jako zwarcie (kondensator na wyjściu nie ma szans na naładowanie tak krótkim impulsem), strumień magnetyczny w rdzeniu jest "układany" w ściśle określonym kierunku. I tu uwaga - brak impulsu "polaryzującego" powoduje najczęściej brak możliwości wystartowania przetwornicy. Przyczyną jest zbyt duży prąd rozruchowy podczas włączania przetwornicy, który powoduje jej przeciążenie i samoczynne zabezpieczenie. Jednakże główną rolą obwodu "BOOTSTRAP" jest zjawisko, określane mianem "BOOST" - ma ono na celu zwiększenie amplitudy impulsów, sterujących bramką górnego klucza przetwornicy, powyżej napięcia zasilania B+, co pomaga zwiększyć skuteczność przetwornicy i znacząco zmniejszyć moc strat podczas przełączania tranzystorów wykonawczych.


Rys.5 - impuls "polaryzujący" cewkę.

------------------------
Mając prawidłowe napięcia 2VREF, LDO3 oraz LDO5, powinniśmy skupić uwagę na sygnałach załączających przetwornicę - ON3 i ON5. Sygnały te pochodzą najczęściej z kontrolera EC/KBC, choć spotyka się tutaj różne rozwiązania (od układu resetu, który steruje pracą przetwornicy na podstawie pomiaru prawidłowości napięcia zasilania B+, po najprostsze połączenie tych wejść do LDO3 lub LDO5). Napięcia ON3 i ON5 wynoszą zwykle około 3V.
------------------------
Jeśli mamy wszystkie powyższe sygnały i napięcia a mimo to przetwornica nie pracuje, najczęściej jest ona po prostu do wymiany.


Napięcia na cewkach przetwornicy głównej są obecne.

W takim przypadku mamy do czynienia z jedną z trzech możliwości:
- problem z systemem BIOS,
- usterka kontrolera EC/KBC (lub elementów sterujących jego pracą),
- błąd sumy kontrolnej pamięci CMOS.

Pierwsze kroki kierujemy w stronę baterii RTC, która zasila generator RTC oraz pamięć CMOS.
Jej odłączenie przywraca domyśne ustawienia pamięci CMOS oraz resetuje zegar RTC. To pozwala niejednokrotnie przywrócić komputer do świata żywych. Oczywiście mierzymy od razu napięcie baterii RTC, gdyż jeśli spadnie ono poniżej 2V, bateria może blokować pracę generatora RTC nawet w przypadku podłączenia zasilacza.
-----------------
Kolejnym krokiem jest pomiar sygnału 32,768kHz na kwarcu przy mostku południowym (lub hybrydowym, np. MCP67M), przy zasilaniu sieciowym i bez baterii RTC.
Jeśli nie mamy oscylacji, upewniamy się jeszcze, czy generator jest prawidłowo zasilany (3V - mierzymy na kondensatorze najbliżej mostka) i jeśli tu jest w porządku, podmieniamy kwarc (ewentualnie sprawdzamy elementy bezpośrednio łączące się z nim). Ostatecznie może być uszkodzony most południowy (hybrydowy).
-----------------
Jeśli powyższe czynności nie skutkują, zabieramy się za kostkę BIOS, czyli programujemy ją, bądź w przypadku uszkodzenia wymieniamy.
Pamiętajmy, aby przed jakimkolwiek zapisem do pamięci BIOS wykonać kopię zapasową jej zawartości! W przypadku niepowodzenia możemy zawsze powrócić do oryginalnego wsadu, bądź użyć zgranego pliku do analizy czy porównania. Taki zgrany BIOS, o ile jest pewny i działający, można również umieścić na naszym forum.
-----------------
Jeśli wszystkie powyższe metody zawiodą, najprawdopodobniej mamy uszkodzony kontroler EC/KBC.
Celowo pominąłem tu kwestie sprawdzenia obwodu włącznika czy czujnika zamknięcia klapy, gdyż uważam, że każdy sobie z tym poradzi.


Kolejna lekcja już niebawem.
Pozdrawiam


===== Translated by katar83 =====



In this type of fault a damage range should be first diagnosed so first thing to check is the voltage around DC socket area, especially main fuses or protecting diodes. After that if no faults found measurements of the main 3V/5V controller should be taken starting with voltage on the main inductors in 3V/5V controller along with all the transistors in this circuit.



The 3V/5V controller in most motherboards should start automatically when power supply is connected to the motherboard.
In case of a lack of main voltages on the inductors we should continue with following :

The most important is the B+ voltage(approx 19V) as it powers up the controller and the transistors around it. Lack of this voltage can be cause by different factors for example :
-overload protection(usually a push-pull two transistors circuit, a single transistor or a simple fuse),
-fault in overload protection,
-fault in power supply or its voltage detection circuit.

A blown fuse is relatively easy to diagnose and replace but fault in push-pull transistors circuit is usually not.



In case of such protection first thing to observe is that the PQ8 mosfet pass the voltage due to built in diode so in P2 pin there should a B+ or power supply voltage.
Voltage across the gates (usually both gates are connected together) should be taken - if these are similar to the B+ voltage - circuit is blocked in a 'protect mode'. That usually indicates a short in B+ voltage, one of the mosfet is faulty, or the problem relates to the control system.
Power supply should be now disconnected from the main socket and resistance check from the B+ point to the ground should be taken. If its shorted we can perform a power test from this point.
If there is no short then power supply should be set to approx 200mA and both drains of the transistors PQ8 and PQ9 can be shorted. If the power supply detects a short we can perform normal power test.
If after connecting both drain pins of the transistors they draw no more than 80mA (usually between 20 and 50mA), usually the fault lies in one of the transistors (G-S leakage) or incorrect control feed from the B+ detector circuit in which case usually the charger controller is usually at fault.



In this case of a protection circuit a one transistor is used (Q42 mosfet). It is controlled by the charger controller - U26 or BQ24721 IC. The U26 gives a zero state on the ACDRV# pin but to give that state a number of conditions must be met. The controller must be powered up (VCC), voltage on ACDET pin must be in range given by the voltage divider (through R618 and R617 resistors) and the voltage on the SYS pin cant be lower that the PVCC voltage. Also the charger controller needs to have the correct VREF5 voltage. Only after meeting all these conditions transistor Q42 is switched on.

If all these voltages are correct net thing to check is the SHDN# signal on the charger controller. This voltage in low state switches off the controller completely. In high state (from 3V to 19V) it turns on built in voltage regulators.

If the SHDN# is in high state, LD03, LD05 and 2VREF voltages should show up. 2VREF voltage (2V) is usually used to limit the power output controller voltages, LDO3 sometimes powers up the EC/KBC controller or is not used at all and LDO5 is often used to power up the controller driver (as per schematics, through low resistance resistor LDO5 is connected to VDD of the same controller).
LDO5 voltage is also used to drive the BOOTSTRAP circuit, which generally helps to control the circuit efficiently.
Point to notice - without the proper BOOTSTRAP procedure, controller usually can't work due to overloading at startup, which often block the controller.
If all 2VREF, LDO3 and LDO5 voltages are correct, the ON3 and ON5 signals should be checked. Usually these signals comes from the EC/KBC controller and they drive the controller. Both should be approx. 3V.

If all these voltages are correct and the controller still doesn’t work - it's usually faulty and it needs to be replaced.

If both main voltages can be found on the inductors usually at fault are :
- BIOS problem,
- EC/KBC controller issue or a problem with components which control it,
- CMOS memory control sum error.

First thing to check is the RTC battery, which powers up the RTC generator and CMOS memory. By disconnecting it the RTC clock and CMOS memory reset. In many cases that solves the entire motherboard problem. RTC battery voltage should be checked and it should always measure over 3V, otherwise there is a risk that the low voltage here will block the RTC clock even when power supply is connected.

The next step is to check the clock signal (32.768kHZ) on the oscillator near the southbridge with the power supply connected and no RTC battery. If there is no oscillations a power supply to the generator should be checked (3V on the near capacitors) and if voltage can be found, oscillator should be replaced. Finally soutbridge faults are not rare and these can also be damaged.

If all these steps still do not help, BIOS memory should be reprogrammed or if damaged the bios module should be replaced with a new one. Its always a good idea to make a backup of the bios before reprogramming it.

Witam ponownie.
Dziś omówimy trzecią z usterek z listy powyżej.

3. Nie reaguje na włączenie, ale ładowanie baterii jest sygnalizowane.

Zacznę tutaj od wyjaśnienia, jakie mamy tryby pracy płyt głównych oraz czym się one charakteryzują - będzie to nam już potrzebne na tym etapie do rozpoznania, w jakim trybie znajduje się nasz pacjent i co to oznacza.

Wyróżniamy trzy główne tryby pracy płyty głównej (stanów ACPI), zaczynając od ostatniego i uwzględniając tylko te najważniejsze:

S5 - często nazywany Standby lub Soft Off (programowo wyłączony). Jest to odpowiednik stanu G3 ze specyfikacji ACPI.
Jest to tryb, w którym wyłączone są niemal wszystkie urządzenia. W trybie tym zasilany jest jedynie kontroler LAN, kontroler ładowania baterii, KBC, BIOS, generator RTC oraz przetwornica główna 3V/5V (choć w niektórych konstrukcjach przetwornica ta może być wyłączona w trybie S5). Czasami również - w przypadku płyt z ładowalną baterią RTC - zasilany jest obwód ładowania tej baterii.
W nowszych konstrukcjach w tym trybie zasilane są również: eSATA oraz urządzenia miniPCIe.
I tu uwaga - w przypadku zasilania bateryjnego (bez podłączonego zasilacza) przetwornica główna 3V/5V, kontrolery sieci i karty miniPCIe są najczęściej wyłączane. Ma to związek z tym, że w trybie pracy bateryjnej konstrukcja ma pobierać jak najmniej prądu.

Już jako ciekawostkę dodam fakt, że w wielu konstrukcjach w przypadku długotrwałego odłączenia laptopa od zasilania zewnętrznego (około 14-30 dni) przy podłączonej baterii, generator RTC również przestaje pracować, aby nie dopuścić do rozładowania baterii głównej przez ładowanie baterii RTC. Dlatego można czasami zaobserwować, że pomimo naładowanej baterii głównej i sprawnej baterii RTC, po włączeniu laptopa mamy zresetowaną datę/godzinę oraz przywrócone ustawienia domyślne, bądź pomimo naładowania baterii głównej laptop włącza się dopiero po podłączeniu ładowarki.

S3, S1 - tryby zwane najczęściej "stanem uśpienia" (SUSPEND). W tych trybach zasilana jest głównie pamięć RAM oraz niektóre bloki mostków. Dodatkowo w trybie S1 zasilany jest procesor. W trakcie włączania płyty są to tryby "przechodnie", używane przez KBC do kontroli napięć przetwornic (sygnałów Power Good) uruchamianych w tych trybach.

S0 - tryb pełnego włączenia (Full Power On). Jest to domyślny tryb pracy płyty głównej, gdzie wszystkie urządzenia są zasilane "na pełny gwizdek", łącznie z procesorem. W trybie tym możliwe jest jednakże przejście niektórych urządzeń (lub samego CPU) w tryb niskiego poboru energii (dla CPU są to stany C0-C6, dla urządzeń peryferyjnych D0-D3).

W temacie pozostałych trybów i ich właściwości odsyłam do dokumentacji ACPI (Advanced Configuration and Power Interface).
Dokumentacja do pobrania w załączniku na dole posta.

Wróćmy jednak do naszego pacjenta.
Po podłączeniu zasilania komputer znajduje się w trybie S5. Wciśnięcie włącznika powoduje, że na odpowiedniej nóżce kontrolera KBC pojawia się stan niski (w większości konstrukcji, jednak niektóre KBC załączane są stanem wysokim). Prawidłowo działający kontroler KBC powinien w tym momencie zareagować wyjściem z trybu S5 do kolejnego trybu (S3). Musimy więc upewnić się, czy kontroler KBC reaguje na wciśnięcie włącznika.
W tym celu, korzystając ze schematu, rozpoznajemy sygnały, które obrazują załączanie kolejnych trybów pracy - posłużymy się przykładowymi fragmentami schematu Quanta ZL8.



W sekcji PORTM kontrolera KBC widzimy sygnały MAINON, VRON, SUSON, S5_ON. W większości schematów te sygnały będą nazwane tak samo lub podobnie.
Zgodnie z powyższą kolejnością stanów ACPI, pierwszym sygnałem, który pojawia się przed wciśnięciem włącznika, jest S5_ON.
Sygnał ten powoduje włączenie urządzeń wymienionych w opisie trybu S5.
Po wciśnięciu włącznika, KBC powinien automatycznie uruchomić tryb S3, czyli wystawić stan wysoki na linię SUSON (SUS od "suspend" - łatwo skojarzyć nazwę sygnału z odpowiednim trybem ACPI) oraz załączyć diodę sygnalizującą włączenie komputera.

Tutaj kontrolujemy od razu, czy wciśnięciu włącznika towarzyszy zmiana stanu na odpowiednim wejściu kontrolera KBC, gdyż czasami zdarza się, że włącznik (lub jego obwód) nie działa prawidłowo i kontroler KBC zwyczajnie nie jest załączany (nie zmienia się stan na wejściu KBC). Po upewnieniu się co do prawidłowego działania obwodu załączania KBC, możemy przejść do dalszej diagnostyki.
Wypada również wspomnieć o konieczności kontroli czujnika zamknięcia klapy, gdyż w wielu konstrukcjach jego awaria może skutecznie zablokować start płyty.
W niektórych przypadkach blokowanie startu płyty może być spowodowane nawet przez odłączony czujnik zamknięcia klapy!

Jeśli KBC nie wystawia sygnału SUSON, może to oznaczać, że nie wykonuje programu zawartego w pamięci BIOS - innymi słowy może to oznaczać przede wszystkim uszkodzenie systemu BIOS lub samego kontrolera.
Jednakże w praktyce działanie kontrolera KBC może być także zablokowane przez generatory RTC (zarówno mostka, jak i samego KBC) lub błędy w pamięci CMOS.
Dlatego zaczynamy od pomiaru napięcia baterii RTC oraz sprawdzenia działania obu generatorów RTC (występowanie przebiegów 32,768kHz na kwarcach przy mostku i przy KBC), obowiązkowo wykonujemy również reset pamięci CMOS. Dopiero po wykluczeniu tych czynników możemy skierować się w stronę BIOS oraz KBC.
Jeśli ponowne programowanie BIOS względnie wymiana KBC nie przynosi rezultatu, bierzemy się za pomiar napięć na magistrali LPC. Ponieważ most południowy (hybrydowy w przypadku platform jednomostkowych) połączony jest tą magistralą z KBC, istnieje możliwość, że KBC jest blokowany właśnie przez tą magistralę. Jeśli na którejś z linii nie będzie żadnego napięcia, bardzo prawdopodobna jest usterka mostu południowego (hybrydowego).

Kontroler KBC najczęściej sygnalizuje włączenie (wyjście z trybu S5) zaświeceniem diody Power (zasilanie).
Jednak w niektórych konstrukcjach dioda załącza się dopiero w trybie S0 - czyli po pełnym włączeniu.
W takich przypadkach KBC reaguje na włączenie zmianą stanu SUSON, jednak urządzenie nie przechodzi w któryś z kolejnych trybów pracy. Zbadamy zatem, dlaczego kontroler KBC nie wywołuje kolejnych stanów.
W tym celu musimy dokonać pomiaru przetwornic i kluczy, które załączane są pierwszym sygnałem wystawionym przez KBC po wciśnięciu włącznika (czyli SUSON) oraz przed wciśnięciem włącznika (S5_ON).
Analiza schematu wykazuje, że powinniśmy uzyskać następujące napięcia:
1. +3V_S5 (S5_ON),
2. +1.5V_S5 (S5_ON),
3. +1.8VSUS (SUSON),
4. +3VSUS (SUSON),
5. +5VSUS (SUSON).











Jeśli napięcia są obecne, przetwornica PU2 powinna wystawić sygnał HWPG_1.8V. Sygnał ten jest jednym z kilku, które posłużą kontrolerowi KBC do identyfikacji poprawności włączenia przetwornic, co będzie skutkowało przejściem do stanu S0 i rozpoczęciem procedury POST. Brak któregokolwiek z napięć skutkować będzie zablokowaniem kolejnych trybów.

Kolejnym sygnałem, który pojawia się po sygnale SUSON, jest sygnał MAINON.
Sygnał ten załącza kolejne przetwornice i klucze. Znów analizujemy schemat i odnajdujemy napięcia, ktre muszą się pojawić, gdy sygnał MAINON jest w stanie wysokim:
1. +0.9V,
2. +1.5V,
3. +1.8V,
4. +2.5V,
5. +3V,
6. +5V.









Jeśli napięcia są obecne, przetwornica PU11 powinna wystawić sygnał HWPG_1.5V (jak wyżej, posłuży on do identyfikacji poprawnego włączenia przetwornicy). Brak któregokolwiek napięcia zablokuje przejście do kolejnego trybu.

Ostatnim sygnałem wystawianym przez KBC jest sygnał VRON. Analiza schematu wskazuje, że służy on do załączenia napięć:
1. +1.05V,
2. VCC_CORE.





Brak któregoś z napięć uniemożliwi pełne włączenie płyty. Jeśli napięcia są obecne, przetwornica PU4 powinna wystawić sygnał IMVP_PWRGD, co jest jednoznaczne z prawidłowym wejściem w tryb S1.
Ponieważ kontroler KBC ma już komplet informacji o stanie płyty (stan wysoki sygnału HWPG_591), powinien wprowadzić ją w tryb S0 i po zresetowaniu urządzeń rozpocząć procedurę POST.
Tutaj mała uwaga - sygnał HWPG_SYS brany jest z przetwornicy głównej 3V/5V.



Oczywiście sekwencja startowa jest trochę bardziej złożona - w trakcie załączania kolejnych trybów pojawiają się również sygnały zegarowe dla konkretnych urządzeń lub bloków funkcjonalnych oraz inne sygnały sterujące (przykład poniżej).



Kontrola sygnałów zegarowych, reset pamięci CMOS, programowanie BIOS, wymiana kontrolera KBC czy też mostu południowego (hybrydowego) powinny w 90% przypadków wystarczyć do tego, aby płyta "zmartwychwstała". Jednakże w praktyce możemy się spotkać z wieloma innymi usterkami, których opisanie tutaj byłoby zadaniem bardzo karkołomnym ze względu na mnogość rozwiązań konstrukcyjnych.
Dlatego ograniczyłem się do przedstawienia najważniejszych czynników, odpowiedzialnych za brak możliwości włączenia płyty.
Szczegółowa diagnostyka opiera się jednak na schematach konkretnych platform, zaś rozwiązań układowych i programowych jest tyle, że nie sposób wymienić i opisać wszystkie.

Jedyne, co mogę na koniec zasugerować, to uważna obserwacja i notowanie prądu pobieranego przez płytę.
Jego zmiany, osiągane wartości czy ich brak, są ważne dla określenia, czy pacjent reaguje na jakiekolwiek bodźce zewnętrzne.

---------------------------------------------

P.S. Serdecznie dziękuję Koledze farmer za cenne wskazówki merytoryczne.


===== Translated by katar83 =====



There are three main power stages in motherboard power sequence(ACPI states). These are very useful when determining, in which state the motherboard we work on, is.

S5 - usually called Standby or Soft Off. This is the G3 state from ACPI specification. In this state almost all devices are switched off, apart from LAN controller, battery charger controller, EC/KBC, Bios, RTC clock and 3V/5V controller. In new laptops also the eSATA and miniPCIe controller is powered up. These are powered up only with power supply connected. On battery power, 3V/5V controller, LAN and miniPCie are usually switched off. This is due to power saving mode in mobile computers.

S3, S1 - usually called, hibernation state or SUSPEND. In this states, RAM memory and some bridges blocks are powered up. Also the processor is powered in this state. This are the 'passing' states, usually used by EC/KBC controller to drive all the voltage controllers(PG, Power Good signals), started in these states.

S0 - Full Power On state. Its a default work state for all motherboard where all devices are powered and used including processor. In this state however some devices can move to low energy usage state(for CPU these are C0-C6 and for other peripherals are D0-D3) to conserve the battery power.

All other states and their properties can be found in ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) documentation. This can be found at http://www.acpi.info/

After connecting power supply to the motherboard it switches on to S5 state. Pressing the power button activates the KBC controller(usually by switching to low state on a dedicated KBC pin). A good working KBC should now step to next state S3. To check that, some main KBC signals needs to be found. These are in most cases: MAINON, VRON, SUSON, S5_ON (PORTM section).



According to ACPI documentation, the first signal before pressing power button that shows on the KBC is the S5_ON and that signals turns on devices that usually work in this state. After pressing the power button, KBC should switch on the S3 state by giving the high state on the SUSON signal and turning the power led.
This feature can show any problems with power switch itself(this can be checked on KBC controller directly) or lid close-up sensor which can in many laptop models also prevent the motherboard from powering up.
If the KBC controller does not provide a high state SUSON signal it usually means that the program built in BIOS memory is not executed(damaged BIOS) or the KBC controller itself is faulty.
In many cases KBC controller can also be blocked by the RTC oscillators(either the bridge or the KBC one) or errors in CMOS memory. That’s why voltage across RTC battery should be checked first along with oscillations on clocks near the southbridge and KBC controller (32.768kHz). CMOS reset is also a good idea.
If reprogramming the BIOS memory and replacing the KBC controller doesn’t help, voltages across LPC bus can be measured. If there is no voltage across these bus interfaces that usually indicates in a southbridge fault(hybrid bridge with integrated LPC bus interface).

KBC controller usually powers up activity LED which visually indicates that the KBC started and it moved from S5 to S3 state. In case where is a problem in one of the states KBC stops and doesn’t go to next state. To find why, all other main voltage controllers on the motherboard should be checked. First to check are controllers powered by the SUSON signal.
Schematics below shows that we need to look for :
1. +3V_S5(S5_ON),
2. +1.5V_S5 (S5_ON),
3. +1.8VSUS (SUSON),
4. +3VSUS (SUSON),
5. +5VSUS (SUSON).











If these signals are present, the PU2 voltage controller should give HWPG_1.5V signal. Lack of any of these voltages will prevent the KBC from going to next state.

Next signal that shows after the SUSON is a MAINON. This signal drives the mosfets and voltage controllers. Analyse of the schematics shows which voltage should appear when the MAINON is in high state:
1. +0.9V,
2. +1.5V,
3. +1.8V,
4. +2.5V,
5. +3V,
6. +5V.









Last of the signals given by the KBC controllers is the VRON signal. Schematics below show that it drives the

1. +1.05V,
2. VCC_CORE.





Lack of any of these voltages will also prevent the motherboard from fully booting up. If these voltages are present the PU4 controller should give an IMVP_PWRGD signal which is same as going to S1 state.

Because the KBC controller has all the signals needed from the controllers it should move to S0 state and after resetting all the devices it should start the POST procedure.

The HWPG_SYS signal is taken from the main 3V/5V controller.



This is some basics diagnostics and normal power sequence is obviously more complex. There are other multiple signals which include clock signals from function blocks of each device.
Example is shown below



Proper control of clock signals, CMOS memory reset, BIOS programming, KBC controller replacement or in worst scenario southbridge replacement should 'wake up' a dead board. In practice a lot of different faults may occur but this is beyond the scope of this work. Detailed diagnostics base on schematics of particular motherboards and there is thousands of architecture models which for obvious reasons cant be described here.



In this case the whole diagnostics comes down to one charger controller circuit only. A first thing to check is to see if there is correct communication between the battery and charger controller. The whole communication goes through bus interface between two main battery contacts SDA and SCL and the KBC controller. If these signals are correct and can be observed on the pins of the KBC controller the battery should be 'visible' under the operating system. These signals are also driven through the main 3V/5V controller so any shorted to ground lines may cause a KBC or 3V controller damage. Usually these lines are pretty much straight forward without many components and consist of two resistors and protection diodes which can be easily checked. If the signals are correct the KBC controller may be at fault.

The second part of this circuit consist of charger controller which drives the charging processor according to data given by the KBC controller. This circuit can be checked in pretty much the same way as the main 3V/5V controller.




These faults almost always tells that the Graphics card itself is faulty. On some occasions these are also due to fault with Video RAM memory if a dedicated graphics card is used. A usual diagnostics of these faults consists of preheating the core of the graphics card to 150C for approx 30 seconds and booting up the computer to check for any differences. In many cases this short test restores temporarily a proper video display ad indicates either damaged structure of the chip itself or broken connections between the graphics card and the PCB.

Witam serdecznie po dłuuuuugiej przerwie
Dziś omówimy czwartą z usterek z listy:

4. Reaguje na włączenie, ale ładowanie baterii nie jest sygnalizowane.

Omówimy tutaj wyłącznie przypadek braku sygnalizacji ładowania baterii, ponieważ fakt reakcji na włączenie będzie szerzej omówiony w dalszych lekcjach.

Z czego się składa i jak działa obwód ładowania baterii?
Najprościej rzecz ujmując, przetwornica ładowania baterii (zwana w żargonie serwisantów chargerem) jest to przetwornica impulsowa, zbliżona działaniem do pozostałych przetwornic, posiadająca zdolność automatyczej regulacji napięcia wyjściowego - i tym samym prądu ładowania.

Budowa chargera jest w gruncie rzeczy banalna - składa się z:
- kontrolera,
- obwodów wykonawczych (klucze, cewka),
- obwodów sterowania (detekcja podłączenia zasilacza, detekcja baterii, włączenie ładowania, ograniczniki napięcia i prądu),
- przełącznika trybu pracy: ładowanie/rozładowywanie,
- rezystorów pomiarowych (najczęściej dwóch).

Na podstawie poniższego diagramu prześledzimy poszczególne bloki funkcjonalne naszego chargera.

Rys.1 - schemat przetwornicy ładowania.

Zasadniczym elementem obwodu ładowania jest tutaj kontroler MAX8724 (wybrany losowo - płyta to Quanta AT6, pełny schemat płyty do pobrania w załączniku). Aby nie zagłębiać się zbytnio w jego strukturę wewnętrzną (jest to istotne wyłącznie w przypadku zaawansowanej diagnostyki tego kontrolera), przejdziemy od razu do opisu jego działania.

Na pierwszy rzut oka, obwód chargera wydaje się być dość skomplikowany. W rzeczywistości jednak, obwód ten jest naprawdę prosty, co udowodnię w dalszej części artykułu.

Aby kontroler ładowania rozpoczął jakąkolwiek pracę, muszą być spełnione pewne warunki. Przede wszystkim, charger musi być zasilany na n. 1 (DCIN) oraz włączony stanem wysokim na n. 8 ( SHDN ). Zasilanie chargera jest brane z gniazda DC, dalej poprzez równolegle połączone cewki PL18 i PL29 i kolejno przez diody PD18 (zakładam tu, że nie zasilamy płyty ze stacji dokującej) oraz PD22 trafia na n. 1. W tym momencie aktywowane jest wyjście stabilizatora liniowego LDO (5,4V na n. 2) oraz wyjście napięcia referencyjnego REF (4,096V na n. 4).
Włączenie chargera jest realizowane w tej samej chwili i niemal tą samą drogą, z tym, że za katodą diody PD18 mamy dzielnik PR71/PR72, który ustala napięcie włączenia na ok. 1/6 napięcia zasilania (czyli ok. 3,1V w przypadku zasilania napięciem 19V). Z uwagi na to, że próg detekcji na n. 8 wynosi 23,5% napięcia referencyjnego (REFIN = 3,3V - brane jest z wyścia stabilizatora LDO poprzez dzielnik rezystorowy PR137/PR134), napięcie 3,1V z zapasem wystarcza do włączenia chargera, gdyż jego wyłączenie następuje przy napięciu poniżej 0,775V (znawcy techniki audio z pewnością szybko przeliczą, ile to dB ).

Mamy już zasilony i włączony charger, pora zatem ustalić, w jaki sposób "widzi" on podłączoną ładowarkę. Wbrew pozorom, jest to banalnie proste - charger wykrywa ładowarkę niemal tą samą drogą, jaką zostaje włączony. Napięcie z katody diody PD18 trafia bowiem, podobnie jak w przypadku sygnału SHDN, na dzielnik rezystorowy PR78/PR77, przez który 1/6 napięcia zasilania (czyli ok. 3,1V) trafia na n. 10 (ACIN) chargera. Próg detekcji wynosi w tym wypadku połowę napięcia referencyjnego (REF = 4,096V), zatem z pewnością 3,1V z zapasem starcza, aby charger "zobaczył" ładowarkę.

Gdy już MAX8724 rozpoznał podłączony zasilacz, przechodzi w jeden z dwóch trybów pracy: ładowanie lub rozładowywanie. W tym momencie uaktywniają się już symetryczne wejścia pomiarowe CSS oraz CSI, które odczytują napięcia z rezystorów pomiarowych: PR148 oraz PR34, a także aktywowane jest wyście ACOK (tutaj aktywne w stanie niskim, ale zdarzają się konstrukcje, gdzie sygnał ten jest aktywny w stanie wysokim), które służy do "poinformowania" pozostałych bloków funkcjonalnych płyty, że zasilanie sieciowe jest obecne, charger skonfigurowany, nie ma przeciążenia w głównej gałęzi zasilania i gdy tylko KBC wykryje podłączoną baterię, jej ładowanie może zostać bezpiecznie rozpoczęte, o ile nie jest uszkodzona lub naładowana.

Rezystor PR148 służy do pomiaru prądu, pobieranego przez płytę z zasilacza sieciowego (AC). W przypadku, gdy prąd ten przekroczy założoną przez projektanta wartość (dzieje się tak zwykle na skutek przeciążenia głównej gałęzi zasilania), charger ma za zadanie odłączyć zasilanie płyty, zamykając (odcinając) tranzystor PQ52 - wówczas płyta przechodzi w tryb zasilania bateryjnego (lub wyłącza się, jeśli bateria jest odłączona lub rozładowana). Rezystor PR34 służy natomiast do pomiaru prądu ładowania baterii. Gdy prąd ten przekroczy założoną przez projektanta wartość (zwykle dzieje się to w przypadku zwarć w ogniwach baterii lub uszkodzenia jej elektroniki), charger przestaje ładować baterię, lecz nie przerywa dopływu energii z ładowarki (nie odcina PQ52), toteż płyta nie przechodzi w tryb zasilania bateryjnego.

W tym miejscu warto wspomnieć o pewnej właściwości chargera, ujawniającej się, gdy podłączona jest ładowarka oraz bateria, a napięcie BATT na n. 16 ma wartość poniżej 9,3V (w przypadku baterii trzykomorowej 10,8V) lub 12,4V (bateria czterokomorowa 14,4V). Otóż charger przechodzi w takiej sytuacji w tryb bezpiecznego ładowania - jest to tryb, w którym ogniwa baterii ładowane są prądem nie większym, niż 300mA do momentu, gdy napięcie baterii osiągnie wartość wyższą, niż podane powyżej (odpowiednio 9,3V oraz 12,4V) - wówczas charger przechodzi w tryb normalnego ładowania, zwiększając automatycznie napięcie i prąd.

Wróćmy jednak do naszego problemu braku sygnalizacji ładowania. Wszak bateria to nie tylko ogniwa, lecz także - a w zasadzie przede wszystkim - elektronika w niej zintegrowana.

Bateria posiada zwykle pięć wyprowadzeń - w ogromnej większości konstrukcji są to: PLUS, DATA, CLOCK, TEMP, MINUS. Wyprowadzenia PLUS i MINUS (ogniwa baterii) są często dublowane, czyli bateria może mieć też 7 (dwa PLUSY i dwa MINUSY) lub 9 (trzy PLUSY i trzy MINUSY) pinów. Wyprowadzenia DATA oraz CLOCK to nic innego, jak magistrala I2C (nazywana SMBus, najczęściej o poziomie 3,3V), służąca do komunikacji pomiędzy baterią a kontrolerem KBC (w nowszych konstrukcjach za pomocą tej samej magistrali z KBC komunikuje się również charger). Sygnał TEMP służy do detekcji podłączenia baterii do złącza - i choć nie zawsze jest on wykorzystywany (np. Apple MacBook A1278 na płycie 820-3115-B), w naszym przykładzie jednak jest, toteż nie możemy pominąć jego roli.

Podłączamy zatem naszą baterię do płyty, która jest zasilana z ładowarki. W tym momencie sygnał TEMP_MBAT (który do tej pory był w stanie wysokim, dzięki rezystorowi PR85) powinien spaść do zera. Jeśli nie spadnie, bateria po prostu nie zostanie wykryta. Obowiązkowo zatem mierzymy ten sygnał na samym początku. Załóżmy jednak, że jest on w stanie niskim - w tym momencie kontroler KBC (str. 37 schematu, pin 71) otrzymuje informację o podłączeniu baterii do złącza i przechodzi w tryb komunikacji z baterią (sygnały MBDATA i MBCLK). Wykrycie problemów w tym obwodzie wymaga zwykle pomiarów oscyloskopowych - jeśli go nie mamy, możemy jedynie wstępnie zorientować się, czy magistrala nie jest przywarta. W tym celu mierzymy do masy napięcia stałe na wyprowadzeniach MBDATA i MBCLK - powinny one wynosić około 3.3V i mieć praktycznie taką samą wartość na obu liniach. W przypadku, gdy napięcie na którejkolwiek linii różni się znacznie od drugiego (np. 2,5V i 3V), odłączamy baterię i mierzymy ponownie napięcia na obu liniach. Jeśli napięcia się wyrównają, najprawdopodobniej mamy uszkodzoną baterię. Jeśli nie, odłączamy ładowarkę i mierzymy rezystancje obu linii do masy - znaczna różnica rezystancji świadczyć może o uszkodzeniu kontrolera KBC, chargera (jeśli ma on wbudowaną magistralę SMBus), bądź innych elementów, podłączonych bezpośrednio do tej magistrali.

Rys.2 - przykładowy oscylogram magistrali I2C (u góry DATA, u dołu CLOCK). Amplituda ok. 3,3V.

Jeśli komunikacja z baterią jest poprawna, po odczytaniu jej parametrów KBC decyduje, co zrobić dalej - gdy bateria jest naładowana, KBC sygnalizuje pełny poziom jej naładowania, zaś gdy bateria jest rozładowana, aktywuje ładowanie, deaktywując sygnał D/C# oraz ustawiając początkowy prąd ładowania sygnałem CC-SET (n. 13 chargera), co skutkuje rozpoczęciem ładowania baterii. W tym momencie charger przejmuje kontrolę nad procesem ładowania, zaś KBC co jakiś czas "odpytuje" baterię o jej obecny stan. Po naładowaniu baterii charger wyłącza się, zaś KBC ustawia sygnał D/C# w stan wysoki. W przypadku chargerów z wbudowaną magistralą SMBus, parametry ładowania baterii (napięcie, prąd) oraz tryb pracy chargera są każdorazowo ustawiane i korygowane przez KBC.

Częste problemy z brakiem ładowania powoduje także niewłaściwe połączenie rezystorów pomiarowych z wejściami pomiarowymi chargera lub uszkodzenia samych rezystorów pomiarowych, które mają bardzo małe rezystancje (rzędu 1-50mΩ). Dodatkowo, w niektórych konstrukcjach wejścia pomiarowe chargera nie są połączone bezpośrednio do rezystorów pomiarowych, lecz poprzez niskoomowe rezystory małej mocy. Służą one do kompensacji linii pomiarowych oraz zabezpieczają charger przed uszkodzeniem wejść pomiarowych (należy pamiętać, że nie zawsze skutecznie!). W przypadku przepięcia w sieci energetycznej czy też odwrotnego podłączenia zasilania, rezystory te dość często się uszkadzają (zwiększają znacznie swoją rezystancję), powodując niepoprawny odczyt napięć z rezystorów pomiarowych. Należy zatem zmierzyć ich wartości i porównać z wartościami, podanymi na schemacie płyty.

Rys.3 - typowe połączenie rezystorów zabezpieczających wejścia pomiarowe chargera.

I to by było na tyle, jeśli chodzi o diagnostykę ładowania baterii. Kolejne lekcje już niebawem, zapraszam zatem już dziś do lektury

Witam Was serdecznie w nowym roku 2018

Ostatnie lata to intensywny rozwój mikroukładów - współczesne płyty mają coraz mniej z prawdziwej elektroniki, trafia na nie coraz więcej wyspecjalizowanych układów, integrujących całe bloki funkcjonalne (np. przetwornice potrzebują dziś w zasadzie tylko elementu indukcyjnego - cewki - oraz filtrującego - kondensator). Rozwinęła się także technologia produkcji kluczowych układów BGA, które współcześnie są niemalże autonomicznymi komputerami (integrują procesory, mostki, grafiki itd). Już dziś można spotkać płyty, których liczba elementów nie przekracza 300 - a jeszcze kilka lat temu liczyliśmy je w tysiącach! Z uwagi na tak szybki i zaawansowany postęp technologiczny, również treści naszych lekcji muszą być poddawane pewnym zmianom. Aby mimo wszystko nadążyć za postępem, postanowiłem częściej publikować kolejne lekcje. Zatem - przyspieszamy!

Dziś omówimy piątą usterkę z naszej listy usterek:

5. Reaguje na włączenie zaświeceniem kontrolki zasilania, jednak natychmiast się wyłącza.

Usterki tego typu oznaczają najczęściej zwarcie w którejś z gałęzi zasilania - w zasadzie byłaby to kwintesencja diagnostyki, niemniej jednak należałoby wiedzieć, jak radzić sobie z takimi usterkami. Omówimy więc kolejne etapy diagnostyki na przykładzie płyty K53SV od Asusa, która jest płytą dość skomplikowaną w budowie (jak na dzisiejsze realia), dzięki czemu łatwiej nam będzie szukać problemów na nowszych (zubożonych o elementy) płytach głównych.


Rys.1 - płyta główna Asus K53SV (rev: 3.0).

Gdy już ustaliliśmy, że nasza płyta reaguje na włącznik (najczęściej chwilowym zwiększeniem pobieranego prądu), ale bardzo szybko następuje jej wyłączenie (zwykle towarzyszy temu bardzo krótkie przeciążenie, które czasami można zaobserwować na diodzie stabilizacji prądu CC w zasilaczu warsztatowym - dioda ta na ułamek sekundy zaświeci się), możemy być niemal pewni, że w którymś z obwodów zasilania występuje przeciążenie lub zwarcie. Co więc robimy w pierwszej kolejności? Mierzymy rezystancje do masy na cewkach wszystkich przetwornic (wskazane strzałkami na poniższym obrazku):


Rys.2 - cewki przetwornic na płycie K53SV.

Jak zapewne zauważyliście, jedną z cewek zaznaczyłem na żółto - nie jest to cewka żadnej z przetwornic, lecz dławik obwodu zasilania kontrolera LAN (Realtek RTL8111). W omawianym przypadku warto jednak sprawdzić rezystancję i na tym dławiku, ponieważ zwarcia, pochodzące od przepięć w obwodach kart sieciowych LAN, zdarzają się dość często.

W tym miejscu kilka istotnych uwag co do sposobów pomiarów:

• przed wykonaniem pomiarów rezystancji, zasilanie płyty musi zostać CAŁKOWICIE ODŁĄCZONE. Proszę zatem zawsze pamiętać, aby najpierw odłączyć zasilacz oraz baterię, a następnie odczekać około 1-2 minuty, aby pojemności na płycie rozładowały się - gdy wykonujemy pomiary przy podłączonym zasilaniu, zostaną one zafałszowane przez włączone klucze, które w przypadku uszkodzonej płyty pozostają w stanie zabezpieczonym, przez co możemy wykryć zwarcie tam, gdzie go faktycznie nie ma. Dodatkowo, w przypadku niezbyt dobrej jakości przetworników w multimetrze, możemy dość szybko uszkodzić przyrząd pomiarowy.
• rezystancje na cewkach przetwornic mierzymy zawsze na najniższym możliwym zakresie omomierza, jaki mamy dostępny - najczęściej multimetry posiadają najniższy zakres do 200Ω (efektywnie do 199.9Ω), bardziej profesjonalne urządzenia mogą mieć niższe zakresy, np. 20-100Ω. Nie używamy zakresu pomiaru spadku napięcia na diodach (symbol diody) ani funkcji lokalizacji zwarć (symbol brzęczyka) - gdybyśmy próbowali mierzyć rezystancje na wyższych zakresach (np. 20kΩ), dość szybko odkryjemy, że mamy (pozornie) pełne zwarcie do masy na co najmniej 2-3 cewkach. To samo tyczy się zakresu pomiaru spadku napięcia na diodach (który nie jest tak dokładny, jak omomierz), jak i funkcji lokalizacji zwarć (która sygnalizuje brzęczykiem rezystancje już od 50-70Ω, co może wprawić nas w niemałe zakłopotanie i dać nam błędne przekonanie o zwarciach tam, gdzie ich nie ma).
• jeśli płyta jest wyposażona w procesor wymienny, montowany w podstawce (Asus K53SV ma taki właśnie wymienny procesor), przed pomiarem rezystancji warto wyjąć procesor z podstawki - dzięki temu rezystancja wewnętrzna procesora, która jest dość niska, nie zafałszuje nam wyników pomiaru; to samo robimy z kartą grafiki w przypadku, gdy występuje ona jako osobny moduł (np. MXM).
• zanim wykonamy pomiary, warto sprawdzić uchyb pomiarowy, spowodowany przez niedokładność naszego przyrządu pomiarowego oraz rezystancje kabli pomiarowych. W tym celu - na najniższym zakresie pomiaru rezystancji - zwieramy sondy naszego multimetru i odczytujemy wynik. W wielu przypadkach, zwłaszcza gdy multimetr jest kiepskiej jakości bądź zużyty, lub zużyte są przewody pomiarowe albo po prostu mamy słabą baterię, wynik może osiągać wartości nawet przekraczające 1Ω - taki uchyb jest nie do przyjęcia i musimy albo zakupić lepszy multimetr, albo wymienić baterię na nową. Warto taki test uchybu wykonać kilka razy - jeśli wynik jest za każdym razem identyczny (np. 0,2Ω), możemy po prostu odjąć ten uchyb od fizycznie zmierzonych wartości. Jeśli przy kolejnych testach uchybu otrzymujemy inne wyniki, należy zainwestować w lepszy przyrząd.

-----------------------------------

Gdy już zmierzyliśmy rezystancje do masy na cewkach przetwornic, warto je sobie zanotować (pamiętając o wartości uchybu pomiaru). Musimy tu jednak mieć na uwadze, że nie wszystko, co wygląda na zwarcie, w rzeczywistości jest zwarciem. Spotkamy się bowiem z rezystancjami rzędu 2-10Ω, które będą jak najbardziej poprawne w gałęziach zasilania CPU i GPU, ale oznaczają problemy w przypadku innych gałęzi, np. przetwornicy głównej 3/5V. Dlatego też niezwykle istotne jest, aby umieć rozpoznać, która cewka jest od jakiej przetwornicy, co i na której cewce powinniśmy otrzymać oraz, jak interpretować wyniki wykonanych pomiarów. Wróćmy zatem do naszej płyty K53SV:


Rys.3 - ponumerowane cewki przetwornic, płyta K53SV.

Pozwoliłem sobie ponumerować cewki na obrazku powyżej, aby łatwiej nam było je identyfikować. Stosunkowo łatwo jest rozpoznać, która cewka jest do czego:

• cewki 1 i 2 są cewkami przetwornicy, zasilającej rdzeń CPU, ponieważ są identyczne, położone są najbliżej podstawki procesora (jest także miejsce na trzecią cewkę, ale puste - oznacza to, że przetwornica pracuje aktualnie w konfiguracji dwufazowej, ale ma możliwość rozbudowy do konfiguracji trzyfazowej, co jest potrzebne dla zastosowania mocniejszych, a przy tym bardziej "energożernych" procesorów), są sporych gabarytów oraz mają niewielką impedancję (R36 = 360nH), co jest podyktowane tym, że muszą pracować przy dużych prądach (rzędu kilkudziesięciu amperów). Na tych cewkach powinniśmy spodziewać się niskich rezystancji (rzędu kilku Ω - choć istnieją konstrukcje, gdzie rezystancja wynosi nawet kilkadziesiąt Ω), o ile procesor jest przylutowany do płyty lub tkwi w podstawce; w przeciwnym wypadku rezystancja powinna być wysoka. Należy tutaj pamiętać, że cewki te są połączone ze sobą od strony kondensatorów filtrujących, zatem nie powinno nas zdziwić, że pomiędzy cewkami jest praktycznie pełne zwarcie (ich rezystancja dla prądu stałego to ułamki Ω).
• cewki 3 i 4 to cewki przetwornicy, zasilającej rdzeń GPU. Zlokalizowane są najbliżej układu grafiki, są identyczne (czyli przetwornica jest dwufazowa - tu warto wspomnieć, że w wielu przypadkach przetwornica, zasilająca chipset grafiki, ma tylko jedną cewkę, czyli pracuje w konfiguracji jednofazowej) oraz - podobnie jak cewki przetwornicy CPU - mają niewielką impedancję (R56 = 560nH) i spore gabaryty, ponieważ muszą pracować przy dużych prądach (rzędu kilkudziestu amperów). Tu także powinniśmy spodziewać się niskich rezystancji (rzędu kilku Ω), o ile układ grafiki jest przylutowany do płyty; w przeciwnym wypadku rezystancja powinna być wysoka. W przypadku karty grafiki na osobnym module (np. MXM), przetwornica zasilająca grafikę jest prawie zawsze umiejscowiona na tym module.
• cewki 9 i 10 to cewki przetwornicy głównej, ponieważ są gabarytowo mniejsze, niż cewki przetwornic CPU oraz GPU a przy tym mają od nich kilkukrotnie większą impedancję (2R2 = 2,2µH), zatem są przystosowane do pracy przy mniejszych prądach (rzędu kilku amperów), a ponadto w ich bezpośrednim sąsiedztwie znajduje się podwójny kontroler Richtek RT8206A - szybki rzut okiem na jego notę katalogową upewni nas, że standardowe napięcia, jakie dostarcza ten sterownik, to 3V i 5V. Na tych cewkach powinniśmy spodziewać się stosunkowo dużych rezystancji (powyżej kilkunastu kΩ).
• cewka 5 jest cewką obwodu ładowania baterii, ponieważ ma największą impedancję (6R8 = 6,8µH) i zlokalizowana jest najbliżej złącza baterii (pomijając cewki przetwornicy GPU). Tutaj rezystancja powinna być zdecydowanie wysoka (rzędu kilkuset kΩ).
• cewka 6, zlokalizowana przy podstawce procesora i w bezpośrednim sąsiedztwie sterownika ISL95831, jest częścią przetwornicy CPU. Z noty katalogowej sterownika ISL95831 dowiadujemy się bowiem, że ten sterownik ma dwa osobne, niezależnie sterowane wyjścia - jedno z możliwością konfiguracji jako jedno-, dwu- lub trzyfazowe (do zasilania rdzenia CPU), drugie zaś jednofazowe (do zasilania układu grafiki, zintegrowanego w procesorze - boardview podpowiedział nam bowiem, że jest to napięcie +VGFX_CORE). Tu powinniśmy się spodziewać stosunkowo niskich rezystancji (rzędu kilkunastu do kilkuset Ω).
• cewki 7 (VTT) i 8 (1.5V) dostarczają zasilania dla mostka PCH, modułów pamięci RAM i pozostałych bloków funkcjonalnych. Na tych cewkach powinniśmy spodziewać się rezystancji z dość dużego przedziału (od kilkudziesięciu Ω do kilkuset kΩ).

-----------------------------------

Wiemy już, jak rozpoznać, które cewki są od jakich przetwornic, umiemy także oszacować, jakich rezystancji powinniśmy się na tych cewkach spodziewać. Co jednak dalej robić, gdy w jednej z mierzonych gałęzi wykryliśmy zwarcie do masy? Niestety, fakt znalezienia zwarcia na wyjściu konkretnej przetwornicy to w zasadzie początek diagnostyki - teraz musimy znaleźć sprawcę zwarcia i w miarę możliwości usunąć przyczynę problemu. Posłużymy się więc przykładowym zwarciem na cewce przetwornicy 1.5V (czyli cewka 8). Do dzieła

Zmierzyliśmy rezystancję 0,2Ω na cewce 8, która jest elementem przetwornicy 1,5V - czyli ponad wszelką wątpliwość mamy zwarcie w tym obwodzie. Z boardview możemy się dowiedzieć, że przetwornica ta zasila m.in. pamięć RAM. Jeśli zapomnieliśmy wyjąć moduły RAM przed wykonaniem pomiarów i nadal tkwią one w slotach, to teraz jest najwyższa pora, aby je wyjąć. Ponawiamy pomiar rezystancji na cewce 8 już bez modułów RAM - jeśli rezystancja znacząco wzrosła, mamy winowajcę: któryś z modułów jest uszkodzony (lub oba, co jednak zdarza się wyjątkowo rzadko). Jeśli jednak rezystancja nie ulegnie zmianie, problem jest w płycie głównej. W tej sytuacji wylutowujemy cewkę 8 z płyty i mierzymy rezystancję do masy na jednym, a potem na drugim padzie cewki - odkrywamy, że na jednym padzie rezystancja jest już duża, ale na drugim jest wciąż zwarcie. Teraz pora ustalić, po której stronie cewki to zwarcie mamy - czy po stronie tranzystorów kluczujących, czy po stronie wyjścia przetwornicy. W tym celu przyglądamy się uważnie ścieżkom przy cewce i stwierdzamy, że jej górny pad ma połączenie z kluczami (zaznaczone zieloną elipsą):


Rys.4 - cewka 8, zaznaczone jest widoczne połączenie górnego padu z tranzystorami kluczującymi.

Górny pad cewki jest więc połączony z kluczami (zaznaczony czerwoną strzałką), zaś dolny pad jest jednocześnie wyjściem przetwornicy (zaznaczony niebieską strzałką). I teraz mamy dwie możliwości:
1. Zwarcie jest na górnym padzie cewki,
2. Zwarcie jest na dolnym padzie cewki.

Jeśli zwarcie mamy na górnym padzie cewki (od strony kluczy), w większości przypadków winę za to ponosi zwarty dolny klucz przetwornicy. Aby jednak upewnić się, że tak jest i w naszym przypadku, należy ten klucz wylutować i ponowić pomiar rezystancji na górnym padzie cewki 8. Znaczący wzrost rezystancji oznacza, że namierzyliśmy winowajcę - zwarty dolny klucz. Potwierdzamy to, mierząc rezystancję kanału D-S (dren-źródło) tego wylutowanego tranzystora poza układem (należy pamiętać, żeby uprzednio wystudzić tranzystor, ponieważ nawet w pełni sprawny, nagrzany do temperatury 150-200°C MOSFET może wykazać zwarcie kanału D-S!). Wymieniamy uszkodzony tranzystor i próbujemy wystartować płytę - jeśli jednak ten sam klucz zostanie znów przebity, będziemy zmuszeni wymienić oba tranzystory tej przetwornicy (górny i dolny), cewkę, sterownik oraz kondensator filtrujący. Należy także dokładnie obejrzeć okolice sterownika w poszukiwaniu uszkodzonych elementów biernych (rezystory, kondensatory), ponieważ zdarza się, że któryś element jest skorodowany lub uszkodzony mechanicznie i sterownik przetwornicy działa przez to niepoprawnie.

Jeśli zwarcie mamy na dolnym padzie cewki (od strony wyjścia przetwornicy), robi się nieciekawie. Zdarza się bowiem, że tego typu zwarcie oznacza uszkodzenie któregoś z układów BGA. Jednak nie ma co wpadać od razu w panikę - należy najpierw ustalić, co dokładnie zwiera. Z pomocą przyjdzie nam w tym przypadku próba zwarciowa, opisana dokładnie w lekcji 3: post5699.html#p5699. Próbę tę wykonujemy przy napięciu znamionowym przetwornicy (czyli w tym konkretnym miejscu 1.5V), ustawiając początkowo ogranicznik prądu na 1A. Napięcie z zasilacza podajemy bezpośrednio między dolny pad cewki 8 a najbliższy punkt masy (którym jest kołek montażowy dla karty WLAN pod cewką 8) i sprawdzamy, co się grzeje - jeśli nic nie znajdziemy, zwiększamy cyklicznie prąd o 1A i szukamy dalej, aż znajdziemy element, który zwiera. Należy pamiętać, że czasami trzeba zwiększać prąd nawet do 8-10A, aby wyczuć grzejący się element!

-----------------------------------

I NA KONIEC UWAGA: skuteczność próby zwarciowej jest zdeterminowana przez moc, jaka jest tracona w obciążeniu, przez które przepływa prąd. Uszkodzony (zwierający) element wyczujemy, gdy moc na nim tracona ≥ 0.2~1W (zależnie od gabarytów elementu; trzeba uwzględnić także straty w kablach zasilających, użytych do próby). Jeśli zatem np. napięcie spadło do 0,3V przy prądzie 1A, to całkowita moc tracona wynosi 0,3W - przy czym część tej mocy tracimy w kablach zasilających. Aby zaś sprawdzić, jaką dokładnie moc tracimy w kablach, wystarczy ustawić na zasilaczu napięcie 1V, ograniczenie prądu ustawić na 1A i zewrzeć końce kabli - jeśli napięcie spadnie np. do 0,2V, to na kablach tracimy 0,2W (rezystancja kabli wynosi w takim wypadku 0,2Ω). A im wyższe napięcie ustali się na zasilaczu przy prądzie 1A, tym gorsze są kable - przyjmuje się, że przy rezystancji kabli powyżej 0,5Ω nie nadają się one w ogóle do próby zwarciowej, bo przy próbach z prądami rzędu 10A wytracimy na nich ponad połowę mocy, potrzebnej do rozgrzania zwartego elementu. Pamiętajmy więc - używamy porządnych, grubych (co najmniej 1.5mm2) kabli oraz - w specyficznych sytuacjach - mocnych (8-10A) zasilaczy do prób zwarciowych. Zasilacze 5A nadają się co prawda do większości przypadków, ale nie do wszystkich - zwłaszcza, gdy zwarcie jest niemal pełne, tzn. element zwierający ma rezystancję 0,1Ω lub poniżej.

Nie używamy zasilaczy impulsowych (w tym ładowarek laptopowych) ani zasilaczy "wtyczkowych" (których maksymalny prąd wyjściowy nie przekracza 2A), bo tylko stracimy niepotrzebnie czas.

Witam Was serdecznie po bardzo długiej przerwie!

Jak wspominałem w poprzedniej lekcji, współczesne komputery - zwłaszcza przenośne - to w zasadzie jeden układ BGA i garść elementów wspomagających jego pracę (przetwornice zasilające, układy peryferyjne itp). Z konstrukcji, znanych z pierwszej dekady XXI wieku (lata 2001-2010) pozostało niewiele elektroniki, choć koncepcja wciąż pozostaje taka sama. Ten dynamiczny rozwój techniki komputerowej diametralnie zmienił nasze spojrzenie na metody diagnostyczne na przestrzeni ostatnich paru lat - zwłaszcza biorąc pod uwagę fakt, że producenci urządzeń komputerowych stosują coraz bardziej wymyślne metody i zabezpieczenia, aby utrudnić nam (a w niektórych przypadkach wręcz uniemożliwić) diagnostykę i naprawę komputera. Wystarczy spojrzeć na to, jak w tym zakresie działa Apple - za niemałe pieniądze osób, które kupują ich produkty, firma ta wymyśla i wdraża zabezpieczenia, uniemożliwiające nawet wymianę zbitego ekranu w serwisie, nieposiadającym autoryzacji (np. chip T2, będący de facto autonomicznym komputerem w komputerze). Co prawda zasady "Right To Repair" powoli wkraczają do Europy, jednak póki co nie możemy liczyć na wsparcie producentów elektroniki w zakresie dostarczania dokumentacji technicznej czy części zamiennych w obszarze napraw urządzeń komputerowych.

Dlatego dziś omówimy szóstą i siódmą usterkę z naszej listy usterek (różne konstrukcje różnie reagują bowiem na te same źródła problemu - niektóre płyty wyłączają się trwale w chwili wykrycia usterki, inne próbują uruchamiać się ponownie 1-2 razy, zanim się wyłączą, jeszcze inne restartują się w nieskończonej pętli, próbując za każdym razem zakończyć procedurę startu):

6. Reaguje na włączenie, jednak wyłącza się po kilku sekundach.
7. Reaguje na włączenie, jednak restartuje się po kilku sekundach.

Usterki tego typu możemy od razu podzielić na kilka kategorii, ze względu na możliwe przyczyny:

1. brak któregoś z napięć, zasilających bloki funkcjonalne,
2. uszkodzenie BIOS/EFI,
3. błędy w pamięci CMOS
4. usterka urządzenia peryferyjnego, dołączonego do płyty (ekran, klawiatura, touchpad, HDD...)
5. uszkodzenie EC/KBC (sprzętowe lub programowe),
6. uszkodzenie mostu PCH lub procesora hybrydowego APU,
7. uszkodzenie dyskretnego chipsetu grafiki (GPU)
8. kombinacja dwóch lub więcej przypadków, podanych powyżej.

Punkt 3 jest bardzo prosty do wykrycia - w przypadku błędów w pamięci CMOS wystarczy najczęściej odłączyć baterię RTC (oczywiście wraz z baterią główną i zasilaczem) i odczekać ok. 1 minuty, co spowoduje zresetowanie zawartości pamięci CMOS. W nowszych konstrukcjach, gdzie coraz częściej producenci rezygnują z baterii RTC, wystarczy odłączenie na minutę baterii głównej. Bywają konstrukcje, w których do resetu pamięci CMOS mamy do dyspozycji specjalne pady (oznaczone np. CLR_CMOS, CMOS_RST, CLRP1) - wystarczy zewrzeć te pady na około 10 sekund i mamy wyczyszczoną pamięć CMOS.

W przypadku braku powodzenia w powyższych działaniach, należy w kolejnym kroku wykonać pomiary napięć do masy na wszystkich cewkach przetwornic w czasie, gdy płyta pozostaje włączona na te kilka sekund, a także zaobserwować prąd, pobierany przez płytę i zarejestrować każdą zmianę tego prądu. Musimy także wykonać pomiary rezystancji do masy na tych cewkach - należy jednak pamiętać, że rezystancje mierzymy przy całkowicie odłączonym zasilaniu!.

------------

Dziś popracujemy z nieco trudniejszym i bardziej wymagającym "przeciwnikiem" - płytą 820-00165-A z urządzenia MacBook Air 13" A1466, wyprodukowanego w 2015 roku. Wspomnę tylko, że płyta ta pochodzi z komputera, który odwiedził już trzy różne serwisy, jednak w żadnym z nich nie naprawiono usterki - informacja o tym jest wbrew pozorom bardzo istotna, ponieważ daje nam jasny sygnał, że wszelkie obszary, na których widać ślady lutowania, mogą być potencjalnym źródłem uszkodzeń wtórnych (spowodowanych zwykle błędną diagnostyką i/lub użyciem elementów zamiennych niezgodnych z dokumentacją, niepoprawne ich wlutowanie itd). No to zaczynamy

Pierwszą rzeczą, jaką musimy zrobić, to wykluczenie wszystkich zewnętrznych czynników, mogących powodować usterkę (kategoria 4 powyżej). Z tego względu odłączamy od płyty wszystko, co da się odłączyć - w tym konkretnym przypadku odłączamy baterię (to jest zawsze pierwsza czynność, jaką wykonujemy, gdy zdejmiemy obudowę urządzenia!), demontujemy SSD, kartę WiFi, odłączamy ekran, trackpad, taśmę podświetlenia klawiatury, kamerę, wentylator oraz płytkę boczną (ale tylko taśmę sygnałową, pozostawiając podłączony kabel zasilający). Ponieważ odłączenie taśmy sygnałowej płytki bocznej skutkuje w tym modelu brakiem komunikacji 1WIRE z zasilaczem, musimy być przygotowani na to, że płyta będzie reagowała na podłączenie zasilacza z opóźnieniem kilku sekund.

Mając odłączone wszelkie peryferia, możemy podłączyć zasilacz. Po kilku sekundach widzimy, że płyta włącza się samoczynnie (co jest dobrym znakiem), ale pobierany prąd to tylko 120mA - dużo za mało. Co gorsza, prąd niemal od razu stabilizuje się na tej wartości i nie zmienia się - gdybyśmy zaobserwowali zmiany prądu, oznaczałoby to, że płyta usiłuje wykonać procedurę POST. W tym wypadku jednak POST z pewnością nie startuje. Po kilkunastu sekundach płyta wyłącza się do "przepisowych" 20mA. Po kolejnych kilku sekundach płyta próbuje znów się włączyć, lecz skutek jest identyczny. Po podłączeniu taśmy sygnałowej płytki bocznej jest dokładnie to samo, z tym, że widzimy już komunikację SMC z zasilaczem - zaświeca się zielona dioda we wtyczce zasilacza, zaś po kilku sekundach zmienia kolor na pomarańczowy. Płyta załącza się także niemal natychmiast, co jest prawidłowym objawem. To utwierdza nas w przekonaniu, że przetwornica zasilająca SMC (PP3V42_G3H) pracuje poprawnie i SMC komunikuje się z zasilaczem. Lokalizujemy więc wszystkie cewki przetwornic, aby wykonać na nich pomiary:


Dla ułatwienia ponumerowaliśmy te cewki cyframi od 1 do 8. Z pomiarów wynika, że brak jest napięć na cewkach: 1, 3, 7 i 8. Pomiary rezystancji do masy na tych cewkach nie wykazują zwarć do masy (jedynie na cewkach 1 mamy ok. 15Ω, lecz jest to rezystancja poprawna dla tego typu procesora). Na cewce 2 mamy 1.05V (OK), na cewce 4 mamy 3.3V (OK), na cewce 5 mamy 5V (OK), na cewce 6 mamy 8.6V (OK) - brak zwarć do masy. Brak napięć na cewkach 7 i 8 jest jednakowoż zrozumiały - po sprawdzeniu na schemacie odkrywamy, że cewka 7 zasila port Thunderbolt; napięcie na niej jest włączane dopiero po podłączeniu do tego portu dowolnego urządzenia (gdy komputer pracuje). Cewka 8 natomiast generuje wysokie napięcie podświetlenia ekranu - to napięcie jest włączane na samym końcu procedury POST, już po "gongu powitalnym" - a wiemy z odczytu prądu, że tutaj procedura POST nawet się nie zaczyna. Interesujemy się zatem brakiem napięcia na cewkach 1 oraz 3. Cewki 1 są elementami przetwornicy procesora - spodziewamy się włączenia tej przetwornicy w późniejszej fazie sekwencji startowej (w trybie S0), po włączeniu wszystkich pozostałych przetwornic. Natomiast brak napięcia na cewce 3 jest bardziej niepokojący - jest to cewka przetwornicy, zasilającej pamięć RAM (napięcie PP1V2_S3). Po nazwie napięcia widzimy, że przetwornica ta powinna się uruchomić w trybie S3, a więc PRZED przetwornicą procesora. Rzućmy więc okiem na schemat tej przetwornicy:


Jest to typowa przetwornica step-down, oparta na sterowniku TPS51916 produkcji Texas Instruments. Jak każda tego typu przetwornica, ta również potrzebuje stosownych napięć i sygnałów, aby móc poprawnie pracować. Mierzymy zatem względem masy napięcie zasilania V5IN (n. 12) - tutaj jest w porządku, napięcie 5V jest zgodne ze schematem. Brakuje napięcia VLDOIN (n. 2). Z etykiety napięcia zasilania tej nóżki (PP1V2_S3) dowiadujemy się jednak, że to napięcie pojawia się w trybie S3 i pochodzi... no właśnie, z wyjścia badanej przetwornicy! Czyli musimy mieć najpierw poprawny sygnał włączenia sterownika TPS51916 na n. 16 (DDRREG_EN). I tu niespodzianka - nie mamy tego sygnału (na n. 16 uporczywe 0V), więc już wiemy, że ta przetwornica nam nie wystartuje i próżno oczekiwać prawidłowego napięcia VLDOIN. Szukamy więc źródła sygnału DDRREG_EN i odkrywamy, że to jest tak naprawdę sygnał PM_SLP_S4_L, podawany na n. 16 przetwornicy TPS51916 przez rezystor R8111 (20kΩ):


Lokalizujemy ów rezystor w dokumentacji boardview...


... oraz na płycie:


Pora zmierzyć napięcia do masy na obu padach rezystora - z prawej strony mamy wzorcowe 3.3V, natomiast z lewej... 0V! Zdecydowanie tak być nie powinno. Rezystor ma stosunkowo dużą wartość rezystancji (20kΩ), więc dla pewności mierzymy rezystancję do masy na padzie, na którym nie mamy napięcia - na zakresie 20MΩ miernik pokazuje przepełnienie, więc nie ma ani zwarcia do masy, ani jakiegokolwiek przeciążenia w tej gałęzi (gdybyśmy nawet zmierzyli 10kΩ w tym miejscu, to napięcie DDRREG_EN miałoby wartość 1/3 napięcia PM_SLP_S4_L, a my mamy tutaj sztywne 0V, więc należałoby oczekiwać bardzo małej rezystancji, rzędu max. kilku Ω). Mierzymy zatem rezystancję samego rezystora i... okazuje się, że ten ma PRZERWĘ - miernik wskazuje przepełnienie na zakresie 20MΩ. Rezystor wymieniamy oczywiście na nowy.

Po podłączeniu zasilacza płyta wykazuje oznaki rozpoczęcia procedury POST - pobór prądu wzrasta najpierw do 350mA, po sekundzie rośnie dalej do 550mA, następnie do 720mA i... stoi. Nie słychać charakterystycznego "gongu powitalnego". Mija jakieś 40 sekund i nagle prąd wzrasta do ponad 800mA, za chwilę spada do 450mA i po chwili w końcu słychać "gong" - jednak razem z nim słychać, jak wentylator zaczyna rozpędzać się do maksymalnych obrotów. Tego typu zachowanie (opóźnienie procedury POST i wentylator, obracający się z maksymalną prędkością) sugerują albo problem z regionem ME, albo z którymś z czujników temperatury - trzeba bowiem wiedzieć, że płyty główne Apple są naszpikowane czujnikami temperatury, rozmieszczonymi w wielu punktach i problem z odczytem choćby jednego z nich skutkuje zwykle wysokimi obrotami wentylatora i redukcją prędkości CPU. To jednak nie tłumaczy tak dużego opóźnienia w zakończeniu procedury POST, więc naturalnym podejrzanym jest tu region ME. Szybka kontrola wzrokowa ujawnia, że ktoś przed nami dobierał się do kości EFI - widać na niej ślady lutowania i to dość nieudolnego. Kość EFI została więc odczytana w programatorze - i tu ujawnił się pierwszy z szeregu błędów, popełnionych przez poprzedników: wsad EFI pochodził z takiego samego modelu, lecz wyprodukowanego w 2013 roku (wskazuje na to niewyedytowany numer seryjny urządzenia), a więc jest z innej płyty (konkretnie 820-3437-A). Aż dziw bierze, że ten wsad uruchomił płytę pomimo innej generacji procesora. To tłumaczyłoby jednak wysokie obroty wentylatora (starsze EFI nie obsługuje poprawnie czujników temperatury na nowszej płycie). Kolejnym zauważonym problemem po analizie zgranego wsadu była wersja regionu ME - 9.5.3.1526. Modele z lat 2015-2017 bazują na 5 generacji procesorów ULV, podczas gdy modele z lat 2013-2014 to 4 generacja procesorów ULV. Region ME w wersji 9.5.xxxx jest przeznaczony dla 4 generacji - oznacza to ni mniej ni więcej tyle, że osoba, która programowała EFI, nie zadała sobie nawet trudu sprawdzenia oryginalnej wersji regionu ME, nie mówiąc o jego wyczyszczeniu. A szkoda, zważywszy na to, że na stronach internetowych tychże serwisów można wyczytać, że są to najwyższej klasy eksperci w naprawach urządzeń Apple

Wróćmy jednak do naszego pacjenta. Po wymianie rezystora R8111 oraz zaprogramowaniu właściwym EFI z czystym regionem ME, płyta odzyskała PEŁNĄ sprawność, co potwierdziły stosowne testy. Jest to jednak tylko jeden z wielu przypadków, z którymi możemy się spotkać w naszej karierze serwisanta. Powyższą diagnostyką wyczerpaliśmy pierwsze 4 kategorie usterek z listy powyżej (i po części 8). Diagnostyka pozostałych kategorii usterek sprowadza się do wymiany uszkodzonego elementu BGA na nowy lub jego zaprogramowania (w przypadku EC/KBC). We współczesnych konstrukcjach nie mamy bowiem możliwości zdiagnozowania konkretnej przyczyny usterki np. hybrydowego CPU, ponieważ układ ten integruje w sobie jednocześnie także chipset grafiki oraz most PCH, a wszystko to jest połączone wewnętrznie (w strukturze układu) stosownymi magistralami, do których z zewnątrz nie mamy żadnego dostępu. Ogranicza to drastycznie nasze możliwości diagnostyczne, ale niestety musimy zacząć powoli przyzwyczajać się do takiego stanu rzeczy, ponieważ - jak wspominałem wcześniej - producenci elektroniki robią naprawdę wiele, by była ona nienaprawialna (przynajmniej dla serwisów, które nie posiadają autoryzacji).

Kolejna lekcja już niebawem!

Witam serdecznie w kolejnej lekcji. Dziś omówimy ósmą usterkę z listy usterek:

8. Reaguje na włączenie, jednak nie wyświetla obrazu na ekranie LCD.

Usterka tego typu przysparza nam często wielu problemów podczas diagnostyki, ponieważ przeważnie nie jesteśmy w stanie na szybko wskazać potencjalnego "winowajcy" ani dokonać wstępnej wyceny naprawy - spektrum możliwych uszkodzeń w tym wypadku jest bowiem dość duże, dlatego bardzo ważna jest tutaj systematyka czynności, które podejmiemy, aby zdiagnozować i usunąć usterkę. Przypadkowa wymiana elementów "na czuja" (zwłaszcza drogich układów BGA) lub wielokrotne programowanie kości BIOS kolejnymi wsadami z internetu bez odpowiedniego ich przygotowania, mogą przysporzyć nam dodatkowych problemów, a w niektórych przypadkach nawet pogrzebać szanse na naprawę płyty w sensownym przedziale cenowym (np. trwałe zablokowanie PCH przez niepoprawną wersję/konfigurację regionu ME). Dlatego w tej lekcji skupimy się już dużo bardziej na tym, aby wykonywać kolejne etapy diagnostyki we właściwej kolejności oraz zgodnie ze sztuką i posiadaną wiedzą. Elektronika bardzo nie lubi bowiem chaosu i przypadkowych, nieprzemyślanych działań, co powtarzam czasami na forum.

--------

Mamy więc do naprawy urządzenie, które włącza się, ładuje baterię, ale nie wyświetla obrazu na wbudowanym ekranie LCD. Większość czynności diagnostycznych możemy wykonać dopiero po otwarciu obudowy urządzenia, jednak jest kilka rzeczy, które możemy zrobić zanim dobierzemy się do "wnętrzności":

1. Reset SMC/KBC - niektóre kontrolery SMC/KBC potrafią "zapętlić się" podczas wykonywania programu. W znakomitej większości urządzeń pod kontrolą Windowsa, reset KBC polega na odłączeniu ładowarki, przytrzymaniu przycisku włącznika na około 10-60 sekund, podłączeniu ładowarki i próbie ponownego uruchomienia (włączenia) laptopa. Jeśli urządzeniem jest laptop Apple (do 2018 roku), to wciskamy jednocześnie klawisze: Lewy CTRL + Lewy OPTION + Lewy SHIFT + POWER i trzymamy je przez 10 sekund. W przypadku nowszych modeli Apple, zamiast lewego SHIFT wciskamy prawy SHIFT.
2. Podłączenie zewnętrznego ekranu (VGA, DVI, HDMI) - warto spróbować na różnych wyjściach, przy czym po każdym uruchomieniu należy odczekać około 2-3 minut, aby upewnić się, czy i w którym momencie aktywuje się nam zewnętrzny ekran:
   
   • od razu podczas uruchamiania komputera - urządzenie przechodzi procedurę POST, procesor i pamięć RAM działają, zatem jest duże prawdopodobieństwo, że wbudowany ekran LCD nie jest poprawnie wykrywany; często jest to usterka samego ekranu LCD, jego kabla, problem z zasilaniem obwodu EDID itd.,
   • po załadowaniu systemu - urządzenie przechodzi procedurę POST, procesor i pamięć RAM działają, zatem najczęściej mamy wtedy do czynienia z usterką zasilania/sterowania ekranu LCD,
   • nie aktywuje się w ogóle - w takim wypadku nie możemy jednoznacznie stwierdzić, czy urządzenie przechodzi procedurę POST, ponieważ niektóre konstrukcje aktywują wyjścia wideo podczas uruchamiania płyty, ale są i takie, które nie aktywują wyjść wideo do momentu użycia stosownego skrótu klawiszowego/funkcji w systemie operacyjnym. Będziemy zatem musieli otworzyć urządzenie w takim przypadku.
3. Kontrola pobieranego prądu - prąd, pobierany z zasilacza (a właściwie jego zmiany) może nam sporo "powiedzieć" o tym, czy i na jakim etapie płyta zatrzymuje procedurę POST:
   
   • pobór prądu po włączeniu stabilizuje się od razu na konkretnej wartości - procedura POST najczęściej nie rozpoczyna się w ogóle,
   • pobór prądu "skacze" cyklicznie pomiędzy dwiema wartościami - procedura POST jest "zapętlona", czyli rozpoczyna się, następuje reset i tak w kółko,
   • pobór prądu zmienia się nieregularnie i stabilizuje w krótkim czasie (2-3 sekundy) - procedura POST rozpoczyna się, ale zatrzymuje z powodu błędu,
   • pobór prądu zmienia się nieregularnie i stabilizuje po dłuższym czasie (5 i więcej sekund) - możliwe, że procedura POST kończy się poprawnie.
4. Zaświecenie latarką z przodu ekranu LCD - jeśli problem powoduje brak podświetlenia ekranu, czasami można zobaczyć elementy obrazu, oświetlając ekran od przodu (lub od tyłu w modelach, które mają półprzezroczyste logo, np. laptopy Apple do 2015 roku); w takim przypadku możemy podejrzewać usterkę ekranu LCD, jego kabla lub problem z płytą główną (obwód zasilania podświetlenia).
5. Wciśnięcie klawisza ALT/OPTION (tylko laptopy Apple) - zdarza się, że w EFI płyty usunięty zostanie rekord, dotyczący ID dysku startowego; w takim przypadku laptop szuka wszelkich urządzeń, z których może się uruchomić (USB, Thunderbolt, interfejsy SATA i PCIe), zanim pokaże logo i zacznie uruchamiać się z pierwszego wykrytego nośnika. Zazwyczaj to szukanie trwa ponad 1 minutę, podczas której laptop nie wyświetla nic na ekranie, choć można zaobserwować polaryzację ekranu, a czasem nawet usłyszeć "gong startowy" (jeśli w systemie dźwięk nie został wyciszony lub "gong" nie został wyłączony). Wciśnięcie i przytrzymanie klawisza ALT/OPTION wywołuje tzw. boot menu, które zawiera także opcję uruchamiania z sieci WiFi - owe menu pokazuje się od razu po gongu powitalnym, zaś wykrywane na bieżąco nośniki uzupełniają sukcesywnie listę urządzeń.

Jeśli żadna z powyższych czynności nie przywróciła urządzenia do życia, to nadszedł czas, abyśmy otworzyli obudowę i zajrzeli do środka. Gdy już mamy otwartego "pacjenta", wykonujemy następujące czynności diagnostyczne, koniecznie w podanej kolejności:

1. KONTROLA WIZUALNA. Oglądamy wnikliwie wszystkie elementy wewnętrzne (płyta, radiator, wentylator, obudowa) i szukamy potencjalnych ognisk korozji oraz uszkodzeń mechanicznych; czasami nawet niepozorna plamka korozji czy zerwany z płyty element potrafi skutecznie unieruchomić płytę główną, toteż skupiamy się na wszelkich zaciemnieniach cyny, wżerach i nalotach na pinach elementów, śniedzi na miedzianych lub metalowych elementach chłodzenia, śladów cieczy (nawet zaschniętej) na plastikowej obudowie, padów, na których widać pozostałości elementów itd. Szukamy także śladów nadpalenia na przewodach i elementach elektronicznych. Warto notować lub dokumentować fotografiami wszelkie znalezione odstępstwa od normy, gdyż w przypadku np. wielu ognisk korozji w różnych miejscach, po jakimś czasie możemy zapomnieć o niektórych z nich. Dość często już na etapie kontroli wizualnej jesteśmy w stanie dowiedzieć się więcej na temat usterki i jej potencjalnych przyczyn.
2. ODŁĄCZENIE BATERII GŁÓWNEJ I/LUB BATERII RTC. W zaskakująco dużej liczbie przypadków źródłem problemów z brakiem obrazu jest niepoprawna konfiguracja BIOS w pamięci CMOS, zlokalizowanej w mostku południowym/PCH/FCH. Odłączenie baterii głównej i baterii RTC (o ile ta druga występuje, bo coraz częściej funkcję baterii RTC pełni jednocześnie bateria główna) pozwala na wyczyszczenie zawartości pamięci CMOS, dzięki czemu podczas kolejnego uruchamiania komputera do tejże pamięci ładowana jest domyślna konfiguracja BIOS. Ale tutaj należy być ostrożnym - są konstrukcje, które w przypadku odłączenia baterii głównej nie uruchomią się (urządzenie musi mieć podłączoną i naładowaną co najmniej do 1-5% baterię główną), a w przypadku odłączenia baterii RTC dodatkowo sygnalizują błąd generatora RTC. Bywają także konstrukcje, które mają przełącznik, rozłączający baterię główną, gdy otwarta jest obudowa - tutaj należy zasymulować zamkniętą obudowę poprzez mechaniczne wciśnięcie takiego przełącznika. Odłączenie obu baterii pozwala także na zresetowanie kontrolera SMC/KBC, poprzez rozładowanie kondensatorów w gałęziach zasilania i zatrzymanie generatora sygnału zegarowego RTC. Czasami odłączenie baterii głównej pozwala też na rozładowanie "zatrzaśniętych" tranzystorów MOSFET, mogących być potencjalnym źródłem problemów z brakiem obrazu. Należy pamiętać, aby odczekać nieco dłużej niż zwykle na ewentualne pojawienie się obrazu, gdyż zresetowana pamięć CMOS może spowodować wydłużenie procedury POST nawet o kilkadziesiąt sekund.
3. WYJĘCIE I PONOWNE WŁOŻENIE PAMIĘCI RAM, URUCHAMIANIE POJEDYNCZO. Czasami mamy do czynienia z problemem, spowodowanym niepoprawną konfiguracją lub odczytem pamięci RAM. Bywa też i tak, że uszkodzony jest jeden ze slotów pamięci RAM. Wyciągamy zatem wszystkie moduły i sprawdzamy, czy wewnątrz slotów nie ma brudu, pogiętych pinów lub śladów, świadczących o zimnych lutach (zaciemnienia cyny wokół pinów). Następnie wkładamy pojedynczy moduł RAM do pierwszego slotu (jeśli np. mamy sloty oznaczone DIMM0 i DIMM1, wkładamy jeden moduł do slotu DIMM0) i sprawdzamy, czy komputer się uruchamia - jeśli nie, przekładamy moduł RAM do drugiego slotu i ponawiamy próbę. Tak jak w poprzednim przypadku, należy odczekać nieco dłużej na ewentualne pojawienie się obrazu, gdyż nowa konfiguracja RAM może spowodować wydłużenie procedury POST. Jeśli nie ma zmian, warto założyć do testów jakikolwiek 100% przetestowany i sprawny moduł. I tu uwaga: nie można stosować zamiennie pamięci niskonapięciowych (np. DDR3L) tam, gdzie oryginalnie są pamięci standardowe (np. DDR3), ani odwrotnie.
4. ODŁĄCZENIE EKRANU WBUDOWANEGO. Ta metoda ma na celu sprawdzenie, czy płyta uruchomi się na zewnętrznym ekranie (VGA, DVI, HDMI) w przypadku, gdy podczas wstępnej diagnostyki bez otwierania urządzenia, ekran zewnętrzny nie został aktywowany. Jeśli po odłączeniu wbudowanego LCD którykolwiek z zewnętrznych portów wideo zostanie aktywowany i pokaże się nam obraz, oznacza to, że LCD jest wykrywany przez płytę (magistrala DDC lub stosowny sygnał po kablu matrycy - np. LCD_PRESENT lub CABLE_DETECT), ale z jakiegoś powodu nie wyświetla obrazu. W takim przypadku możemy podejrzewać usterkę ekranu LCD, jego kabla lub połączeń z płytą, uszkodzenie obwodu podświetlania albo usterkę chipsetu grafiki (tak, usterka GPU jest nadal możliwa nawet wtedy, gdy ten sam układ podaje poprawny obraz na zewnętrzne złącza wideo). I tu kolejna uwaga, a właściwie przestroga: nigdy, pod żadnym pozorem, nie wolno odłączać kabla ekranu LCD od płyty z podłączoną baterią główną - baterię należy bezwzględnie odłączyć PRZED odłączaniem lub podłączaniem kabla ekranu LCD.

Powyższe czynności to absolutne podstawy diagnostyki omawianej usterki - opisane powyżej rzeczy może wykonać osoba, która nie ma zbyt wiele wspólnego z elektroniką (oczywiście zdolności manualne i precyzja są tu bardzo wskazane). Kolejne czynności diagnostyczne wymagają już pewnych umiejętności (wykonywanie i analiza pomiarów, lutowanie), toteż jeśli nie znasz się na elektronice lub nie rozumiesz treści tekstu poniżej, zalecam zatrzymanie diagnostyki w tym miejscu i zwrócenie się o dalszą pomoc do osoby, która ma stosowne doświadczenie i wiedzę.

--------

Kiedy powyższe działania nadal nie zmieniły nic w działaniu urządzenia, najprawdopodobniej mamy usterkę płyty głównej - i tu rozpoczynamy zasadniczą fazę diagnostyki. Podział usterek ze względu na ich charakter przedstawia się następująco:

1. PROBLEMY Z ZASILANIEM BLOKÓW FUNKCJONALNYCH,
2. PROBLEMY Z MAGISTRALAMI DANYCH,
3. PROBLEMY Z OBWODEM ZASILANIA/STEROWANIA EKRANU,
4. USZKODZENIE FIRMWARE/BIOS,
5. USZKODZENIE UKŁADU BGA (CPU, GPU, PCH)

Diagnostyka w przypadku dwóch pierwszych kategorii została szczegółowo opisana w LEKCJI 7 oraz w LEKCJI 8 , dlatego w tej lekcji skupimy się szczególnie na diagnozowaniu usterek, związanych z obwodem zasilania/sterowania ekranu oraz z firmware/BIOS płyty. Diagnoza usterki układu BGA polega bowiem zwyczajnie na jego wymianie na nowy, bo w znakomitej większości przypadków (poza oczywistymi zwarciami lub przywarciami linii zasilania układu bądź też brakiem sygnałów, które powinniśmy otrzymać) nie jest możliwa szczegółowa diagnostyka chipu BGA w celu stuprocentowego potwierdzenia czy wykluczenia jego usterki.

PROBLEMY Z ZASILANIEM BLOKÓW FUNKCJONALNYCH
Upewniamy się, czy wszystkie przetwornice pracują poprawnie. Brak choćby jednego z napięć będzie skutkował niepoprawną pracą płyty, co wykazaliśmy w poprzednich lekcjach. Mierzymy więc napięcia do masy na wszystkich cewkach przetwornic, skupiając się zwłaszcza na zasilaniu procesora - obecność napięcia zasilania rdzenia CPU oznacza, że wystawiony został poprawny sygnał HWPG (czasem oznaczany jako ALL_SYS_PWRGD). Obecność aktywnego sygnału HWPG (Hardware Power Good) to z kolei informacja dla kontrolera KBC, że wszystkie przetwornice S5/S3/S1 zostały poprawnie włączone, co z kolei pozwala kontrolerowi na załączenie zasilania CPU jako ostatni etap sekwencji startowej zasilania (S0).

PROBLEMY Z MAGISTRALAMI DANYCH
W większości konstrukcji nie mamy dostępu do najważniejszych magistral (FSB/DMI/UMI/FDI), ponieważ układy są połączone ze sobą bezpośrednio, bez jakichkolwiek punktów pomiarowych, wyprowadzonych na zewnątrz. Coraz częściej - w dobie kontrolerów KBC w obudowach BGA lub dwurzędowych QFN - nie mamy także dostępu do magistrali LPC. Dlatego nasza diagnostyka jest tutaj mocno ograniczona. Warto jednak pomierzyć wszystko to, do czego mamy dostęp - na przykład linie danych portu USB. Pomiary rezystancji i spadku napięcia do masy na liniach danych portów USB mogą wskazać nam potencjalne uszkodzenie mostu NB/PCH/FCH, jeśli pomiędzy mierzonymi liniami występują znaczące różnice, lub jeśli któraś z linii jest zwarta do masy lub do plusa zasilania.

PROBLEMY Z OBWODEM ZASILANIA/STEROWANIA EKRANU
Gdy już wykluczymy problem z zasilaniem bloków funkcjonalnych i nie znajdziemy niczego niepokojącego podczas pomiarów dostępnych z zewnątrz magistral cyfrowych, przystępujemy do diagnostyki obwodu samego ekranu LCD. Zdecydowana większość konstrukcji, tak starszych jak i bardziej współczesnych, opiera się na klasycznym obwodzie zasilania/sterowania, który przedstawiam poniżej.

Zaznaczyłem poszczególne grupy sygnałów i linii zasilania kolorami, w ścisłej kolejności ich badania:

• kolor żółty - magistrala LVDS; jest to standard niskonapięciowych, różnicowych par sygnałowych (od ang. Low Voltage Differential Signals), zdolny do szybkiego przesyłania na dużą odległość sygnału cyfrowego. Charakterystyczną cechą tego typu magistrali jest zredukowany poziom emitowanych szumów i wysoka odporność na zakłócenia. Magistrala LVDS jest następcą magistrali TMDS (stosowanej do przesyłania obrazu w standardach DVI-D oraz HDMI, a także w starszych konstrukcjach paneli LCD laptopów), zaś w 2006 roku wprowadzono standard magistrali eDP, która powoli zaczyna dominować, jeśli chodzi o przesyłanie danych z układu grafiki do ekranu. Diagnostyka tych linii opiera się zarówno na pomiarach rezystancji linii do masy oraz między sobą, jak również na badaniu oscyloskopem, czy występują na tych liniach jakiekolwiek przebiegi cyfrowe.
• kolor pomarańczowy - magistrala USB i zasilanie dla wbudowanej kamery; w zależności od typu kamery, zasilanie CCD_PWR może przyjmować wartości z przedziału 1,8V do 5V (zwykle 3V lub 5V - bardzo rzadko spotyka się kamery, zasilane napięciem 1,8V). Linie BUSBP2+ i BUSBP2- to standardowe linie danych USB, podłączone przeważnie bezpośrednio do mostu południowego lub PCH/FCH, czasami poprzez dodatkowe, szeregowe dławiki. Diagnostyka tej grupy polega na pomiarze napięcia zasilania CCD_PWR oraz rezystancji do masy linii USB - jeśli wyniki pomiarów rezystancji na liniach różnią się między sobą znacząco, możliwa jest usterka mostu NB/PCH/FCH.
• kolor niebieski - magistrala EDID i zasilanie pamięci EDID; praktycznie każdy ekran ma wbudowaną pamięć EEPROM, nazywaną pamięcią EDID, w której znajdują się informacje o ekranie LCD - jego model, podstawowe parametry i czasami numer seryjny. Płyty główne używają tych danych do wykrywania oraz identyfikacji typu ekranu, dzięki czemu mają możliwość przystosowania parametrów wyświetlania (rozdzielczość, szybkość odświeżania) do konkretnego typu ekranu. Magistrala DDC operuje w standardzie zasilania 3V, zatem na liniach LCD_EDIDCLK i LCD_EDIDDAT możemy spodziewać się przebiegów cyfrowych o amplitudzie 3V. Jeśli przy starcie komputera oscyloskop nie pokaże choć na chwilę żadnych przebiegów cyfrowych, to ekran nie został wykryty i nie powinniśmy się spodziewać, że wyświetli jakikolwiek obraz.
• kolor czerwony - zasilanie podświetlenia LED; tutaj spodziewamy się zwykle napięcia bliskiego napięciu zasilania (dla zasilania z ładowarki ok. 19-20V, dla zasilania z baterii zależnie od jej napięcia znamionowego). Zaniżone napięcie lub jego brak oznacza, że albo uszkodzony jest bezpiecznik/dławik szeregowy, albo obwód załączający zasilanie LED, albo brakuje sygnału sterującego zasilaniem LED. W przypadku tej konkretnej płyty (Quanta ZO1) zasilanie LED brane jest z zasilania głównego VIN przez dławik L1.
  
• kolor fioletowy - zasilanie elektroniki ekranu LCD; tutaj sprawa jest prosta - spodziewamy się napięcia 3V. Zaniżone napięcie lub jego brak oznacza, że albo uszkodzony jest bezpiecznik/dławik szeregowy, albo obwód załączający zasilanie ekranu, albo brakuje sygnału sterującego zasilaniem ekranu. W przypadku tej konkretnej płyty (Quanta ZO1) zasilanie ekranu brane jest z zasilania +3V przez tranzystor Q5.
  
  W tym układzie aktywny sygnał LCD_ON (w zależności od konstrukcji pochodzący z mostu NB/PCH/FCH, hybrydowego CPU, dyskretnego chipsetu GPU lub kontrolera KBC) załącza tranzystor Q9. Tranzystor ten zwiera rezystor R22 do masy, a więc w tym węźle spodziewamy się napięcia 0V. Do tego samego potencjału zwierane są także bramki tranzystorów Q4 i Q8, co powoduje ich zablokowanie. Na drenie Q8 mamy więc napięcie 15V - to napięcie trafia także na bramkę tranzystora Q5. A ponieważ na źródle Q5 mamy na początku 0V (z uwagi na rozładowane kondensatory C13, C14 i C16), tranzystor włącza się, zwierając źródło do drenu - to powoduje, że na źródle mamy teraz 3V, które przez dławik L3 zasila ekran LCD. Należy zauważyć, że tranzystor Q5 pozostaje nadal włączony, pomimo zmiany napięcia na źródle - dzieje się tak z uwagi na wyższe o 12V napięcie na bramce - ponieważ próg włączenia tranzystora AO3404 wynosi ok. 2.4V(max), napięcie na bramce względem źródła jest wciąż z dużym marginesem wyższe, niż minimalna wartość, wymagana do otwarcia tego tranzystora. W tym czasie tranzystor Q4 jest zablokowany. Gdy jednak sygnał LCD_ON przyjmie stan niski 0V, tranzystor Q9 zostanie zablokowany, a tranzystory Q4 i Q8 włączą się - to spowoduje, że tranzystor Q8 rozładuje bramkę tranzystora Q5 do masy (zablokuje go), zaś tranzystor Q4 (zwierając rezystor R6 do masy) w ułamku sekundy rozładuje kondensatory C13, C14 i C16 i całą linię zasilania LCD_VCC. Dzięki temu nie widzimy jakichkolwiek stanów przejściowych na ekranie (migotanie, silne rozbłyski) podczas jego włączania i wyłączania. Temu samemu służy kondensator C21, jednakże działa on głównie podczas włączania płyty.
• kolor zielony - sygnały sterujące podświetleniem; sygnał BL_ON (pośrednio i w zależności od konstrukcji pochodzący z mostu NB/PCH/FCH, hybrydowego CPU, dyskretnego chipsetu GPU lub kontrolera KBC) włącza podświetlenie ekranu LCD, a ściślej - załącza jego wewnętrzny kontroler LED.
  
  Sygnał ten jest w standardzie 3V, toteż w stanie aktywnym spodziewamy się tu stałego napięcia o wartości ok. 3V. W podanej płycie (Quanta ZO1) jeśli sygnał BLON jest aktywny, tranzystor Q7 zostaje włączony, co spowoduje zwarcie rezystora R20 i bramki tranzystora Q3 do masy (sygnał BL#), a w konsekwencji wyłączenie Q3. To powoduje, że sygnał BL_ON przyjmuje stan wysoki dzięki rezystorowi pull-up R19. Warunkiem aktywacji sygnału BL_ON jest stan wysoki sygnału LID591# - sygnał ten pochodzi z czujnika zamknięcia klapy ekranu (jeśli klapa jest zamknięta, sygnał przyjmuje stan niski 0V, co w konsekwencji wymusza na węźle BL_ON stan niski z uwagi na obecność diody D2; przy czym faktyczna wartość napięcia BL_ON będzie wynosiła ok. 0,5V a ściślej tyle, ile wynosi faktyczny spadek napięcia na złączu diody D2). Sygnał BRIGHTNESS natomiast jest przebiegiem prostokątnym o zmiennym współczynniku wypełnienia (PWM) - przebieg ten służy do regulacji intensywności świecenia podświetlenia ekranu. Im mniejszy współczynnik wypełnienia, tym mniejsza jasność podświetlenia. Współczynnik wypełnienia to nic innego, jak stosunek czasu trwania stanu wysokiego t1 do czasu trwania stanu niskiego t2. Jeśli te czasy są identyczne, to wypełnienie wynosi 50%. Jeśli czas trwania stanu wysokiego t1 wynosi np. 30 milisekund, podczas gdy czas trwania stanu niskiego t2 wynosi 10 milisekund, to mamy wypełnienie 75% i tak dalej. Procent wypełnienia oznacza także procentową wartość średniego napięcia DC na pinie BRIGHTNESS w odniesieniu do 3V - przy wypełnieniu 50% napięcie stałe wynosi 1.5V, przy wypełnieniu 25% napięcie stałe wynosi 0.75V, przy wypełnieniu 75% napięcie stałe wynosi 2,25V i tak dalej.
  

Jeśli na pinach złącza ekranu LCD mamy poprawne napięcia zasilania ekranu (LCD_VCC, VIN_LCD) oraz poprawne sygnały sterujące (BL_ON, BRIGHTNESS) a mimo to ekran nadal nie wyświetla obrazu, to albo uszkodzony jest sam ekran, jego kabel, złącze LVDS na płycie, chipset GPU albo - stosowany w niektórych konstrukcjach - obwód przełączania źródeł sygnału LVDS (tzw. MUX).

USZKODZENIE FIRMWARE/BIOS
W przypadku, gdy podejrzewamy uszkodzenie firmware/BIOSu, powinniśmy przede wszystkim rozpoznać, z jaką platformą mamy do czynienia - jeśli jest to platforma Intela z kontrolerem PCH (lub hybrydowym procesorem), to wsady BIOS zawierają firmware ME (CSME, SPS, TXE) dla kontrolera zabezpieczeń i zarządzania, osadzonego w mostku PCH. W przypadku pozostałych platform (AMD, SIS, VIA, Intel z architekturą dwumostkową) technologia ta nie występuje lub nie jest implementowana we wsadzie BIOS. Jako, że programowanie wsadu BIOS jest stosunkowo łatwe i bezkosztowe (zakładając, że mamy dowolny programator pamięci SPI), to naturalnie pierwsze, co przychodzi nam do głowy, to przeprogramowanie wsadu i sprawdzenie, czy płyta "ruszy" po tym zabiegu. Nie możemy jednak dać się zwieść pozorną prostotą tych działań - jak już wspomniałem wcześniej, programowanie BIOSu przypadkowymi wsadami bez odpowiedniego ich przygotowania może w skrajnych przypadkach spowodować zablokowanie (tzw. "zbrickowanie") mostka PCH i sprawić, że naprawa z potencjalnie taniej stanie się kompletnie nieopłacalna z uwagi na koszt PCH (bądź hybrydowego CPU), albo wręcz niemożliwa, jeśli nie dysponujemy porządną maszyną do lutowania układów BGA. Dlatego w kolejnych krokach poznamy sposoby przygotowywania wsadów BIOS dla platform Intela z mostkiem PCH.

Jedną z podstawowych i najważniejszych czynności podczas pracy ze wsadem BIOS jest wykonanie jego kopii zapasowej i zapisanie do pliku. Ja stosuję nazwy plików, odpowiadające specyfikacji płyty, z której zgrałem wsad BIOS - zaczynam od oznaczenia kodowego płyty oraz rewizji, kolejno wpisuję oznaczenie CPU (w formacie SRxxx), kontrolera PCH (o ile jest osobnym układem a nie zintegrowanym z CPU, w takim samym formacie), chipsetu GPU (o ile jest to grafika dyskretna), kontrolera KBC (wraz z oznaczeniem firmware, jeśli dostępne) oraz kości BIOS. Czyli przykładowa nazwa pliku to: NM-B161r10_SR0MN_N18P-G0-A1_SLJ8E_8518-CXS_25Q64FW.bin. Dzięki takiemu nazewnictwu plików, nie mam później problemów z identyfikacją pliku czy opisaniem pełnej obsady układowej, gdybym chciał zamieścić taki wsad BIOS w dziale PLIKI BIOS DO WERYFIKACJI. Również kwestia późniejszego odszukania konkretnych wsadów (np. z płyt z konkretnym CPU czy KBC) nie stanowi żadnego problemu. Tę samą zasadę stosuję także w odniesieniu do wsadów EC/KBC.

Kolejną czynnością, na jaką zwracamy uwagę w przypadku wsadu BIOS, to wersja, typ i rozmiar regionu ME (CSME, SPS, TXE). W celu odczytania tych informacji, posłużymy się oprogramowaniem ME Analyzer, dostępnym do pobrania na platformie Github (w załączniku zamieściłem skompilowaną wersję v1.283.3 z bazą r322): https://github.com/platomav/MEAnalyzer/releases
Otwieramy nowy wsad BIOS w aplikacji (posłużyłem się pierwszym z brzegu wsadem BIOS do płyty LA-A994P w wersji F45 z laptopa HP 15-R104NW) i otrzymujemy następujące dane:

Czerwonym kolorem zaznaczyłem najważniejsze dla nas informacje - rodzaj ME to TXE, wersja TXE to 1.1.0.1089, SKU to 1.375MB M/D, rozmiar (długość) regionu to 0x153000, wersja FIT (Flash Image Tools), którym skompilowano region to 1.1.0.1089 oraz wsparcie dla chipsetów to BYT. Załóżmy zatem, że mamy wsad w wersji F18 i podejrzewamy jego uszkodzenie. Chcemy więc przeprogramować go nowszą wersją F45, ściągniętą z forum. Musimy w pierwszej kolejności sprawdzić, jakie dane pokaże ME Analyzer, gdy wczytamy nasz zgrany wsad BIOS - otwieramy więc plik w aplikacji:

Okazuje się, że oba pliki mają IDENTYCZNE dane regionu TXE. Jednak nie znaczy to, że możemy bez modyfikacji wgrać plik w wersji F45 - wręcz nie polecam takich działań. Aby przygotować plik zgodnie ze sztuką, otwieramy oba wsady (nasz zgrany i pobrany z forum) w dowolnym edytorze HEX - ja używam aplikacji HxD, dostępnej do pobrania tutaj: https://mh-nexus.de/en/downloads.php?product=HxD20

Kolejno, w pliku źródłowym (nasz wsad F18) wyszukujemy string $FPT - znaleźliśmy go pod adresem 0x1010, zatem region TXE zaczyna się od adresu 0x1000, gdzie ustawiamy kursor na początku adresu:

Teraz klikamy prawym przyciskiem myszy w tym miejscu i wybieramy opcję ZAZNACZ BLOK - wyświetli nam się okienko, w którym zaznaczamy DŁUGOŚĆ i wpisujemy 153000 (czyli dokładnie tyle, ile wynosi długość regionu TXE, podana przez aplikację ME Analyzer:

Po kliknięciu OK, w naszym wsadzie zaznaczy się obszar danych o długości 0x153000. Klikamy prawym przyciskiem myszy lub używamy skrótu CTRL+C, aby skopiować zaznaczony obszar do schowka. Następnie klikamy zakładkę wsadu BIOS w wersji F45 i powtarzamy czynności powyżej - czyli lokalizujemy string $FPT, ustawiamy kursor o linię wyżej na początku adresu (w tym przypadku 0x1000) i zaznaczamy blok danych o długości 0x153000 - STOP! Nie kopiujemy tego bloku do schowka, bo tam mamy już skopiowany nasz oryginalny region TXE! Gdy zatem mamy zaznaczony w nowym wsadzie blok TXE, klikamy na niego prawym przyciskiem myszy i wybieramy opcję "Wklej przez nadpisanie", lub używamy skrótu klawiszowego CTRL+V, aby nadpisać istniejący region TXE naszym ze schowka. I tutaj uwaga - jeśli program HxD przy próbie nadpisania regionu pokaże komunikat "Ta operacja zmieni rozmiar pliku", pod żadnym pozorem nie wolno kontynuować tej operacji - zamiast tego należy powtórzyć wszystkie kroki od początku, gdyż pewne jest, że albo skopiowaliśmy z pliku źródłowego blok TXE o niewłaściwej długości, albo zaznaczyliśmy w pliku docelowym blok o niewłaściwej długości. Którakolwiek z tych opcji miała miejsce, plik wynikowy może być (i najczęściej będzie) bezużyteczny. Po poprawnym nadpisaniu TXE zapisujemy plik pod nową nazwą (Plik -> Zapisz jako) - ja dodaję zawsze do nazwy pliku frazę "movedME", aby rozróżnić plik od innych, z których preparowałem wsad docelowy. Tak przygotowanym wsadem możemy bez żadnych obaw zaprogramować kość BIOS.

Co jednak zrobić, gdy zgrany wsad BIOS nie zawiera regionu ME (program ME Analyzer wyświetla informację o braku regionu) lub jest on uszkodzony (np. na skutek nieoczekiwanego wyłączenia się urządzenia podczas automatycznej aktualizacji wsadu BIOS)? Przede wszystkim musimy się upewnić, czy w danej kości BIOS można spodziewać się w ogóle regionu ME (TXE). Upewniamy się więc, czy na pewno mamy do czynienia z platformą Intela z mostkiem PCH (lub hybrydowym CPU Intela). Jeśli TAK, to w następnym kroku oglądamy dokładnie płytę, czy nie występuje na niej więcej, niż jedna pamięć Flash SPI - zdarza się bowiem, że producent rozdziela wsad BIOS na dwie kości, z których tylko jedna zawiera region ME. Najczęściej jest to większa kość (w sensie pojemności, nie gabarytów), ale są przypadki, gdzie region ME znajduje się w pamięci o mniejszej pojemności i taka kość zawiera w zasadzie tylko region ME. Jeśli mamy pewność, że kość jest jedna lub zlokalizowaliśmy kość, która powinna zawierać region ME, a mimo to nie odnajdujemy we wsadzie frazy $FPT, to najprawdopodobniej region ME został wymazany (uszkodzony). Jedynym wyjściem z takiej sytuacji jest wgranie wsadu BIOS z wyczyszczonym regionem ME (TXE), przy czym powinniśmy wgrać region w najwyższej dostępnej wersji, bo nie wiemy, jaką wersją ME był skonfigurowany most PCH. Nauczmy się więc, jak to się robi krok po kroku

1. Szukamy wsadu BIOS dla naszej płyty - załóżmy, że mamy płytę LA-A994P, której oryginalny wsad BIOS zawiera same "FF" (czyli prawdopodobnie został wyczyszczony, ale aktualizator nie zaprogramował pamięci SPI nowym wsadem). Z poprzedniego akapitu wiemy, że wsad, który pobraliśmy z forum, jest w wersji F45 i ma region TXE w wersji 1.1.0.1089 oraz SKU 1.375MB M/D. Nie wiemy nic na temat tego, czy region TXE został w tym pliku wyczyszczony (autor nie podał tej informacji), więc automatycznie zakładamy, że nie został, toteż musimy sami go wyczyścić.
2. Szukamy właściwej i najnowszej wersji regionu TXE dla naszego wsadu - w tym kroku przechodzimy na tę stronę: https://winraid.level1techs.com/t/intel ... ries/30869 i szukamy TXE w wersji 1.x:
   
   Po kliknięciu w miejscu, zaznaczonym strzałką, otwiera się nowa karta na stronie Mega.nz, gdzie zaznaczamy repozytorium TXE 1 i klikamy Download:
   
   Po pobraniu wypakowujemy archiwum na Pulpit. Folder zawiera wszystkie wersje regionu TXE 1 (1.0.x, 1.1.x, 1.2.x). Nas interesuje konkretnie podwersja 1.1.0.x, bo taką podała nam aplikacja ME Analyzer. W archiwum jest kilka różnych plików dla tej podwersji, więc który będzie prawidłowy? Ten, którego SKU to 1.375MB MD (a to także wiemy z aplikacji ME Analyzer). Widzimy więc, że najnowsza podwersja to 1.1.0.1115 - i tę właśnie wgramy do pobranego z forum pliku. Ale jak to zrobić?
3. Czyszczenie regionu ME (TXE) - robimy to dokładnie tak samo, jak wcześniej przenosiliśmy region TXE z jednego wsadu do drugiego. Otwieramy ściągnięty wsad BIOS oraz region TXE (plik o nazwie 1.1.0.1115_1.375MB_MD_PRD_RGN.bin w edytorze HxD:
   
   Klikamy na zakładkę pliku regionu TXE (prawy plik), klikamy prawym przyciskiem myszy w dowolnym obszarze zawartości tego pliku i wybieramy opcję ZAZNACZ WSZYSTKO (lub wciskamy skrót klawiszowy CTRL+A). Następnie kopiujemy cały zaznaczony kod do schowka (CTRL+C lub prawy przycisk myszy i Kopiuj). Kolejno, klikamy na zakładkę naszego wsadu BIOS (plik W25Q64FWSIG F45.bin) - wciskamy CTRL+F (Szukaj) i wyszukujemy frazę $FPT. Po jej zlokalizowaniu ustawiamy kursor na początku linii wyżej (w tym wypadku adres 0x1000), klikamy prawym przyciskiem myszy w tym miejscu i wybieramy opcję ZAZNACZ BLOK. Następnie zaznaczamy opcję DŁUGOŚĆ i w pole wpisujemy 153000 (czyli dokładnie to, co pokazał ME Analyzer). Następnie klikamy w dowolnym miejscu zaznaczonego bloku prawym przyciskiem myszy i wybieramy WKLEJ PRZEZ NADPISANIE (lub skrótem klawiszowym CTRL+V). Jeśli otrzymamy komunikat o zmianie rozmiaru pliku, przerywamy wklejanie i robimy wszystko od początku. Po poprawnym wklejeniu regionu TXE zapisujemy plik pod nową nazwą (Plik -> Zapisz jako). Ja dopisuję na końcu pliku frazę "cleanME".
4. Sprawdzenie pliku po czyszczeniu regionu - otwieramy nasz nowoutworzony plik w aplikacji ME Analyzer:
   
   I widzimy, że aplikacja nie zgłasza błędów TXE oraz widoczna jest najnowsza wersja - zatem skutecznie wyczyściliśmy swój pierwszy region ME (TXE)

"No dobrze" - ktoś słusznie zauważy - "ale przecież firmware to nie tylko wsad BIOS, ale także (a może nawet przede wszystkim) oprogramowanie kontrolera EC/KBC". I ma rację! Współczesne kontrolery KBC mają bowiem własne oprogramowanie coraz częściej zaszyte w nich samych, zamiast w zewnętrznej pamięci SPI. Taki kontroler można programować wyłącznie poprzez dedykowaną do tego magistralę JTAG - o ile w ogóle można programować. Na rynku dostępny jest programator o nazwie SVOD (aktualnie najnowsza jest wersja v4), który ma możliwość programowania wybranych kontrolerów EC/KBC przez złącze klawiatury. Szerzej o programatorze, jego obsłudze i programowaniu EC/KBC napiszę już niebawem w osobnym szkoleniu, bowiem ilość i treść materiału znacznie wykracza poza ramy tematyczne niniejszego szkolenia.

USZKODZENIE UKŁADU BGA (CPU, GPU, PCH)
Jak już wspomniałem wcześniej, diagnostyka uszkodzenia układu BGA jest mocno ograniczona z uwagi na to, że wiele wyprowadzeń jest niedostępnych z zewnątrz. Jakiekolwiek pomiary bezpośrednio na pinach układu BGA są niewykonalne ze względu na budowę i sposób montażu takiego układu. Z powyższych powodów diagnostyka uszkodzonego układu BGA sprowadza się do:

• sprawdzenia (organoleptycznie lub z pomocą kamery termowizyjnej), czy rdzeń układu nie przegrzewa się.
• sprawdzenia rezystancji do masy na liniach zasilania układu BGA (w przypadku zwarć w gałęziach 3V, 1.8V i/lub 1.05V możemy mieć uzasadnione podejrzenia, że zwarcia te powoduje most PCH); wykonanie próby zwarciowej w zwartych gałęziach da nam jednoznaczną odpowiedź i potwierdzi (lub odrzuci) nasze podejrzenia.
• pomiar rezystancji i/lub napięć do masy na tych wyprowadzeniach układu BGA, które są dostępne z zewnątrz (np. na rezystorach pull-up, kondensatorach, pinach innych elementów, z którymi łączą się dane wyprowadzenia układu BGA itd).
• wymiana układu BGA na nowy (lub używany, sprawny); należy pamiętać, że w przypadku wymiany mostu PCH lub hybrydowego CPU Intela (bez względu na to, czy układ jest fabrycznie nowy, czy używany), konieczne jest wyczyszczenie regionu ME (wgranie najnowszej dostępnej wersji) przed pierwszym uruchomieniem płyty po wymianie układu. Wynika to z tego, że dany egzemplarz PCH (lub hybrydowy CPU) jest konfigurowany pod konkretny plik regionu ME i nawet, gdy wlutujemy fabrycznie nowy układ, ponowna konfiguracja z zainicjowanego już na innym PCH regionie ME zwykle kończy się błędami, co będzie skutkowało w najlepszym przypadku wydłużonym startem płyty i maksymalnymi obrotami wentylatorów, zaś w skrajnych sytuacjach płyta nie uruchomi się wcale, bo PCH zostanie trwale zablokowany.

I to by było na tyle, jeśli chodzi o diagnostykę tytułowej usterki. Jeśli ktokolwiek z Was ma uwagi, własne sugestie czy przemyślenia odnośnie treści dzisiejszej lekcji, bądź chciałby doprecyzować którykolwiek z poruszonych dziś tematów, zapraszam gorąco do kontaktu i dyskusji przez system Prywatnych Wiadomości