Диагностика видеоадаптера при помощи программы SiSoftware Sandra

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«МИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВЫСШИЙ

РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

 

 

 

 

                  

 

 

 

Курсовой проект

по дисциплине техническая эксплуатация ЭВС

на тему: «Диагностика видеоадаптера при помощи программы SiSoftware Sandra»

 

 

 

КП 92.293002.401 ПЗ

 

 

 

                                                    

 

 

 

Выполнил учащийся

Гр. 92293                                                                                                      /А. В. Боровский/

 

 

      Руководитель КП                                                                                       /Н.В. Чвала/

 

 

 

 

 

 

 

 

2012

Содержание

1.2.3.4.Назначение изучаемого прибора, возможные неисправности 13

5.Принцип работы по схеме электрической структурной 13

6.Оформление схемы электрической структурной 15

7.Принцип работы по схеме электрической принципиальной (диагностируемого узла) 16

8.Методика технического обслуживания устройства 18

9.Характерные неисправности устройства и способы их устранения 19

10.Выбор метода диагностирования (программный, аппаратный) 22

11.Правила построения алгоритма 25

12.Оформление чертежа алгоритма 26

13.Проведение эксперимента 27

14.Охрана труда при выполнении ремонтных работ 36

Заключение 38

Список литературы 39

Приложение А 40

Приложение Б 41

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Введение. Анализ  технического задания. Обоснование  выбора программных средств

 

В жизненном цикле цифровых устройств можно выделить 3 этапа, на которых тестирование имеет большое значение:

- тестирование  является одним из этапов проектирования и позволяет выявить ошибки проекта;

- производства тестирование  позволяет выявить технологические  дефекты (кристаллов, ПП, линий связи);

- на  этапе эксплуатации  тестирование для выявления отказов  (для определения корректности  работы устройстве)

Во многих системах тестирование позволяет проводить  диагностику неисправности до уровня заменяемого модуля. Это позволяет  оперативно восстанавливать работоспособность  системы.

Сложность тестирования в  общем случае определяется сложностью самого устройства и его функциональным назначением. Например, для дешевых устройств, выпускаемых и больших количествах (калькуляторы, будильники, электронные записные книжки и т.п.), тестирование производится только на стадии производства (выходной контроль). При обнаружении отказа (неправильной работы) такое устройство просто выбрасывается. С другой стороны, для систем с повышенными требованиями по надежности  тестирование производится достаточно часто (начальное тестирование, периодическое тестирование, профилактика) для как можно более раннего выявления отказа.

С возрастанием степени интеграции СБИС и плотности компоновки современных  цифровых систем значительно увеличивается  стоимость тестировании. Многие компании показывают, что стоимость тестирования достигает 55% от обшей стоимости продукта. При разработке системы примерно половина стоимости составляет разработка тестов для проверки ее работоспособности, Аналогично, примерно половину стоимости производства составляет тестирование изделия, для которого применяются дорогостоящие стенды и контрольно-испытательное оборудование. Одним из наиболее эффективных способов снижения стоимости производства является применение методик тестопригодного проектирования, которые позволяют значительно снизить затраты на тестирование, что приводит к снижению стоимости проектирования, изготовления и сопровождения сервисного обслуживания) изделия.

SiSoftware Sandra (“System Analyser, Diagnostic and Reporting Assistant”) - утилита для сбора информации и диагностики системы, написанная под Win32’s. Предлагаемая информация о состоянии системы и настройки Plug-and-Play устройств является, по мнению авторов, наиболее полной, т.к. в нее включены не документированные источники информации.

SiSoftware Sandra - это 32-х разрядное приложение, которое пользуется преимуществом всех усовершенствований, разработанных для операционных систем MS Windows 95 и 98. Данный программный продукт совместим и MS Windows NT на Intel x86, хотя и предоставляет немного меньше свойств, чем для обычного Windows. Несовместимые модули не будут появляться в распечатке или программа автоматически завершит свою работу в зависимости от характеристик системы.

 

2.Назначение  изучаемого прибора, виды и  типы

 

Видеока́рта (известна также как графи́ческая пла́та, графи́ческая ка́рта, видеоада́птер, графический ада́птер)  — устройство, преобразующее графический образ, хранящийся, как содержимое памяти компьютера или самого адаптера, в иную форму, предназначенную для дальнейшего вывода на экран монитора. В настоящее время эта функция утратила основное значение, и в первую очередь под графическим адаптером понимают устройство с графическим процессором - графический ускоритель, который и занимается формированием самого графического образа.

Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется в разъём расширения, универсальный (PCI-Express, PCI, ISA, VLB, EISA, MCA) или специализированный (AGP), но бывает и встроенной (интегрированной) в системную плату (как в виде отдельного чипа, так и в качестве составляющей части северного моста чипсета или ЦПУ). В этом случае устройство, строго говоря, не может быть названо видеокартой.

Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они  имеют встроенный графический процессор, который может производить дополнительную обработку, снимая эту задачу с центрального процессора компьютера. Например, все современные видеокарты Nvidia и AMD (ATi) осуществляют рендеринг графического конвейера OpenGL и DirectX на аппаратном уровне. В последнее время также имеет место тенденция использовать вычислительные возможности графического процессора для решения неграфических задач.

Современная видеокарта состоит из следующих частей:

Графический процессор (Graphics processing unit — графическое процессорное устройство) — занимается расчётами  выводимого изображения, освобождая от этой обязанности центральный процессор, производит расчёты для обработки команд трёхмерной графики. Является основой графической платы, именно от него зависят быстродействие и возможности всего устройства. Современные графические процессоры по сложности мало чем уступают центральному процессору компьютера, и зачастую превосходят его как по числу транзисторов, так и по вычислительной мощности, благодаря большому числу универсальных вычислительных блоков. Однако, архитектура GPU прошлого поколения обычно предполагает наличие нескольких блоков обработки информации, а именно: блок обработки 2D-графики, блок обработки 3D-графики, в свою очередь, обычно разделяющийся на геометрическое ядро (плюс кэш вершин) и блок растеризации (плюс кэш текстур) и др.

видеоконтроллер — отвечает за формирование изображения  в видеопамяти, даёт команды RAMDAC на формирование сигналов развёртки для  монитора и осуществляет обработку  запросов центрального процессора. Кроме  этого, обычно присутствуют контроллер внешней шины данных (например, PCI или AGP), контроллер внутренней шины данных и контроллер видеопамяти. Ширина внутренней шины и шины видеопамяти обычно больше, чем внешней (64, 128 или 256 разрядов против 16 или 32), во многие видеоконтроллеры встраивается ещё и RAMDAC. Современные графические адаптеры (ATI, nVidia) обычно имеют не менее двух видеоконтроллеров, работающих независимо друг от друга и управляющих одновременно одним или несколькими дисплеями каждый.

Видеопамять — выполняет роль кадрового буфера, в котором хранится изображение, генерируемое и постоянно изменяемое графическим процессором и выводимое на экран монитора (или нескольких мониторов). В видеопамяти хранятся также промежуточные невидимые на экране элементы изображения и другие данные. Видеопамять бывает нескольких типов, различающихся по скорости доступа и рабочей частоте. Современные видеокарты комплектуются памятью типа DDR, GDDR2, GDDR3, GDDR4 и GDDR5. Следует также иметь в виду, что помимо видеопамяти, находящейся на видеокарте, современные графические процессоры обычно используют в своей работе часть общей системной памяти компьютера, прямой доступ к которой организуется драйвером видеоадаптера через шину AGP или PCIE. В случае использования архитектуры Uniform Memory Access в качестве видеопамяти используется часть системной памяти компьютера.

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП, RAMDAC — Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) — служит для преобразования изображения, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на аналоговый монитор. Возможный диапазон цветности изображения определяется только параметрами RAMDAC. Чаще всего RAMDAC имеет четыре основных блока: три цифроаналоговых преобразователя, по одному на каждый цветовой канал (красный, зелёный, синий - RGB), и SRAM для хранения данных о гамма-коррекции. Большинство ЦАП имеют разрядность 8 бит на канал — получается по 256 уровней яркости на каждый основной цвет, что в сумме дает 16,7 млн цветов (а за счёт гамма-коррекции есть возможность отображать исходные 16,7 млн цветов в гораздо большее цветовое пространство). Некоторые RAMDAC имеют разрядность по каждому каналу 10 бит (1024 уровня яркости), что позволяет сразу отображать более 1 млрд цветов, но эта возможность практически не используется. Для поддержки второго монитора часто устанавливают второй ЦАП. Стоит отметить, что мониторы и видеопроекторы, подключаемые к цифровому DVI выходу видеокарты, для преобразования потока цифровых данных используют собственные цифроаналоговые преобразователи и от характеристик ЦАП видеокарты не зависят.

Видео-ПЗУ (Video ROM) — постоянное запоминающее устройство, в которое записаны видео-BIOS, экранные шрифты, служебные таблицы и т. п. ПЗУ не используется видеоконтроллером напрямую — к нему обращается только центральный процессор. Хранящийся в ПЗУ видео-BIOS обеспечивает инициализацию и работу видеокарты до загрузки основной операционной системы, а также содержит системные данные, которые могут читаться и интерпретироваться видеодрайвером в процессе работы (в зависимости от применяемого метода разделения ответственности между драйвером и BIOS). На многих современных картах устанавливаются электрически перепрограммируемые ПЗУ (EEPROM, Flash ROM), допускающие перезапись видео-BIOS самим пользователем при помощи специальной программы.

Система охлаждения — предназначена для сохранения температурного режима видеопроцессора и видеопамяти в допустимых пределах.

Правильная  и полнофункциональная работа современного графического адаптера обеспечивается с помощью видеодрайвера — специального программного обеспечения, поставляемого производителем видеокарты и загружаемого в процессе запуска операционной системы. Видеодрайвер выполняет функции интерфейса между системой с запущенными в ней приложениями и видеоадаптером. Так же как и видео-BIOS, видеодрайвер организует и программно контролирует работу всех частей видеоадаптера через специальные регистры управления, доступ к которым происходит через соответствующую шину.

 

О типах памяти и пойдёт речь ниже:

 

• FPM DRAM (Fast Page Mode Dynamic RAM — динамическое ОЗУ с быстрым страничным доступом) — основной тип видеопамяти, идентичный используемой в системных платах. Использует асинхронный доступ, при котором управляющие сигналы не привязаны жёстко к тактовой частоте системы. Активно применялся примерно до 1996 г.
• VRAM (Video RAM — видео ОЗУ) — так называемая двухпортовая DRAM. Этот тип памяти обеспечивает доступ к данным со стороны сразу двух устройств, т. е. есть возможность одновременно писать данные в какую-либо ячейку памяти, и одновременно с этим читать данные из какой-нибудь соседней ячейки. За счёт этого позволяет совмещать во времени вывод изображения на экран и его обработку в видеопамяти, что сокращает задержки при доступе и увеличивает скорость работы. То есть RAMDAC может свободно выводить на экран монитора раз за разом экранный буфер, ничуть не мешая видеопроцессору осуществлять какие-либо манипуляции с данными. Но это всё та же DRAM и скорость у неё не слишком высокая.
• WRAM (Window RAM) — вариант VRAM, с увеличенной на ~25 % пропускной способностью и поддержкой некоторых часто применяемых функций, таких как отрисовка шрифтов, перемещение блоков изображения и т. п. Применяется практически только на акселераторах фирмы Matrox и Number Nine, поскольку требует специальных методов доступа и обработки данных. Наличие всего одного производителя данного типа памяти (Samsung) сильно сократило возможности её использования. Видеоадаптеры, построенные с использованием данного типа памяти, не имеют тенденции к падению производительности при установке больших разрешений и частот обновления экрана, на однопортовой же памяти в таких случаях RAMDAC всё большее время занимает шину доступа к видеопамяти и производительность видеоадаптера может сильно упасть.
• EDO DRAM (Extended Data Out DRAM — динамическое ОЗУ с расширенным временем удержания данных на выходе) — тип памяти с элементами конвейеризации, позволяющий несколько ускорить обмен блоками данных с видеопамятью приблизительно на 25 %.
• SDRAM (Synchronous Dynamic RAM — синхронное динамическое ОЗУ) пришёл на замену EDO DRAM и других асинхронных однопортовых типов памяти. После того, как произведено первое чтение из памяти или первая запись в память, последующие операции чтения или записи происходят с нулевыми задержками. Этим достигается максимально возможная скорость чтения и записи данных.
• DDR SDRAM (Double Data Rate) — вариант SDRAM с передачей данных по двум срезам сигнала, получаем в результате удвоение скорости работы. Дальнейшее развитие пока происходит в виде очередного уплотнения числа пакетов в одном такте шины — DDR2 SDRAM (GDDR2), DDR3 SDRAM (GDDR3) и т. д.
• SGRAM (Synchronous Graphics RAM — синхронное графическое ОЗУ) вариант DRAM с синхронным доступом. В принципе, работа SGRAM полностью аналогична SDRAM, но дополнительно поддерживаются ещё некоторые специфические функции, типа блоковой и масочной записи. В отличие от VRAM и WRAM, SGRAM является однопортовой, однако может открывать две страницы памяти как одну, эмулируя двухпортовость других типов видеопамяти.
• MDRAM (Multibank DRAM — многобанковое ОЗУ) — вариант DRAM, разработанный фирмой MoSys, организованный в виде множества независимых банков объёмом по 32 КиБ каждый, работающих в конвейерном режиме.
• RDRAM (RAMBus DRAM) — память, использующая специальный канал передачи данных (Rambus Channel), представляющий собой шину данных шириной в один байт. По этому каналу удаётся передавать информацию очень большими потоками, наивысшая скорость передачи данных для одного канала на сегодняшний момент составляет 1600 МиБ/с (частота 800 МГц, данные передаются по обоим срезам импульса). На один такой канал можно подключить несколько чипов памяти. Контроллер этой памяти работает с одним каналом Rambus, на одной микросхеме логики можно разместить четыре таких контроллера, значит теоретически можно поддерживать до 4 таких каналов, обеспечивая максимальную пропускную способность в 6,4 ГБ/с. Минус этой памяти — нужно читать информацию большими блоками, иначе её производительность резко падает.

 

3.Возможные неисправности и методы их обнаружения

 

   Весьма распространенной (и сложной) неисправностью в материнских платах ноутбуков является выход из строя BGA чипов. Рассмотрим некоторые симптомы данной неисправности, которые возникают в ноутбуках Acer, Advent, Apple, Asus, Compaq, Dell, Fujitsu Siemens, Gateway, HP, IBM, Lenovo, LG, Medion, Panasonic, Samsung, Sony, Toshiba:

 

Что такое замена северного моста, замена южного моста, замена видео чипа ???

 

 Для начала следует  объяснить, что такое BGA чипы. BGA (Ball grid array) - это тип корпуса микросхемы (чипа), выходами которого являются шарики из припоя, находящиеся на обратной стороне микросхемы на контактной платформе. Данный чип устанавливается на материнскую плату с помощью инфракрасной паяльной станции.

Как правило, в  ноутбуке используются следующие BGA чипы: северный мост, южный мост, видео чип. Каждый из этих чипов выполняет свои определенные функции и отвечает за отдельные узлы материнской платы.

Южный мост (Southbridge) - это BGA микросхема, которая обеспечивает связь между  материнской платой и ее компонентами и выполняет функцию контроллера-концентратора ввода и вывода. Другими словами, южный мост функционально включает в себя: контроллер шины SMBus, контроллер PCI или PCI-Express, контроллер DMA, контроллер SATA и IDE, контроллер управления питанием, контроллер USB.

 

ПРИЗНАКИ НЕИСПРАВНОСТИ  ЮЖНОГО МОСТА В НОУТБУКЕ

 1. В ноутбуке не работают USB порты, или часть портов.

2. В ноутбуке не работает  клавиатура.

3. В ноутбуке не определяется  жесткий диск.

4. В ноутбуке  не определяется оптический привод (CD, DVD).

5. Ноутбук включается, но сразу же идет на перезагрузку.

6. Ноутбук не  включается , греется южный мост.

 

Северный мост (Northbridge) - обеспечивает связь материнской  платы с процессором, оперативной  памятью и видеокартой. Микросхема в BGA корпусе, северный мост, обуславливает частоту системной шины и тип оперативной памяти. В бюджетных ноутбуках зачастую в северный мост интегрируют видеоадаптер (графическое ядро).

 

ПРИЗНАКИ НЕИСПРАВНОСТИ  СЕВЕРНОГО МОСТА В НОУТБУКЕ

 

 1. Ноутбук то включается, то нет (отвал северного моста).

2. Ноутбук включается, но изображения на экране нет  (нет инициализации).

3. Материнская  плата ноутбука не видит (не  определяет) оперативную память, что  сопровождается короткими гудками  динамика.

4. Не определяется  видеоадаптер (возможны признаки неисправности видеоадаптера, видеочипа).