За последние 25 лет микропроцессоры превратились из новаторского изобретения для конкретной электронной системы в почти повсеместно применяемую технологию проектирования различного электронного оборудования. Общество стало зависеть от этих приборов. В 1968 году американцы послали людей на Луну без единого микропроцессора на борту космического корабля. Сегодня мы не можем завести автомобиль без модуля управления. Ракеты «Patriot», истребители «Stels», промышленные роботы, медицинские приборы, микроволновые печи, видеокамеры, телевизоры — это только некоторые из множества высокотехнологичных приборов с микропроцессорным «мозгом».

Сердцем каждого персонального компьютера, чья популярность растет с каждым днем, а возможности расширяются, является микропроцессор.

Тему сервисного обслуживания микропроцессоров можно разделить на две части:

♦ системы с встроенными микропроцессорами;

♦ персональные компьютеры.

В данной главе рассмотрены оба аспекта. Представленные методы сервисного обслуживания помогут восстановить вышедший из строя персональный компьютер. Системы со встроенными микропроцессорами также могут потребовать ремонта. Кроме того, порой необходимо разработать и изготовить специальное приспособления на основе микропроцессора. Методы сервисного обслуживания в каждом из вариантов несколько различаются.

Принципы работы микрокомпьютеров

Все компьютеры имеют одинаковую базовую архитектуру. Блок-схема состоит из центрального процессорного устройства (кратко — процессора) CPU (ЦПУ), памяти и какого-либо набора устройств ввода/вывода, как показано на рис. 9.1.

Рис. 9.1. Три основных блока компьютера

Микрокомпьютеры содержат одну интегральную микросхему, которая работает в качестве ЦПУ и называется микропроцессор. Другими словами, микропроцессор, память и устройства ввода/вывода образуют микрокомпьютерную систему. Этот раздел рассказывает о том, как должен работать компьютер.

Центральный процессор

Центральное процессорное устройство содержит три основных подсистемы: арифметическое логическое устройство (АЛУ), набор регистров для хранения и специальных операций и схемы синхронизации и управления. Длина слова ЦПУ определяет размер (число бит) самой большой величины, с которой может работать процессор. Первый микропроцессор Intel 4004 использовал слова длиной 4 бита. Самые последние модели работают со словами 64 бита.

Арифметическое логическое устройство служит для выполнения двоичных операций сложения, вычитания и различных логических функций: И, ИЛИ, НЕ, Исключающее ИЛИ и т. д. Обычно оно работает совместно с регистром, который называется «аккумулятором» и хранит один из операндов арифметических операций, заменяя его результатом. Регистры предназначены для временного хранения данных или специальных адресов памяти, к которым часто обращаются, подсчета событий. Многие регистры имеют специальное назначение при использовании с определенными инструкциями.

Узел синхронизации и управления представляет собой устройство, организующее работу и взаимодействие всех составляющих системы и определяет порядок и время начала операций. Обращаясь к очередному кодовому слову в памяти программ, он декодирует двоичные числа, которые являются инструкциями типа «взять и выполнить» для реализации соответствующих задач. Многие микропроцессоры сегодня могут повторять эту процедуру более 2 000 000 раз в секунду.

Память

Во всех микрокомпьютерных системах необходимо хранить большое количество двоичной информации. Аппаратные решения задачи хранения двоичных чисел рассмотрены в главе 8, где обсуждались триггеры-защелки. Регистр хранения может быть создан с помощью соединения группы триггеров, количество которых зависит от длины слова в системе. Например, каждый регистр в 8-разрядной микропроцессорной системе 8031 должен иметь 8 триггеров, соединенных таким образом, чтобы все 8 бит могли быть записаны одновременно.

Прибор с полупроводниковой памятью представляет собой группу объединенных в едином кристалле регистров. Каждый регистр памяти имеет собственный уникальный адрес, как показано на рис. 9.2.

Рис. 9.2. Конфигурация памяти 8x8

Для того чтобы обеспечить доступ к конкретной информации, на адресные входы поступает соответствующее адресное число, тогда данные, которые расположены по этому адресу, появятся на выходных выводах данных. Адрес представляет собой число, которое указывает расположение данных в памяти. Данные — это двоичное число, которое содержится по выбранному адресу памяти.

Обратите внимание, что в предыдущем описании микросхем памяти предполагалось, что данные уже записаны по определенному адресу. Единственное, что пользователь может сделать с таким типом памяти, это считать содержимое по каждому адресу, но не может изменить сами данные которые там записаны. Поэтому такой тип устройств называется постоянным запоминающим устройством (ПЗУ). Двоичные величины обычно однократно записываются в микросхемы такого типа при изготовлении.

Поскольку микросхемы, в которые бы ваши пользовательские программы были уже встроены, рассчитаны на сравнительно большой объём изделий и не допускают быстрого изменения программного обеспечения в процессе модернизации, менее крупные проекты часто используют программируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ). С этими устройствами пользователь может сохранить соответствующие двоичные значения по определенным адресам, используя специальные аппаратно-программные средства, как показано на рис. 9.3.

Рис. 9.3. Программируемая постоянная память и прибор для ее программирования

Эти приборы с «электрическим программированием» имеют плавкие элементы, которые представляют каждый бит. Если программист «пережигает плавкий предохранитель», то это соответствует значению бита «0». Если предохранитель не пережжен, он представляет «1». Как и в случае любого предохранителя, когда используется логический ноль, его уже нельзя вернуть назад в состояние логической единицы. По этой причине такие устройства называются однократно записываемой памятью, поскольку можно только один раз запомнить необходимую программу. Ошибка означает, что вы должны выбросить эту микросхему и запрограммировать другую.

Так как ошибки возникают часто, то с учетом дальнейшего усовершенствования программного обеспечения обычно используется программируемая постоянная память. Приборы с ультрафиолетовым стиранием имеют кварцевое окно, которое позволяет свету попадать на кремниевую пластину с ячейками памяти внутри корпуса интегральной схемы. Если эта пластина подвергается воздействию высокоинтенсивного ультрафиолетового света в течение нескольких минут, содержимое всех заполненных ячеек памяти будет стерто (установлено в положение логической единицы). Для перепрограммирования микросхемы используется специальная программа, как было указано выше.

Стираемая программируемая постоянная память позволяет уничтожать содержимое памяти и заново программировать ее. Прибор можно запрограммировать, при этом схема обеспечивает хранение информации в течение многих лет. Данные можно изменить только с помощью аппаратно-программного обеспечения. Неизменное хранение означает, что при выключении компьютера содержимое памяти не исчезнет. Все приборы памяти типа «только для чтения», описанные здесь, обладают характеристикой неизменности.

Во многих компьютерных приложениях нередко хранят весьма значительное количество информации, которую необходимо регулярно изменять. Центральный процессор должен иметь возможность записывать данные, а также считывать их. Для этого нужно, чтобы регистры состояли из триггеров с защелкой, а не из плавких элементов, которые были описаны для постоянной памяти. Эти схемы памяти обычно называются памятью с произвольным доступом. Их характеристики таковы: могут быстро записывать и выводить информацию, но требуют постоянного питания для сохранения данных. Если устройство выключается, информация будет потеряна. Обратите внимание, что схема программируемой памяти может хранить и находить данные, но цикл хранения относительно длинный. Потеря питания не означает потери информации.

Большинство встроенных контроллеров в настоящее время использует микросхемы с возможностью чтения и записи, которые называются статической памятью с произвольным доступом. Статическая память с произвольным доступом хранит каждый бит информации в триггере. Большинство крупных микрокомпьютерных систем, которые требуют значительного количества памяти с чтением и записью, такие как персональные компьютеры, используют динамическую память с произвольным доступом, которая позволяет хранить каждый бит информации в конденсаторе. Идеальный конденсатор с нулевым током утечки изготовить невозможно, поэтому конденсаторы, которые хранят данные, должны периодически подзаряжаться. Этот процесс называется обновлением памяти.

Динамическая память может быть изготовлена с большим количеством битов по сравнению со статической и в меньшем корпусе, поскольку конденсатор занимает меньше места, чем триггер. Динамическая память также потребляет меньше энергии и дешевле в производстве. Недостаток се заключается в том, что она требует более сложных схем для организации цикла обновления приблизительно каждую миллисекунду.

Каждая микросхема памяти организованна определенным образом. Эта информация всегда указывается в виде общего количества ячеек запоминания (со своим адресом), а также общего количества бит, которые могут храниться по этому адресу (длина слова). Поскольку устройство памяти часто содержит много ячеек хранения, это помогает указать общее количество адресов в несколько тысяч ячеек. Поскольку десятичная тысяча не является степенью числа 2, основной единицей измерения объема бит является 210 или 1024 килобит — сокращенно 1К). Например, микросхема статической памяти с произвольным доступом, показанная на рис. 9.4, имеет организацию 8Кх8. Общее количество элементов хранения составляет:

8 х 1024 = 8192

Число бит в каждом элементе хранения 8. Обратите внимание, что микросхема имеет 13 адресных шин. Просто подсчитав число выводов адресов, мы можем определить общее количество ячеек памяти, составляющее 213 = 8192.

Обратите также внимание, что микросхема имеет 8 линий данных. Это говорит о том, что в заданную на адресной шине ячейку памяти могут быть одновременно записаны (или считаны из нее) 8 бит данных. Линия WE (разрешение записи) активируется для записи данных. Линия ОЕ (разрешение выхода) активируется для чтения данных. Две линии CS (выбор ИМС) должны быть активированы (одна активируется высоким уровнем, другая низким) для выбора режима работы данной ИМС. Эти входы могут помочь при определении адреса, как будет показано ниже.

Рис. 9.4. ИС статического ОЗУ 8Кх8

Устройства ввода/вывода

Третьей составной частью компьютерной системы является блок ввода/вывода (см. рис. 9.1). Любой компьютер будет бесполезен, если вы не можете обрабатывать данные. Наиболее распространенным для персональных компьютеров устройством ввода является клавиатура, а устройством вывода — экран ЭЛТ.

Большинство компьютеров изготавливаются со стандартным портом LPT для принтера (вывод) и последовательным COM-портом (ввод и вывод). Накопители (CD, дискеты, флэш-карты и т. д.) также представляют собой устройства ввода/вывода, которые позволяют осуществлять перенос и обмен данными между компьютерами.

Во встроенных системах управления входными устройствами могут быть ограничительные, микропереключатели, кнопки и т. д., позволяющие центральному процессору получать информацию. Выходы могут быть подключены к интерфейсам системы питания для запуска различных устройств: двигателей, соленоидов, ламп. Аналого-цифровой преобразователь может служить входным устройством, формирующим 8-битовый сигнал, представляющий физическую переменную (например, температуру или давление) в какой-либо момент времени. Аналогично, цифро-аналоговый преобразователь может использоваться как выходной устройство для управления аналоговым прибором.

Шины и логические устройства с тремя состояниями

Микропроцессор использует три основных типа сигналов для связи с памятью и устройствами ввода/вывода: сигналы адреса, сигналы данных и управляющие сигналы. Вспомним, что в обычной микропроцессорной системе очень много различных областей памяти и устройств ввода/вывода, каждый их которых должен иметь свой адрес. Все эти устройства должны быть соединены общими линиями подачи сигналов, поступающих от процессора.

Группа проводников, которая используется для подачи сигналов одного типа, называется шиной. Существуют несколько подобных элементов.

Шина адреса состоит из 16-ти или более проводников, которые начинаются от ЦПУ и указывают, к какой ячейке памяти или к какому устройству ввода/вывода происходит обращение в настоящий момент.

Набор проводников, которые несут двоичную информацию кили от микропроцессора, — это шина данных. Количество проводников здесь обычно такое же, как и длина слова микропроцессора.

Шина управления несет информацию о времени и синхронизирует все операции периферийных устройств с работой ЦПУ. Число проводников и названия сигналов различаются в зависимости от типа микропроцессора и конкретного применения.

Рассмотрим проблему соединения нескольких ИМС памяти и устройств ввода-вывода с использованием одного набора из восьми линий передачи данных, как показано на рис. 9.5.

Рис. 9.5. Микрокомпьютерная система

Если каждый из выводов выхода данных ОЗУ, ПЗУ и ИМС ввода-вывода имеет два состояния (высокий и низкий), будет невозможно соединить устройства параллельно, как это показано на рисунке. Любой выходной контакт с низким уровнем может находиться в противоречии с выходными сигналами других ИМС, которые могут иметь высокий уровень. Для решения этой проблемы все приборы, подключаемые к шине, имеют специальные выходы с тремя состояниями: логический высокий уровень, логический низкий уровень, состояние высокого импеданса. Когда прибор с гремя состояниями не действует, его выходы находятся в третьем состоянии, что электрически равносильно полному удалению прибора их схемы. При запуске устройства, на выходные контакты подастся уровень ВЫСОКИЙ или НИЗКИЙ.

Шина адреса используется для определения, к какой именно ИМС происходит обращение в соответствии с текущим адресом, выдаваемым ЦПУ. Это очень похоже на то, как мы находим конкретный квартал в городе и нужное здание.

Старшие цифры указывают квартал, а младшие — дом. Аналогично, старшие биты адреса используются для выбора конкретной ИС, а младшие — определяют, к какой ячейке ИМС происходит доступ.

#v.jpg_6  Адресная шина на рис. 9.5 представлена в виде «жгута» проводов, в котором неразличимы отдельные проводники. Это обычный метод изображения шин на диаграммах. Когда провод входит или отходит от жгута, он помечается своим номером, названием или символом идущего по нему сигнала.

Инструкции и машинный код

Теперь, когда некоторые основные аппаратные схемы описаны и даны определения многих терминов, мы можем начать рассматривать, как же в действительности работает микрокомпьютер. Понимание того, как должна функционировать система, что можно ожидать, абсолютно необходимо для правильной диагностики проблем. Чтобы заставить компьютер сделать нечто полезное, его надо запрограммировать, то есть организовать набор допустимых команд или инструкций, представляющих двоичный код, расположенный в памяти ЭВМ, которым должен следовать компьютер. Ест и машина работает только с данными длиной 8 бит, то код инструкции ограничен 8 битами и общее количество возможных инструкций не превышает 256 (28).

Полная инструкция состоит, по меньшей мере, из одного слова, которое называется кодом операции и представляет инструкцию для ЦПУ, в которые иногда включаются также величины данных или адреса, расположенные в памяти непосредственно после кода операции. Эти величины называются операндами. Код операции указывает задачу ЦПУ, а операнды — место назначения. Некоторые операции не требуют операндов, другие могут использовать одну или более ячеек памяти для хранения своих операндов.

Когда в память занесен полный список инструкций, они образуют программу в машинном коде. Машинный код — это единственный язык, который понимает компьютер. Каждый тип микропроцессора имеет свой уникальный язык машинных инструкций. Программисты используют обычно языки высокого уровня для организации инструкций, например BASIC и С. Компьютерная программа, называемая компилятор, переводит язык высокого уровня в машинный (двоичные 1 и 0). В любом случае информация, которая будет проходить по шинам, представляет собой только двоичные 1 и 0, образующие машинный код.

Машинные циклы и синхронизация

Для запуска программы ЦПУ задает стартовый адрес, который показывает, где расположена первая инструкция программного кода. Точное время выполнения любой инструкции зависит от быстродействия микропроцессора, которые, независимо от типа, выполняют цикл выбор-исполнение для каждой инструкции. Новейшие процессоры выбирают нескольких инструкций и выстраивают их в виде очереди на исполнение. Это положительно влияет на эффективность и повышает быстродействие. В следующем описании указаны основные этапы выполнения машинных инструкций, что позволяет составить общее представление о работе компьютеров. Детали, касающиеся конкретного микропроцессора, можно найти в руководствах изготовителей.

Цикл выполнения любой инструкции начинается с помещения адреса ячейки в памяти, но которому расположен код следующей инструкции, на шину адреса. Дешифраторы адреса выбирают ИС, в которой находится адрес. Когда ЦПУ готов принять код операции, он активирует управляющую шину, подавая сигнал типа RD (чтение), который запускает выходные буферы схемы памяти с тремя состояниями, и на шину подается код операции. Когда импульс RD заканчивается, код операции запоминается в регистре инструкций внутри ЦПУ.

Система синхронизации и управления декодирует инструкцию и определяет, требует ли она операндов. Если да, то они выбираются из следующих ячеек памяти таким же образом, что и код операции. Когда все части инструкции переданы в ЦПУ, начинается выполнение инструкции: считывание величины из памяти или устройства ввода-вывода, инкрементирование величины во внутреннем регистре или запись величины из ЦПУ в память или выходной порт. Важно понимать, что в разные периоды во время выполнения цикла инструкции шина данных может содержать коды инструкций, информацию об адресе, величины данных, и иногда ничего не значащий «цифровой мусор». Для анализа имеющихся сигналов необходимо очень хорошо понимать синхронизацию микропроцессора. Для описания этого достаточно сложного процесса в 8 и 16-битовых шинах используются специальные временные диаграммы (рис. 9.6).

Рис. 9.6. Временная диаграмма шины микропроцессора

#v.jpg_7  Вся 16-битовая шина адреса представлена на временной диаграмме одной линией. Участки, где линии параллельны, показывают, что состояние каждой из 16-ти адресных линий не изменяется. Реальная величина может быть показана в шестнадцатеричном виде в пространстве между двумя параллельными линиями. Место, где линии пересекаются на временной диаграмме, показывают, что один или более бит на этой шине изменили состояние, и на выход подается новая величина.

Шина данных образована восемью отдельными линиями, каждая из которых может иметь высокий, низкий или переменный уровень. Переменное состояние возникает тогда, когда все подключенные к шине приборы находятся в третьем состоянии с высоким импедансом (бездействуют). Это состояние с высоким импедансом представляется горизонтальной линией на среднем уровне между высоким и низким. Когда выходы включаются, временная диаграмма расширяется, показывая, что все 8 бит стабильны и имеют уровень высокий или низкий. Их величина в этом интервале может быть показана в виде шестнадцатеричного числа. Сигналы дешифратора ПЗУ и ОЗУ, которые идут к входам выбора ИМС, и сигналы линий RD и WD представляют собой однобитовые сигналы и выглядят, как и на всех остальных временных диаграммах.

Последовательность, которая представлена на временной диаграмме, следу-

1. ЦПУ выдает адрес ячейки памяти, содержащей операционный код инструкции.

2. Выход ПЗУ дешифратора адреса переходит на низкий уровень.

3. ЦПУ переводит линию RD на низкий уровень, разрешая выход схемы памяти.

4. Код операции от ПЗУ появляется на шине данных.

5. Кончается импульс RD, код инструкции запоминается в ЦПУ. ЦПУ теперь знает, что оно должен записать величину данных в указанный адрес ОЗУ.

6. Адрес ячейки памяти, куда должны быть записаны данные, выдается на шину адреса.

7. Дешифратор адреса активирует вход выбора RAM.

8. Данные для записи подаются ЦПУ на шину данных.

9. Линия WR переходит на НИЗКИЙ уровень при прохождении по ней импульса.

10. По фронту нарастания на линии WR данные записываются в память.

Теперь инструкция полностью выполнена и микропроцессор готов выбрать следующую.

Персональные компьютеры

Наиболее известной областью применения микропроцессоров дома и в офисах на сегодняшний день являются, видимо, персональные компьютеры, которые появились в 1970 году и в настоящее время стали обычными бытовыми приборами в каждом доме. Несколько изготовителей вышли на рынок за это время, но мы здесь остановимся на машинах, ориентированных на MS-DOS и Microsoft Windows, где прогресс просто поразительный.

Первые персональные компьютеры IBM использовали микропроцессор 8088 с шиной данных 8 бит и возможностью обработки 16 бит. Выпускаемый в настоящее время Pentium имеет полную шину данных 64 бит.

Основные тенденции развития технологий: увеличение быстродействия, объема оперативной памяти и дисковых накопителей, эффективное выполнение операций. Данный раздел описывает общие методы сервисного обслуживания современных ПК.

Персональный компьютер состоит из трех элементов: аппаратное обеспечение (hardware), аппаратно-программное обеспечение (firmware) и программное обеспечение (software).

Аппаратное обеспечение — это реальные электрические схемы и механизмы, которые образуют компьютерную систему.

Аппаратно-программное обеспечение состоит из микросхем памяти, в которых записан набор инструкций, имеющихся внутри каждого компьютера, которые говорят ему, что надо делать при включении питания. Обычно это специальный тест (power-on self-test — POST), обращение к драйверу дисков и загрузка операционной системы. Программы firmware записаны в ПЗУ на системной плате и часто называются загрузочными программами, поскольку они выполняют действия, необходимые после того, как компьютер начинает работу.

Программное обеспечение загружается через драйверы дисков в рабочую область ОЗУ.

Операционная система — это первая программа, которая загружается в ОЗУ и обеспечивает доступ к другим программам, выполняя огромное количество разных операций.

Аппаратное обеспечение персонального компьютера

Персональные компьютеры состоят из тех же базовых блоков, что и все компьютерные системы: ЦПУ, память и устройства ввода-вывода (рис. 9.7).

Рис. 9.7. Блок-схема персонального компьютера

Выполненные на системной плате блоки различны у разных систем, некоторые блоки необязательны. Системная плата обычно содержит, как минимум, микропроцессор и минимальную системную намять. Она включает и ПЗУ и ОЗУ. ПЗУ содержит программы основной системы ввода вывода (basic input/output system BIOS) и эта память не изменяется при выключении питания. Системная память формируется с помощью динамических микросхем ОЗУ. Эти микросхемы компактны и требуют меньше мощности, чем статические ОЗУ, но их необходимо регенерировать примерно каждые две миллисекунды. Для выполнения этой операции предусмотрены специальные схемы, поэтому с точки зрения программирования эта память прозрачна для пользователя. Системную память, как правило, можно расширить за счет добавления ИС памяти, установленных на специальные небольшие платы с однорядным расположением выводов (single-in-line memory module — SIMM) или с двурядным расположением выводов (dual in-line — DIMM). Технология этих систем памяти постоянно совершенствуется, обеспечивая быстрый доступ и большие объемы хранения.

Остальные элементы блок-схемы представляют собой различные тины устройств ввода-вывода. Основным устройством вывода является экран монитора. Для того чтобы подать изображение на экран, необходима схема графического интерфейса, хранящая информацию, которая должна быть показана на экране, и генерирующая все необходимые сигналы для запуска электронно-лучевой трубки или жидкокристаллической панели внутри монитора. Для компьютеров есть несколько различных типов мониторов, каждый имеет соответствующую карту графического адаптера, которая вставляется в материнскую плату.

Основное устройство ввода — клавиатура позволяет заносить различные типы данных и сама имеет небольшой встроенный микроконтроллер, который отслеживает состояние клавиш и запоминает введенные пользователем символы до того, как ЦПУ будет готово принять их. Она посылает эту информацию в виде последовательных данных по 1 биту.

Каждая система имеет, как минимум, один дисковый накопитель. Эти устройства обеспечивают большие объемы памяти для хранения данных и средства загрузки программного обеспечения.

Винчестером называют запоминающее устройство, которое содержит набор жестких вращающихся дисков, покрытых магнитным материалом. Магнитные поля, представляющие двоичные данные, записываются на поверхность диска (и считываются с нее) с помощью небольших электромагнитных катушек, называемых головками. Головка перемещается по поверхности вращающегося диска в радиальном направлении вперед и назад.

Управление механизмом и работа с данными осуществляется контроллером диска. Самые современные материнские платы содержат встроенные схемы контроллеров для нескольких драйверов диска.

Дискеты работают аналогично винчестеру, но представляет собой портативное устройство. Компакт-диски стали очень популярны, прежде всего, как средство загрузки объемных приложений и хранения больших файлов данных графики и звука.

Большинство систем поставляются с одним параллельным и двумя последовательным портами ввода-вывода. Параллельный порт обычно подключается к принтеру и обеспечивает быструю передачу данных от компьютера к печатающему устройству. Каждый символ передается по восьми линиям данных. Другие линии ввода-вывода используются для координации при передаче, информируя компьютер, когда принтер готов для следующего символа и сообщая, когда символ подан ЦПУ на кабель принтера.

Последовательный порт используется для передачи данных по одному проводу. как было описано в главе 8. Большинство компьютерных систем в настоящее время имеют, по меньшей мере, два встроенных последовательных порта.

Типичным примером использования последовательного порта является подключение компьютера к телефонной линии с помощью модема. Модем (модулятор-демодулятор) осуществляет преобразование логических сигналов в тоновые с целью передачи их по телефонным линиям.

Внешние последовательные порты используют стандартный разъем и определение сигналов в соответствии со стандартом RS-232. Это позволяет компьютеру подключаться к любому другому устройству, который использует порт такого же стандарта.

Все компьютеры имеют на материнской плате слоты расширения, которые позволяют подключать другие устройства. Можно добавить к системе карты видеоускорителей, игровые порты, встроенные модемы, просто вставив плату в соответствующий слот. Для расширения возможностей персонального компьютера можно добавить различные приборы специального назначения, например описанный в главе 7 логический анализатор.

Аналогичные платы расширения, предназначенные для работы с определенным типом интерфейса шины, могут превратить ваш ПК в осциллограф, вольтметр, частотомер, функциональный генератор и почти любой тип лабораторного оборудования. Высокоскоростные устройства: видеокарты, контроллеры драйверов и др. работают на высокоскоростных шинах, а многоцелевые платы, такие как параллельные порты и модемы, могут работать на медленных шинах.

Сервисное обслуживание персональных компьютеров

Сервисное обслуживание современных ПК обычно предполагает диагностику на уровне плат или модулей. Во многих случаях названные компоненты дешевле заменить, чем чинить. В некоторых системах задействованы специализированные интегральные микросхемы (ASIC), в случае поломки этого элемента придется покупать новый компьютер.

Весьма популярен метод поверхностного монтажа, который обычно не дает возможности технику выпаивать и заменять ИМС. К счастью, есть много способов, позволяющих специалисту изолировать проблему до уровня отдельного модуля, который затем можно заменить.

Когда компьютер включается, он автоматически выполняет инструкции в ПЗУ BIOS на материнской плате. На экран выводится сообщение, из которого можно узнать о результатах тестирования рабочей памяти ОЗУ видеосистемы, дисковых накопителей и клавиатуры. Типы тестов и их последовательность зависят от фирмы-производителя ПЗУ. Выяснить, кто изготовил BIOS и какова его версия можно, прочитав ярлык на ИМС ПЗУ на материнской плате или посмотрев на экран во время выполнения стартового теста.

В большинстве версий BIOS осуществлена возможность обратной связи с пользователем при помощи специальных звуковых сигналов, благодаря которым хозяин ПК или технический специалист может узнать об источнике и характере проблемы, возникшей в какой-либо из подсистем. Пример простых кодовых звуковых сигналов приведен в табл. 9.1. Многие ПЗУ BIOS дают более детальный набор кодов.

Таблица 9.1. Звуковые сигналы теста при включении питания

Звуковой сигнал ∙ Проблемная область

- Нет звукового сигнала встроенного динамика ∙ Источник питания

- Непрерывный сигнал ∙ Источник питания

- Повторяющиеся короткие сигналы ∙ Источник питания

- Один длинный, затем один короткий сигнал ∙ Материнская плата

- Один длинный, затем два коротких сигнала ∙ Видеоинтерфейс

- Один короткий сигнал и плохая робота дисплея ∙ Кабель монитора или монитор

- Один короткий сигнал, но загрузки не происходит ∙ Жесткий диск

Нормальная процедура загрузки для большинства ПК сопровождается одним коротким звуковым сигналом после завершения теста памяти. Программа загрузки затем пытается обратиться к накопителю флоппи-диска, который определяется как дисковод А. Если в дисководе А есть должным образом форматированная дискета, то операционная система загружается в рабочее ОЗУ и происходит начальная загрузка системы. Иначе система ищет операционную систему на жестком диске (обычно это диск С). Необходимо всегда иметь наготове загрузочный диск на случай, если в вашей системе возникает проблема.

Система Windows ХР предлагает много средств, которые могут помочь вам справиться с проблемами. Нажав клавишу F8 во время загрузки и выбрав один из режимов в меню, можно активировать «последнюю исправную версию» и «безопасный режим» работы системы.

Первый вариант используется тогда, когда вы подозреваете, что какая-то недавно установленная программа нарушила работоспособность вашей системы. Эта функция восстанавливает драйверы, которые использовались во время нормального функционирования системы.

Безопасный режим представляет собой метод запуска Windows с использованием только основных файлов и драйверов. Для более опытных пользователей доступна программа восстановления. Она запускается при выборе команды R в меню загрузки системы установочного CD диска. Если вы создали конфигурацию автоматического восстановления системы в период правильной ее работы, можно этим воспользоваться для поиска возникающих проблем.

При подозрении на неисправность аппаратуры, связанной с жестким диском, или проблемами операционной системы, первый шаг — перезапуск системы (нажмите кнопку питания или Reset) с помощью установленного в дисковод А загрузочного диска. Дальнейшие диагностические тесты можно выполнить, воспользовавшись специальным программным обеспечением. Большинство персональных компьютеров имеют средства диагностики низкого уровня, включенные в стартовую дискету, при активации которой на экране появится меню с предложением различных функций, в том числе проведение диагностических тестов: жесткого диска, флоппи, драйверов, клавиатуры, видеоинтерфейса, портов для подключения периферийных устройств.

Для более детального тестирования применяется мощные диагностические средства. Эти программы могут тщательно протестировать почти каждую функцию ПК, например, проверки последовательных и параллельных портов, требуют специальной заглушки в разъеме ввода-вывода для обеспечения замкнутого контура в электрической цепи. Это позволяет протестировать все, даже выводы самого разъема.

Перед использованием любого диагностического средства, система должна успешно загрузиться. Если система совершенно не работает, проверьте индикатор питания и послушайте звук вентилятора охлаждения. Возможно, на систему не подается питание от сети переменного тока. Проверьте кабель питания и плавкие предохранители. Если вентилятор работает, но не горит индикатор питания, проверьте напряжения постоянного тока от источника питания, подаваемые на материнскую плату. На световом индикаторе питания должно быть напряжение 5 В или, по меньшей мере, такое, которое соответствует высокому логическом уровню (больше 2 В) — рис. 9.8.

Рис. 9.8. Выводы для подключения материнской платы к источнику питания

Если какое-либо из напряжений от источника питания не соответствует необходимому значению, отключите питание и отсоедините разъемы питания от материнской платы.

Для проверки источника питания вы должны подключить его к нагрузке. Изготовьте тестовую нагрузку с резистором 1 кОм от каждого выхода источника питания. Если напряжения по-прежнему не соответствуют номинальным значениям, то замените источник питания. В противном случае снова подключите источник, удалив все платы расширений и визуально проверьте материнскую плату на короткое замыкание. Убедитесь, что процессор правильно установлен. Включите питание, отключайте возможные участки возникновения замыкания до того, пока напряжение не станет номинальным.

Если источник работает нормально и система запускается, но не дает изображения на экран, убедитесь, что видеокарта установлена правильно в разъеме. Убедитесь, что сам монитор работает правильно и надлежащим образом подключен к питанию и разъему видеокарты.

Во время загрузки система зависает и монитор показывает проблему установки? Измените установочные значения. Обычно на экран выводится сообщение, указывающее необходимую последовательность нажатия клавиш для выполнения установок. Проверьте конфигурацию аппаратного обеспечения, чтобы убедиться в соответствии параметров вашей системе.

Сервисное обслуживание систем с микропроцессорами

Многие вещи, которые мы ежедневно используем, имеют в качестве центрального управляющего устройства микропроцессор. Большинство приборов на рынке, которые имеют клавиатуру и светодиодный индикатор или жидкокристаллический дисплей, содержат микропроцессор того или иного типа. Уровень сервисного обслуживания, который специалист способен успешно провести в таких системах, зависит от двух факторов:

1. Степени понимания принципов работы микропроцессоров специалистом.

2. Наличия технической документации.

Надеемся, что данная книга поможет с пунктом 1. А по поводу пункта 2 желаем удачи! У некоторых производителей очень трудно достать схемы и диаграммы для таких систем, а программное обеспечение почти никогда не описано, даже в сервисных руководствах.

Когда прибор на основе микропроцессора перестает работать, прежде всего, необходимо определить область возникновения проблемы. Если система отвечает на входные воздействия, но выдает неправильный выход, то сам микропроцессор, возможно, исправен. Рассмотрим, например, магнитофон, показанный на рис. 9.9.

Рис. 9.9. Микропроцессор, управляющий магнитофоном

Предположим, что он может поддерживать индикатор времени на дисплее и на передней панели загорается индикатор Play, но лента не движется. Это означает, что микропроцессор, видимо, выполняет программу. Мы делаем вывод, что микропроцессор получает входные сигналы от переключателей панели управления и управляет дисплеем, а также двигателями протяжки ленты.

Для проверки этого предположения необходимы временные диаграммы. В подобном случае необходимо протестировать схему, обеспечивающую интерфейс микрокомпьютера и лентопротяжного механизма. Поместив логический пробник на выходной контакт микропроцессора и нажимая кнопки Play и Stop, можно выяснить статус логических уровней. Если уровень изменяется, проблема не в микропроцессоре. Обратное говорит о неисправности буфера выходного порта, а может быть, схема драйвера поддерживает постоянный уровень логического сигнала. Необходимо отсоединить драйвер от выходного порта, чтобы проверить это.

Простой метод тестирования заключается в том, чтобы удалить любой компонент, последовательно соединенный между двумя точками, например, резистор, или перерезать дорожку на печатной плате ножом и разомкнуть цепь. После тестирования можно исправить проводник из фольги, припаяв через разрез небольшой кусок провода.

В качестве примера рассмотрим случай видеомагнитофона, в который попала молния. При проверке было обнаружено, что тюнер сломан, но большая часть привода ленты и видеосистемы работает нормально. Другая проблема заключается в том, что механизм «жует» ленту. После проверки было определено, что один из тормозов бобины не срабатывает. Это приводит к потере натяжения ленты во время смены режимов. Весь лентопротяжный механизм управлялся одним микропроцессором. Следуя по линии соединения соленоида тормоза бобины и проследив печатные проводники на плате ПК, был локализован вывод микрокомпьютера, который управлял этой функцией, как показано на рис. 9.10. Логический пробник на выходном контакте 19 показал, что он всегда имеет низкий уровень. Один вывод резистора R73 был отпаян и вынут из схемы. Уровень вывода 19 все равно был низким.

Рис. 9.10. Поиск неисправностей в магнитофоне с микроконтроллером

В подобном случае, может быть, не имеет смысла пытаться отремонтировать устройство. Нужно заменить микропроцессор, хотя не работает только один вывод. Поскольку микропроцессор в одной ИС объединяет аппаратное и аппаратно-программное обеспечение (программа записана во внутреннем ПЗУ), вы можете приобрести эту деталь только у изготовителя. В этом заключается хитрость обслуживания встроенных контроллеров и приборов с программируемой логикой, поскольку вы не можете приобрести детали у других поставщиков.

Более того, изготовители могут не продавать детали отдельно, а только в виде целой платы, что в данном случае представляет собой почти всю схему системы. Оба варианта замены дорогостоящи. Были найдены оптронные датчики в механизме подачи ленты, подававшие сигналы ТТЛ, которые указывали положение элементов лентопротяжного механизма. Затем собрана простая триггерная схема, которая считывала положение этих сенсоров и запускала тормоз в необходимое время, совершенно независимо от микропроцессора. Это позволило использовать видеомагнитофон для проигрывания и копирования домашних записей.

Такой случай специфической поломки — скорее исключение, чем правило. Часто неисправный микропроцессор мало что делает правильно. Зная, что микропроцессор не отвечает, проверьте его важнейшие функции, в том числе схему синхронизации с помощью осциллографа (рис. 9.11). Если генератор синхросигналов встроен в процессор в системе, найдите эту ИМС и исследуйте каждый вывод на наличие сигнала синхронизации. Проверьте питание или попробуйте поменять кристалл (2 вывода вместо 40), но, скорее всего, причина кроется в ЦПУ. Если ПЗУ выполнено в виде отдельного устройства на шине, ЦПУ будет стоить всего несколько долларов.

Рис. 9.11. Диаграмма поиска неисправностей при проблемах с синхронизацией

Высокочастотные сигналы синхронизации многих микропроцессоров часто даже не похожи на прямоугольный импульс. Показанная на рис. 9.12 форма сигнала была снята с кварцевого генератора микроконтроллера.

Рис. 9.12. Реальная форма сигнала синхронизации

Если сигнал выглядит, как на этом рисунке, продолжайте действовать, как указано на диаграмме рис. 9.13.

Рис. 9.13. Диаграмма поиска неисправностей микропроцессоров

Коснитесь верхней части корпуса микросхемы (но не выводов!). Если ИС перегрета, то она может обжечь вас, поэтому быстро уберите палец. В нормальном состоянии микропроцессор должен быть теплым. Затем проверьте каждый вывод шины данных логическим пробником или осциллографом. На линиях данных всегда должны присутствовать импульсы. Пользуясь осциллографом, не удивляйтесь, что волны выглядят нестабильными или походят на помехи (рис. 9.14).

Рис. 9.14. Типичный пример изображения на экране осциллографа при контроле сигнала на шине данных

На какой-либо линии нет импульсов? Тогда или ЦПУ неисправен, или что-то на шине заставляет эту линию иметь низкий уровень. Проверьте линии чтения-записи, чтобы выяснить, пытается ли микропроцессор выбрать или сохранить данные. Если имеет место режим чтения, и на линиях шины данных есть импульсы тока (но нет изменения логического состояния), то может быть, что вывод ЦПУ внутренне закорочен. Устройство контроля тока является для этой цели очень хорошим средством. Оно работает как логический пробник, но воспринимает магнитное поле, которое создается током.

Если в шине имеет место активность и ИМС не горячая, попытайтесь заставить ее осуществить сброс (многие платы снабжены кнопкой Reset — Сброс), или просто найдите конденсатор, который используется для сброса при включении питания (рис. 9.15).

Рис. 9.15. Сброс с помощью кнопки

Используя отвертку и т. п., замкните выводы конденсатора вместе. С помощью логического пробника выясните логическое состояние на выводе сброса или замените конденсатор. Вывод сброса активируется, значит, микропроцессор должен реагировать соответствующим образом. В большинстве микропроцессоров линии адреса и данных примут определенное состояние при активации вывода сброса.

Если сброс не помогает, то попытайтесь активировать выход дешифратора на программное ПЗУ, куда должны часто или постоянно поступать импульсы. Возможными причинами может быть неисправный ЦПУ, плохой дешифратор адреса, плохая ИМС ПЗУ. Проверка дешифратора требует, обычно, использования многоканального осциллографа или логического анализатора, поскольку при наблюдении выходного сигнала надо следить за несколькими входными. Обратитесь к главе 8, где даны детальные инструкции по проверке дешифраторов.

Логический анализатор может быть очень мощным средством для наблюдения всех сигналов микропроцессора одновременно. Проблема при обслуживании встроенных контроллеров заключается в том. что, как правило вы должны знать, что происходит на шине. Для интерпретации выхода необходима документация по программному обеспечению, в противном случае можно потратить долгие часы на скучную работу, анализируя схемы.

Сервисное обслуживание при разработке

Рассмотренные ранее методы относились к обслуживанию микрокомпьютерных систем, которые уже вышли на рынок и доказали свою работоспособность. Они отказали вследствие выхода из строя какого-либо компонента системы. В действительности сервисное обслуживание должно начаться задолго до того, как продукт вышел на рынок. Во время разработки проект проходит множество уровней тестирования и модификации, каждый из которых является попыткой отладить работу системы. Это особенно справедливо для систем, основанных на программном обеспечении, например, для микропроцессорных.

Процесс разработки обычно проходит следующие этапы:

1. Постановка задачи и ее формальное описание.

2. Составление блок-схем и описаний блоков ввода-вывода.

3. Проектирование схемы блоков и выбор деталей.

4. Тестирование блоков (программных драйверов).

5. Тестирование системы на функционирование в соответствие с требованиями (окончательная проверка программного обеспечения).

Любой проект устройства, цифрового или аналогового, должен пройти через проектирование, тестирование и модернизацию. Цель этого раздела — сконцентрироваться на имеющихся средствах разработки, которые позволяют провести эффективное обслуживание на уровне проектирования и разработки.

В процессе создания программируемых систем ошибки в работе могут быть результатом неправильного проекта, неполадки в соединениях, неправильного алгоритма, ошибок программирования, неисправных компонентов, неправильной синхронизации. Для того чтобы успешно провести поиск неизбежных неисправностей, должны использоваться средства, позволяющие изолировать и протестировать аппаратные и программные компоненты системы. Естественно, каждая единица аппаратуры может быть проверена независимо от микропроцессора. Однако, многие из проблем, которые встречаются при создании интерфейса между периферийными устройствами и микропроцессором, связаны с синхронизацией. Все сигналы могут присутствовать, но они приходят не вовремя или в неправильной последовательности.

Рассмотрим попытку разработать контроллер микроволновой печи. Входами являются клавиатура, жидкокристаллический дисплей, несколько переключателей на дверце, возможно, аналого-цифровой преобразователь для датчика температуры, и несколько дискретных выходов для запуска магнетрона и нескольких индикаторов. Вы изготавливаете аппаратуру, пишете программы, программируете ППЗУ, вставляете его в систему, включаете питание и ждете результата. Если устройство не работает (а это редко случается в первый раз), то как узнать, почему?

Система создания микрокомпьютера дает разработчику средства, необходимые для изоляции потенциальных проблем. Типичная система содержит ПК для написания и трансляции команд языка программирования в команды языка машинного уровня. Он может также автоматически загрузить программу в машинном коде непосредственно в ПЗУ микрокомпьютерной системы, которая находится в разработке. Для того чтобы это произошло, ПК должен посылать код по 1 биту через последовательный кабель в систему.

ЦПУ программируемой системы должен записать код в свою память. Это означает, что ЦПУ выполняет программу, которая позволяет ему обратиться к памяти и изменить ее содержание. Эта программа, выполняющаяся на программируемой системе, называется контролирующей и позволяет разработчику проверить все регистры или область памяти и изменить их содержание. Величина, которую аппаратура считывает с входного порта, может выводиться на экран ПК, а логические уровни на выходных портах могут изменяться с клавиатуры ПК. После того как контролирующая программа загрузит поступающую от ПК программу в намять, разработчик может запустить и остановить ее. Например, если первая часть программного обеспечения должна была считать величину с клавиатуры, разработчик может:

1. Запустить программу с начала (это означает, что микропроцессор перестает выполнять контролирующую и запускает прикладную программу).

2. Остановить программу по команде с клавиатуры.

3. Показать введенную с клавиатуры величину на экране.

4. Вернуть управление системой контролирующей программе.

Это называется контрольной точкой и является очень полезным средством отладки. Пошаговое выполнение программ позволяет осуществлять программу по одной инструкции до возвращения прав на управление контролирующей программе.

Отладка программ очень похожа на обслуживание в аппаратном обеспечении. Цель заключается в устранении насколько возможно большего количества недоработок при каждом тесте. Контрольные точки, обычно, устанавливаются в середине отлаживаемой программы, результаты сравниваются с ожидаемыми в этой точке программы. На основе этих результатов устанавливается новая контрольная точка, для исключения половины оставшегося кода, и так далее, пока проблема не будет изолирована.

Другое средство разработки, это эмулятор — программа, которая запускается на ПК и формирует сигналы на интерфейсном кабеле подобно ЦПУ разрабатываемой системы. ЦПУ удаляется из своей панельки и вместо него подключается кабель эмулятора. Прикладное программное обеспечение считывается эмулятором и выполняется платой системы. Эти системы также дают возможность задания контрольных точек и пошагового выполнения других функций контролирующей программы.

Еще один полезный инструмент — программный симулятор. Это средство не позволяет вам отлаживать аппаратуру, но очень полезно при тестирования программ до запуска их на разрабатываемой системе. Например, встроенный контроллер оборудования атомной электростанции по соображениям безопасности вообще невозможно тестировать в реальных условиях.

Так же, как аппаратное обеспечение можно разработать для удобства технического обслуживания и ремонта, можно писать программы с учетом отладки. Программы следует писать и проверять таким образом, чтобы они выполняли определенную локальную функцию, например, чтение с клавиатуры или вывод символа на монитор. Этот подход даст вам средства тестирования аппаратуры и обеспечивает строительные блоки для всего программного обеспечения.

Профилактическое техническое обслуживание

Профилактическое техническое обслуживание устройств со встроенными микропроцессорами очень похоже на работу с другими цифровыми приборами, описанными в предыдущей главе. Важное отличие заключается в возможности сбоя в программе, выполняемой микрокомпьютером. В этих условиях прибор полностью потеряет контроль над своими обычными функциями и может сделать все, что угодно. Это спровоцирует серьезные последствия в случае, например, большого манипулятора. Одной из основных причин такого повреждения являются помехи в линии питания. Выбросы тока на линии, переходные процессы высокого напряжения, временные прерывания подачи питания, другие причины, могут вызвать кратковременные сбои в микрокомпьютерной системе. В экстремальных случаях, таких, как удар молнии, переходные процессы могут сильно повредить схему. В не столь катастрофических ситуациях компьютер может только «сбиться» и его необходимо перезагрузить, выключив питание и включив снова.

Лучший способ предотвратить сбой — использовать сетевой фильтр и ограничитель кратковременных выбросов напряжения. Многие из этих устройств содержат просто металлоксидный варистор, который ограничивает пиковые напряжения на безопасном уровне. Другие — активную схему, которая ограничивает и контролирует выбросы и разрушительные переходные процессы. Источник бесперебойного питания (UPS) обнаруживает прекращение подачи питания на линии и переключает компьютер на свой внутренний аккумуляторный источник.

Основной формой технического обслуживания ПК является чистка. Клавиатуру и корпус следует регулярно чисть пылесосом снаружи. Вентиляционные отверстия могут быть забиты пылью, а вентиляторы перестать работать. Многие ИМС ЦПУ снабжены теплоотводом и вентилятором, который установлен непосредственно на микропроцессоре, для того чтобы сохранить его достаточно охлажденным. Эти вентиляторы часто не запускаются, что вызывает выход из строя ЦПУ из-за перегрева. Другим профилактическим средством является чистка головок привода флоппи-дисков. Есть специальные наборы, которые используют чистящую жидкость для снятия отложений на головках. При чистке головок нужно быть очень осторожным, чтобы не нарушить положение головок. Избегайте использования средств сухой очистки, поскольку они абразивны и могут повредить головки во время очистки.

Клавиатуру следует регулярно чистить пылесосом для удалении грязи и мусора, которые попадают на и под клавиши. Не допускайте попадания на клавиатуру жидкостей: кофе и других напитков. Никогда не ставьте что-либо на монитор. Он должен иметь достаточную вентиляцию для рассеивания тепла.

#v.jpg_8  Компьютер наиболее уязвим во время загрузки. Лучше оставить его работать в течение часа или около того, чем выключать и включать по нескольку раз.

Вопросы для самоконтроля

Выберите верный ответ.

1.   В микрокомпьютерных системах ЦПУ:

а) находится в ИМС микропроцессора;

б) является единственным необходимым элементом;

в) содержит память и устройства ввода-вывода;

г) делает все, указанное выше.

2.   Арифметическое логическое устройство:

а) выполняет логические операции И. ИЛИ, НЕ;

б) складывает и вычитает;

в) работает с сумматором;

г) делает все указанное выше.

3.   Секция ЦПУ, которая координирует все операции и запускает сигналы на шине называется:

а) АЛУ;

б) схема синхронизации и управления;

в) регистры;

г) ничего из перечисленного.

4. Схема памяти, которая стирается ультрафиолетовым светом это:

а) ОЗУ;

б) динамическое ОЗУ;

в) ЭСППЗУ;

г) ППЗУ

5.   Устройство памяти с 11 линиями адреса и 8 линиями данных:

а) может хранить 2048 восьмибитовых величины;

б) имеет восемь ячеек памяти;

в) хранит 11 бит в каждой ячейке памяти;

г) может хранить 256 восьмибитовых величин.

6.   Число, которое представляет уникальную область хранения в памяти, называется:

а) содержимое регистра;

б) переменное пространство:

в) адрес памяти;

г) разрешение выхода.

7.   Большинство применений со встроенным микропроцессором используют:

а) драйвер жесткого диска;

б) ИМС динамических ОЗУ;

в) схему регенерации;

г) статические ПЗУ.

8.   Группа проводников, которая используется для передачи сигналов одного типа в компьютерной системе называется:

а) ЦПУ;

б) АЛУ;

в) линия с тремя состояниями;

г) шина.

9. Основной элемент, который позволяет подключить выходы нескольких устройств к одной шине, это:

а) специальные драйверы шины;

б) способность формировать высокий импеданс на выходе (три состояния);

в) все приборы выдают на выход одинаковый логический уровень;

г) ничего из перечисленного.

10.   Инструкции в машинном коде для микропроцессора 80486:

а) имеют вид выражений на языке высокого уровня;

б) никогда не хранятся в памяти, а только на драйверах дисков;

в) имеют вид двоичных кодов (1 и 0);

г) компьютеры 80486 не используют машинные коды.

11.   Параллельные линии на временных диаграммах в технических руководствах означают, что сигналы на шине:

а) изменяются так быстро, что их невозможно увидеть;

б) имеют неопределенное состояние;

в) находятся в переходном состоянии;

г) правильные, стабильные и не меняются.

12 . Ваш компьютер включается, проверяет память, но постоянно выдает звуковой сигнал, но нет знакомой подсказки. Что, по-видимому, не в порядке?:

а) проблемы с источником питания;

б) проблемы с жестким диском;

в) проблемы с видеоинтерфейсом;

г) проблемы с динамиком.

13.  Последовательность операций при запуске для всех ПК:

а) включает тест при включении питания, который называется POST;

б) содержится в программах BIOS;

в) является программой, записанной в ПЗУ;

г) все перечисленное.

14.   Если ПК загружается с жесткого диска, но работает неправильно:

а) попробуйте загрузить DOS с драйвера А;

б) замените жесткий диск:

в) замените источник питания;

г) замените ЦПУ.

15. Что не является ограничивающим фактором при попытке ремонтировать прибор на базе микропроцессора?:

а) степень понимания специалистом работы микропроцессора;

б) наличие детального описания программного обеспечения;

в) идентификация изготовителя микропроцессора;

г) наличие сложного тестового оборудования.

16.   Первое, что нужно проверить, если ЦПУ не подает признаков жизни, это:

а) синхронизацию;

б) наличие сигналов ввода-вывода;

в) формы сигналов аккумулятора;

г) источник питания.

17.   Если вы занимаетесь обслуживанием только с помощью логического пробника и осциллографа, и синхронизация работает, но система не функционирует, то следует:

а) проверить наличие недействующих линий в шине данных;

б) проверить вывод выбора ИМС ПЗУ. в котором записана программа;

в) попытаться произвести сброс системы при включенном питании;

г) сделать все указанное выше.

18. Проблема при использовании логического анализатора для сервисного обслуживания системы заключается в том, что:

а) нет способа подключить его к системе;

б) логические анализаторы являются слишком сложными приборами, чтобы работать с ними;

в) нет достаточной документации относительно правильной работы системы, чтобы можно было сравнить результаты измерений;

г) все указанное выше.

19. Контролирующая программа — это:

а) программа, которая работает на разрабатываемой микропроцессорной системе;

б) позволяет видеть и изменять содержимое памяти, регистров и устройств ввода-вывода;

в) может контролировать ход программ с контрольными точками;

г) делает все указанное выше.

Вопросы и проблемы

1. Назовите три основные части любой компьютерной системы.

2. Назовите три основные секции ЦПУ.

3. Опишите подробно цикл выбора-исполнения.

4. Назовите три типа входных и выходных устройств персонального компьютера.

5. Назовите три типа входных и выходных устройств системы со встроенным устройством управления.

6. Назовите три элемента, необходимые для работы персонального компьютера.

7. Дайте определение POST.

8. Опишите, как POST информирует пользователя о типе возникшей проблемы.

9. Назовите три диагностических тестовых процедуры, которые обычно поставляются с персональным компьютером.

10. Нарисуйте временную диаграмму цикла выбора-выполнения, который будет считывать 1 байт данных из памяти.

11. Опишите, как цифровая информация записывается и стирается из ПЗУ, ОЗУ, ППЗУ. ЭСППЗУ.

12. Расскажите о различиях между динамическим и статическим ОЗУ.

13. Как ЭСППЗУ отличается от ОЗУ?

14. Сколько килобайт можно записать в ОЗУ с 12 адресными линиями и 8 линиями данных?

15. Дайте определение логических устройств с тремя состояниями.