Состав ПК как микропроцессорной системы

Лекция №2

Состав ПК как МПС

Конструктивно принято определять состав ПК как: системный  блок + дисплей  + принтер + клавиатура. Системный блок оформляется по двум стандартам:

1.  Baby AT

2.  ATX

Системный блок строится в виде Desktop или Tower (mini, midi, maxi).

В свою очередь системный блок состоит из системной платы,  разъемов, индикаторов, блока питания, накопителя на гибких дисках и  накопителя на жестких дисках.

Состав системной платы на примере 6ZX2

Строится на основе чипсета Intel 440ZX, который включает в себя встроенный IDE-контроллер с двумя высокопроизводительными интерфейсами, поддерживающими до 4-х IDE-устройств (HD,CD-ROM, сканер и т.д.), а также 2 порта USB (универсальная последовательная шина).

Достоинства:

1.Нет перемычек для выбора  типа МП. Выполняет BIOS.

2.Поддержка Plug&Play (контроллер фирмы WinBoard). Контроллер поддерживает гибкий диск, 2 com-порта (с 16-ти разрядными FIFO, до 460кбит/с), ECP/EPP-параллельный порт и инфракрасный порт.

3.3 PCI  и 2 ISA-разъемов.

4.Функция BusMustering (увеличение производительности карт расширения).

5.Поддержка PCI BurstWrite – повышенная пропускная способность PCI.

6.2 разъема DIMM (до 512 Мбайт SDRAM).

МП устанавливается:

1)  Socket 8  для Pentium Pro

2) Slot 1 для Pentium II

Slot – щелевой разъем для картриджа Pentium II

Технические характеристики системной платы

Объект	Описание
1. Slot 1	Поддерживает процессоры Pentium II 66/100МГц  и Pentium III 100 МГц
2. Оперативная память	2 DIMM (до 512 Мбайт) PC-100  DIMM–модули с частотой шины 100 МГц.  Синхронная DRAM(SDRAM), 168 – контактные DIMM-модули с частотой шины 66МГц, EDO-RAM – 168-контактные DIMM-модули 66 МГц, 3,3V
3. Слоты расширения	2 ISA, 3 PCI, AGP (Accelerator Graphics Port) – ускоряет доступ к системной памяти
4. Chipset	Intel i440ZX : 1) контроллер PCI и AGP                         2) 82371EB – мост ввода/вывода
5. BIOS	AwardТ полностью совместим со стандартным PnP
6. Контроллер IDE	2 IDE-разъема с поддержкой Ultra DMA-режима
7. floppy-дисководы	Все стандартные форматы
8. Функции ввода/вывода	2 PCI IDE устройства, 2 последовательных COM-порта с буфером (микросхема 16С550), 1 параллельный порт (LPT) с режимами EPP/ECP, 2 USB-разъема, инфракрасный порт
9. Размеры материнской платы	22x22 см (4 слоя)
10. Режим энергосбережения	Совместимость с APM (Advanced Power Мanagement)
11. Встроенный звуковой процессор (PCI-интерфейс)	ESS Solo 1: линейные вход и выход, микрофон, игровой порт и др.
12. Системный монитор	Автоопределение: напряжение питания процессора, скорость работы вентилятора, текущей температуры процессора
13. Дополнительные функции	“Пробуждение ” системы по сигналу от сетевой карты, по сигналу – звонок от модема. SB-разъема для PCI звуковых карт. Поддержка источников питания AT и  ATX-стандартов

Установка перемычек и разъемы

Перемычки:

1.  Режим работы CMOS (нормальный, очистка)

2.  “Turbo 66” отключение автоопределения частоты системной шины

Разъемы:

1.  питание AT

2.  питание ATX

3.  питание COM-портов

4.  вентилятор МП

5.  накопитель на гибком диске

6.  LPT-контроллер

7.  инфракрасный порт

8.  для кнопки включение питания

9.  AT-клавиатура

10.для подключения кнопок управления и сигнальных светодиодов

11.мышь

12.первичные IDE-устройства

13) пробуждение от сетевой карты

14) USB

15) DIMM 2 шт. и др.

Установка МП на плате

Разработан специальный фиксирующий механизм (корпус и детали крепежа для процессоров различных серий)

Организация МП

Шины: МП шины

Pentium 32-х разрядная ША двунаправленная, ШД 64-х разрядная двунаправленная.

Отличия для Pentium Pro и Pentium II: ША 64-х разрядная двунаправленная.

Выводы контроля:

Pentium:

-  PA – бит паритета

-  DP0 – DP7 – 8 контрольных бит на 64-х разрядной ШД

Pentium Pro, Pentium II:

-  AP0 – AP1 – биты паритета ША

Сигналы:

1.  ошибки паритета на ША

2.  неисправимая ошибка шины

3.  8 сигналов защиты данных ЕСС

4.  ошибка сопроцессора

5.  разрешение работы МП от блока питания (сигнал Power Good)

Методы диагностики МП

Встроенные средства диагностики МП:

1.  BIST (Build in Self Test) – встроенный тест

Выполняется » за 2¹⁹  тактов ядра и тестирует » 70% внутренних блоков. Результат в регистре EAX (0 – нет ошибки, не 0 - ошибка)

2.  зондовый режим отладки (Probe Mode)

Использует тестовый порт TAP (Test Access Port). Подключение - интерфейс JTAG. Внешнее отладочное устройство может связаться со всеми внутренними регистрами МП.

3.  Pentium имеет дополнительные наборы регистров :

1)  группа тестовых регистров для тестирования узлов МП

2)  средство мониторинга производительности

3)  регистры-фиксаторы адреса и данных цикла при ошибке

JTAG (BoundaryScan)

Внешний интерфейс для подключения внешнего тестирующего устройства. Могут тестироваться современные МП, узлы системной платы, платы расширения. Сигналы JTAG входят в состав PCI  BUS. Тестирование последовательным кодом с сигналом синхронизации (4 провода).

Проектирование тестовой диагностики МП

Основу МП составляют регистры - РОНы со связями и блок управления. Методами тестовой диагностики для МП могут быть:

1.  Поочередная запись/чтение констант тестирования (К0, К1, К2) в регистры МП – это проверка работы регистров и линий связи непосредственного доступа.

2.  Проталкивание по цепочке регистров констант тестирования с проверкой на выходе цепочки методом сравнения. Проверяются регистры и большинство линий связей между ними.

3.  Выполнение основных команд МП системы на эталонных примерах. Примером этого метода является определение производительности МП по 4 категориям команд (iCOMP™ index 2.0)  - целые числа, плавающая точка, графика, видео. Вычислив показатель, далее сравниваем его с технической документацией. Фактически этот расчет является тестом на выполнение команд.

Пример цепочки команд

1)  запись константы в AX

2)  сохранение SS, BP, SP, DS

3)  AX – в  DS

4)  DS – в BX

5)  Восстановление DS

6)  BX – в ES

7)  ES – в CX

8)  CX – в SS

9)  SS – в DX

    10) DX – в SP

    11) SP – в BP

    12) BP – в SI

    13) SI – в DI

    14) восстановление SP, BP, SS

                   15) выполнение сравнения AXÅ₂DI (= 0 – ошибки нет,  ¹0 - ошибка ). При этом в начале теста выполняется запрет на прерывание (CLI), pushа – запись в стек всех регистров, в конце popа – восстановление регистров из стека. (STI) – разрешение прерывания регистром флагов. Тест выполняется поочередно для каждой константы тестирования.