Что есть на материнской плате ноутбука
Обновлено: 04.07.2024
Материнская плата ноутбука – это печатная плата, на которой расположены электронные компоненты и разъемы. Изготавливается из текстолита и имеет многослойную структуру.
1. Разъем (Socket) центрального процессора.
2. Северный мост.
3. Видеочип
4. Микросхемы видеопамяти
5. Южный мост
6. Дроссели импульсных преобразователей напряжения
7. Батарейка CMOS
8. Разъемы модулей памяти
9. Разъемы периферийных устройств.
10. Разъёмы питания
11. Мультиконтроллер
12. Микросхема ПЗУ
13. Контроллеры сети, аудио, Wi-fi
Мультиконтроллер.
Мультиконтроллером, или, по-английски Super I/O, называется микросхема, обеспечивающая мониторинг напряжений и температур, работу с периферийными устройствами. Такими устройствами могут быть клавиатура, мышь, кнопка включения, датчик закрытия крышки итп. Мультиконтроллер управляет включением ШИМ-контроллеров, вырабатывающих необходимые для работы узлов ноутбука напряжения, ключами, коммутирующими эти напряжения. Через мультиконтроллер по протоколу Firmware HUB или SPI подключена микросхема flash c программным обеспечением. В состав мультиконтроллера могут входить контроллеры часов реального времени, жестких дисков, USB, интегрированный аудиоинтерфейс, интерфейс LPC.
Мультиконтроллер часто выходит из строя при залитии ноутбука жидкостью или при использовании неисправного блока питания, так как на эту микросхему подается довольно высокое напряжение +19В.
Но, к счастью, микросхемы эти не очень дорогие и ремонт такой неисправности обходится дешевле, чем, например, замена южного моста или видео.
Северный мост ноутбука.
Северный мост (англ. Northbridge, в некоторых чипсетах фирмы Intel он называется Memory Controller Hub, MCH) — это микросхема, которая связывает устройства с высокими требованиями к пропускной способности - микропроцессор, оперативную память и видеоадаптер.
В современных системах, северный мост часто отсутствует в виде отдельного чипа. Его функцию выполняет часть центрального процессора, тем самым упрощая устройство системных плат.
В недорогих материнских платах видеоадаптер часто бывает встроен в северный мост.
Микросхема северного моста работает на высоких тактовых частотах и имеет высокую степень интеграции, поэтому во время работы она выделяет большое количество тепла. Но часто система охлаждения забивается пылью и электронные компоненты ноутбука (в частности северный мост) начинают перегреваться и выходят из строя. Если это произошло, то ноутбук требует замены северного моста. Эта операция производится на специальном оборудовании - инфракрасной паяльной станции.
При выходе из строя северного моста чаще всего при включении ноутбука загорается индикатор, но изображение не появляется и загрузка операционной системы не происходит.
Южный мост ноутбука.
Южный мост (англ. Southbridge) – это микросхема, функционально являющаяся контроллером ввода вывода (англ. I/O Controller Hub).
Она соединяет процессор (чаще всего через северный мост) с медленными интерфейсами, шинами и устройствами. Это SATA, IDE, USB, LAN, Audio, PCI, PCIe, DMA-контроллер, SM шина (используется для управления вентиляторами на плате), IRQ-контроллер, BIOS, системные часы, шина LPC Bridge, системы энергообеспечения APM и ACPI.
Южный мост может выйти из строя из-за перегрева, нарушения пайки, замыкания в шине USB или воздействия на неё статического электричества, из-за скрытых производственных дефектов самого чипа. Выход его из строя может иметь следующие проявления:
- не определяются или неправильно работают приводы HDD и DVD
- не работают порты USB
- не работает тачпад
- не работает клавиатура
- не работает сеть, Wi-Fi
- ноутбук не включается
В любом из этих случаев выход один - замена южного моста. Эта микросхема имеет конструктивное исполнение BGA (ball grid array) - роль контактов выполняют шарики припоя, они же крепят корпус микросхемы к плате.
Замена BGA чипов производится на специальном оборудовании - инфракрасной паяльной станции.
В данном разделе мы поговорим о замене компонентов , ремонте и о выборе ноутбука. А начнем мы с устройства ноутбука, расскажем о предназначении каждого компонента.
Ноутбук состоит из
Разобранный ноутбук состоит и из 12 основный компонентов это корпус, материнская плата, клавиатура, видеокарта, жесткий диск, тачскин, оперативная память, аккумулятор, динамики, модуль Wi-fi, монитор, блок питания, процессор.
Монитор
Существует несколько видов ЖК экранов для ноутбука – глянцевый и матовый. У каждого из них, есть свои плюсы и недостатки. Глянцевый экран (в отличии от матового) использует оптическое покрытие для уменьшения рассеивания света вокруг экрана. Также, глянец обладает более яркими цветами и может похвастаться четким изображением в отличии от матовой поверхности. Кажется, что выбор очевиден и следует выбирать только глянцевые экраны, однако не спешите с выводами. Для большей наглядности, возьмите обыкновенную книгу и почитайте ее при прямом освещении, четко и понятно, правда? А теперь возьмите глянцевый журнал, ниче-е-его не видно.. Вот тоже самое и с глянцевыми экранами, при прямом освещении, что-либо разобрать не получится. Также глянцевый экран сильно пачкается.
Тачпад
Тачпад — довольно интересное устройство. Почему интересное? Попробуйте провести по нему, например обратной стороной ручки либо карандаша. Ничего не происходит, правда? А все дело в том, что основа его работы — это измерение емкости пальца. Емкостные сенсоры, которые расположены вдоль вертикальных и горизонтальных осей тачпада, позволяют определить точное положение пальца. Все дело в площади проводящих предметов.
Клавиатура
Клавиатура в ноутбуке, также выполнена не как обычная и всем знакомая «клава» из системного блока, живущая по-соседству. В портативном компьютере — она полностью цельная. То есть, если на обычной клавиатуре, можно поменять клавиши, то на ноутбуке придется покупать полностью новую. Также от нее идут шлейфы, которые соединяют ее с аппаратной частью.
Оперативная память
Как известно, «оперативка» нужна для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения различных задач. Чем ее больше — тем лучше, процессору легче, и скорость выполнения операций сразу поднимается. Несмотря на достаточно миниатюрные размеры оперативной платы в ноутбуке, она ничем не уступает своему сородичу из «большой коробки».
Стоит также отметить, что существует такое понятие, как DRAM — это тип энергозависимой полупроводниковой памяти с произвольным доступом. Используется в качестве оперативной памяти. DRAM подразделяется на типы: EDO DRAM; SDR SDRAM; Ehnanced SDRAM…. Но нас интересует те типы, которые используются в относительно современных ноутбуках – DDR2 SO DIMM и DDR3 SO DIMM. Это две разновидности обыкновенной ОЗУ DDR SDRAM, но приписка «SO DIMM», повествует о том, что это уменьшенная их копия (как раз для ноутбука). DDR2 SO DIMM считается устаревшей моделью оперативных модулей и сейчас, все чаще на рынке продаж можно встретить DDR3 SO DIMM.
Оптический привод ноутбука
Свою компактность, он получил благодаря отсутствию механического выдвижного лотка (механика занимает достаточно большое пространство). По сути — это обычный DVD привод, хотя на дорогих моделях ноутбуков стоят Blu-ray привода.
Система охлаждения ноутбука
Это то, что не дает «задохнуться» вашему компьютеру. Состоит и радиаторов, которые плотно прижаты к ЦП, вентилятора и непосредственно самих путей (труб). Вентилятор, по медным трубкам затягивает холодный воздух. Воздух поступает из-под ноутбука (Нежелательно класть дно вашего компьютеру на кровать, либо на мягкие ткани, т. к. это прекратит подачу воздуха) и проходит к горячим составляющим. При прохождении, они должны остывать. Не стоит забывать о чистке, если ноутбук стал сильно греться, а вентилятор работает на износ, первым делом проверьте систему охлаждения на наличие пыли и шерсти.
Центральный процессор
Это мозг всего, что есть в ноутбуке. Именно в нем происходят все операции по обработке данных.
В мире существуют две лидирующие компании, которые конкурируя между собой, выпускают процессора на наши с вами ПК и ноутбуки. Intel и AMD. У каждой из данных фирм существуют свои поклонники и противники. Однако следует заметить, что они довольно похожи, в плане выпускаемых ими продуктов. С разницей в пару месяцев, одна компания выпускает процессор, который очень похож на процессор конкурирующей фирмы. Но в последнее время, Intel начал вырывать лидерство у AMD.
Видеокарта
Благодаря именно этому устройству, изображение выводится на экран. Видеоадаптер может быть двух видов: встроенным в чипсет (такой еще называют «Интегрированный») или же в виде съемных микросхем («Дискретный»). Лучше считается «Дискретная» видеокарта, т. к. при необходимости или же, ее непригодности, возможна замена на новую, а в «Интегрированной» придется менять всю материнскую плату…
Винчестер
Винчестер — это коробка для хранения ваших файлов и данных на компьютере. Без него ничего бы не было. Операционная система устанавливается на жесткий диск, все папки, документация и т. п. хранятся на нем. При необходимости, заменить его не составит особого труда.
Материнская плата
Вот наконец-то мы добрались и до нее. Материнская плата объединяет все функциональные структуры компьютера. Все, что находится в ноутбуке (видеоадаптер, винчестер, ЦП, дисковод, оперативная память…), все соединено с ней. Можно сказать, что «мать» как ладонь на руке, соединяет с собой пальцы и образует рабочую единицу, которая способна выполнять разного рода деятельность. Материнские платы также бывают разными, но чем мощнее комплектация ноутбука, тем лучше она должна быть.
Аккумлятор
Ну и напоследок рассмотрим устройство батареи ноутбука, за которой не придется лезть «за тридевять» земель… Внутри батареи довольно сложная система, благодаря которой аккумулятор контролирует температуру, количество циклов заряда-разряда, напряжение…. При покупке ноутбука, не стоит постоянно работать за ним от сети, проводите так называемый цикл полного заряда и разряда. Это продлит жизнь вашему аккумулятору. Самым распространенным источником автономной работы в ноутбуках, являютя Li-ion батареи. Они очень боятся жары и поэтому старайтесь избегать высоких температур.
Блок питания
Блоки питания индивидуальные у каждой фирмы свой уникальный разъем также они отличаются напряжением и амперажем в основном используются блоки питания от 15 до 24 вольт и мощностью от 40 до 120 Вт.
В данной статье, мы разобрали устройство ноутбука и поговорили о отдельных его компонентах надеюсь данная статья была вам полезна.
Последовательность включения ноутбука
При включении ноутбука дежурное напряжение через кнопку подается на мультиконтроллер. Чтобы он запустил контроллеры ШИМ, вырабатывающие все напряжения (их много). Если все нормально, он вырабатывает сигнал PowerGood. По этому сигналу снимается сигнал resetс процессора и он начинает выполнять программный код, записанный в BIOS с адресом ffff 0000.
Затем BIOS запускает POST (PowerOnSelfTest), который выполняет обнаружение и самотестирование системы. Во время самотестирования обнаруживается и инициализируется видеочип, включается подсветка, а также определяется тип процессора. Из данных BIOS определяется его тактовая частота, множитель, настройки. Затем определяется тип памяти, ее объем, проводится ее тестирование. После этого происходит обнаружение, инициализация и проверка накопителей – привода, жесткого диска, картридера, дисковода и др. В дальнейшем следует проверка и тестирование дополнительных устройств ноутбука.
После завершения POST управление передается загрузчику операционной системы на жестком диске, который и загружает ее ядро.
Приводим схему последовательности включения ноутбука
Алгоритм диагностики материнской платы ноутбука
- проверка напряжений питания на плате согласно datasheet;
- проверка PowerGood и сигнала запуска;
- контроль опроса BIOS;
- проверка загрузки по посткарте, показывающий на каком этапе прекращается загрузка.
Рассматриваем 2 варианта.
Не горит индикатор питания ноутбука
1. Питание не появляется, а также его индикатор не горит.
На мультиконтроллер подается напряжение непосредственно с адаптера (обычно 19В). А дальше оно передается на другие устройства. Таким образом контроллер управляет процессом включения в ноутбуке.
За распределение питания на плате ноутбука может отвечать и схема коммутации, например, может быть чип MAXIM. Она отвечает за переключение питания с внешнего адаптера на батарею, а также контролирует зарядку и др.
В некоторых случаях в ноутбуке слетает прошивка микроконтроллера. В этом случае ноутбук не запускается, но все напряжения присутствуют и нужные сигналы подаются. Чтобы решить проблему нужно восстановить прошивку.
Горит индикатор питания, но ноутбук не включается
2. Питание в ноутбуке есть, светодиод горит, но ноутбук не включается, экран темный. Индикатор жесткого диска сначала включается и гаснет, затем не горит.
Алгоритм поиска неисправности на материнской плате ноутбука следующий.
Разбираем ноутбук, прогреваем микросхемы чипсета на плате по-очереди. После каждого прогрева пробуем плату на включение. Если ноутбук включается, то виноват конкретный чип.
Еще полезно узнать, как произошла поломка. Например, очень важна предыстория поломки. Если до поломки перестали работать USB порты, то скорее всего вышел из строя Южный мост. Но при артефактах на встроенном видео виноват Северный мост. На современных платах мостов нет, потому что вместо них чипсет.
Способы диагностики материнской платы
Чтобы подробнее ознакомиться со способами диагностики материнской платы ноутбука, прочтите здесь. Там описаны способы определения неисправного чипа, а также поиск короткого замыкания на плате.
Материнская плата ноутбука не включается. На примере ASUS A6F рассмотрим общий принцип ремонта и поиска неисправностей, которые препятствуют запуску материнской платы и поможет нам в этом POWER On Sequence (такая страничка имеется во многих схемах ноутбуков).
По диаграмме можно отследить всю процедуру запуска материнской платы, начиная с момента включения питания и вплоть до готовности процессора выполнять инструкции BIOS и определить, на каком из этапов у нас происходит ошибка. В той же pdf-ке к материнской плате, можно найти более детальную схему распределения напряжений:
Первым делом следует убедиться в наличии питающего напряжения 19 вольт на входе материнской платы и, желательно, напряжения с АКБ (аккумуляторной батареи). Отсутствие входных напряжений A/D_DOCK_IN и АС_ВАТ_SYS представляется достаточно частой проблемой и проверку следует начинать с блока питания и разъёма на плате.
Если напряжение на участке (разъём — P-mosfet) отсутствует, то необходимо разорвать связь между сигналами A/D_DOCK_IN и AC_BAT_SYS. Если напряжение со стороны A/D_DOCK_IN появилось, то причина неисправности скрывается дальше и надо разбираться с участком (P-mosfet — нагрузка):
Необходимо исключить вариант короткого замыкания (КЗ) по AC_BAT_SYS (19В). Чаще всего, КЗ заканчивается не дальше, чем на силовых транзисторах в цепях, требующих высокой мощности (питание процессора и видеокарты) или на керамических конденсаторах. В ином случае, необходимо проверять все, к чему прикасается AC_BAT_SYS.
Если КЗ отсутствует, то обращаем внимание на контроллер заряда и P-MOS транзисторы, которые являются своеобразным «разводным мостом» между блоком питания и аккумулятором. Контроллер заряда выполняет функцию переключателя входных напряжений. Для понимания процесса работы, обратимся к datasheet, в котором нас интересует минимальные условия работы контроллера заряда:
Как видно по схеме, контроллер MAX8725 управляет транзисторами P3 и P2, тем самым переключая источники питания между БП и аккумулятором — P3 отвечает за блок питания, а P2 за аккумулятор. Необходимо проверить работоспособность этих транзисторов.
Разберем принцип работы контроллера. При отсутствии основного питания, контроллер автоматически закрывает транзистор P3 (управляющий сигнал PDS) тем самым перекрывая доступ блока питания к материнской плате и открывает транзистор P2 (управляющий сигнал PDL). В таком случае плата работает только от аккумулятора.
Если мы подключим блок питания, контроллер должен перекрыть питание от аккумулятора закрывая P2 и открывая P3, обеспечив питание от внешнего блока питания и зарядку аккумулятора.
При диагностике входного напряжения от сети мы не используем аккумулятор и проверяем только сигнал PDS. В нормальном режиме он должен "подтягиваться" к земле, тем самым открывая P-MOS и пропуская 19В на плату. Если контроллер неправильно управляет транзистором P3, то необходимо проверить запитан ли сам контроллер. Затем проверяем основные сигналы DCIN, ACIN, ACOK, PDS. При их отсутствии, меняем контроллер и, на всякий случай, P-MOS транзисторы.
Если проблем с входными напряжениями нет, но плата все равно не работает, переходим к следующему шагу.
1-2 Питание EC контроллера
Embedded Contoller (EC) управляет материнской платой ноутбука, а именно включением/выключением, обработкой ACPI-событий и режимом зарядки аккумулятора. Также эту микросхему ещё называют SMC (System Management Controller) или MIO (Multi Input Output).
Контакты микросхемы EC контроллера программируются под конкретную платформу, а сама программа, как правило, хранится в BIOS или на отдельной FLASH микросхеме.
Вернувшись к схеме запуска материнской платы, первым пунктом видим напряжение +3VA_EC, которое является основным питанием EC контроллера и микросхемы BIOS. Данное напряжение формирует линейный стабилизатор MIC5236YM:
Благодаря присутствию сигнала AC_BAT_SYS, микросхема должна выдать напряжение +3VAO, которое с помощью диагностических джамперов преобразуется в +3VA и +3VA_EC.
+3VA и +3VA_EC питают Embedded контроллер и BIOS, при этом запускается основная логика платы, которая отрабатывается внутри EC контроллера. Основными причинами отсутствия +3VA и +3VA_EC могут служить короткое замыкание внутри компонентов (ЕС, BIOS и т.д.), либо повреждение линейного стабилизатора или его обвязки.
3 Дежурные напряжения (+3VSUS, +5VSUS, +12VSUS)
После того как был запитан EC и он считал свою прошивку, контроллер выдает разрешающий сигнал VSUS_ON для подачи дежурных напряжений (см. пункт 3 последовательности запуска). Этот сигнал поступает на импульсную систему питания во главе которой стоит микросхема TPS51020:
Как видно на схеме, нас интересуют напряжения, отмеченные на схеме зеленым цветом +5VO, +5VSUS, +3VO, +3VSUS. Для того, что бы эти напряжения появились на плате необходимо что бы микросхема была запитана 19В (AC_BAT_SYS) и на входы 9, 10 приходили разрешающие сигналы ENBL1, и ENBL2.
Если же напряжение ENBL присутствует на плате и TPS51020 запитан, то значит TPS51020 должен формировать +5VO, +5VSUS, +3VO, +3VSUS (проверяется мультиметром на соответствующих контрольных точках).
Если напряжения +5VO, +3VO не формируются, проверяем эти линии на КЗ или заниженное сопротивление. В случае обнаружения КЗ, разрываем цепь и выясняем, каким компонентом оно вызвано.
При отсутствии или после устранения КЗ, снова проверяем напряжения и если их нет, то меняем сам контроллер вместе с транзисторами которыми он управляет.
На этом этапе контроллер дежурных напряжений сообщает EC контроллеру о том, что дежурные питания в норме. Проблем тут быть не должно.
Если сигнал выходит, но до южного моста не доходит, то проверяем южный мост и часовой кварц, в худшем случае меняем сам южный мост.
На этом этапе необходимо проверить прохождение сигнала от кнопки включения до EC контроллера. Для этого меряем напряжение на кнопке и проверяем ее функциональность, если после нажатия напряжение не падает, то проблема в кнопке. Так же можно закоротить этот сигнал с землей и проверить включение.
Рассмотрим более подробно ACPI состояния:
- S0 — Working Status
- S1 — POS (Power on Suspend)
- S3 — STR (Suspend to RAM), Memory Working
- S4 — STD (Suspend to Disk), H.D.D. Working
- S5 — Soft Off
Так вот, состояние этих сигналов отвечает за ACPI состояние питания на материнской плате:
Если хоть одного из этих напряжений не будет, плата не запустится, по этому, проверяем каждую систему питания, начиная от +1.8V, заканчивая +12VS.
10 Питание процессора
11 Включение тактового генератора
12 Завершающий сигнал готовности питания (PWROK)
Если этот сигнал присутствует, и логика EC исправна, то это значит, что все напряжения на плате должны быть включены.
Проверка мостов — тема, довольно обширная. Вкратце, можно сказать, что необходимо проверять сопротивления по всем линиям питания этих мостов и при отклонении от нормы мосты нужно менять.
В принципе, обычной диодной прозвонкой сигнальных линий можно определить неисправный мост, но так как микросхемы выполнены в корпусе BGA, добраться до их выводов практически невозможно. Не все выводы приходят на элементы, которые легко достать щупом тестера, поэтому используют специальные вспомогательные диагностические платы (например есть диагностические платы для проверки северного моста и каналов памяти).
14 Завершающий этап
Яндекс.Дзен и узнавайте первыми о новых материалах, опубликованных на сайте.Если считаете статью полезной,
не ленитесь ставить лайки и делиться с друзьями.
Комментариев: 2
Здравствуйте. Столкнулся с проблемой прошивки контроллера аккумулятора после замены элементов 18650, дело в том, что напряжение на материнку поступает, но чтобы им воспользоваться мультиконтроллер видимо опрашивает контроллер аккумулятора и по результату опроса в конечном счете продуцирует сам себе какой-то физический enable, чтобы открыть канал питания от аккумулятора.
Вы так досконально разбиратесь в алгоритме последовательности включения, не могли бы подсказать, как сымитировать это разрешение принудительно, потому что программа для прошивки контроллера слишком дорого стоит.
Читайте также: