Статьи

Создание универсальных стендов для замены дорогостоящих аппаратных тестеров.

Создание универсальных стендов для замены дорогостоящих аппаратных тестеров. С помощью создания специальных программ обычную системную плату можно превратить в универсальный стенд для диагностирования и ремонта большинства узлов и устройств компьютера. Умение программировать дает возможность создавать «инструментальные» программные средства, заменяющие дорогостоящие аппаратные тестеры, используемые для контроля и диагностики устройств. Стоимость аппаратных тестеров достаточно высока, а их номенклатура невелика. Модификация и их приспособление к конкретному устройству - это сложное и дорогостоящее удовольствие. Разработанные «инструментальные» программные средства, в отличие от аппаратных тестеров, легко модифицируются и приспосабливаются для работы с любым устройством. Программным путем можно задать в устройстве любой необходимый для контроля режим работы, удобно и эффективно осуществлять контроль процессов осциллографом. Написание специальных программ обычно осуществляют на ассемблере. Для упрощения процесса создания программ, в составе этих программ часто используют стандартные программы-функции BIOS. Лучший эффект дает использование стандартных программ-функций BIOS. Программы BIOS являются низшим (физическим) уровнем стандартного ввода/вывода операционной системы. Программы «прошиты» в постоянном запоминающем устройстве ПЗУ BIOS (или флэш-памяти) и реализуют при своем выполнении функции управления внешними устройствами на физическом уровне. Ввод-вывод на физическом уровне осуществляется на уровне команд контроллеров внешних устройств, их программно-доступных регистров (с реализацией всех необходимых задержек и особенностей управления устройством). Программы BIOS подробно описаны (как говорят, хорошо документированы). По ним изданы справочники в печатном и электронном виде. Набор программы, ее отладку и запуск программы на выполнение, удобно осуществлять с помощью специальных программ типа профотладчиков Debug, AFD и др.. Часто квалифицированные специалисты по ремонту вычислительной техники относятся к написанию специальных программ с «большой осторожностью». Они считают, что написание таких программ очень сложное и возможно бесполезное, дело. Но научиться писать небольшие специальные программы несложно, а отказываться от такого мощного и эффективного инструмента просто неразумно и расточительно. Для написания специальных программ тестирования и активизации сигналов для исследований осциллографом нужно, как минимум, знать следующее: ... ... ...

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ СЛОЖНОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕХНИКИ.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ СЛОЖНОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕХНИКИ. Для освоения знаний по компьютерной и другой сложной технике в объеме, который необходим для ее профессионального ремонта и обслуживания, обычно не требуется специальное высшее образование, множество примеров подтверждают это, но необходимым условием успешного освоения знаний по технологиям ремонта компьютеров является личный интерес и большое желание стать профессионалом в этой области техники. Профессиональная работа требует постоянного труда, постоянного изучения новой информации, новых устройств, новых технологий, используемых в компьютерной, копировальной технике и ее ремонте. Несомненно, если у Вас высшее образование (даже пусть не в области вычислительной техники) и Вы уже обладаете умением самостоятельно изучать предмет, то процесс обучения пойдет гораздо быстрее и успешнее. «Метод исследований и диагностики явлений – самая первая, основная вещь. От метода, от способа действий зависит вся серьезность исследования. При хорошем методе и не очень талантливый человек может сделать очень много. А при плохом методе и гениальный человек будет работать впустую, и не получит ценных, точных знаний» (И. П. Павлов). Первое, что необходимо помнить, так это то, что изучение надо начинать с начального предварительного освоения учебного материала, при этом не нужно останавливаться на непонятных деталях, незнакомых терминах (их нужно помечать для последующего целевого изучения), а надо попытаться понять главные моменты учебного материала и их основной смысл. Если Вы осознали основные моменты раздела, то переходите к разбору непонятных терминов и деталей. Народную мудрость: «повторение - мать учения» - еще никто не отменил, поэтому, после выяснения непонятных деталей, еще раз, внимательно проработайте «с ручкой в руке» весь изучаемый раздел, и попробуйте составить краткий конспект раздела (при фиксации знаний на бумаге в мозгу человека сначала формируется осмысленная, четко сформулированная, модель информации, которая затем переносится на бумагу). Только когда новая информация прочно Вами усвоена можно переходить к ее осмыслению, анализу и практическому использованию. Попытайтесь представить себе, где Вы, исходя из предыдущего практического опыта, могли бы применить «новые знания» в процессе диагностирования и ремонта аппаратуры. Нет знания у того, кто не размышляет, чтение без рассуждения не приносит пользы! Если Вы не будете использовать полученные новые знания в практической деятельности, то через некоторое время эти знания будут вытеснены новой информацией и возможно будут потеряны. ... ...

Санкции. Решение появившихся проблем в ИТ-отрасли.

Санкции. Решение появившихся проблем в ИТ-отрасли. Значительное продление срока безотказной работы имеющейся компьютерной техники, за счет профессионального обслуживания и ремонта, позволит предприятиям и организациям в санкционный период решать свои задачи без особых проблем. Экспорт чипов в Россию прекратился сразу после начала военной операции. Но уже за прошлый год было выпущено 15 тыс. ПК и 8 тыс. серверов на отечественных процессорах. Их могло быть намного больше, если бы партии российских «Эльбрусов» и «Байкалов», заказанные у иностранных компаний, были поставлены. К 2028 году Россия планировала наладить собственное производство процессоров. Однако основные производители оборудования для изготовления чипов (ASML, LAM Research, Applied Materials) находятся в западных странах и вряд ли захотят нарушать санкции. Поэтому эксперты утверждают, что российский рынок комплектующих, как и серверов, компьютеров и другой электроники, продолжит выживать лишь за счет западных чипов, завезенных по параллельному импорту. Нам утверждают, что наладить за несколько лет собственное производство современных чипов и других компонентов в условиях санкций фактически невозможно, а перестраивать все на китайскую инфраструктуру долго и дорого. Естественно, разработка и создание собственного производства современных чипов займет длительный период времени, поэтому продление срока безотказной работы имеющейся компьютерной техники, и успешного профессионального проведения ремонтно-восстановительных работ при отказах оборудования, позволит предприятиям и организациям решать свои задачи и, без особых проблем, дождаться появления российских современных чипов и других компонентов компьютерной техники. Персональный компьютер, принтер, копир, стоящий на обслуживании у грамотного специалиста-мастера, практически никогда не выходит из строя. Мастер знает, как обращаться с сложной компьютерной техникой, вовремя проводит регламентные профилактические работы и не допускает ситуаций, в которых могут появиться дефекты, но на практике очень часто отказы в компьютерной технике возникают именно по причинам, которых можно было избежать при грамотной эксплуатации. Для успешного проведения ремонтно-восстановительных работ большое значение имеет квалификация персонала и правильно организованное рабочее место. ... ...

Стандарт CXL (технология Compute eXpress Link).

Стандарт CXL (технология Compute eXpress Link). CXL (Compute eXpress Link) - это интерфейс следующего поколения, который повышает эффективность ускорителей, DRAM и устройств хранения данных, используемых вместе с процессорами в высокопроизводительных серверных системах. CXL - это высокоскоростной интерконнект, обеспечивающий взаимодействие хост-процессора с акселераторами, буферами памяти, устройствами ввода/вывода и пр.. Учитывая, что его пропускная способность и емкость могут быть расширены при использовании с основной памятью DRAM, ожидается, что продвижение технологии вызовет волну на рынке вычислений следующего поколения, где такие ключевые технологии, как искусственный интеллект (AI) и машинное обучение (ML), привели к быстрому росту спроса на высокоскоростную обработку данных. Стандарт Compute eXpress Link позволяет графическим процессорам или твердотельным накопителям получать доступ к таким же уровням пропускной способности, что и системная оперативная память по каналам PCIe, что значительно снижает задержку и повышает скорость передачи. Пока стандарт CXL начинает внедряться только на рынке серверов, поскольку ожидается, что Intel Sapphire Rapids вместе с AMD EPYC Genoa укрепят поддержку отрасли спецификациями на базе PCIe 5.0, но эта технология затем должна появиться и на потребительских платформах. Процессоры Intel Sapphire Rapids и AMD EPYC Genoa являются первыми моделями серверного уровня с поддержкой стандарта Compute eXpress Link. Согласно оценкам AMD новая технология также должна появиться на настольных компьютерах и ноутбуках к 2025 году. Планируется, что в течение следующих трех-пяти лет технология будет внедряться в серверах, а затем в обычных персональных компьютерах, где оперативная память и хранилище данных будут обмениваться данными по одной шине через Compute eXpress Link . По планам выпуска процессоров AMD, первые процессоры, использующие выделенную схему CXL, могут быть выпущены вместе с семейством Zen 6 в 2026 году. Как раз к этому времени спецификации PCIe 6.0 с поддержкой CXL получат некоторое признание среди потребителей. ... ...

Развитие стандартов PCI Express (продолжение).

Развитие стандартов PCI Express (продолжение). На следующем этапе развития PCI Express (PCIe) уже появилась информация об версии интерфейса PCIe 7.0, скоростные параметры которого будут обнародованы (в окончательном виде) уже в 2025 году. PCIe 7.0 обеспечит максимальную скорость передачи данных до 128 ГТ/с (гигатранзакций в секунду). Это в 8 раз быстрее, чем показатель PCIe 4.0, и в 4 раза быстрее, чем PCIe 5.0. Это означает, что PCIe 7.0 обеспечит пропускную способность до 512 Гбайт/с в формате x16 и 128 Гбайт/с — в x4. Увеличенная пропускная способность PCIe 7.0 для заданного количества линий означает, что в будущем мы увидим больше x8 и x4 видеокарт. Канал PCIe 7.0 x2 обеспечивает такую же пропускную способность, как PCIe 4.0 x16 (рис. 1). Консорциум PCI-SIG уже опубликовал версию 0.3 спецификаций будущего стандарта интерфейса PCI Express 7.0, который предложит значительно более высокие показатели пропускной способности и скорости передачи данных не только по сравнению с текущим стандартом PCIe 5.0. PCI Express 7.0 предложит скорость передачи данных 128 ГТ/с на контакт. Для сравнения, будущий стандарт PCIe 6.0 обеспечит скорость передачи данных до 64 ГТ/с на контакт, а актуальный PCIe 5.0 предлагает 32 ГТ/с. Таким образом, все 16 линий PCIe 7.0 смогут обеспечить впечатляющую пропускную способность в 512 Гбайт/с в дуплексе. Для повышения скорости передачи и пропускной способности в PCIe 7.0 будут применяться технология амплитудно-импульсной модуляции с четырехуровневой сигнализацией (PAM4), кодирование в режиме 1b/1b и прямое исправление ошибок (FEC). Эти особенности PCIe 7.0 унаследует у стандарта PCIe 6.0. ... ... ...

Внешняя память ПК на магнитных дисках (проблемы «сбоев»).

Внешняя память ПК на магнитных дисках (проблемы «сбоев»). Со временем, хранение данных на магнитном носителе всегда сопровождается появлением «сбоев», причин у которых может быть множество. Появляются дефекты на магнитной поверхности носителя, происходит случайное перемагничивание участка носителя, попадание посторонней частицы под головку, наблюдается неточность позиционирования головки над треком, колебания головки по высоте, вызванные внешней вибрацией или ударом по корпусу накопителя, уходят за допустимые пределы различные параметры (из-за изменения температуры, старения, давления и т. п.). Ошибки должны быть обнаружены и по возможности немедленно исправлены. Контроль правильности хранения информации в поле данных секторов осуществляется традиционно с применением кодов ЕСС, позволяющих не только обнаруживать, но и исправлять ошибки на определенной длине битовой последовательности. Если сектор считался с ошибкой, контроллер автоматически выполнит повторное считывание, и если это был случайный «сбой», то повторное считывание сектора будет выполнено без ошибок. Если ошибка вызвана, например, неточностью позиционирования головки на середину трека, связанной с уходом параметров, повторное считывание может и не дать положительного эффекта. Но у дисков имеющих привод с подвижной катушкой есть возможность поиска положения головки, оптимального для считывания данных. Для этого сервосистема может покачать головку относительно ее центрального положения, заданного сервометками, и найти точку, где данные читаются без ошибок. Если данные невозможно считать без ошибок, то контроллер фиксирует ошибки контрольного кода и такой сектор исключается из дальнейшего использования (если этого не сделать, бесчисленные повторные попытки обращения к этому сектору будут отнимать массу времени, а результата все равно не будет). На уровне накопителя отметка о дефектности блока делается в заголовке сектора, запись в который производится только во время низкоуровневого форматирования. Встроенные контроллеры современных дисков сами обрабатывают обнаружение дефектных секторов и вместо них подставляют резервные, так что для пользователя дефектные секторы у дисков до некоторых пор не видны. Появление дефектов неизбежно, и их число в процессе эксплуатации винчестера может расти, хотя внешне диск, будет выглядеть бездефектным, и обращение по любому внешнему адресу будет выполняться без ошибок. Способы скрытия дефектных секторов. Для скрытия дефектных секторов применяют различные стратегии использования резервных областей. ... ...

Особенности функционирования накопителей SSD. Команда TRIM.

Особенности функционирования накопителей SSD. Команда TRIM. TRIM - это команда, позволяющая операционной системе сообщить твердотельному накопителю (SSD) о том, какие блоки данных больше не используются и могут быть очищены накопителем самостоятельно. Применение TRIM позволяет устройству SSD уменьшить влияние сборки мусора, которая в противном случае в дальнейшем выразится падением производительности операций записи в затронутые сектора. И тем самым значительно продлить срок эксплуатации SSD накопителя. Характерной особенностью твердотельных накопителей является и то, что их производительность не постоянна, а зависит от многих факторов. В первую очередь от того, в каком состоянии – чистом или заполненном – находится их флеш память. Кроме того, влияние на скорость записи могут оказывать различные технологии кэширования, которые в последнее время стали широко использовать многие производители. Когда мы удаляем файл на HDD, то данные не стираются из ячейки (кластера). После того, как мы решили записать на диск другие файлы, то данные записываются в ячейки поверх удаленных. Но этот вид записи на накопитель никак не подходит для SSD, так как они разработаны по другой технологии. Накопители используют flash-память и запись данных поверх удаленных данных здесь недопустима. В SSD сначала происходит копирование данных из кластера в кэш, потом кластер очищается, и начинается запись новой информации, на место старой. Ячейки NAND-флеш-памяти могут быть непосредственно записаны лишь в том случае, когда они чисты. В случае, когда они хранят данные, содержимое ячеек должно быть очищено, прежде чем в них будут записаны новые данные. В SSD накопителях операция записи может быть проделана только для страниц, однако из-за аппаратных ограничений команда удаления всегда выполняется на весь блок. Поэтому содержимое целого блока должно быть сохранено в кеше перед тем, как оно может быть удалено с накопителя, перезаписываемые данные модифицируются в кеше и только после этого целый блок (с обновленной страницей) записывается на накопитель. SSD пишут и читают данные страницами, записать можно только на очищенные страницы, а очистить страницы можно только большими блоками. Например, у диска размер страницы 8 КБ, в блоке находится 128 страниц, таким образом, размер блока — 1024 КБ. Как только в блоке останутся исключительно пустые и готовые для очистки страницы, этот блок стирается и становится пустым целиком. ... ... ...

Проблемы доступа к регистрам видеоадаптеров (ликбез).

Проблемы доступа к регистрам видеоадаптеров (ликбез). Регистры видеоадаптеров EGA, VGA и SVGA, и др. используются при написании программ управления видеосистемой компьютеров на «физическом» уровне, например, программ BIOS. Программирование видеоадаптеров на уровне регистров позволяет увеличить скорость работы программ и и даже решить некоторые задачи, которые нельзя было решить при помощи функций BIOS. Но непосредственное использование регистров может вызвать ряд проблем при переносе ваших программ на другие компьютеры. Дело в том, что не все адаптеры совместимы на уровне регистров. Например, оригинальный видеоадаптер CGA был создан на основе микросхемы Motorola 6845, а видеоадаптеры EGA и VGA использовали более совершенный аналог этой микросхемы. Некоторые регистры CGA располагаются по другим адресам и могут выполнять какие-либо дополнительные функции, чем регистры EGA и VGA. Кроме того, в каждом новом видеоадаптере SVGA расширяется набор используемых регистров. Некоторые модели видеоадаптеров EGA, VGA и SVGA, поддерживают режим совместимости, когда они эмулируют адаптеры более низкого уровня (например MDA, Hercules, CGA). Эмуляция обычно происходит на уровне регистров, что гарантирует полную их совместимость. Режимы совместимости, если они поддерживаются, описаны в руководстве данного видеоадаптера. Но на практике, для управления видеоадаптерами, специалисты рекомендуют преимущественно использовать программы-функции BIOS. Это избавит вас от неприятных минут, когда ваша работающая программа, при переносе на другую машину перестанет правильно выполняться. ... ...

Определение файловой системы в разделах - MBR и GPT диcков

Проблемы из-за неисправности блоков питания ПК.

Проблемы из-за неисправности блоков питания ПК. О неисправности блока питания можно судить по многим косвенным признакам. Например, сообщения об ошибках четности часто свидетельствуют о неполадках в блоке питания. Это может показаться странным, поскольку подобные сообщения должны появляться при неисправностях в ОЗУ. Однако связь в данном случае очевидна: микросхемы памяти получают напряжение от блока питания, и, если это напряжение не соответствует определенным требованиям, происходят сбои в модулях памяти. Конечно, нужен определенный опыт, чтобы правильно определить, когда причина этих сбоев состоит в неправильном функционировании самих микросхем памяти, а когда скрыта в блоке питания. При неисправности блока питания могут возникнуть следующие проблемы: - зависания и ошибки при включении компьютера; - cпонтанная перезагрузка или периодические зависания во время обычной работы; - хаотичные ошибки четности или другие ошибки памяти; - одновременная остановка жесткого диска и вентилятора (отсутствует напряжение +12 В); - перегрев компьютера из-за выхода из строя вентилятора; - перезапуск компьютера из-за малейшего снижения напряжения в сети; - удары электрическим током во время прикосновения к корпусу компьютера или к разъемам; - небольшие статические разряды, нарушающие работу системы. К сожалению, практически любые сбои в работе компьютера могут быть вызваны неисправностью именно блока питания, но конечно, есть и более конкретные признаки, указывающие на неисправность блока питания: - компьютер вообще не работает (не работает вентилятор, на дисплее нет курсора); - появился дым; - на распределительном щитке сгорел сетевой предохранитель. Недостаточная мощность блока питания ограничивает возможности расширения компьютера, но достаточно часто компьютеры выпускаются с довольно мощными блоками питания, учитывая, что в будущем в систему будут установлены новые (дополнительные) узлы. Паспортное значение мощности, указанное на блоке питания как всем известно это еще не все данные о блоке питания, которые мы должны учитывать. Дешевые блоки питания наверняка могут развивать мощность, указанную в паспорте, но а как обстоят дела с другими указанными выше характеристиками? ... ...

Управление напряжением питания модулей памяти (пример).

Управление напряжением питания модулей памяти (пример). Контроллер памяти системной платы MS-7758 поддерживает варианты памяти DDR3 (до 2800 MT/s) с напряжением питания 1.8V, 1.65V, 1.5V и низковольтную DDR3L с напряжением питания 1.35V. Для этого существует система переключения источника питания VCC_DDR на напряжение установленного модуля памяти (1.8V, 1.65V, 1.5V, 1.35V). Переключение осуществляется изменением напряжения (DDR3_FB) на входе FB контроллера источника питания VCC_DDR (см. рис. 1). Напряжение на входе FB (6 конт. U16) устанавливающее VCC_DDR формируется с делителя (R221 и R226), но если это необходимо, то подключением параллельно к R226 резисторов R55, R58 (см. рис.2) можно задать напряжение VCC_DDR равное 1.35V, 1.5V, 1.65V, 1.8V с помощью управляющих сигналов DDR_OV1 и DDR_OV2 (см. табл. 1). Сигналы DDR_OV1 и DDR_OV2 формирует чип F71868A (рис. 3) c контактов GPIO01 и GPIO2 (см. рис. 3). Например, стандартно DDR_OV1 и DDR_OV2 соответственно равны High и Low, а это обеспечивает параллельное подключение к R226 резистора R55 за счет открытия нижнего ключевого транзистора в чипе Q19 (рис. 2) и задает напряжение VCC_DDR равное 1.5V. ... ...

Инфракрасный интерфейс IrDA.

Инфракрасный интерфейс IrDA. Инфракрасный интерфейс IrDA является беспроводным интерфейсом, который позволяет освободить устройства от связывающих их интерфейсных кабелей, что особенно привлекательно для малогабаритной периферии, вес которой и размер соизмеримы с кабелями. В беспроводном интерфейсе IrDA используются электромагнитные волны инфракрасного диапазона. Кроме того, существует и беспроводный способ подключения к локальным сетям на "инфракрасной" технике. Компания Hewlett-Packard (еще в 1993 году) перешла к практической реализации технологии ИК (инфракрасной IrDA) передачи данных. Многообразие несовместимых стандартов было печальной реальностью, причинявшей массу неудобств всем от того, что устройства от разных производителей были несовместимы. Телевизоры, видеомагнитофоны, другая бытовая техника с ИК-управлением сегодня встречается на каждом углу, однако в них используются несовместимые физические и программные интерфейсы. Целью был компании был переход к общему стандарту, способному обеспечить совместимость всех устройств, использующих ИК порт. Был сформирован консорциум всех ведущих компаний, названных Ассоциацией инфракрасной передачи данных и вскоре (в июне 1994 года) была объявлена первая одноименная версия стандарта, включающая физический и программный протоколы - IrDA 1.0, а затем и версия - 1.1. Протокол IrDA (Infra red Data Assotiation) позволяет соединяться с периферийным оборудованием без кабеля при помощи ИК-излучения с длиной волны 880 nm. Порт IrDA позволяет устанавливать связь на коротком расстоянии (несколько метров) в режиме точка-точка. IrDA намерено не пыталась создавать локальную сеть на основе ИК-излучения, поскольку сетевые интерфейсы очень сложны и требуют большой мощности, а в цели IrDA входили низкое потребление и экономичность. Интерфейс IrDA использует узкий ИК-диапазон (850-900 nm с 880 nm пиком) с малой мощностью потребления, что позволяет создать недорогую аппаратуру и не требует сертификации FCC (Федеральной Комиссии по Связи). Принципы построения инфракрасного интерфейса (см. рис. 1). Устройство инфракрасного интерфейса (рис. 1) подразделяется на два основных блока: преобразователь (модули приемника-детектора и диода с управляющей электроникой) и кодер-декодер. Блоки обмениваются данными по электрическому интерфейсу, в котором они в том же виде транслируются через оптическое соединение, за исключением того, что здесь информация пакуется в кадры простого формата -данные передаются 10-битными символами, с 8 битами данных, одним старт-битом в начале и одним стоп-битом в конце кадра. ... ...