Ремонт жесткого диска.

Ремонт жесткого диска.

 Потеря жесткого диска часто означает для нас не просто приостановку работы, но и срочную необходимость решения непростых проблем восстановления очень ценной для пользователей информации. Иногда стоимость этой информации может превышать цену нового компьютера. Причиной таких ситуаций часто становится некорректная работа пользователя с жесткими дисками. Только специальные знания и опыт работы позволяют восстанавливать работоспособность жесткого диска в тех случаях, когда традиционные методы и средства уже не помогают.

Действия, которые привели к потере доступа к информации на жестком диске были, на первый взгляд, совершенно "безобидными" (были переустановлены конфигурационные перемычки на емкость диска 32 гигабайта, а сам диск (ST3120814A) имел емкость 120 гигабайт), но при возвращении перемычек на исходное место жесткий диск перестал работать.

Проверили общее состояние электрической схемы платы контроллера путем измерения сопротивлений нагрузок вторичного питания на разъеме питания жесткого диска. Нагрузочные сопротивления были в пределах допуска, что давало надежду на работоспособность всего устройства в целом.

После подключения исследуемого диска к компьютеру в качестве второго дисковода, и включения электропитания, были слышны привычные "механические" звуки в процессе запуска (от вращения шпиндельного двигателя и от перемещения блока магнитных головок). Но при дальнейшем выполнении процессором программ тестирования, эти программы не обнаружили в составе компьютера исследуемый жесткий диск.

Состояние и работоспособность электрической схемы контроллера и накопителя на магнитных дисках можно оценить, получив диагностическую информацию, по значениям разрядов регистра основного состояния и регистра ошибок контроллера исследуемого накопителя. Данные регистры доступны только для чтения, а значения их битов устанавливаются автоматически логикой электрической схемы и отражают состояние контроллера и диска. Назначение разрядов регистров необходимых для определения состояния контроллера жесткого диска приведены в таблице 1.

                   Таблица 1

Правильность функционирования программно-доступных регистров контроллеров можно проверить при помощи профотладчика, например, "AFD". Возможности отладчика "AFD" позволяют создавать программы, контролировать оборудование памяти, контроллеров и внешних устройств. В составе отладчика имеются подпрограммы, запускаемые на выполнение командами отладчика, которые могут быть применены для определения состояния контроллеров внешних устройств и доступности их портов ввода-вывода. Формат таких команд для вызова необходимой подпрограммы содержится в справке отладчика, содержимое которой можно прочитать, воспользовавшись функциональной кнопкой клавиатуры F4. Запись в порт ввода-вывода выполняется по команде отладчика. Адрес регистра основного состояния контроллера второго жесткого диска равен 177h. Адрес регистра уточненного состояния (регистра ошибок) равен 171h. При помощи программ (отладчика AFD) прочитали содержимое этих регистров. Код байта регистра основного состояния был равен 80 (шестнадцатеричная система счисления). Код байта регистра уточненного состояния был равен 80. Соответствие двоичных разрядов байта читаемых регистров коду шестнадцатеричной системы счисления показано в таблице 2.

              Таблица 2 

На момент чтения регистров контроллера программами-отладчиками электроника устройства не была готова к приему команд, накопитель занят выполнением команды контроллера (бит 7 байта регистра основного состояния равен 1) и при этом обнаружен дефектный блок данных (бит 7 байта регистра уточненного состояния равен 1).

Для уточнения состояния контроллера проверили корректность его работы с помощью выполнения операции "запись байта" для регистров, допускающих выполнение данной операции (адреса регистров контроллера и режимы чтения - записи указаны в таблице 3).

                        Таблица 3

 Например, запишем данные в регистр старшего байта номера цилиндра (адрес регистра 175) и прочитаем, а затем запишем другой код байта и вновь прочитаем. В нашем случае при чтении регистра был получен код 80 (при проверке по записи использовали байт с кодом FF). Содержимое данного регистра не изменилось. Для уточнения характера неисправности был использован и регистр номера начального сектора. Результаты получились те же.

По результатам этих проверок можно было сделать вывод о том, что контроллер неработоспособен и, возможно, что адреса регистров контроллера не дешифрируются.

Из практики ремонта электронных схем известно, что еще до включения электропитания возможно получение важной диагностической информации. Прежде всего, обычно выполняют внешний осмотр платы с оценкой состояния каждого элемента по его внешнему виду. Оценивают условия эксплуатации платы (запыленность, наличие изменений геометрической формы платы, состояние контактов разъемов, нарушения соединений пайкой). Проверяют комплектность платы, правильность установки элементов платы, подключаемых через сокеты, "кроватки". Выясняют, ремонтировалась ли ранее плата или нет. В ряде случаев, например, измерение сопротивления между контактом номинала вторичного напряжения (например, +5 вольт) и "землей" на разъеме электропитания, позволяет определить ненормальную (повышенную) нагрузку, а это может быть вызвано пробоем на землю или питание одного из выводов микросхемы, запитанной от этого источника. Обычно, при прямом и обратном измерении сопротивления между "плюсом" источника вторичного напряжения и землей должна быть видна разница измеренного сопротивления (в соотношении примерно 3:2). Обязательно нужно проверить напряжение и проконтролировать наличие импульсов тактового генератора.

Следующее действие по диагностике состояния устройства жесткого диска провели при выключенном питании. Проверили величины нагрузочных сопротивлений электрической схемы по выводам интерфейсного разъема для однотипных сигналов, ориентируясь по таблице 4. 

      Таблица 4

Нагрузочные сопротивления электрической схемы по выводам интерфейсного разъема для однотипных сигналов (сигналы адреса и данных) по своим параметрам не различались внутри группы. Но для управляющих сигналов были замечены некоторые различия, а именно на контакте 23 было зафиксировано бесконечно большое сопротивление. Далее, отследив печатный монтаж от этого контакта, был обнаружен дефект. На последовательно стоявшем в цепи сигнала "Запись" резисторе номиналом 82 Ом была обнаружена трещина (см. рис.2).

Рис. 2. Неисправность резистивной сборки платы контроллера жесткого диска ST3120814A.

 Используемый в данной схеме радиоэлемент (резистивная сборка) состоял из набора четырех резисторов. Два верхних резистора имели номинал 82 Ом, третий резистор показал очень большое сопротивление (около 1246 Ом, а его сопротивление тоже должно быть равно 82 Ом). При "прозвонке" электрической цепи этот резистор соединялся последовательно с контактом разъема 25, на который приходит сигнал "Чтение".

Это и было причиной того, что ни один регистр контроллера жесткого диска не читался. Четвертый резистор не "прозванивался" совсем, т.е. операция "Запись" вообще не могла быть выполнена. Активный действующий уровень напряжения для этих двух сигналов "низкий" (около нуля вольт). В корпусе резистивной сборки при исследовании с большим увеличением изображения была четко видна глубокая трещина. Для замены неисправной части резистивной сборки были использованы два малогабаритных резистора номиналом 82 Ом, которые были подпаяны параллельно резисторам, разрушенным трещиной, которая возникла в результате неосторожных действий пользователя (при наличии резистивной сборки можно было бы заменить весь радиоэлемент). После проведения восстановительной фазы ремонта контроллер стал полностью работоспособным, и пользователь получил доступ к своим данным.