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單步執行卡之作業指導書

更新时间:2013-10-23 09:56:34

    目的: 針對不開機主機板( FF ),縮短除錯時間及掌握不良處之方向.有助於維修人 員快速維修及增進新進人員對主機板架構之觀念建立.   
原理:

    利用[ IOCHRDY# ]訊號作單步執行之控制.即是當ISA Cycle產生後,控制[ IOCHRDY# ] , 使其為Low , ISA Cycle則會一直處於wait state等待狀態 , 直到[ IOCHRDY# ]回復至高電位才會消除此一等待狀態.也就是利用此一原理來進行單步執行之功能.實際操作時,藉由卡上之七段顯示器,顯示其位址匯流排及資料匯流排之狀況,以便檢修主機板之問題點.

使用方法:
(一) ISA介面之單步執行卡使用方法(CV-42)
此型號之單步執行卡(CV-42)為ISA介面,將此卡插入ISA槽中,而卡上之SW1將其調至SL,則可藉由SW2作觸發,用單步執行之方式,將CPU動作之位址與資料傳送,做一次次地循序執行.
(二)單步執行卡之實際操作解析

    CPU在起始動作時,其內部ROM將資料放在CS及IP中.其存放資料為1111111111111111與0000000000000000. 當開機RESET後CPU開始動作時,其CS將向左push一位.其位址將變為FFFF0(1111 1111 1111 1111 0000),正常開機時,CPU會將FFFF0 值由位址線送出至MSC,且伴隨MEMORY READ之指令,CPU之後4個位址為0,亦即A0~A3=0,而CPU之A0~A2已將其解碼成BE0#~BE7#,因此開機時,A3與BE0~BE7之訊號都為0, 此時,在MSC將有所區分判斷.其區分為FFFFF~E0000與DFFFF~00000,如果位址是在FFFFF~E0000範圍,便將其傳送至IO (PCI)介面繼續動作.若不是在此範圍,便是將其傳送至 MEMORY .而正常狀況會將其先傳送至IO(PCI)介面.但因IO(PCI)介面之AD有32條,且ADDRESS與DATA共用同ㄧ訊號,然而CPU Address有32條, Data則有64條.所以當藉由PCI介面傳送訊號至PIIX時,則需分三次傳送.即 ( A+D+D ) .此時PIIX將接收
之Address及Data分別傳送至ISA .而PCI是32bit所以每4個位址,PCI之IRDY#與TRDY#便產生一次訓號.因ISA介面Data有16條,但在開機起始狀態下只用到8條DATA做溝通.所以ISA接收從PIIX傳來之Data需分8次來接收 (8+8+8+8) +(8+8+8+8) .開機位址FFFF0指向BIOS.故在PIIX之ISA介面送出此一位址(FFFFF~E0000)時會主動觸發BIOS CS#之訊號,而MEMORY READ之指令經解碼經由CPU之訊號R/W#,D/C#,M/IO#送出,轉PCI之C/BE0#~C/BE3#由ISA送出後,產生MEMR#致能BIOS之資料線讀取.BIOS再將Data值送至 ISA .依照如此來回傳送.
    因此,如果今天CPU有正確指到位址,正常情況下,BIOS會作出一正確回應,而放出一正確之Data值.若CPU能跑完正確前8個位址,亦即64條之DATA訓號線正常,之後不需再尋找. 若今天單步卡上之Address前8個位址值有動作,但Data值卻無變化,也就是在BIOS送Data部分出了問題.或是Address有指到正確位址,但因BIOS未接獲 [ MEMR# ]之訊號 or [ BIOSCS# ]之訊號,所以,不會送出Data值, 而造成執行卡上所顯示之Data並無反應 .如此便可由[ MEMR# ] or [ BIOSCS# ] 兩訊號著手. 然如果在正確指向位址之後,而 BIOS 也確實接收到 [ MEMR# ] or [ BIOSCS# ] 之訊號,因而放出Data .但其所顯示之值卻是錯誤的,意即有可能在Data訊號線出了問題,而使得所傳送出來的Data值是錯誤的.因此只需掌握前8個位址,DATA之狀況便可確定.
    如果過了8個位址,ADDRESS不動,則DATA不會動,因此需查位址線, 甚至往前查尋PCI BUS至CPU BUS之ADDRESS線,若CPU 之ADDRESS亦無送出,則轉往控制線訊號.然而,今天有可能在單步執行時,其Address , Data 值之傳送皆有正確之回應,但在經過幾個cycle之後卻當住了.此時,讓我們回過頭來想想,既然之前能正確指向位址,而 BIOS也正確送出其Data值,意表在先
前之CPU動作時,其Address , Data 值之傳送過程應無問題. 如此便MSC—–PCI—–PIIX—–ISA之低位址範圍.代表可能在CPU之某位址出了問題( open or short ) ,才會造成其資料傳送錯誤,經過幾個cycle之後而當住了,或者某控制訊
號線出問題而影響.

    所以,單步執行卡主要在幫助我們劃分問題點,將問題點縮至最小範圍,如縮小之 Address訊號範圍, Data訊號範圍, 或控制訊號範圍再進而篩選至ISA BUS, PCI BUS, 或CPU BUS,故可將FF縮至1/9的尋找範圍來篩檢問題點. 然因每個主機板所使用之晶片, 及BIOS所寫之資料內容皆有差異,
所以其Data值之顯示也有不同.故在使用單步執行卡時,可用一片良好之同機種主機板,用以對照 Address 和 Data 之值,進而發現其在動作之時,何時出現問題, 進而判斷問題點在何範圍與何處 .

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