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笔记本时序之个人总结

 主要还是要强化一下时序方面的知识
时序,英文就是SEQUENCE,在我们笔记本的维修当中,时序多数情况下的应用是在系统开机部分,所以也叫做Power sequence,主要就是指一块笔记本主板从待机状态到CPU发出H_RESET信号之间整块主板所做的事情。那么从字面上来看,时序,就是时间和顺序。主板从待机到上电,再到CPU工作,这之间在我们感觉上,只是很短的时间,几乎就是一秒钟左右的事情,但是在主板的工作上,这一秒钟的时间,会发生很多的事情,从待机电压产生,到按下开关,到主板接收开关的信号,再到发出各路工作电压。而且主板做出来的这么多动作,是会严格遵守一个既定的顺序的,也就是说,在N个步骤进行的过程中,第一个步骤如果没有完成,那么接下来的第二个步骤是不会开始的。而且每个步骤之间都是有着严格的时间要求,有的会精切到几ms,比如PWRGD信号的产生,就要求各路电压稳定5ms左右才会发出。
从上面的介绍,可以看出,时序对于一块主板的正常工作有着多么重要的意义,我们最常见的不上电,不开机等等故障,都是和时序有着重要的关系。可以说,掌握了时序,对各种笔记本的故障,就会有了一个基本的维修思路。
对于时序,我们可以分为几个部分,待机部分、上电部分、供电部分、复位部份。
首先说待机部分
待机部分其实原理很简单,笔记本主板接到由适配器产生的供电电压后,会通过隔离保护电路把适配器的电压转换为笔记本工作的主电压,一般是16-19V,一部分上网本是12V左右的电压。笔记本的待机电路,会用PWM电路的方式,把主供电的电压转换为待机的3V和5V电压,这两个电压是送给南桥、EC等与上电有关的元件来使用的。
这两个电压的产生方式,之前都给大家已经讲过,所以就不再多说了。但要注意IBM的笔记本比较特殊,不仅是需要3V和5V的待机电压,还需要1.8V、1.5V这两个待机电压,以T40为例,可以看到主板上的待机电压有VCC3M、VCC5M、VCC1R8M、VCC1R5M.。有些初学的人就会有这样的疑问,为什么有的IBM笔记本主板,没有3V和5V的待机电压,还会有待机电流,这就是原因所在,因为IBM机器还要有1.8和1.5这样两个待机电压。
另外在部分笔记本主板上还会有12V的待机电压,这个也是我们需要注意的。
接着说上电部分
在待机电压条件满足之后,也就具备了上电的基本条件,但是想要上电,首先要有一个人工的干预,也就是说,要有人去给笔记本主板一个上电的命令,那么这个命令就是我们按下电源开关后产生的信号,一般叫做PWRSW或PWRBTN之类的,这个信号是低电平有效的,也就是说,当我们按下开关后,此信号与地相通,被拉为低电平,这个低电平的信号会送给EC、EC收到这个低电平的信号以后,相当于得到了一个通知,在EC自身工作条件满足的情况下,会通过EC的内部逻辑电路,转换出一个低电平有效的信号给南桥,通知南桥主板的使用者按下了电源开关,南桥接到这个信号以后,也是在南桥自身工作条件都满足的情况下,发出SLP_S3#信号和SLP_S4#信号,这两个信号会送到EC,EC接到这个信号以后,会发出一个VCC_ON的信号,这个信号会开启主板上的其它供电电路,将主电压进行转换后输出各路RUN电压,包括内存、显卡、CPU等重要的工作电压。

图示:
第一步、开关信号送达EC

 

开关信号送达EC
第二步、EC将信号转送至南桥
EC将信号转送至南桥
第三步、南桥放出SLP信号给EC
南桥放出SLP信号给EC
南桥放出SLP信号给EC
第四步、EC放出VCC_ON的开启信号
EC放出VCC_ON的开启信号
再来说供电部分:
电部分相对于整个时序来说,是最简单和好理解的,供电部分都会有相应的转换电路,每个开启信号会相应的送到对应的PWM或线性IC上,做为使能信号,其实就是EN信号,PWM或线性IC在自身其它工作条件满足的情况下,得到EN信号,就会开始把电压进行转换,从而输出各个重要的工作电压,如内存电压、显卡电压、南北桥的电压、CPU电压。

最后的就是复位部分:
复位部分的工作,其大前提是要主板各部分的重要供电都要有效,那么主板如何得知各部分的供电有效呢?其实很简单,南桥是负责复位的总发出,那么南桥本身并不具备有判断主板上所有工作电压的能力,所以这个工作还是要交给EC去做。EC本身和台式机的IO一样,具有硬件监控的功能,EC本身判断电压OK以后,会发出一个PWROK的信号给南桥,南桥得到PWROK,证明主板上的主要供电都是OK的,与此同时,CPU供电做为一个相对独立和重要的供电部分也会发出一个IMVPOK信号(这个信号学名叫做电源就绪信号,我们可以把它理解为台机上的VRM_GD信号,实际上不管叫什么名字,都是通知南桥CPU的供电正常了)这个信号会送到南桥,有的主板也会同时送给北桥。
南桥接到这两个重要的电源好信号以后,会用内部的逻辑电部进行比较和运算后,发出若干个RESET信号,常见的就是PCIRST#和PLTRST#,这两个复位信号分别是用来复位板载设备和复位北桥所用的,而且两个RST#信号,是要在PWROK和IMVPOK两个信号有效至少1ms后才能够发出,也就是说,要保证这两个信号的高电平状态1ms后。
PLTRST# 与PCIRST#区别如下:
PLTRST# : Platform (平台 指的是北桥+CPU) Reset   
PCIRST#: PCI Reset
PLTRST#  connected to all component that previously need PCIRST#,except PCI slots and devices.       
PCIRST# is connected to PCI Devices and slots without resetting system. 
可以看一下上面的这段英文,这是对于PCIRST和PLTRST的简要介绍,
PLTRST#是用来对整个系统平台进行复位的,它所负责的设备是在需要PCIRST#的各种PCI插槽和设备之前需要进行复位的。
PCIRST#是用来对于PCI设备和接口进行复位的。
在发出复位的几乎同时,南桥在收到IMVPOK后,得知CPU的供电已经好了,就会再发出一个CPU_PG给CPU,通知CPU供电已经正常,与此同时北桥接受到PLTRST#大约1ms以后会发出CPURST#给CPU,然后CPU进入复位状态,清空内部的寄存器,而后发出CPU的第一个指令动作,开始进行寻址操作。

上述的就是一个大致的时序过程。
下面我们会用两种机型的主板,分别来进行介绍时序的具体过程。

广达VM5机种
VM5是采用SIS650+SIS962L架构的机种,这种机种的时序相对于别的机种来说简单一些,由于其采用了MAX1632做待机电压产生的IC,因此也代表了很大一部分比较老的机型的时序产生方式。

VM5 Power Sequence For Repair
1、适配器给出的AC电压经由PL9、PF1、PQ13、PR41、PD11组成的电路生成VIN主电压,用来给主板上所有供电转换电路提供工作源头。
2、VIN通过PL10转换为VIN_1632,再通过PR13转换为1632V+输入到MAX1632的第22脚,为1632提供工作主电压。接下来MAX1632会通过自身内部的电路产生VL这个线性电压并由21脚输出,VL电压同时会接到MAX1632的7脚和28脚来做开启信号,使MAX1632开始工作,放出3VPCU和5VPCU两个待机电压。
3、两个待机电压产生后,U27(PC87591)从95脚发出REF3V、这个基准电压3V会送给PU8(MAX1772)将电池电路进行隔离。
4、确定EC工作条件满足以后(32.768K晶振起振、VCCRTC、ACIN、3VPCU、ECRST#、BIOS资料正常)按下开关会有一个-NBSWON信号送到EC的第2脚,如果按下开关时第2脚没有一个低电平的变化,那么基本上就是EC到开关的线路断线或是有掉件(0欧姆电阻之类)。
5、接下来EC会发出RVCC_ON信号来开启RVCC1.8和RVCC3这两个电压,两个电压开启后稍有延时,EC会将-DNBSWON信号由171脚发给南桥,通知南桥电源开关已经被按下。
6、南桥收到-DNBSWON信号以后,会发出-PSON信号给PC87591的第89脚,EC收到此信号后,发出SUSON信号给MAX1715,发出3VSUS、5VSUS、2.5SUS电压,并转化出VCC3、VCC5、VCC2.5、VCC1.8等工作电压。
7、上述电压都稳定以后,MAX1632和MAX1715这两个负责电压产生的IC会发出HWPG信号给EC的第90脚,通知EC主板上的基本工作电压都已经就绪。而后EC会发出VRON和NPWROK,VRON通过PU9来产生CPU_VIDPWRGD信号,并发给PU10(MAX1545)的第6脚(SHDN信号),开启PU10的VCORE产生电路,发出VCORE电压,VCORE电压稳定以后中,PU10会由第25脚发出VCORE_PWRGD信号,与NPWROK信号同时送到U44这个7408这个与门电路,两个信号都为高电平的情况下,满足与门的工作条件,由第4脚发出CHIPPWROK信号分别送到南桥和北桥,通知芯片组主板上的所有电压都已经准备就绪。
8、南桥发出-SB_PCIRST,并通过U25这个门电路转化为-PCIRST信号,供给主板上的各种元件和IC使用,北桥放出CPUPWRGD给CPU,而后再发出-CPURST信号给CPU,对CPU内部的寄存器进行清零,开始第一步的寻址动作。

 

   第二篇,是仁宝架构的DELL D620机种的时序具体讲解,其板号为HAL00 LA-2792。在上电前的时序,基本上和仁宝其它机种是通用的。
先把时序图发上来大家看一下:
DELL D620机种的时序

那么,由时序图我们可以看到,LA-2792这块主板,其时序是这样定义的
1、RTC_CELL,也就是CMOS电池的电压要为3.3V,实际上这个电压就是为RTC电路进行供电而使用的,其测量位置在CMOS电池处,可在电路图中搜索CMOS。
2、+DC_IN,是由适配器的+ADC_DCIN通过PL2这个电感转化为DOCK_DC_IN,而后再由PQ3这个P沟道的场管转化为+DC_IN。因为PQ3是一个P沟道的场管所以G极的电压要小于S极输出电压才会导通,在这个电路里,是通过19V的电压用PR11和PR13两个电阻组成的分压电路来为PQ3的G极提供一个大约为7.6V左右的电压来开
电阻分压计算程序
#p# 笔记本时序之个人总结2 #e#
3、+SDC_IN,是由+DC_IN通过PR138转换得来。
4、+PWR_SRC,是由+SDC_IN通过PQ62这个P沟道场管转出来的,和第2步中的PQ3一样,PQ62也是需要低电平才能导通,那么我们来看一下,是什么信号来控制着PQ62的导通,由电路图中可以看到,ACAV_IN这个高电平有效的信号通过控制PQ63和PQ64来给PQ62的G极一个开启电压,使得PQ62能输出+PWR_SRC,其实现在所说的+PWR_SRC,也就是我们经常所说的B+电压。这个电压就可以做为主板上的主供电所使用了。而之前的+DC_IN和+SDC_IN两个电压都是做为一个适探性的供电,本身的负载能力是有限的。而这个至关重要的ACAV_IN信号,是由PU8这个IC的第2脚,读取由+DC_IN经分压电路给出的ACIN信号后,经过PU8自身处理以后,再由第13脚发出的,我们可以看到PU8的第13脚的定义就是ACOK,意思就是AC电源好。
5、ALWON和THERM_STP#,在这两个信号的共同作用下,MAX8734会发出3V和5V的待机电压。ALWON信号是由EC发出,而TRERM_STP#这个信号是由U15(EMC4000)这颗监控IC来发出的。在这两个信号都为高电平的情况下,8734工作,由LDO3和LDO5发出3V和5V待机电压。
6、3V和5V待机电压都产生以后,+DC_IN这个电压在ACAV_IN这个信号有效的况下,通过PU8(MAX8731)来对电池进行充电。
7、VCC1RST#,这一步实际上指的就是EC的3V工作电压要保证正常。
8、POWER_SW#,这个就最好理解了,指的是按下开机板上的电源开关按钮,这个按钮会发出POWER_SW#而后通过R125这颗电阻转换为POWER_SW_IN#送到EC的127脚,使EC得到一个开机的信号。(要注意的是这个信号会通R30这颗电阻上拉到+RTC_CELL电压上,所以这款板如果电池没有电,就会导致不上电)
9、SUS_ON,EC在工作条件满足的情况下(EC供电正常,晶振正常起振)会通过94脚发出SUS_ON信号,SUS_ON信号分别送到PU3的第4脚ON5来发出+5VSUS,经过PL8、PD13、PD35发出+15V,经过Q85、Q86的转换出SUS_ENABLE信号来使Q23导通,发出+3.3VSUS。
10、SUSPWROK_5V,上述的电压都正常输出后,8734的第2脚会发出SUSPWROK_5V这个信号,送到PU6的第27脚,使PU6开始工作,输出+1.8VSUS,并由PU6的第5脚输出SUSPWROK_1P8V
11、SUSPWROK,SUSPWROK_1P8V这个信号再通过Q7和U26处理,由U26的第8脚输出SUSPWROK给南桥,表明所有的SUS电压都已经就绪。并且用这个信号来实现RSMRST#的功能,告知南桥上电前的所有准备都已经做好。
12、SIO_SLP_S5#和SIO_SLP_S3#,南桥在收到SUSPWROK信号以后,会发出上述两个ACPI状态的控制信号给EC。EC接到这两个信号,发出RUN_ON,开启RUN电压,发出5V、1.8V、0.9V、3V、2.5V和+GPU_PWR_SRC这个显卡工作电压,另外EC在这些电压有效几ms以后,会发出RUNPWROK信号到EC的第49脚。此时PU9也会接着发出+1.5VRUN和+VCCP_1P05VP这两个电压。
13、ITP_DBRESET#,在所有基本电压都发出后,CPU会发出ITP_DBRESET#给南桥,南桥根据此信号判断CPU是真实有效的。
14、RUNPWROK同时作用于PU11的第2脚和第35脚,使PU11开始工作,用PWM方式输出CPU所需的+VCC_CORE电压,并依次发出CLK_ENABLE#来开启时钟,使时钟芯片工作,发出IMVP_PWRGD给南桥,通知南桥CPU供电OK。
15、接着EC会由第109脚发出SIO_PWRBTN#给南桥,并发出RESET_OUT#到U26的第5脚,PU11发出的IMVP_PWRGD到U26的第4脚,通过U26这个7408的门电路的第6脚发出ICH_PWRGD送到南桥,同时经过Q41转换为低电平有效的ICH_PWRGD#信号给EMC4000这个监控IC。
16、南桥接到ICH_PWRGD信号以后,发出PCI_PCIRST#和PCI_PLTRST#对板载的各个设备进行复位。
17、在几十us后,时钟IC U16在得到CLK_ENABLE信号后发出CLK_CPU_BCLK这个时钟信号给CPU,接着南桥发出H_PWRGOOD信号给CPU,北桥接着发出H_RESET来对CPU的寄存器进行复位,完成清空寄存器的动作,CPU开始寻址。
AC适配器检测
   第二个条件,TB62501的第55脚为外接一些热敏电阻,当热敏电阻侦测到温度过高或热敏电阻本身损坏,会导致电流升高,相应会引起第55脚的电压升高,而这个引脚正常情况下应为0V,如果高过0.5V,TB62501就不会工作了。
这两个条件都满足以后,TB62501会从第59脚输出VCC3SW电压。
TB62501产生稳定的VCC3SW电压之后,第58脚的RESET信号会对C610这个电容进行充电,从而产生TB62501的复位信号,复位信号有效以后,TB62501会从第52脚输出SHDN#,和U1这个温控芯片输出的SHUTDOWN2#信号,由D12进行处理以后,输出SHDN#信号给MAX1631的第23脚。使MAX1631内部的线性电路工作,从第MAX1631的第21脚发出VL5这个线性电压。
此时,PMH4在-EXTPWR信号有效的前提下,会由第43脚输出,并通过R866转化得出VCC5M_ON,同时发给MAX1631的第7脚和第28脚,完成MAX1631的开启工作,产生VCC3M、VCC5M和VDD15这三个电压。PMH4还会从第76脚输出通过R865转化成VCC1R8M_ON信号给U51(MAX1845)的第11脚,使MAX1845工作并发出VCC1R8M电压。VCC1R8M电压再通过Q76降压以后得出VCC1R5M电压。
所有的M电压都就绪以后,TB62501会由其第11脚输出标记M电源好的M_PGS信号。
ICH4-M
   在RTC电路正常以后,即RTC_VCC有效,继而产生VBIAS这个偏置信号,晶振Y6起振,-RTCRST由R250和C285产生,标记RTC电路工作正常。
RTC电路正常工作以后,TB62501会在第51脚输出MPWPG这个3.3V的信号发给南桥作RSMRST#信号使用,并通过D83来做为开启ADP3806的条件之一。同时也会发给PMH4的第18脚,使PMH4确认所有M电压正常就绪。
南桥接到RSMRST#后,首先发出SUSCLK,进而发出SLP_S4#和SLP_S3#这两个ACPI状态信号,送达到PMH4,PMH4进入真正意义的待机状态,可以随时的响应开关电源的状态。
低电平的-PWRSWITCH信号
   当按下电源开关以后,会产生一个低电平的-PWRSWITCH信号,并送到PMH4的第32脚,使PMH4得知已经对主板进行加电的命令。而后PMH4会从第42脚发出经过R890转化出VCC2R5A_ON信号,发给U30(MAX1845)的第11脚,开启MAX1845并发出VCC2R5A电压
VIDEO_ON_PMH4信号

 

   VCC2R5A电压有效并稳定以后,PMH4会由第63脚发出VIDEO_ON_PMH4信号,并在B_ON和-D3COLD_SEL信号的共同作用下(BL_ON正常为低电平,-D3COLD_SEL正常为高电平,并通过U14这个或门输出一个高电平信号到D1)发出VIDEO_ON信号使MAX1845输出VCCVIDEOCORE电压。
MAX1845接下来会通过Q51和L15输出VCC1R25B,通过Q6和L11输出VCCCPUIO这两个电压。当VCCCPUIO电压稳定并有效后,MAX1845的第7脚会输出一个VTT_PWRGD信号与PMH4发出的VCORE_ON共同作用到ADP3205的第18脚,来开启ADP3205,并产生CPU的VCORE电压。
当CPU电压产生后ADP3205会发出二个重要的信号,第一个是CLK_ENABLE信号,它发给时钟控制芯片,作为时钟开启信号控制其产生系统所需工作的所有 CLK信号;其二是VR_PWRGD信号,来发给南桥,通知其系统所需要的所有电压均产生,然后南桥发出PCIRST通知系统的其他芯片(北桥,网卡等等)复位,同时南桥也会发出CPUPWRGD给CPU,并在北桥复位后发出CPURST通知CPU复位,CPU就开始向 BIOS 寻址,系统开始工作。

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