BIOS und Troubleshooting- P60 potx

Kapitel 16 · POST-Code-Testkarten603 Damit die ISA-POST-Karte, die über eine höhere Funktionalität als die der PCI-Bus-Version verfügt, bei Bedarf auch weiterhin nachgebaut wer-den kann

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Kapitel 16 · POST-Code-Testkarten

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EQUATIONS CASE ( DE, CE, BE, AE ) BEGIN

#D1:

BEGIN A=0 B=1 C=1 D=0 E=0 F=0 G=0 ; DISPLAY 1 END

#D2:

#D3:

#D4:

#D5:

#D6:

#D7:

#D8:

#D9:

#D10:

BEGIN A=1 B=1 C=1 D=0 E=1 F=1 G=1 ; DISPLAY A END

#D11:

BEGIN A=0 B=0 C=1 D=1 E=1 F=1 G=1 ; DISPLAY b END

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POST-Code-Karten für den PCI-Bus

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#D12:

BEGIN A=1 B=0 C=0 D=1 E=1 F=1 G=0 ; DISPLAY C END

#D13:

BEGIN A=0 B=1 C=1 D=1 E=1 F=0 G=1 ; DISPLAY d END

#D14:

BEGIN A=1 B=0 C=0 D=1 E=1 F=1 G=1 ; DISPLAY E END

#D15:

BEGIN A=1 B=0 C=0 D=0 E=1 F=1 G=1 ; DISPLAY F END

OTHERWISE:

END SIMULATION TRACE_ON A B C D E F G

;SELECT DISPLAYS SETF /DE /CE /BE /AE SETF /DE /CE /BE AE SETF /DE /CE BE /AE SETF /DE /CE BE AE SETF /DE CE /BE /AE SETF /DE CE /BE AE SETF /DE CE BE /AE SETF /DE CE BE AE SETF DE /CE /BE /AE SETF DE /CE /BE AE SETF DE /CE BE /AE SETF DE /CE BE AE SETF DE CE /BE /AE SETF DE CE /BE AE SETF DE CE BE /AE SETF DE CE BE AE TRACE_OFF

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Kapitel 16 · POST-Code-Testkarten

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Damit die ISA-POST-Karte, die über eine höhere Funktionalität als die der PCI-Bus-Version verfügt, bei Bedarf auch weiterhin nachgebaut wer-den kann (sowie auch die Platinenversion, die wer-den MC14495 benötigt), sind kleine Adapterplatinen (siehe Bild 16.24) vorgesehen, die die als Hex-Decoder programmierten PALs aufnehmen können und direkt in die Sockel für den MC14495 passen

Bild 16.24: Adapterplatinen mit den als Hex-Decoder programmierten PALs ersetzen

den MC14495-Chip

Bild 16.25: Die PCI-POST-Code-Karte (PAL-Version) im Werkstatteinsatz

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17 Analyse-Karten

Die Einstellung der verschiedenen Frequenzen – der Takte – für CPU, Speicher und die Bussysteme geht bei aktuellen Mainboards mehr oder weniger automatisch vonstatten Allerdings gibt es immer wieder Pro-bleme mit Einsteckkarten, sei es vom Typ PCI, AGP oder auch ISA, und wer weiß schon genau, mit wie viel MHz die einzelnen Bussysteme tat-sächlich arbeiten Für eine Überprüfung wird ein Frequenzzähler benö-tigt, der nicht zu den preisgünstigsten Geräten gehört und dessen Anschaffung sich für den PC-Heimwerker daher meist auch nicht lohnt Als praktische und günstige Alternative bietet sich eine spezielle Fre-quenzmesskarte für PCs an, die im folgenden Kapitel beschrieben wird Das IDE-Interface für den Anschluss von Festplatten und ATAPI-Lauf-werken ist im Laufe der Zeit, elektrisch betrachtet, eher minimal verän-dert worden, gleichwohl sind hierfür mittlerweile zahlreiche unterschied-liche Betriebsarten möglich, wobei sich der Anwender darauf verlassen muss, dass die Optionen, die er per BIOS-Setup und/oder Windows-Ein-stellung hierfür vorgenommen hat, auch tatsächlich greifen Wer genau wissen will, ob das Laufwerk die optimale Betriebsart verwendet, kann hierfür eine IDE-Analyse-Schaltung einsetzen, die sich sehr einfach nach-bauen lässt und in Kapitel 17.2 erläutert ist

17.1 Analyse-Karte für die Messung der

Bustakte

Wer eine (neue) CPU in seinen PC einbaut, muss sich mit der Einstellung des Systemtaktes und des Multiplikationsfaktors beschäftigen, damit der Prozessor seinen vorgeschriebenen Takt erhält Indes haben diese Festle-gungen, wie es in Kapitel 5.2 erläutert ist, auch einen Einfluss auf die Bustakte (PCI, AGP, ISA) Mithilfe des Handbuches zum Mainboard sollte es eigentlich kein Problem sein, je nach Systemtakt (66, 100, 133 MHz) auch die Bustakte (eventuell mit zusätzlichem Jumper) korrekt festzulegen, auch wenn die Hersteller hierfür unterschiedliche Möglich-keiten anbieten In der Praxis stellt sich jedoch heraus, dass die Angaben

im Manual zu den Bustakten oder auch der Aufdruck auf dem Main-board – wenn überhaupt vorhanden – vielfach einfach nicht stimmen, und man kann dann stundenlang nach einem Fehler suchen, wenn der

PC nicht so will, wie er eigentlich soll

Es wäre also eine echte Hilfe bei den üblichen PC-Bastelarbeiten, wenn die jeweiligen Bustakte zweifelsfrei ermittelt werden könnten Entspre-chende »Messkarten«, die genau für diese Aufgabe ausgelegt sind, gibt es bisher nicht, sodass eine einfache Frequenzmesskarte entwickelt wurde, die selbstverständlich ohne CPU-Beteiligung funktionieren muss Aus diesem Grunde lässt sich die Schaltung nicht nur in einem PC, sondern auch als eigenständiges Gerät für alle möglichen Frequenzmessungen ein-setzen

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Analyse-Karte für die Messung der Bustakte

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Eigenschaften der Frequenzmesskarte:

쮿 Messung des PCI-, des ISA- und des AGP-Taktes

쮿 Maximale Messfrequenz 100 MHz

쮿 Genauigkeit bis zu 10 Hz

쮿 Die Schaltung kann auch als eigenständiger Frequenzzähler mit zusätzlichen Funktionen wie Detektierung von Ereignissen, Zeitin-tervallmessung oder der Messung von Periodendauern eingesetzt werden

쮿 Externes Display mit hoher Auflösung anschließbar, kann an der PC-Front montiert werden

쮿 Verwendung handelsüblicher Bauelemente Die Schaltung wurde mit einer Platine realisiert, die in einen PCI-Slot hineinpasst, und für den ISA- und den AGP-Slot sind zwei kleine Adap-terplatinen entwickelt worden, die die Taktsignale jeweils auf eine Klemme führen und von dort mit einer abgeschirmten Koaxialleitung (z.B ein kurzes Netzwerkkabel, RG58) mit dem BNC-Anschluss der Messkarte verbunden werden können

Die Umschaltung zwischen den zwei möglichen Eingangsquellen (PCI direkt, ISA und AGP über Adapterkarten) erfolgt einfach per Jumper, was bei keinem getesteten Mainboard zu unerwünschten Nebeneffekten führte, während eine zunächst realisierte elektronische Umschaltung mit einem erhöhten Hardware-Aufwand einherging und sich zudem als stör-anfällig entpuppte

Bild 17.1: Die aufgebaute Frequenzmesskarte

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Kapitel 17 · Analyse-Karten

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Bei dieser Karte ist den hohen Frequenzen Rechnung zu tragen, und daher sind in der Applikation zwei Messzweige aufgebaut worden: ein-mal intern für die Messung des PCI-Bustaktes und einein-mal extern für den ISA- oder den AGP-Bustakt, der extern über den BNC-Anschluss zuge-führt wird Nur so ist es zu realisieren, dass der eine Schaltungsteil sehr nah am PCI-Bustaktanschluss und der andere dicht am BNC-Anschluss sitzen kann, denn längere Verbindungen, die als Antennen wirken, beein-flussen die Signalqualität in unerwünschter Weise

Wie es in Bild 17.1 zu erkennen ist, werden nur vier Displays für die Anzeige verwendet, was zu einer Anzeige in MHz wie 33.33 (PCI) oder 08.33 (ISA) führt Auf der Platine ist eine Pfostenleiste vorgesehen, an die eine externe Anzeigeplatine mit sieben Anzeigen angeschlossen werden kann, was zu einer höher aufgelösten Anzeige führt, sodass sich dann sogar noch 10 Hz (!) detektieren lassen

17.1.1 Schaltungsbeschreibung

Das wesentliche Bauelement der Schaltung ist der Baustein ICM7226 der Firma Harris (Intersil u a.), der in einem 40-poligen DIP-Gehäuse ange-boten wird, wodurch er sich relativ einfach verdrahten lässt Er erlaubt standardmäßig eine Frequenzmessung von bis zu 10 MHz, und es gibt

Bild 17.2: Adapterplatinen für die Messung des AGP- und das ISA-Bus-Taktes

Bild 17.3: Soll es noch genauer sein, kann eine externe Anzeige angeschlossen

werden, die hier den genauen ISA-Bustakt anzeigt

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ihn in zwei unterschiedlichen Versionen: Als A-Typ mit gemeinsamer Anode für die direkt anzuschließenden Siebensegmentanzeigen und als B-Typ für Anzeigen mit gemeinsamer Kathode In der gezeigten Applika-tion kommt der ICM7226B zum Einsatz, und es lassen sich dadurch die gleichen Anzeigen (z.B DL704, DL304, MAN74A) wie bei den PCI-POST-Code-Karten aus dem vorherigen Kapitel einsetzen

Mit maximal 10 MHz kommt man allerdings nicht weit, sodass eine Fre-quenzteilung notwendig wird Der Chip selbst arbeitet mit einem Takt von 10 MHz, der durch eine externe Oszillatorschaltung mit zwei Kon-densatoren (30 pF), einem Widerstand von 22 MΩ und einem 10 MHz-Quarz, die an die Pins 35 und 36 anzuschließen sind, erzeugt wird Beim Probeaufbau zeigt sich jedoch, dass die Schaltung recht kritisch reagieren kann und zuweilen nicht funktioniert, weil die Oszillatorschaltung nicht immer sicher anschwingt

Daher sollte sicherheitshalber ein Quarzoszillator von 10 MHz verwen-det werden, der auf kurzem Wege an den Pin 35 anzuschließen ist, wodurch man weder den Toleranzen der externen Bauelemente noch der Verdrahtung besondere Beachtung schenken muss, denn die 10 MHz ste-hen nach dem Anschluss der Masse (GND) und der 5V-Versorgung an den Quarzoszillator unmittelbar zur Verfügung

Der ICM7226 besitzt einen Referenzoszillator, der die externe Quarzfre-quenz über den Anschluss OSC.OUTPUT (Pin 38) nach außen schickt und sie über den Pin 33 (OSC.INPUT) wieder einlesen kann Dies lässt sich einfach dazu ausnutzen, die Frequenz dieser »Signalschleife« herun-terzuteilen, was man ebenfalls für das zu messende Eingangssignal (INPUT A, Pin 40) durchführt, damit das Messergebnis wieder direkt – wie standardmäßig vorgesehen – ohne irgendwelche Berücksichtigung des Teilungsfaktors auf der Siebensegmentanzeige abzulesen ist

Für die Frequenzteilung werden jeweils drei Flip-Flops vom Typ 74F74 verwendet, wodurch sich eine Teilung pro Chip von jeweils durch zwei, insgesamt also durch acht, ergibt Damit kann theoretisch eine externe Frequenz von 80 MHz gemessen werden, was sowohl für die PCI-Bus- als auch für die AGP-Taktfrequenz ausreicht Erfreulicherweise kann der ICM7226 jedoch noch etwas mehr als die spezifizierten maximalen 10 MHz auflösen, und mit der gezeigten Schaltung ließen sich daher durch-aus an die 100 MHz (!) messen Danach ist aber auf jeden Fall Schluss, was in der Teilungsschaltung begründet ist

Bei derart hohen (UKW-)Frequenzen müssen für die Frequenzteilung auf jeden Fall die schnellen F-Typen (Fast) der TTL-Reihe verwendet wer-den, und damit es keine unerwünschten Timing- und Pegel-Effekte gibt, verwendet man am besten für alle TTL-Chips die gegenüber LS oder HCT nicht wesentlich teureren Typen der F-Reihe Wer über 100 MHz hinaus will, ist mit der TTLogik aber am Ende und muss sich mit der etwas gewöhnungsbedürftigen ECL-Technik beschäftigen; für die erste Teilerstufe wäre dann ein Baustein wie der Typ ECL-11C90 notwendig

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Bild 17.4: Die Schaltung der Frequenzmesskarte

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Bei diesen relativ hohen Frequenzen kommt der Verdrahtung der Schal-tung eine besondere BedeuSchal-tung zu, denn es müssen generell kürzeste Lei-tungswege eingehalten werden, was natürlich ganz besonders für die erste Teilerstufe (die die volle Eingangsfrequenz abbekommt) zu berück-sichtigen ist

Ein Schmitt-Trigger (74F132) vor der Teilerstufe sorgt für ein möglichst sauberes TTL-Signal, und wer die Möglichkeit hat, mit einem teuren Oszilloskop das AGP-Taktsignal näher betrachten zu können, wird fest-stellen, dass es mit einem klassischen TTL-Signal von der Form her nicht mehr viel gemein hat und hier eher der Hochfrequenztechniker als der Digital-Freak gefordert ist

Wie erwähnt, ist beim Schaltungsaufbau den relativ hohen Frequenzen Rechnung zu tragen, und daher sind in der Applikation zwei

»Mess-zweige« aufgebaut worden: einmal intern für die Messung des PCI-Bus-taktes und einmal extern für den ISA- oder den AGP-Bustakt, der extern

über den BNC-Anschluss zugeführt wird Nur auf diese Art und Weise ist es zu erreichen, dass der eine Schaltungsteil sehr nah am PCI-Bustakt-anschluss und der andere dicht am BNC-Anschluss sitzen kann, denn längere Verbindungen, die als Antennen wirken, beeinflussen die Signal-qualität negativ

Weniger empfindlich – maximal nur 10 MHz – sind dann die

herunterge-teilten Frequenzsignale, sodass an dieser Stelle gefahrlos ein Jumper zum Einsatz kommen kann, der das jeweilige Eingangssignal auf den Eingang (Pin 40) des Zählerbausteins legt Das Stecken des Jumpers, der sich aus Gründen des Layouts (kurze Leitungswege) in der unteren Hälfte der Platine befinden muss, erschien verbesserungswürdig, und daher wurde ein Umschalter (einfacher Kippschalter) eingebaut, der sich oben an der Platine befindet

Dieser Schalter aktiviert entweder den Schmitt-Trigger (IC1A) für das externe oder den für das interne Signal (IC9A, PCI-Bustakt), indem der entsprechende Anschluss (Pin 2 bei IC1A, Pin 1 bei IC9A) auf Masse gelegt wird und der jeweils andere, nicht geschaltete Pin über einen Widerstand von 4,7 kΩ an 5V liegt

Dies macht den Jumper aber noch nicht überflüssig, und die zwei Aus-gangssignale nach den beiden Teilerketten (IC4A, IC4B) werden daher auf je ein NAND-Gatter (74F03) geführt, die dann ebenfalls vom Kipp-schalter bedient werden können Wichtig ist, dass die Gatter über einen Open-Collector (der Typ 74F03 und nicht etwa der 74F00) verfügen, d.h eine Wired-Or-Schaltung mit dem Widerstand R7 (an INPUT A des ICM7226) zu realisieren ist

Je nach Kippschalterstellung wird dann entweder das interne oder das externe Messsignal auf den Eingang des Frequenzzählers gelegt Was sich

in der Handhabung gegenüber dem Jumperstecken als praktisch erweist, hat in der Praxis jedoch einige Probleme bereitet, was sich darin äußerte, dass diese Art der »Umschalterei« bei einigen Mainboards zu korrekten Messergebnisse führte, bei anderen hingegen nicht zuverlässig

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