GIÁO TRÌNH PHẦN CỨNG MÁY TÍNH- CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MÊN

C hư ơng trình BIOS k iểm tra Card Video 14... M ột sô bộ phận có trên mainboard... TRUNG TÂM ĐÀO TẠO VÀ PHÁT TRlỂN CNTT ĐẠl v i ệ t- Tên linh kiện Sourth Bridge - Chipset nam - Đặc điểm

TRUNG TÂM ĐÀO TẠO VÀ PHÁT TRIEN CNTT đ ạ i v i ệ t

1 - Chức năng của Mainboard

• T ro n g m ộ t h ệ th ố n g m áy tín h có k h o ả n g 10 t h i ế t b ị k h á c n h au n h ư :

Các thiết bị này có tốc độ c h ạy r ấ t khác nhau

V í dụ : T ốc đ ộ ra vào qua chân CPU là 800MHz nhưng tốc độ qua chân RAM là 400M Hz và tố c đ ộ qua Card Sound chỉ có 66M Hz

- Ngoài ra sô đư ờ n g m ạch (sô BUS) cũng khác nhau, vì v ậ y cmà các th iế t bị trên không th ể k ế t n ối trực tiếp với nhau đưực

- Mainboard chính là th iế t bị đóng vai trò trung gian đ ể k ế t n ối tấ t c ả các th iế t bị trên h ệ thông m áy tính liên

k ế t lạ i với nhau thành m ột b ộ máy thống nhất, vì v ậ y M ainboard có những chức năng sau:

C ác c h ứ c n ăn g c ủ a M a in b o a rd

- G ắn k ế t các thành phẩn trên m ột h ệ thống máy tính lạ i với nhau

- Đ iều khiển thay đổi tố độ BUS cho phụ hợp với các thành phẩn khác nhau

- Q uản lý nguổn c ấ p cho các thành phần trên Main

- Cung cấp xung nhịp chủ (xung Clock) đ ể đồng bộ s ự h o ạ t động của toàn h ệ thông

Chính vì những chức năng quan trọng trên mà khi Main có s ự cô thì máy tính không th ể h o ạ t động đượ c

TRUNG TÂM ĐÀO TẠO VÀ PHÁT TRlỂN CNTT đ ạ i v i ệ t

H ệ thống máy tính với các th iế t bị g ắ n trên nó, M ainboard có các thành ph ầ n chính là North Bridge (Chipset bắc), Sourth Bridge (Chipset nam), IC SIO (IC đ iều khiển các cổng) Ba thành phần chính của M ainboard đóng vai trò trung gian đ ể g ắ n k ê t các th iê t bị c ủ a h ệ thông máy tính lại thành m ột bộ máy thông nhât.

2- Sơ đồ khối của Mainboard

2.1 - C ác th àn h p h ẩ n chính c ủ a M a in b o a rd

• Socket ( đ ê c ắ m CPU)

Có nhiều loại đ ê cắm cho CPU tuỳ theo chủng lo ạ i Mainboard

- Socket 370 trên các Mainboard Pentium 3

- Socket 478 trên các Mainboard Pentium 4

- Socket 478 trên các Mainboard Pentium 4

Các chân Socket do Chipset b ắ c đ iều khiển

• N o rth B ridge (C h ipset b ắ c )

- Chipset b ắ c có nhiệm v ụ đ iều khiển các thành ph ần có tốc độ cao n h ư CPU, RAM và Card Video

- Chipset đ iều kh iển v ề tốc độ BUS và đ iều khiển chuyển m ạch d ữ liệu , đ ả m b ả o cho d ữ liệ u qua lạ i giữacác thành phần đ ư ợ c thông su ố t và liên tục, khai thác h ế t đ ư ợ c tố c độ của CPU và bộ nhớ RAM

- Có th ể ví Chipset giống n h ư m ột nút giao thông ở m ột ngã tư, đ iểu khiển chuyển m ạch n h ư các đèn xanh đèn đỏ cho phép từng luồng d ữ liệu đi qua trong m ột k hoảng thời gian n h ấ t định, còn đ iều khiển tốc độ BUS là m ỗi hư ớ ng của ngã tư khác nhau thì các ph ư ơ n g tiệ n p hải c h ạ v theo m ộ t tố c độ quy định

• S o u rth B ridge (C h ip set nam )

- Chức năng của chipset nam tư ơ n g tụ n h ư chipset b ắc, nhưng chipset nam đ iều khiển các thành phán có tốc

độ chậm như: Card Sound, Card Net, ổ cứng, ổ CD ROM, các cổng USB, 1C SIO và BIOS V V

• R O M BIOS (Read Olly M emory - Basic In Out System)

- ROM là IC nhớ chỉ dọc, BIOS là chươ ng trình n ạ p trong ROM do nhà s ả n x u ấ t Mainboard n ạp vào,

chươ ng trình BIOS có các chức năng chính sau đây:

- Khởi động máy tính, duy trì s ự h o ạ t động của CPU

- K iểm tra lỗi của bộ nh ớ RAM và Card Video

- Q uản lý trình đ iều khiển cho chipset bắc, chipset nam, IC-SIO và card vidco onboard

- Cung cấp b ả n cài đ ặ t CMOS SETUP m ặc định đ ể m áy có th ể h o ạ t độn g ta chưa th iế t lập CMOS

• IC SIO (S uper In O u t) - IC đ iều khiển các cổng vào ra d ữ liệu

- SIO điều khiển các th iết bị trên cổng Parallel n h ư máy In, máy Scaner, đ iều khiển ổ m ềm , các cổng Serial

n h ư cổng COM, cổng PS/2

- Ngoài ra SIO còn thực h iệ n giám sát các bộ p hận khác trên Main h o ạ t động đ ể cung c ấ p tín h iệ u báo s ự cô

- Tích họp m ạch đ iều khiển tắ t m ở nguổn

• Clockgen (C locking) - M ạch tạ o xung Clock

- M ạch tạo xung Clock có vai trò quan trọng trên Main, chúng tạo xung nhịp cung c ấ p cho các thành phần trên Main h o ạ t động đổng thời đổ n g b ộ s ự h oạt độ ng của toàn h ệ thông máy tính, n êu m ạch Clock bị hỏng thì các thành p h ầ n trên Main không th ể h o ạ t động đư ợ c, m ạch Clocking h o ạ t động đ ầ u tiên sau khi nguồn chính hoạt động

• V R M (Vol R egu M odule) - Modul Ổn áp

- Đây là m ạch đ iều kh iển nguồn VCORE cấp cho CPU, m ạch có n h iệm v ụ b iế n đổi đ iện áp 12V/2A thành

đ iện áp khoảng 1,5V và cho dòng lên tới 10A đ ể c ấ p cho CPU, m ạch bao gồm các linh k iện n h ư đèn Mosíet,

IC dao động, các m ạch lọ c L ,c

• K h e A G P h o ặ c P C I E x p ress

Khe AGP và PCI Express dùng đ ể g ắn Card video, khe AGP h o ặc PCI Express do Chipset b ắ c đ iều khiển

• H ầu h ế t các h ư hỏng củ a Mainboard đ ề u biểu h iện ở lúc khởi động, vì v ậ y n ế u bạn n ắ m ch ắc đ ư ợ c quá trình khỏi độ n g của máy thì b ạn có th ể d ễ dàng xác định đ ư ợ c nguyên nhân của mỗi s ự cố.

C ác b ư ớ c tro n g q u á trìn h k h ở i đ ộ n g m áy tín h (sau khi b ậ t công tắc)

1 B ậ t công tắc , nguồn chính h o ạ t động cung cấp cho Mainboard các đ iệ n áp chính 12V, 5V và 3.3V

2 M ạch VRM ( Ổn áp ) c ấ p nguồn cho CPU đổng thời báo tín h iệ u đ ế n Chipset nam

3 M ạch tạo xung Clock (Clocking) h o ạ t động, cung c ấ p cho các thành p hần trên Main xung Clock đ ể h o ạt động

4 Khi có Vcc, có xung Clock IC-STO h o ạ t động

5 IC-SIO tạo tín h iệu Reset đ ể khởi động Chipset nam

11 CPU phát tín h iệu truy c ậ p ROM đ ể n ạ p chương trình BIOS

12 C hư ơng trình BIOS kiểm tra b ộ nhớ RAM

13 C hư ơng trình BIOS k iểm tra Card Video

14 BIOS cho n ạp b ả n lưu c ấu hình máy trong RAM CMOS

15 K iểm tra các cổng và các ổ đĩa theo th iế t lậ p trong CMOS

16 Khởi động Ổ cứng và n ạp h ệ đ iều hành từ ổ cứng lên RAM

TRUNG TÂM ĐÀO TẠO VÀ PHÁT TRIÊN CNTT đ ạ i v i ệ t

TRUNG TÂM ĐÀO TẠO VÀ PHÁT TRlỂN CNTT đ ạ i v i ệ t

3 M ột sô bộ phận có trên mainboard.

1 N o rth B ridge - C h ipset b ắ c

- Tên linh kiện

North Bridge - Chipset bắc

TRUNG TÂM ĐÀO TẠO VÀ PHÁT TRlỂN CNTT ĐẠl v i ệ t

- Tên linh kiện

Sourth Bridge - Chipset nam

- Đặc điểm nhận biết trên Main

Là IC mình dầy hình chữ nhật khoảng 2 cm 2 , thường là IC chân cắm vảo một Socket, irên Ma in không còn IC nào khác có hình dạng tưang tự

- Chức n ắ n g :

Cung cấp phần mềm cho quá trình khởi động máy tính, cung cấp chương trình kiểm tra RAM vả Card Video, cung cấp trình điều khiển cho các chipset vá Card video onboard, cung cấp băn CMOS SETUP mặc định.

- Kết nối

ROM BIOS kết nối trực tiếp đến Chipset nam

- Hư hông

Nếu hỏng IC ROM thì máy không khởi động được, bật công tắc quạt nguồn vẫn quay.

Nếu lỗi chưang trình BIOS thì sinh ra các bệnh: Máy không khởi động được hoặc khi khỡi động máy phát ra tiếng kêu liên tục như còi báo động hoặc máy không nhận ổ cứng

- Sửa chữa

Nạp lại BIOS khi gặp các hư hỏng trên, nếu nạp BIOS không được lả do hỏng ROM

TRUNG TÂM ĐÀO TẠO VÀ PHÁT TRlỂN CNTT đ ạ i v i ệ t

IC - SIO - IC đ iề u k h iể n các cổ n g Parallel, FDD, COM , Mouse, K eyboard

- Tên linh kiện

1C SIO (Super In Out) - 1C điều khiển các cổng

- Đặc điểm nhận biết trên Main

1C SIO có hình chữ nhật, kích thước kho ăng 4cm2, thường có nhãn là ITE, không có thạch anh đứng

bên cạnh

- Chức n ă n g :

Điều khiển cổng Parallel cho máy in, cổng FDD cho ổ mềm, cổng Serial như cổng COM, cổng PS/2 cho chuột, phím, điều khiển quạt chip, điều khiển tắt mờ nguồn, tạo tín hiệu khởi động đầu tiên cho máy

TRUNG TÂM ĐÀO TẠO VÀ PHÁT TRlỂN CNTT đ ạ i v i ệ t

5 IC Clocking - IC tạ o xung Clock

- Tên linh kiện và mạch

Mạch Clocking (hoặc Clockgen) - Mạch tạo xung Clock,

xung nhịp chủ cho hệ thông Mainboard

- Đặc điêm nhận bièt trên Main

Mạch gồm một 1C hai hàng chân (khoảng 50 chân) và luôn có thạch anh 14 3 M H z đứng bên cạnh (như hình trên)

- Chức năng :

Mạch Clocking có chức năng tạo ra xung Clock làm xung nhịp hệ thống để cung cấp cho tất cả các thảnh phần trên Main hoạt động, mỗi IC trên Main (trừ IC dao động) và các Card mờ rộng đều đươc mạch Clocking phát cho một xung Clock có tân số khác nhau, nếu không có xung Clock thì các IC xử lý tín hiệu sô sẽ không hoạt động được

Mạch còn có ý nghĩa đễ đồng bộ dữ liệu trong toàn hệ th ố n g , đi kèm với dữ liệu Data (đơn) để giải mã chúng thảnh các bít nhị phân.

- Kết nối

Mạch Clocking đứng độc lập không chịu sự điều khiển cùa bất kỹ thành phần nào, nó là mạch hoạt động đầu tiên sau khi có nguôn chính cung cấp cho Main, nó cung cấp cho các IC trên Main và các Card mỡ rộng xung Clock để hoạt động.

-> Bạn thay IC hoặc thạch anh 14 3M hz cho đến khi đèn C LK trên Card Test Main xuất hiện

6 IC - C a rd Sound O n b o a rd

- Tên linh kiện

IC điều khiển Card Sound onboard và cổng kết nối ra loa, mic

-Đ ặ c điểm nhận biết trên Main

IC điều khiển Card Sound onboard lả IC vuông, kích thước khoăng 1 cm2 tính cả chân, bên cạnh thường có thạch anh 24,5MHz

Thay IC cho Card Sound nếu như mất âm thanh hoặc không cải được trình điều khiển

TRUNG TÂM ĐÀO TẠO VÀ PHÁT TRlỂN CNTT đ ạ i VIỆT

IC - C a rd N et O n b o a rd

- Tên linh kiện và mạch

Card Net Onboard - IC điều khiển card mạng onboard

- Đặc điểm nhận biết trên Main

Chĩ có trên các Main có tích hợp card Net onboard

Là IC 2 hoặc 4 hàng chân, bên cạnh luôn có thạch anh 25MHz

Vào màn hình Device Manager để Search cho máy tính nhận Card Net onboard, nếu máy không nhận

vả không cài được trình điều khiển thì bạn kiểm tra trong CMOS SETUP xem có "Disable" Card Net không? Cuôi cùng bạn cần thay thử IC điêu khiên Card Net nếu máy tính khống nhận Card net onboard

TRUNG TÂM ĐÀO TẠO VÀ PHÁT TRlỂN CNTT đ ạ i v i ệ t

B ài 1 - P h â n tích s ơ đ ồ m ạ c h q u ả n lý n g u ồ n trê n M a in b o a rd

1 1 Các đ iện áp củ a nguồn ATX

Nguồn ATX có hai p h ần là nguồn c ấ p trư ớc (Stanby) và nguồn chính (Main Power)

- Khi ta cắm đ iện AC 220V cho bộ nguồn, nguồn Stanby h o ạ t độn g ngay và cung c ấ p xuống M ainboard đ iện áp

5V STB, đ iện áp này s ẽ cung c ấ p cho m ạch khởi động nguồn trên Chipset nam và IC-SIO (nguồn chính chưa

h o ạ t động khi ta chưa b ấ m công tắc)

- Khi ta bấm công tắ c => tác động vào m ạch khởi động trong Chipset nam => Chipset đưa ra lện h P.ON => cho đi qua IC- SIO rồi đưa ra chân P.ON của rắc cắm lên nguồn ATX (chân P.ON là chân có dây m ầu xanh lá cây), khi có lện h P.ON (= OV) => nguồn chính Main Power s ẽ h oạt động

3.3 - Phân tích sơ đ ổ m ạch c ấ p nguồn trên Mainboard

- Khi cắm đ iện, phần nguồn STANBY trên nguồn ATX h o ạ t độn g => cung c ấ p 5V STB xuống Mainboard qua sỢi dây m ẩu tím củ a rắ c nguồn

- Khi bấm công tấ c => m ạch khởi động trên Mainboard đưa ra lệnh P.ON = o v điều khiển cho nguồn chính

h o ạt động, nguồn chính c h ạy => cung c ấ p xuống Mainboard các đ iện áp: 3,3V 5V và 12V, và m ộ t sô nguồn phụ n h ư -5 V và -12V

- N guồn 3,3V c ấ p trự c tiế p cho IC tạ o xung Clock, Chipset nam, BIOS và IC-SIO - đổng thời đi qua m ạch

Ổn áp h ạ xuống 1,5V c ấ p cho các Chipset (Intel) h o ặc h ạ xống 3V c ấ p cho các chipset VIA

- N guồn 12V đi qua m ạch ổn áp VRM h ạ xuống đ iệ n áp khoảng 1,5V c ấ p cho CPU

- N guồn 5V đi c ấ p cho Chipset và các Card m ở rộn g trên khe P C I , g iảm áp xuống 2,5V qua m ạch ổn áp đ ể cấp nguồn cho RAM

3.1- C hipset nam hay h ỏ n g Ở hai d ạ n g sau :

- Không phát tín h iệu P.ON khởi độn g máy

- Không cho ta tín h iệu Reset h ệ thông

K h i c ủ a C hipset bị h ỏ n g :

- C ấ p nguồn cho Main khi chưa b ậ t công tắc, Chipset nam đã nóng hoặc sau khi b ậ t công tắc, Chipset r ấ t nóng (sờ tay vào lâu có th ể bỏ n g tay) => đây là h iện tư ợ n g Chipset bị chập, trư ờng hỢp này b ạ n cần p h ải thay Chipset nam

TRUNG TÂM ĐÀO TẠO VÀ PHÁT TRlỂN CNTT đ ạ i v i ệ t

M ộ t Chipset tô t khi chúng h o ạ t động, Chipset hơi âm khoảng 40u c

1 K hi bị m ấ t n g u ồ n c ấ p cho th a n h RA M th ì m áy có b i ể u h iệ n :

- Khi m ất nguồn c ấ p cho RAM thì lúc khởi động - máy s ẽ báo lỗ i RAM b ằ n g các tiế n g bip dài phát ra liên tục, máy không lên màn hình, ta thay th ử m ộ t thanh RAM tốt nhưng h iệ n tư ợ n g vẫn n h ư v ậ y

1 Ý nghĩa c ủ a xung C lock trê n m áy tín h

- Trên các h ệ thống số, các TC x ử lý tín h iệu sô mà không có xung Clock thì nó không h o ạ t động được, vì

v ậ y xung Clock là m ột đ iều kiện đ ể cho các IC trên máy tính có th ể h o ạ t động

- Xung Clock CÒ11 có ý nghĩa đ ể đổng bộ d ữ liệu trong toàn h ệ thống máy tính

TRUNG TÂM ĐÀO TẠO VÀ PHÁT TRIEN CNTT ĐẠl v i ệ t

lOOMHz 66M H z 66MRz

VGA

♦ DDR 266/200/

PC133 Mux'ed 845G

□ LAN connection interface , (r l - N !■ ■ ■

M ach tao xung Clock tren sO do nguyen ly

B iể u h iệ n c ủ a m áy k h i h ỏ n g m ạ c h C lock Gen

- M ạch Clock Gen h o ạ t động trư ớc các IC trên M ainboard và h o ạ t động sau bộ nguồn ATX (nguồn chính) sau các m ạch ổ n áp n h ư m ạch VRM (ổn áp cho CPU), m ạch ổn áp cho RAM, cho Chipset

- M ạch cung c ấ p xung Clock cho các thành phần khác trên M ainboard h oạt động n h ư CPU, Chipset bắc, Chipset nam, SIO, ROM BIOS, các khe AGP, PCI, IDE

TRUNG TÂM ĐÀO TẠO VÀ PHÁT TR lỂN CNTT ĐẠỉ v i ệ t

Vì v ậ y khi h ỏ n g m ạ c h C lock G en thì M a in b o a rd s ẽ k h ô n g k h ở i đ ộ n g , khi b ậ t công t ắ c q u ạ t n g u ồ nMáy nạp ROM

Máy nạp ROM

TRUNG TÂM ĐÀO TẠO VÀ PHÁT TRlỂN CNTT đ ạ i v i ệ t

Cách g ắ n IC hai hàng chân vào đ ế của máy nạp ROM

Giới thiệu v ề ROM - BIOS

1 C h ứ c n ăng c ủ a R O M - B IO S

ROM (Read Olly M emory) - IC nhớ chỉ đọc

BIOS (Basic ĩn Out System) - C hư ơ ng trình vào ra cơ sở - BIOS là m ột chư ơ ng trình p hần m ềm đ ư ợ c nhàsản x u ấ t M ainboard n ạ p vào ROM trong quá trình s ả n xuất

C hư ơ ng trình BIOS có các chức năng chính sau đây:

- Khởi động máy tính

- Cung c ẳ p b ả n CMOS SETUP Default

- Cung c ấ p chươ ng trình kiểm tra Card Video và b ộ nhớ RAM

- Q u ản lý trình đ iều khiển cho các thành p hần trên M ainboard n h ư Chipset, SIO, Card Video onboard, Bànphím

Các chương trình p h ần m ềm củ a BIOS giúp cho m áy tính có th ể h o ạ t động đ ư ợ c trong môi trư ờng không có

h ệ đ iều hành, ví d ụ: Khi ta s ử dụn g m áy tính trong màn hình th iế t lậ p CMOS SETUP

2 B iể u h iệ n k h i m áy b ị lỗ i c h ư ơ n g trìn h BIO S

- Trong quá trình khởi động máy tính, CPU sẽ cho n ạ p ch ư ơ n g trình BIOS khi nó vừa m ới h o ạ t động, CPU