Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Інструкція для проведення лабораторного заняття №11
з дисципліни “ Надійність, контроль і експлуатація ЕОМ ”
Тема: Дослідження апаратних засобів діагностування.
Мета: Узагальнити знання, уміння та навички пов’язані з тестуванням персонального комп’ютера.
Робоче місце: Лабораторія інформатики та обчислювальної техніки
Тривалість заняття: 80 хв.
Матеріально-технічне оснащення робочого місця: Персональний комп’ютер.
Правила охорони праці: суворо забороняється:
Хід роботи:
КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
Засоби тестування мікропроцесорів
Одним з перших методів діагностування Ц і МПП є, зокрема, самотестування процесорів ПК.
Самотестування процесорів ПК.
Вбудований механізм самотестування процесора BIST (Built in Self-Test — програма самоперевірки процесора при вмиканні живлення) забезпечує постійний контроль збоїв у мікрокомандах і великих логічних матрицях, а також тестування кеша команд, даних, буферів трансляції TLB і сегментів пам'яті ROM (Read Only Memory — постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗП)).
Після закінчення сигналу RESET процесор починає виконувати внутрішній тест BIST. Тестується більша частина процесора. Тест відпрацьовується за кілька десятків секунд. Закінчивши самотестування, процесор починає роботу як після звичайного скидання. В цей час у регістрах ЕАХ записується сигнатура результату тестування. Її нульове значення свідчить про успішне виконання тесту.
Скидання переводить процесор у реальний режим і встановлює регістри у відповідні стани. Зокрема: FLAGS=0002h, його біти VM і RF (розряди розширення) встановлюються в нуль; у регістрі CR0 онуляються біти PG, TS, EM, MP і РЕ; регістр CS=F000h; регістр EIP=0000FFF0h. Вміст регістрів DS, ES, SS, FS, GS дорівнює OOOOh; регістр DX містить інформацію про тип процесора.
Апаратне скидання онульовує рядки кеш-пам'яті, буферів трансляції і таблиць переходів (ВТВ), встановлює регістри FPU і ММХ у певний стан. У вищеописаному стані CS:IP. Перебуваючи в реальному режимі, процесор починає виконувати інструкцію, що зчитується за фізичною адресою FFFFFFFOh. Це триває до першого перезавантаження регістра CS при виконанні команди міжсегментного переходу чи виклику або під час обслуговування переривання чи виключення. Ця програма повинна забезпечити ініціалізацію регістрів процесора і структур даних у пам'яті.
Після скидання до першої команди міжсегментного переходу або виклику на шині адреси в реальному режимі біти А20—АЗІ у циклах вибірки команд мають одиничне значення. Так, після сигналу RESET комп'ютер має образ BIOS (Basic Input-Output Sustem — базова система введення-виведення). Це програма, яка забезпечує передачу інформації з комп'ютера на периферійні пристрої, і навпаки. Вона наявна в адресах FFFFFFFO-FFFFFFFFh.
У 8086 ROM BIOS розташовувалася під границею 1-го Мбай- та, в 80286 — 16-го Мбайта. Видалити BIOS з 1-го Мбайта пам'яті в режимі нормальної роботи неможливо, оскільки вектори переривань, що посилаються на сервіси BIOS, у реальному режимі можуть адресуватися тільки до пам'яті в діапазоні адрес 0-0FFFFFh.
Процесор Pentium і старші його моделі мають додатковий вхід INIT. Дії цього сигналу порівняно з апаратним скиданням мають такі особливості:
Цей сигнал можна використати для переводу процесора в реальний режим зі збереженням даних у кеші.
Тестування апаратних засобів процесора можливе не тільки за допомогою тесту BIST. Починаючи з 80386, у процесорах стали використовувати тестові регістри TRn, за допомогою яких виконують тестування буферів, а в i486 і внутрішній кеш. У процесорах Pentium і старших моделях процесорів фірми «Intel» тестові регістри значно змінені щодо номенклатури і включені до складу регістрів MSR.
У процесорах Pentium вперше застосовано вбудовані пристрої контролю функціювання апаратних засобів під час виконання основних його функцій. За виявлення апаратних несправностей процесори подають команду #МС (Machine Check Exception — виключення машинного контролю). Дані про помилку записують і зберігають у спеціальних регістрах MSR. За їх вмістом дають повідомлення операційній системі і визначають, чи можливий рестарт команди, під час якої була виявлена помилка.
Апаратний контроль процесорів Pentium обмежується перевіркою паритету (лат. paritas — рівність) шини даних при операціях зчитування і правильності завершення шинних циклів обміну. Для обслуговування #МС призначені регістри Р5 МС TYPE (тип помилки) та Р5 МС ADDR (адреса).
У процесорах Р6 застосовують архітектуру МСА. Порівняно з Р5 її контроль розширено. Контролюється паритет на шині адреси, помилки ЕСС-контролю, кеш-пам'яті та буферів TLB.
Склад регістрів розширений глобальними регістрами опису можливостей контролю MCG CAP, стану MCG STATUS і керування MCG CTL, а також банком регістрів повідомлень про помилки. Кожному апаратному вузлові, що тестується, відповідає набір регістрів стану МС і STATUS, адреси МС і ADDR, керування МС і CTL та змішаного призначення МС і MISC. Наявність засобів апаратного контролю визначають за прапорцем МСЕ, а для розширеної архітектури — за прапорцем МСА в переліку властивостей, що повідомляються за інструкцією CPUID. Загалом особливості тестування процесорів ПК залежать від їх типу і моделі.
Тестування співпроцесорів.
Процесори Pentium перевіряють щодо помилок наступним шляхом. Виконують тест за допомогою операції ділення і перевіряють правильність одержаного результату. Для того щоб пересвідчитися, що тестується співпроцесор, використовують будь-яку спеціальну команду чи встановлюють програму, необхідну для цього додатку. Такий підхід забезпечить коректну перевірку операції ділення незалежно від справності основного процесора.
У процесорах Pentium найсерйозніші помилки трапляються в третьому і п'ятому значущих розрядах результату ділення чисел з плаваючою крапкою. Перевірити, як виконує операції ділення з плаваючою крапкою процесор Pentium можна без розрахунків, скориставшись програмою CPUID фірми «Intel». Вона ідентифікує і тип процесора. Програма повідомляє про наявність помилки при операції ділення з плаваючою крапкою, якщо процесор має дефект.
Зовнішні засоби тестування компонентів ПК.
Порівняно простими ручними апаратними засобами контролю компонентів комп'ютера є генератори поодиноких імпульсів, тест-роз'єми і тестери мережної розетки.
Генератор поодиноких імпульсів. Прилад використовують у комплексі з логічним пробником. Він призначений для подавання до схеми імпульсів високого рівня певної тривалості. Ці реакції порівнюють з еталонними.
Тест-роз'єми. Їх використовують для контролю працездатності послідовних і паралельних портів. Це прилади для 9-ти і 25-ти контактних послідовних портів і для 25-ти контактного паралельного порту. Такі роз'єми випускає фірма «Intel» (зокрема, універсальний роз'єм, що поєднує всі три різновиди в одному корпусі. Він найзручніший і входить до більшості діагностичних і ремонтних наборів) та багато інших фірм, Якщо тест-роз'єм установити замість з'єднувальних кабелів, то при перевірці працездатності сигнали з вихідних контактів порту будуть подаватися на вхідні контакти, тобто самі на себе.
Тестер мережної розетки. Призначений для перевірки електричних розеток. З його допомогою це роблять дуже швидко. Тестер вставляють у розетку і за світінням трьох світлодіодів визначають правильність підключення електричних ліній. Найчастіше трапляються неправильно підключені заземлювальні провідники. Мережні перешкоди в незаземленій системі потрапляють на спільний дріт комп'ютера, щодо якого відраховують логічні сигнали. Це породжує помилки при передаванні даних, періодичні збої. Незалежне заземлення комп'ютера має свої вади, передусім імовірність електричних розрядів, коли торкатися його корпусу.
Тестери модулів пам'яті. Для контролю стану модулів пам'яті SIMM (Single In-Line Memory Modyle — модуль пам'яті з однорядним розташуванням штирків (ОЗП)), зокрема індивідуальних модулів кеш-пам'яті, використовують тестери. Тестують модулі за допомогою програм діагностування, хоча вони записують тільки коди в пам'ять, зчитують і перевіряють їх. Крім вищезазначених, тестер SIMM виконує такі операції:
Контроль стану модулів пам'яті SDRAM (Synchronous DRAM — надшвидкодіюча синхронна динамічна пам'ять) проводять за допомогою тестерів, до яких належить і тестова система TURBO CATSTMII. Її з'єднують із підсистемою на базі процесора Р6. Це дає змогу використовувати TURBO CATSMII для контролю роботи тестової системи, системи калібрування, графічного інтерфейсу користувача, роботи з базами даних, створення звітів та ін. Цю систему створювали як комплексне рішення для тестування SD RAM через системну шину з частотою від 66 до 133 МГц. Реальна частота тестування при цьому відповідала реальній швидкості системної шини. TURBO CATSMII підтримує до 2 Гбайт адресного простору. Щоб знаходити помилки оперативної пам'яті, існує більше 38 тестів. Вони виявляють помилки з майже стовідсотковою ймовірністю.
Тестер працює з шиною пам'яті RAMBUS: 300 MHz & 400 MHz configurable clock rates; 600 MHz & 800 MHz RIMM module testing. Тестову систему комплектують операційними системами Windows 98/2000/ NT або Windows ХР.
Звіт про роботу повинен включати:
2. Відповіді на домашнє завдання.
3. Висновки по роботі.
Після виконання лабораторної роботи студент повинен:
|
ЗНАТИ: |
ВМІТИ: |
|
|
Домашнє завдання
1. Описати порядок виконання тесту BIST?
2. Що виконується при апаратному контролі процесорів Pentium?
3. Яким чином і якими засобами тестуються компоненти ПК?
4. Які функції виконує тестер SIMM?
5. Призначення тестової системи TURBO CATSTMII?
Інструкційна карта складена С.В. Каковкін
Розглянуто на засіданні циклової комісії інформатики та комп’ютерної техніки
Протокол № від________________
Голова циклової комісії С.С.Заліська