Поиск неисправностей системного блока с помощью диагностической программы BIOS post

Возможности BIOS по диагностике аппаратных проблем

Вы включили компьютер, и на дисплее появилась заставка производителя или мелькающие текстовые сообщения, сопровождающие инициализацию аппаратных составляющих. Спикер выдал знакомый сигнал, подтверждая успешное завершение всех тестов POST, и началась загрузка операционной системы… Эта сцена настолько привычна, что большинство просто не замечает её. Но тут что-то идет не так: вместо привычных «окон» на экране возникают загадочные сообщения об ошибках. А что еще хуже, экран может остаться черным, и единственным признаком «жизни» компьютера станет прерывистый звук системного динамика…

Сначала нужно выяснить, связана ли проблема с программным обеспечением или аппаратурой. Если сбой происходит во время POST-тестов — начальной инициализации и проверки компонентов ПК, то это, безусловно, аппаратная неисправность. Встроенные средства диагностики в BIOS помогают быстро определить источник проблемы. Что касается проблем с программным обеспечением, они становятся заметными только после начала загрузки операционной системы.

На самом деле с ошибками, возникающими в процессе либо после загрузки операционной системы, все не так просто. Чаще всего вина за них действительно лежит на программном обеспечении («слетевшая» операционная система, некорректно работающие драйверы, компьютерный вирус и т.д.). Но нередко нестабильная работа — следствие сбоев отдельных аппаратных компонентов (например, оперативной памяти). Выявление причины подобных ошибок — зачастую весьма нетривиальная задача, требующая запуска множества тестов, проверяющих стабильность работы компьютера. (Вы ведь не меняли никаких настроек в BIOS Setup, не пытались разогнать компьютер? Если пытались, верните прежние значения.)

Что такое POST-коды?

Когда компьютер получает питание, и если блок питания и ключевые элементы материнской платы (такие как генератор тактовых сигнала и детали, отвечающие за функционирование системной и памяти шины) находятся в исправном состоянии, процессор начинает исполнять код BIOS.

Если быть совсем точным, во многих современных чипсетах перед передачей команд процессору системным контроллером предварительно конфигурируется «умная» системная шина. Но это не меняет сути дела.

Важнейшая функция BIOS на данном этапе — это проверка работоспособности и настройка ключевых аппаратных компонентов компьютера. Сначала производится конфигурация внутренних регистров чипсета и процессора, а также проверяется целостность BIOS-кода. Затем осуществляется определение типа и объема оперативной памяти, а также поиск и настройка видеокарты (интегрированной или дискретной).

После этого настраиваются порты ввода-вывода, контроллер дисковода, контроллеры IDE/SATA и подключенные к ним накопители. В завершение осуществляется поиск и инициализация дополнительных контроллеров, интегрированных на материнской плате, и установленных карт расширения. Всего выполняется около ста промежуточных операций, после чего управление передается загрузчику BOOTStrap, который отвечает за запуск операционной системы.

Имейте в виду, после перезагрузки компьютера средствами операционной системы («мягкая» или «горячая» перезагрузка) или при выходе из энергосберегающего режима обычно выполняются не все шаги по тестированию и конфигурированию аппаратных компонентов, а только необходимый минимум — так быстрее. При поиске неисправности необходимо всегда выполнять «жесткую» («холодную») перезагрузку — клавишей RESET или отключением питания компьютера. Только так гарантируется, что все этапы инициализации будут выполнены в полном объеме.

Каждый этап POST-тестирования имеет свой собственный идентификатор, известный как POST-код. Прежде чем начать реализацию следующей процедуры, данный POST-код заносится в специальный порт, называемый Manufacturing Test Port. При успешной инициализации устройства в этот порт записывается POST-код следующей процедуры, и так продолжается до завершения всех тестов. Если устройство не удается сконфигурировать, процесс выполнения POST-тестов останавливается, а в Manufacturing Test Port фиксируется POST-код той процедуры, которая вызвала ошибку. Считывая его, можно четко определить проблемное устройство.

Чтение POST-кодов

Достаточно долгое время чтение POST-кодов можно было осуществить только с помощью специальной карты расширения (рис. 1). Она вставляется в свободный слот (большинство современных моделей рассчитано на шину PCI) и по мере загрузки отображает на своем индикаторе код выполняемой в текущий момент процедуры.

Рис. 1. Карта расширения, показывающая POST-коды в процессе загрузки

Тем не менее, лишь небольшое количество пользователей владеет POST-картами. Этот инструмент чаще всего используется профессиональными ремонтниками ПК. Учитывая это, производители материнских плат начали оснащать модели, ориентированные на энтузиастов, встроенными индикаторами POST-кодов (рис. 2).

Рис. 2. Индикатор POST-кодов на материнской плате

Существует также более экономичный вариант — в процессе первоначальной инициализации компонентов коды POST могут выводиться на экран вместе с прочей служебной информацией (см. рис. 3). Однако у этого подхода имеется значительный минус: если неисправность заключена в видеокарте, то вы, скорее всего, ничего не сможете увидеть.

Рис. 3. В правом нижнем углу стартового экрана отображается текущий POST-код

Звуковые сигналы и сообщения об ошибках

Хотя POST-коды представляют собой наиболее эффективный способ обнаружения аппаратных сбоев при запуске компьютера, BIOS предлагает и другие диагностические инструменты. Если у вас нет POST-карты и ваша материнская плата не может отображать POST-коды, вы можете полагаться на звуковые сигналы и сообщения об ошибках.

Звуковые сигналы особенно полезны на ранних этапах, когда видеокарта еще не активирована и не способна выводить изображения на экран. Специфическая последовательность длинных и коротких сигналов поможет определить неисправный компонент.

На более поздних этапах проще сориентироваться по сообщению об ошибке, выводимому BIOS в случае аппаратной проблемы. В некоторых версиях BIOS это сообщение сопровождается особым звуковым сигналом, в некоторых — заменяет его. Но в любом случае информации обычно достаточно, чтобы выявить сбоящий компонент.

Следует отметить, что звуковые сигналы и сообщения об ошибках представляют собой более наглядное отображение определённых POST-кодов, а не дополнительный способ диагностики. Если у вас есть POST-карта или материнская плата, способная показывать POST-коды, следует опираться именно на них — они предоставляют значительно более точную и подробную информацию. Сравните количество POST-кодов (примерно сто) и количество различных сообщений об ошибках или звуковых сигналов (несколько десятков).

Варианты реакции POST на наличие дефекта в системной плате

В режиме исполнения программы начального самотестирования выполняется проверка процессора, памяти и системных средств ввода/вывода, а также конфигурирование всех программно-управля­емых аппаратных средств системной платы. После успешного завершения тестирования и конфигурирования (включающего настройку устройств РпР), POST выдает на экран монитора состав оборудования компьютера и передает управление программе начальной загрузки операционной системы.

Когда обнаруживаются ошибки, POST выдает диагностические сигналы в формате коротких и длинных звуковых уведомлений, а после успешной инициализации графического адаптера — выводит краткие текстовые сообщения об ошибках на экран монитора.

Существует четыре варианта реакции POST на наличие неполадок в материнской плате:

— Программа "зависает", не определяет дефект платы и не выдает сообщений. В этом случае для получения следующей порции диагностической информации необходимо использование осциллографа;

— Данная программа выявляет наличие неполадок и последовательно издает звуковые сигналы в виде чередующихся коротких и длинных тонов. К примеру, один короткий звук указывает на: "Процедура POST завершилась успешно — система работает в штатном режиме", в то время как один длинный и один короткий сигнал сигнализируют о: "Неисправности материнской платы" (кодирование звуковых сигналов может варьироваться в зависимости от версии POST и производителя). В подобной ситуации для получения дальнейших диагностических данных требуется использование осциллографа или специализированной диагностической платы.

— При использовании специальной диагностической платы, программа POST определяет наличие дефекта и, при прохождении каждой секции POST, записывает код секции (ее номер) в диаг­ностический регистр (обычно порт 80h). Например, код секции POST с номером 0Eh означает: "Тест видеопамяти, подготовка экрана монитора для вывода POST-сообщений".

Регистр, находящийся по адресу 80h, физически размещен на специализированной диагностической плате, которая устанавливается в слот системной шины. Эта плата включает в себя 8-битный регистр с визуальной (двоичной или шестнадцатеричной) индикацией состояния битов. В пространстве ввода/вывода данный регистр занимает один адрес, который зависит от архитектуры компьютера (точнее, от версии BIOS). Благодаря индикаторам на плате можно выяснить, на какой стадии завершился POST, и выявить причину неисправности. Однако для применения такой диагностики требуется, во-первых, сама плата-индикатор и, во-вторых, «словарь» неисправностей — таблица, специфичная для конкретной версии BIOS и системной платы;

— Программное обеспечение устанавливает, имеется ли дефект, отображает текстовое сообщение о найденной ошибке и предлагает конкретные шаги для выхода из этого стабильного состояния. К примеру, после успешной инициализации видеоадаптера на экран монитора выводятся краткие сообщения: CMOS RAM ERROR, CHECK BATTERY/RUN SETUP (Ошибка CMOS, проверьте батарею/запустите SETUP).

По POST-сообщению можно предпринять следующие действия:

а) зайти в Setup. Все современные ПК оснащены утилитой Setup, которая интегрирована в ROM BIOS. Утилита BIOS Setup представлена в виде меню, иногда даже поддерживает графический интерфейс с функционалом мыши. Для доступа к Setup во время процесса POST появляется предложение нажать клавишу del.

Иногда для этого используется комбинация ctrl+alt+esc, esc, ctrl+esc, бывают и экзотические варианты (нажать клавишу F12 в те секунды, когда в правом верхнем углу экрана виден прямоугольник). Некоторые версии BIOS позволяют войти в Setup по комбинации ctrl+alt+esc в любой момент работы компьютера.

Предложение о входе в Setup (активация через F1 или F2) отображается, когда POST выявляет аппаратную сбой, который можно исправить с помощью Setup. Зажатие клавиши INS на этапе POST в некоторых версиях BIOS позволяет сбросить настройки до заводских. Интерфейс утилиты Setup, а также способы навигации и выбора настроек зависят от предпочтений производителя и версии BIOS.

Нажатие F1 или alt+h открывает краткую контекстную справку, обычно касающуюся навигации. Однако она не предоставляет смысловых пояснений по значениям параметров. Набор настраиваемых параметров, а также степень детализации и гибкость управления могут значительно различаться: от максимально детализированных, в которых может запутаться даже опытный пользователь, до весьма лаконичных.

Записать новые установки в CMOS-память для иборьбы контрольной суммы и выйти из Setup;

б) отключить источник питания компьютера, с использованием измерительных приборов оценить состояние батареи CMOS-памяти и, если потребуется, осуществить ее замену. После этого включить компьютер и т.д.;

в) программа определяет наличие дефекта, выдает звуковые или текстовые сообщения об ошибке, например: 6 сигналов, что означает "Ошибка на линии А20 микро­схемы 8042. Возможной причиной может быть неис­правность клавиатуры" и переходит к загрузке операционной системы. Для получения диагностической информации по окончании загрузки операционной системы появляется возможность использования пакетов диагностических программ, например, CHECKIT.