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筆記本電腦CPU、芯片組與EC芯片故障的診斷方法
來源:本站整理  作者:佚名  2014-07-08 15:34:10

    1、筆記本電腦CPU、芯片組與EC芯片綜述
    CPU是整個筆記本電腦的運算核心,其性能強弱很大程度上決定了筆記本電腦的整體性能。隨著制造工藝和架構設計的提升和創新,CPU內開始集成越來越多的功能模塊,如PCI-E控制器、內存控制器等,從而使CPU的效率更高,并承擔筆記本電腦內更多功能模塊的控制工作。
    芯片組是筆記本電腦主板的核心,由于CPU集成了PCI-E控制器、內存控制器等原北橋芯片的功能,芯片組由原來的北橋芯片和南橋芯片雙芯片架構衍變成現在的單芯片設計。但筆記本電腦主板上的大部分功能模塊還都是要與芯片組進行通信,而筆記本電腦上大部分信號的產生也都與芯片組有關,特別是在開機啟動的過程中,芯片組的作用是不可替代的。
    EC芯片同樣是筆記本電腦主板上十分重要的芯片,在開機啟動過程中具有不可替代的作用。其不僅負責鍵盤、觸摸板以及狀態指示燈等硬件設備的控制,還承擔著部分電源管理工作。
    所以,掌握筆記本電腦的CPU、芯片組與EC芯片的基礎理論知識,是學習筆記本電腦故障檢修的過程中不可或缺的一部分。
    1.1  CPU理論基礎
    從某種程度上講,CPU的革新是推動筆記本電腦性能不斷提升和架構不斷升級的原始驅動力。隨著CPU制造工藝和核心架構的革新,CPU內部不僅集成了顯示核心,還集成了內存控制器、PCI-E控制器等功能模塊。在舊平臺中,顯示核心通常集成于北橋芯片內,而內存控制器、PCI-E控制器等功能模塊也都集成于北橋芯片內。
    CPU集成顯示核心、內存控制器、PCI-E控制器后,芯片組的雙芯片設計衍變為單芯片設計,這使得整個筆記本電腦系統在顯示性能、內存和獨立顯卡控制方面的性能大大提升,而且還節省了主板的功耗和體積。
    筆記本電腦采用的CPU通過針腳插裝在主板的CPU插槽上,從而實現與主板上各種功能模塊之間的數據傳送,并得到主板上CPU供電電路提供的供電。所以CPU的外部連接電路可以分為信號電路和供電電路兩個部分。
    筆記本電腦CPU的供電部分,已經在前文中介紹過,在此不再贅述。CPU與各種功能模塊之間進行數據交換是通過總線系統完成的,這將是下面重點講述的內容。
    總線(Bus)是計算機各個組件之間規范化的數據交換方式,是由導線構成的數據傳輸路徑,是筆記本電腦內各個功能模塊之間進行數據傳輸的硬件通道。不同的總線具有不同的性能和特點,適用于不同的使用環境,而總線標準規定了總線內各導線的時序、電氣和機械特性等參數。
    總線有很多種分類方法,如根據總線的結構可將總線分為并行總線和串行總線,并行總線是每個信號在傳送時都有專用的信號線。串行總線則是所有信號傳送時都復用同一對信號線。而按照總線的功能又可將總線分為片內總線、內部總線和外部總線等。
    用于描述總線性能的概念主要有總線頻率、總線位寬以及總線帶寬。總線頻率是指總線在工作時的時鐘頻率,單位為Hz,其他單位還有MHz和GHz,理論上是工作頻率越高,總線的傳輸速率也就越快。總線位寬是指總線可同時傳送的二進制數據的位數,用bit(位)表示,如32bit、64bit等。總線位寬越大,在單位時間內能夠傳輸的數據也就越多。總線帶寬是總線數據的傳輸速率,指單位時間內總線上傳送的數據量。總線帶寬二總線位寬x總線頻率x 1/8。
    應用于筆記本電腦的總線類型不是一成不變的,而是隨著技術和相關硬件設備的革新而不斷衍變出新的總線類型。如舊平臺上Intel公司用于CPU與芯片組連接的FSB總線已經被DMI總線所代替,這正是由于系統架構改變或對性能提升的需求所產生的變化。
    目前應用于筆記本電腦上的CPU主要有Intel公司的酷睿i系列處理器和AMD公司的APU系列處理器。Intel和AMD兩家公司設計的CPU都集成了顯示核心和內存控制器,但是在一些總線的使用和CPU的外部電路連接上,區別還是很大的。
    而且,不同代的酷睿i系列和APU系列CPU也是有區別的,如總線頻率的提升等。所以在學習筆記本電腦檢修技術時,應首先了解CPU引腳的意義,然后逐步掌握最重要和最容易出現故障的一些引腳外部連接電路,下面將分別系統概述Intel公司和AMD公司設計的CPU內部功能模塊的意義。
    1. Intel公司的CPU
    如圖1所示為Intel公司酷睿i系列CPU的信號引腳電路圖,圖1a所示為CPU的eDP、FDI、DMI和PCI Express信號引腳電路圖,圖1b所示為CPU的時鐘信號和電源管理等信號引腳電路圖,圖1c和圖4-1d所示為CPU的內存控制信號引腳電路圖。







    eDP(Embedded DisplayPort)可翻譯為嵌入式DisplayPort. 2006年,VESA(視頻電子標準協會)發布了DisplayPort1.0標準,是一種針對所有顯示設備的開放標準。DisplayPort具有高帶寬,可傳輸高清晰音頻、視頻,既可支持外部接口,又可支持內部接口等良好的特征,還具有先進的內容保護技術。
    在筆記本電腦中應用eDP,主要是用其取代在筆記本電腦中沿用多年的LVDS,連接筆記本電腦的液晶顯示屏。應用eDP的好處是內部走線更簡單,效率更高,功耗更低。
    FDI是Flexible Display Interface的縮寫,FDI總線主要用于傳輸Intel平臺中從CPU到芯片組之間的顯示信息。
    對于整合了顯示核心的CPU來說,需要一條單獨的通道與芯片組的顯示單元相連,而FDI總線就可實現利用差分信號傳輸從CPU到芯片組(PCH)的顯示數據。
    DMI是Direct Media Interface的縮寫,中文譯作直接媒體接口。DMI總線是Intel公司開發的一種總線類型,目前主要用于CPU與芯片組之間的通信。
    DMI總線采用點對點的連接方式,是基于PCI-E總線而開發的一種總線類型,其早期主要用于連接Intel平臺中的南橋芯片和北橋芯片,是這兩種芯片之間傳送數據信息的通道。Intel公司的CPU內部集成了顯示核心、內存控制器、PCI-E控制器等原北橋芯片的功能模塊后,DMI總線則用于CPU與芯片組之間的通信。
    PCI Express簡稱為PCI-E,采用卓對點串行連接,取代了過去沿用數年的PCI總線,是目前一種被廣泛應用的總線類型。
    PCI Express根據總線位寬的不同可分為X1,X2,X4,X8和X16等不同通道規格。PCI ExpressX16類型的總線主要作為CPU與筆記本電腦配置的獨立顯卡之間數據交換的通道。
    2. AM D公司的CPU
    如圖2所示為AMD公司設計的APU系列CPU的信號引腳電路圖,圖2a中的GRAPHICS信號組緣主要用于連接筆記本電腦配置的獨立顯卡,GPP信號組線主要用于連接筆記本電腦的網絡功能模塊,UMI-LINK信號組線主要用作CPU與AMD公司的芯片組FCH芯片之間的數據交換通道。
    圖2b所示為CPU的時鐘信號引腳以及連接液晶顯示屏接口、HDMI接口等功能模塊的引腳電路圖。







    圖2c和圖2d所示為CPU的內存控制信號引腳電路圖。

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關鍵詞:CPU EC芯片

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