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      技術資料

      電腦自檢是什么意思 什么是POST自檢

      時間:2015-04-28 20:06 來源:未知 作者:Chenglian 點擊:
      接通微機的電源,系統將執行一個自我檢查的例行程序。這是BIOS功能的一部分,通常稱為POST——上電自檢(Power On Self Test)。
      完整的POST自檢包括對CPU、系統主板、基本的640KB內存、1MB以上的擴展內存、系統ROM BIOS的測試;CMOS中系統配置的校驗;初始化視頻控制器,測試視頻內存、檢驗視頻信號和同步信號,對CRT接口進行測試;對鍵盤、軟驅、硬盤及CD-ROM子系統作檢查;對并行口(打印機)和串行口(RS232)進行檢查。自檢中如發現有錯誤,將按兩種情況處理:對于嚴重故障(致命性故障)則停機,此時由于各種初始化操作還沒完成,不能給出任何提示或信號;對于非嚴重故障則給出提示或聲音報警信號,等待用戶處理。
        

      當自檢完成后,系統轉入BIOS的下一步驟:從A驅、C驅或CD-ROM以及網絡服務器上尋找操作系統進行啟動,然后將控制權交給操作系統。

      POST過程

      主板在接通電源后,在操作系統接管設備之前,首先由POST(Power On Self Test,上電自檢)程序來對內部各個部件進行檢查。具體過程如下:
      1、 加電,按下power鍵;

      按下電源按鈕之后,雖然主板及部件已經通電,但是并不代表他們可以開始工作?。?!

      總所周知,電源有輸入部分和輸出部分,每部分都有一定的電壓、電流范圍;而在剛通電的時候,電源各部分并沒有工作在這些額定的范圍內,它們并不穩定也不安全,為了保護部件不受這些不穩定的電壓、電流的損害,電源在設計之初就采取了很多的安全保護措施,所以,電源會有一個初始化的過程,也就是從開關電源“起振”到“輸出穩定”的階段。
      只有在各部分都穩定運作之后,他們才會輸出一個信號代表自己已經OK了,而只有所有的部件信號都OK之后,電源才會輸出一個代表整體OK的POWER GOOD信號;

      2、 在電源進行初始化的階段,其實系統并沒有閑著,這個時候主板上的“控制芯片組”在發揮作用呢!
      “控制芯片組”在主板剛通電的時候,就給CPU送去一個reset信號,讓CPU自動恢復到初始化狀態;然后,“控制芯片組”等待電源送來POWER GOOD信號;

      3、 在“控制芯片組”接受到電源送來POWER GOOD信號之后,它們會撤掉給CPU的reset信號,此時,CPU就可以啟動了嗎?
      NO?。?!因為我們的CPU還有一個附件:電源管理模塊,也就是VRM模塊。PPM;
      它是干什么的?
      它是給CPU提供所需的電壓、電流的。CPU可是一個精巧的東西,他對電壓電流的大小和穩定都是有很高的要求的,盡管電源已經做過穩壓和穩流,但是,我們的CPU還有其獨特的要求,所以,沒有VRM模塊的允許,CPU是不能開始工作的,哪怕他的reset信號已經撤掉了!

      4、 好吧,假設VRM也通過了呢?
      別著急,還有一關呢-----時鐘頻率!
      主板上會有一個頻率發生器,他們限定了時鐘信號的頻率;而時鐘信號是數據傳輸的標尺,它讓信號同步,它確定了信號的帶寬,它大海航行的舵手,它是黑麻麻的夜路上的明燈!

      5、 好啦,估計可憐的CPU已經等急了,在有了POWER GOOD信號之后,在得到了VRM模塊的相應的電壓之后,在和主板的時鐘匹配之后,CPU終于可以開始執行BIOS的代碼,可以開始它的POST之旅了!

      BIOS是基本輸入輸出系統,它是可以直接與硬件打交道的底層代碼,它向操作系統提供控制硬件設備的基本功能;說白了,其實他就是固化在芯片里面的程序,它是POST過程的靈魂,它是在操作系統之前,操控底層硬件的那雙最大的黑手?。。?!
      另外,BIOS包括主板BIOS、顯卡BIOS和其他BIOS(如RAID卡BIOS);
      記住,BIOS不是一個程序,他不是一個人!他有很多小弟,他們是一丘之貉!只是我們慣性的把它們的老大主板BIOS作為了他們的統稱而已!

      注:看出來了吧,要開始執行BIOS程序進行POST之前,我們其實要經過好多檢測的!
      首先,電源OK!
      其次,CPU供電OK,也就是VRM模塊OK!
      然后,系統時鐘OK!
      電源,我們可以使用替換法測試,而且在服務器上電源一般都是冗余的,所以,電源導致無法啟動的例子還是很少見的;
      VRM模塊在有的設備上是單獨的,可插拔的,但是,在一些低端的、廉價的設備上,他的功能在很多時候被主板上的芯片所替代,獨立的好說,集成的就只能換主板了!

      6、 CPU執行BIOS代碼,是從ROM芯片(系統BIOS就寫在它上面)的地址FFFF0H處開始執行指令,這個地址在系統BIOS的地址范圍內,無論是Award BIOS還是AMI BIOS,放在這里的只是一條跳轉指令,跳到系統BIOS中真正的啟動代碼處。

      7、 系統的BIOS啟動代碼開始對部件逐一做POST;
      POST自檢測過程大致為:加電-CPU-ROM-BIOS-System Clock-DMA-64KB RAM-IRQ-顯卡等;
      BIOS廠商對每一個設備都給出了一個檢測代碼(稱為POST CODE即開機自我檢測代碼);
      在對某個部件進行檢測時,首先將對應的POST CODE寫入80H(地址)診斷端口,當該設備檢測通過,則接著送另一個部件的POST CODE,對此部件進行測試。
      如果某個設備測試沒有通過,則此POST CODE會在80H處保留下來,檢測程序也會中止,并根據已定的報警聲進行報警(BIOS廠商對報警聲也分別作了定義,不同的設置出現故障,其報警聲也是不同的,我們可以根據報警聲的不同,分辨出故障所在);

      呵呵,其實還有一點,如果BIOS代碼有問題或者干脆ROM芯片就壞掉了怎么辦?
      遇到這種人品爆發的事情,確實比較頭疼!
      首先,換主板肯定能解決!
      其次,有的時候BIOS有缺陷,但是還能勉強往下走,知道顯卡開始工作,然后在屏幕上做故障提示,如果你看到如下報錯,那么恭喜你,BIOS壞了:
      A、 BIOS ROM checksum error-System halted----BIOS 程序代碼在進行總和檢查 ( checksum ) 時發現錯誤,此故障一般是因為BIOS代碼不全,刷一下或許能解決;
      B、 CMOS battery failed----很顯然,換電池,但是BIOS沒壞;
      C、 CMOS check sum error-Defaults loaded---- CMOS 執行全部檢查時發現錯誤,因此載入預設的系統設定值,這也是電池沒電,換電池;

      好啦,現在BIOS沒有問題,CPU開始調用它的代碼進行POST,第一個檢查的是CPU自己,但是,注意,此處的檢查不是完全檢查,只是檢查一下核心功能罷了,只是讓CPU能夠進行下面的POST就行;嗯,說實話,這個地方我有點不理解:CPU使用BIOS代碼來檢查他自己?就像檢查院長檢查自己沒貪污?有點想不明白!
      然后,檢查ROM芯片,這是裝BIOS的地方;
      接著,BIOS程序本身;
      再接著,系統時鐘,估計是檢查那個頻率發生器的芯片及其設置吧!
      再來,DMA控制器。DMA是個什么東西?說白了,DMA是讓外設和內存之間直接讀寫的通道,我們POST就是要確保這個通道暢通。至于其詳細的東西,見附一吧!
      再下來,輪到基本內存了。注意,這里只是檢查基本的640KB內存,不是檢查所有的內存DIMM模塊?。?!
      然后,IRQ,這里是檢查中斷控制器的狀態,它是給所有設備分配中斷號的;具體見附二;
      最后,是分水嶺:顯卡!
      顯卡之前的部件為核心部件,顯卡之后的部件為非核心部件!
      核心部件有問題的話,有以下方法來解決:
      1、 聽報警聲;
      2、 看不見旁邊有沒有相應的LED燈來看;
      3、 使用主板診斷卡—詳見附三;
      4、 換?。?!其實核心部件總共就四個件:CPU、VRM、內存和主板。實在診斷不出來,那就換唄!呵呵!
      8、 核心部件之后,就輪到非核心部件了:
      首先,是顯卡;我們知道,顯卡其實是有自己的BIOS的,主板BIOS的作用其實就是吆喝一聲:顯卡BIOS,該你了!然后,顯卡BIOS就屁顛屁顛的跑過去自己檢查顯卡好不好使,好使的話,就把顯示器打亮,在屏幕上顯示出一些初始化信息,介紹生產廠商、圖形芯片類型等內容;不好使就罷工!

      其次,系統BIOS接著會查找其他設備的BIOS程序,找到之后同樣要調用這些BIOS內部的初始化代碼來初始化相關的設備。這時,檢查的結果就會在屏幕上完全顯示出來,我們終于可以告別兩眼一抹黑的時代了!
      查找完所有其他設備的BIOS之后,系統BIOS將顯示出它自己的啟動畫面,其中包括有系統BIOS的類型、序列號和版本號等內容。
      其實這些檢查的過程是很快的,一般我們都看不到!我們一般在顯示之初,除了看到一些廠商的信息之后,接下來就是看到下一步里面的CPU、內存了。

      再次,接著系統BIOS將檢測和顯示CPU的類型和工作,然后開始測試所有的RAM,并同時在屏幕上顯示內存測試的進度。

      然后,內存測試通過之后,系統BIOS將開始檢測系統中安排的一些標準硬件設備,包括硬盤、CD-ROM、串口、并口、軟驅等設備,另外絕大多數較新的版本的系統BIOS在這一過程中還要自動檢測和設置內存的定時參數、硬盤參數和訪問模式等。
      其中,很重要的RAID卡的檢測就在這塊,當然,系統BIOS只是對RAID卡發號施令,具體硬盤的檢測一般都是RAID的BIOS去完成。而且很多RAID的BIOS在這個地方向我們提供了一個進入的通道,我們一般按個ctrl+什么就可以進去。

      最后,標準設備檢測完畢后,系統BIOS內部的支持即插即用的代碼將開始檢測和配置系統中安裝的即插即用設備,每找到一個設備后,系統BIOS都會在屏幕上顯示出設備的名稱和型號等信息,同時為該設備分配中斷、DMA通道和I/O端口等資源。

      到這一步為止,所有硬件都已經檢測配置完畢了;接下來,BIOS的最后一項使命就是把這些檢查結果和對底層硬件的控制權交給操作系統!

      總之:
      我們了解設備啟動的目的其實就是為了對故障采用相應的診斷辦法。如下:
      一、 黑屏:
      1、 聽告警聲;
      2、 看LED燈;
      3、 使用主板診斷卡;
      4、 換!
      5、 使用廠商的診斷光盤進行診斷;

      二、 有顯示:
      1、 根據顯示判斷;
      2、 使用廠商的診斷光盤;
      3、 看LED燈、光通路診斷板、液晶面板等;
      附一:DMA的概念:

              Direct Memory Access(存儲器直接訪問)。這是指一種高速的數據傳輸操作,允許在外部設備和存儲器之間直接讀寫數據,既不通過CPU,也不需要CPU干預。整個數據傳輸操作在一個稱為"DMA控制器"的控制下進行的。CPU除了在數據傳輸開始和結束時做一點處理外,在傳輸過程中CPU可以進行其他的工作。這樣,在大部分時間里,CPU和輸入輸出都處于并行操作。因此,使整個計算機系統的效率大大提高。
       
              DMA的概念:DMA是在專門的硬件( DMA)控制下,實現高速外設和主存儲器之間自動成批交換數據盡量減少CPU干預的輸入/輸出操作方式。通常有兩種方式: 
               ◎獨占總線方式 ◎周期挪用方式 
                     (2)DMA的組成: 
               ◎主存地址寄存器 
               ◎數據數量計數器 
               ◎DMA的控制/狀態邏輯 
               ◎DMA請求觸發器 
               ◎數據緩沖寄存器 
               ◎中斷機構 
                     (3)DMA的傳送數據的過程:由三個階段組成 
               ◎傳送前的預處理:由CPU完成以下步驟 
              向DMA卡送入設備識別信號,啟動設備,測試設備運行狀態,送入內存地址初值,傳送數據個數, DMA的功能控制信號。 
               ◎數據傳送:在DMA卡控制下自動完成
               ◎傳送結束處理 
                     DMA 卡上應包括通用接口卡的全部組成部分,并多出如下內容: 
              主存地址寄存器,傳送字數計數器,DMA控制邏輯,DMA請求,DMA響應,DMA工作方式,DMA優先級及排隊邏輯等 
       
                     一次完整的DMA傳送過程: 
              DMA 預處理,CPU向DMA送命令,如DMA方式,主存地址,傳送的字數等,之后CPU執行原來的程序 
       
                     DMA 控制在 I/O 設備與主存間交換數據: 
              準備一個數據, 向CPU發DMA請求,取得總線控制權,進行數據傳送,修改卡上主存地址,修改字數計數器內且檢查其值是否為零,不為零則繼續傳送,若已為零,則向 CPU發中斷請求. 
       
                     DMA技術的弊端:
                     因為DMA允許外設直接訪問內存,從而形成對總線的獨占。
              這在實時性強的硬實時系統的嵌入式開發中將會造成中斷延時過長。這在軍事等系統中是不允許的。 
       
      附二、IRQ是什么?
      一、什么是IRQ

      IRQ的全稱是“Interupt
      ReQuest”,即“中斷要求”。當電腦內的周邊硬件需要處理器去執行某些工作時,該硬件就會發出一個硬件信號,通知處理器工作,而這個信號就是IRQ。那為什么叫做“中斷”呢?“中斷”的意思是即使處理器正在執行其他工作,當它收到周邊設備傳來的中斷信號時,處理器也會停下來,優先處理這個信號代表的工作,完成后再繼續處理之前未完成的工作。
      二、什么是IRQ沖突

      IRQ的數目有限,一部電腦雖然一共有16個IRQ(從IRQ0至IRQ15),但是其中很多IRQ已經預先分配給特定的硬件,具體如下:
      IRQ0:系統計時器

      IRQ1:鍵盤

      IRQ2:可設置中斷控制卡

      IRQ3:COM2(串行接口2)

      IRQ4:COM1(串行接口1)

      IRQ5:未預先配置

      IRQ6:磁盤機

      IRQ7:并行接口

      IRQ8:CMOS/時鐘

      IRQ9:未預先配置

      IRQ10:未預先配置

      IRQ11:未預先配置

      IRQ12:PS/2鼠標

      IRQ13:算術處理器(Arithmetic Processor)

      IRQ14:Primary(主)IDE控制器

      IRQ15:Secondary(從)IDE控制器

      由上可見,IRQ5、IRQ9、IRQ10和IRQ11都是空置的。但大家不要以為這就代表著有多余的IRQ可以使用。因為要使用IRQ的周邊設備實在是太多了,例如聲卡、網卡等PCI或ISA設備都需要配置一個IRQ。如果有兩個設備配置了同一個IRQ的話,就會出現IRQ沖突的問題,從而使兩者都不能正常工作。
      三、遇到IRQ沖突怎么辦?

      大家可能會問,一般主板都有四根或更多PCI插槽。如果全都插上PCI擴展卡,那四個空置的IRQ又怎么夠用呢?

      其實,某些硬件是可以共用一個IRQ的,而有些卻又偏偏不行。例如PCI聲卡需要獨自享用一個IRQ,有時甚至需要兩個,一個作MIDI(迷笛),一個作Wave(波表)。因此當系統自動分配IRQ時,若聲卡被分配與其他設備共用一個IRQ的話,發生IRQ沖突的可能性極大,而解決之道就是手動分配IRQ,在BIOS內進行設置。

      四、實例示范

      假設一塊主板上有五根PCI插槽,現在五根插槽全部插滿了(包括MODEM卡、網卡、聲卡、電視卡等等)。但無論將聲卡插在任何一根PCI插槽內,都無法正常工作。解決步驟如下:

      1、查看主板說明書,找出哪一根PCI插槽是不與其他插槽共用IRQ的(一般是第三根插槽),然后將聲卡插到第三根PCI插槽中。同時,由于第一和第五根PCI插槽需共用IRQ,我們還應檢查插在上面的硬件設備及其驅動程序是否支持共用IRQ。

      2、啟動電腦,進入BIOS,開啟“Advanced”一欄最底下的“PCI Configuration”。

      3、在“PCI Configuration”設置頁面的上半部分有一項“Slot 3
      IRQ”,它就是第三根PCI插槽所分配的IRQ位置。系統默認為“Auto”(自動)。

      4、將光標移到“Slot 3
      IRQ”一行上按回車鍵,畫面會顯示“0-15”的數字。這時用戶可選擇四個空閑中斷(IRQ5、IRQ9、IRQ10或IRQ11)的任一個,這里筆者選擇“IRQ10”。


      5、再為其他的Slot插槽設置其他的IRQ。例如Slot 1/5的IRQ設置成“IRQ3”、Slot 2 IRQ設置為“IRQ9”,Slot
      4設置為“IRQ11”等。

      6、此外,如果你使用的主板集成有老一代的ISA插槽的話,還要在“PCI IRQ Resource
      Exclusion”選項中,對個別的ISA總線硬件所需的IRQ進行更改設置。

      7、完成設置后選擇保存設置并重新啟動電腦,就可以向煩人的IRQ沖突說BYEBYE啦。

      五、結束語

      正如本文開頭所述,IRQ設置對一般人而言是有點難度。但隨著專門為解決中斷及I/O接口沖突問題而設計的“即插即用”(Plug and
      Play)硬件的問世,再配合如Windows一樣支持PnP的操作系統,已經大大減少了IRQ沖突發生的可能性。

      基本上,現在除了聲卡有可能出現IRQ沖突的問題外,其他電腦硬件一般都不會出現這種問題。不過,既然只需簡單的幾步設置就能夠解決問題,多學一點總不是壞事吧!

      附三:主板診斷卡的使用:

      主板偵錯卡是一種什么檢測工具?

      主板偵錯卡是一種專業硬件故障檢測設備,利用其自身的硬件電路讀取80H地址內的POST CODE,并經譯碼器譯碼,最后由數碼LED指示燈將代碼一一顯示出來,其原理與POST自檢是一致。這樣就可以通過DEBUG卡上顯示的16進制代碼判斷問題出在硬件的那一部分,而不用僅依靠計算機主板那幾聲單調的警告聲來粗略判斷硬件錯誤了。而且由于偵錯卡是利用自身的BIOS POST程序,來讀取診斷端口的POST代碼,因此不受主板BIOS芯片限制,可以在主板BIOS損壞的情況下,正常診斷;并且利用偵錯卡自身的發光二級管,來顯示各組電壓工作狀態。通過它可知道硬件檢測沒有通過的是內存還是CPU,或者是其他硬件,方便直觀地解決棘手的主板問題。

        目前的主板偵錯卡通常帶有ISA和PCI兩種接口,可以方便的使用在任何一種主板,而且插反后不會燒毀主板或偵錯卡(非常適合于初級用戶);卡上有兩位數字LDE提示燈;倘若電腦無法啟動時將其插入故障主板的相應插槽中,接通電源后,根據LED指示燈最后停滯的數字,參照隨卡附帶的故障列表手冊,就能知道主板故障所在。而且最新的偵錯卡,可以通過偵錯卡的主板運行檢測燈,方便的檢測出是主板本身的故障,還是主板上其它硬件的故障。  
        如何使用主板偵錯卡?

        首先把DEBUG卡插到故障主板上,CPU、內存、擴充卡都不插,只插上主板的電源,此時,主振燈應亮,否則主板不起振;復位信號燈應亮半秒種后熄滅,若不亮,則主板無復位信號而不能用,如果常亮,則主板總處于復位狀態,無法向下進行,初學者常把加速開關線當成復位線插到了復位插針上,導致復位燈常亮,復位電路損壞也會導致此故障;分頻信號燈應亮,否則說明分頻部分有故障;+5V、-5V、+12V、-12V(新式卡多了+3V、-3V)四個(六個)電源指示燈應足夠亮,不亮或亮度不夠,說明開關電源輸出不正常,或者是主板對電源短路或開路;BIOS信號燈因無CPU不亮是正常的,但若插上完好的CPU后,BIOS燈應無規則的閃亮,否則說明CPU壞或跳線不正確或主板損壞。DEBUG 2000的這一功能相當有效,象-5V、-12V的電壓值在PC組件中極少用到,新攢的或使用已久的PC電源,其-5V和-12V可能已經損壞,平時雖相安無事,出了問題卻會讓你頭疼,現在,通過DEBUG卡上的批示燈就可方便地解決這個問題。排除了以上簡單的故障后,把有關的擴展卡插上(一般是只組成最小系統),根據開機后顯示的代碼,就可以直接找到有問題的配件,從而方便地解決裝機時出現的硬件錯誤,比如內存、顯卡、CPU等硬件的接觸錯誤,BIOS,CPU緩存的功能錯誤等。
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