Hardware

Устранение неисправностей видеокарт, связанных с микросхемой BIOS

Материнские платы и видеокарты всегда имеют микросхему, содержащую микропрограмму BIOS, производящую первоначальную проверку и запуск устройства. Если считывание этого микрокода не производится должным образом, работа устройства невозможна.

Решение некоторых проблем, связанных с BIOS рассматривалось в статьях «Как прошивать микросхемы BIOS с помощью программатора RT809F» и «Об аварийном восстановлении BIOS на флеш-микросхемах SPI flash«.

В данной статье рассматриваются некоторые особенности решения аппаратных проблем на видеокартах, связанных с микросхемой BIOS.

Симптомы, свидетельствующие о наличии аппаратных проблем с BIOS видеокарт

Если видеокарта не работает, хотя все необходимые напряжения (включая 5 V, 1.8 V, VCore, Vmem, питание PEX и другие) на плате присутствуют, то, вероятно, неисправность связана именно с BIOS.

Подробнее о проверке вольтажей на видеокартах можно почитать в статьях «Диагностика неисправностей видеокарт Nvidia тысячной серии«, «Ремонт видеокарт Nvidia с проблемным вольтажом по линии РЕХ«, «О ремонте цепей питания видеокарт» и других.

При проблемах со считыванием микропрограммы BIOS проявляются следующие симптомы:

  • видеокарта не работает/ ее выходы не инициализируются (если при включении компьютера с видеокартой, к которой подключен монитор, происходит попытка запуска (он кратковременно загорается), то, скорее всего, проблема связана с VRAM, а не с BIOS);
  • диагностическая программа MATS не видит видеокарты;
  • видеокарта то работает, то нет.

Для проверки работоспособности флеш-BIOS видеокарты нужно:

  • изучить расположение пинов на корпусе микросхемы, отвечающих за ее пиатние, включение и обмен данными с GPU;
  • узнать номинал питающего напряжения (1.8 или 3.3 V);
  • проверить осциллографом наличие обмена с ядром видеокарты при ее инициализации.

Например, 4-Mbit микросхема Winbond 25Q40EWNIG, установленная на задней стороне платы видеокарты Nvidia GT1030 производства Zotac (элемент U501), питается напряжением 1.8 вольта:

Назначение выводов у Serial Flash-микросхем W25Q40EW (в 150mil корпусе SOIC-8):

Назначение пинов на микросхеме W25Q40EW:

Перед проверкой микросхемы BIOS желательно ознакомиться хотя бы в общих чертах с тем, как она работает.

Как производится считывание микропрограммы BIOS при включении видеокарты?

Главной особенностью работы микросхем BIOS на большинстве современных устройств является использование синхронного протокола Serial Peripheral Interface (SPI).

SPI_Aufbau

Микросхемы Flash BIOS производят дуплексный обмен данными (одновременно на прием и передачу) по SPI протоколу по принципу master-slave (ведущий- ведомый).

Обмен данными производится со скоростью 1 бит за один цикл с использованием четырех проводов (каналов) связи, которые работают следующим образом:

на стороне ведущего (Master):

  • MISO — выход (Master In Slave Out);
  • MOSI — вход (Master Out Slave In);
  • SCLK — последовательный тактовый сигнал синхронизации CLK (Serial Clock);
  • SS — активация ведомого устройства (Slave Select).

на стороне ведомого (Slave):

  • SDI — вход (Slave Data In);
  • SDO — выход (Slave Data Out);
  • SCK — сигнал синхронизации CLK (Serial Clock);
  • CS — сигнал активации (Chip Select).

Сигнал синхронизации генерируется ведущим устройством (на видеокарте — GPU). Он используется на ведомом устройстве для определения моментов, при которых происходит изменение битов данных.

Пример осциллограммы сигналов при обмене данными с микросхемой Winbond W25Q16BVSIG:

Микросхема W25Q40EW работает, используя синхронизирующий сигнал частотой FR до 104 МГц при проведении почти всех операций (есть еще fR =50 MHz):

Перед началом обмена данными (при инициализации видеокарты) ядро GPU устанавливает вывод Chip Select (pin 1 CS или CE, Chip Enable) микросхемы флеш-памяти в активное состояние. Ему соответствует логический сигнал Low (для W25Q40EW он равен нулю вольт в пределах от -0.5 до +0.59 V):

Затем начинается чтение микропрограммы BIOS с помощью второго и пятого выводов флешки (в рассматриваемом примере W25Q40EW). В ней содержится информация относительно названия видеокарты, частот ядра и памяти, вольтажа и другие важные данные.

Вывод номер 2 микросхемы флеш-BIOS (DO, Data Output в стандартном режиме) обычно напрямую соединен с GPU, а пин номер 5 (DI, Data Input) — через резистор (на видеокартах Nvidia он обычно имеет сопротивление 33 Ома).

Фрагмент схемы, иллюстрирующий подключение флешки БИОС на видеокарте GALAXY GT 1030 PG110-A00 P85C Rev V10:

Резисторы обвязки микросхемы BIOS, подключенные к выводам 1, 5, 6 обычно находятся возле ее корпуса ближе к GPU (иногда на другой стороне платы).

Узнав назначение выводов микросхемы SPI Flash BIOS, можно приступать к ее практической проверке.

Как проверить исправность микросхемы BIOS на видеокарте?

При проверке работоспособности микросхем SPI BIOS W25Q40-й серии в первую очередь проверяется питающее напряжение VCC/VDD (1.8 или 3.3 вольта) на ее восьмом выводе, а также наличие сигнала CS на первом пине.

Проверка наличия сигнала CS на микросхеме флеш-BIOS видеокарты Asus GeForce GTX 1060:

Затем с помощью осциллографа проверяется наличие обмена на выводах 2 и 5 при инициализации видеокарты.

Если видеочип не проявляет активности при включении видеокарты, не пытаясь считать с нее информацию, то, либо он ушел в мир иной, либо видеокарта по какой-то причине не переходит к стадии инициализации (например, неисправны резисторы, соединяющие микросхему BIOS и GPU Core).

Если на выводах приема и передачи (DI и DO) флеш-BIOS есть сигнал, но видеокарта не работает, то неисправна микросхема BIOS, либо испорчена ее прошивка (возможно, прошит неверно модифицированный или неподходящий BIOS).

В этом случае нужно программатором прошить верную микропрограмму BIOS (ее можно найти на Techpowerup или на сайте производителя). Если микросхема BIOS не подает признаков жизни, то ее можно заменить на чип аналогичной или большей емкости с подходящей частотой синхронизации и тем же напряжением питания (VCC).

Если микросхема BIOS исправна, в нее залита правильная прошивка, осциллограф показывает наличие обмена между ядром и флешкой при инициализации, но видеокарта по прежнему не работает, то причина, скорее всего, кроется в неисправной памяти и/ или GPU.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

English English Русский Русский