Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Проектирование собственного компьютера. Часть 1

Проектирование собственного компьютера. Часть 1

Из транзисторов состоят логические элементы. Из логических элементов создают триггеры, сумматоры, логические блоки, счетчики. Комбинируя все это правильным образом можно создать свой собственный компьютер (или ЕОМ).

Логические элементы, их виды
  • Элемент НЕ (инвертор). На выходе будет «1» тогда и только тогда, когда на входе будет «0»;
  • Элемент И (конъюнкция). На выходе будет «1» тогда и только тогда, когда на всех входах будет «1»;
  • Элемент ИЛИ (дизъюнкция). На выходе будет «1», когда хотя бы на одном входе будет «1»;
  • Элемент сложения по модулю 2 (исключающее ИЛИ). На выходе будет «1» тогда и только тогда, когда на входе будет нечётное количество «1»;
  • Повторитель;
  • Управляющий повторитель. Используется для соединения нескольких выходов в один выход

Технологии построения электронных схем или строим логические элементы на транзисторах


Подключил к схеме источник питания на 5 вольт, подключил генератор на вход и осциллограф на выход. Начал тестирование на частоте 1 МГц, но схема не заработала. Потом понизил до 20 кГц — вуаля, схема заработала правильным образом. Манипулируя напряжением питания смог повысить рабочуюю частоту до 40 кГц…
Увы, но схема моих ожиданий не оправдала. К тому же только один Т-триггер заработал правильно на частоте до 40 кГц, а все остальные не могли переходить из высокого состояния в низкий, хотя внутринние RS-триггеры работали правильно.
Я провел еще некоторые эксперименты по построению логических элементов, только уже на полевых транзисторах. Результаты получились удовлетворительными, но появились некоторые проблемы:

  1. Высокая стоимость проекта (около 1000$ только на транзисторы);
  2. Проблема достать полевые SMD транзисторы в Украине;
  3. Проблема запаять 15 — 20 тысяч транзисторов на КМОП логике, вместо 7 — 10 тысяч на РТЛ.
Законы де Моргана или как можно уменьшить количество вентилей

Законы де Моргана — это правила, которые связывают логические операторы (дизъюнкцию и конъюнкцию) с помощью логического отрицания. В формальной логике их можно записать так:
image
image

Рассмотрим пример использования этих правил в действии. Пусть мы имеем такую схему:

Используя законы де Моргана схему можно переделать на такую:

Как можно заметить по таблицам истинности, логика этих схем идентичная.
Теперь маленький постулат: для логических элементов (кроме логического НЕ) на КМОП логике с инверсным выходом (например, логическое 2И-НЕ) нужно на два транзистора менше, чем для логических элементов с не инверсным выходом (например, логическое 2И).
Тогда, для первой схемы нужно будет 18 транзисторов, а для второй — 12 транзисторов. Причем, вторая схема будет работать быстрее из-за того, что используется меншее количество вентилей и сигнал будет проходить на порядок быстрее.

Как процессоры могут быть стабильными, когда у них так много транзисторов?

Как мы знаем, процессор представляет собой миллиарды транзисторов на одной миниатюре, что если один из транзисторов сломается?

Есть ли у процессора механизм автоматического восстановления?

Все просто, мы тестируем их перед тем, как продавать и выкидываем плохие.

Есть много способов сделать это — разные люди делают разные вещи, часто используют комбинацию:

некоторые тесты проводятся на скорости, чтобы убедиться, что они проходят достаточно быстро.

другие тесты включают режим, который превращает некоторые или все триггеры в чипе в гигантские регистры последовательного сдвига, мы синхронизируем известные данные в эти цепочки, затем запускаем чип на один такт, а затем сканируем новые результаты и проверяем их соответствие наши предсказанные результаты — инструменты автоматического тестирования генерируют минимальный набор «векторов сканирования», которые будут проверять каждый случайный вентиль или транзистор на чипе — другие векторы проводят специальные тесты блоков оперативной памяти,

другие проверяют, что все внешние провода правильно соединены

мы уверены, что это не тянет нездоровое количество тока

Тестирование времени стоит денег, мы иногда проводим простое тестирование на наличие очевидных мертвых чипов перед их упаковкой, чтобы отбросить плохие, а затем проводим дополнительное тестирование после завершения упаковки.

Чтобы немного рассказать о том, что говорили другие: существует проверка, а после нее — классификация чипов.

Транзисторы в процессорах имеют тенденцию показывать свои проблемы на более высоких частотах, поэтому обычно делают один процессор, а затем продают его как несколько различных продуктов. Более дешевые процессоры — фактически поврежденные версии дорогих процессоров. Другим вариантом является отключение определенных частей процессора. Например, AMD сделала процессоры с ядром BArton. Также были проданы процессоры с ядром Thorton. Тортон не был новым ядром. Вместо этого половина кэша L2 была повреждена и отключена. Таким образом, AMD произвела некоторое восстановление на процессорах, которые в противном случае были бы потрачены впустую.

Читайте так же:
Сплавы на основе титана

То же самое произошло с 3-х ядерными процессорами AMD. Первоначально это были 4-ядерные процессоры, но одно из ядер было признано неисправным, поэтому оно было отключено.

Ответ на ваш вопрос: «Нет». В настоящее время нет никаких методов автоматического восстановления, для аппаратных сбоев.

Производители проектируют свои процессы, чтобы получить максимальную доходность (в долларах) от своих пластин. Сокращая транзисторы, они могут разместить больше функциональности в меньшей области. Это можно рассматривать как большее количество чипов (с одинаковой функциональностью) на одну пластину. По мере того как размер чипа уменьшается, вы можете получить больше их из пластины, но по мере того, как они уменьшаются, больше из них получается плохо. Производители принимают это и постоянно расширяют возможности технологий, чтобы уменьшить количество чипов. То, что говорит им, что они находятся на краю конверта, это плохие фишки.

Если компания может уменьшить размер компонента до 70% от старого размера, она может получить примерно в 2 раза больше чипов на пластине. Если их доходность по старому процессу составляла 95% (скажем, 95 хороших фишек из 100 на пластине), а их доходность по новому процессу составляла 75% (150 хороших фишек из 200 на пластине), они зарабатывали деньги, собираясь новый процесс.

В маленьких узлах каждый «транзистор» имеет 2 входа, если только у вас нет памяти, такой как SRAM. Если один не работает, у вас просто медленный водитель. Для SRAM, если он не пройдет, вы просто «взорвите» строку. Если оба полевых транзистора на транзисторе выйдут из строя, у вас будет очень дорогой кусок песка, но лично у меня такого никогда не было. Современные FinFET настолько малы, что из-за характера литографии и вероятности возникает куча производственных проблем (в основном, проблем). Вы обнаружите, что первым делом о новых процессах являются FPGA, потому что вы можете просто «взорвать» плохие ячейки и изменить график маршрутизации. Я не могу дать вам цифры, но вы можете догадаться, что, как мир x86 делает биннинг, дела редко идут идеально.

Вот иллюстрация макета ячейки XOR: XOR

Зеленые полосы слева / справа — плавники, а красные — поли. Блюз — цветной металл на уровне 1.

Коммерческие процессоры не имеют механизма автоматического восстановления, но в академических кругах и специальных прикладных процессорах они существуют. Я создал несколько специализированных компонентов, которые используют асинхронную архитектуру для решения проблем с часами, которые возникают из-за плохих затворов при разрушении оксида дыры в качестве горячего носителя, когда вы просто получаете один действительно медленный транзистор.

Видимо времена изменились. Многие из пятилетних ответов на этот вопрос больше не отражают современное состояние, а некоторые не были точными тогда.

Транзисторы и другие устройства на кремнии достаточно стабильны после изготовления, при условии, что ИС не перегревается.

Вот что сейчас делается в современном процессе производства микросхем для минимизации дефектов:

  • Микросхемы тщательно тестируются как на уровне валидации и верификации конструкции, так и на отдельных образцах. В этом документе описываются некоторые процедуры тестирования для Pentium 4.
  • общий дизайн микросхем сейчас слишком сложен, чтобы полностью его проверить
  • Микросхемы имеют программируемый микрокод, который допускает ограниченную степень перепрограммируемости, если дефекты обнаружены после изготовления
  • современные микросхемы содержат избыточные кремниевые слои, позволяющие исправлять дефекты, обнаруженные в процессе производства
  • многие ЦП имеют избыточные аппаратные модули, будь то ядра ЦП, кэш-память или другие IP; если не все устройства функционируют, некоторые из них можно отключить и «связать» как части с более низкой стоимостью. Одним из примеров является то, что многоядерная ИС PS4 включает одно избыточное ядро , которое отключено для достижения более высокой производительности.
  • некоторые процессоры будут работать, но не на максимальной скорости; они могут быть проданы как более низкие, более дешевые процессоры
  • многие ЦП и ОЗУ используют память кодирования с исправлением ошибок (ECC) или выполняют исправление ошибок проверки сообщений на различных этапах передачи данных для обеспечения целостности
  • иногда процессоры выходят из строя таким образом, что это приводит к сбою системы, но не препятствует работе системы при перезагрузке (CMOS latchup)
Читайте так же:
Труба ппу пэ что это такое

Ошибки программирования в формальной спецификации процессора более вероятны, чем отказы конкретного транзистора.

В то время как обычные процессоры не имеют ничего общего с возможностью автоматического восстановления, также была работа над самовосстанавливающимися процессорами в качестве контрмеры для космических лучей. Космические лучи могут откладывать достаточно энергии в ЦП или ОЗУ, чтобы вызвать перевороты.

Как отмечается в комментариях, критически важные системы в течение длительного времени использовали несколько процессоров для проверки. Шаттл, в 1976 году , в качестве примера, использовал пять компьютеров, четыре из которых бежали ту же программу и «голосовали» по всем решениям управления полетом для обеспечения безопасности.

Большинство современных процессорных транзисторов представляют собой полевые транзисторы. Они имеют преимущество в получении сопротивления исток / сток при начале перегрузки. Это один из факторов, который позволяет создавать МОП-транзисторы высокой мощности, помещая их параллельно. Нагрузка распределяется автоматически. Это может быть фактором, помогающим распространять проблемы. Но я думаю, что это действительно проще, чем это.

Как и в случае с большинством электронных компонентов, если вы управляете ими в рамках спецификации, они прослужат довольно долго. Когда микропроцессор сделан, есть два фактора для стоимости. Просто пространство на кремнии и, из-за сложности, реальная доходность. Не все чипы работают после изготовления. Однако, как только он сделан и проходит проверку, вы знаете, что транзисторы хороши. Если их использовать в рамках спецификации, есть вероятность, что они останутся хорошими.

Вы когда-нибудь задумывались, почему один и тот же чип иногда продается с разной скоростью? А вы заметили, что иногда одна и та же архитектура чипа GPU продается с разным количеством внутренних блоков?

Нет способа исправить аппаратный дефект на уровне кремния, но со временем дизайнеры научились решать проблему увеличения производительности . Без предвидения, доход зависит исключительно от качества изготовления. Однако, если вы умны, вы можете восстановить некоторые плохие фишки.

Например, предположим, что у вас есть 18-ядерный чип, который работает более или менее независимо. Во время тестирования вы сортируете идеальные чипы и выпускаете их как модель A18. Большинство неисправных чипов имеют только одну ошибку, поэтому они будут работать нормально, пока неисправное ядро ​​отключено. Вы продаете их как модель A17 по несколько более низкой цене, а те, которые имеют два плохих ядра, продаются как модель A16 по более низкой цене.

То же самое можно сказать и о скорости чипа. Идеально изготовленные микросхемы будут способны работать на скоростях, превышающих проектные характеристики, но микросхемы с проблемами могут этого не делать. Они продаются с более низкой скоростью.

Этот метод значительно увеличит общую урожайность и поэтому довольно часто встречается. Например, PlayStation 3 имеет 8 аппаратных блоков SPE, но один из них всегда отключен для учета проблем с доходностью.

Как проверить полевой транзистор

Чтобы предотвратить выход из строя транзистора во время проверки, очень важно соблюдать правила безопасности. Полевые транзисторы очень чувствительны к статическому электричеству, поэтому их рекомендуется проверять, предварительно организовав заземление. Для того чтобы снять с себя накопленные статические электрические заряды, необходимо надеть на руку заземляющий антистатический браслет.

При отсутствии браслета достаточно коснуться рукой батареи отопления или любых заземленных предметов, так как электростатические заряды между телами при их разделении распределяются пропорционально массе тел. Поэтому для их «обезвреживания» бывает достаточно прикоснуться даже к любой большой незаземленной металлической поверхности.

При хранении полевых транзисторов, особенно маломощных, их выводы должны быть замкнуты между собой.

2. Определение цоколёвки полевых транзисторов

Полевые транзисторы, выполненные по технологии МОП (металл-оксид-полупроводник) или МДП (металл-диэлектрик-полупроводник) в англоязычной литературе носят наименование MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor). Расположение выводов (цоколёвка) полевых транзисторов Затвор (Gate) – Сток (Drain) – Исток (Source) может быть различным. Чаще всего выводы транзистора можно определить по маркировке на плате ремонтируемого аппарата (обычно выводы маркируются латинскими буквами G, D, S). Если такой маркировки нет, то желательно воспользоваться справочными данными (datasheet).

Читайте так же:
Объем масла в поршневом компрессоре

Основные типы корпусов полевых транзисторов импортного производства

1Корпус типа D²PAK, так же известен как TO-263-3. Встречается в основном на пожилых платах, на современных используется редко.

2Корпус типа DPAK, так же известен как TO-252-3. Наиболее часто используется, представляет собой уменьшенный D²PAK.

3Корпус типа SO-8.Встречается на материнских платах и видеокартах, чаще на последних. Внутри может скрываться один или два полевых транзистора.

4Корпус типа SuperSO-8, он же — TDSON-8. отличается от SO-8 тем, что 4 вывода соединены с подложкой транзистора, что облегчает температурный режим. Характерен для продуктов фирмы Infineon. Легко заменяется на аналог в корпусе SO-8

5Корпус типа IPAK так же известен как TO-251-3. По сути — полный аналог DPAK, но с полноценной второй ногой. Такой тип транзисторов очень любит использовать фирма Intel на ряде своих плат.

Для электронных компонентов иностранного производства справочные данные берутся из Даташит (Datasheet— в дословном переводе «бумажка с информацией) — официального документа от производителя электронных компонентов, в котором приводятся описание, параметры, характеристики изделия, типовые схемы и т.д. Datasheet обычно представляет собой файл в формате PDF.

3. Основные характеристики N-канального полевого транзистора

Различных параметров важных, и не очень, у полевых транзисторов много. Мы подойдем к вопросу с прикладной точки зрения и ограничимся рассмотрением необходимых нам практически параметров.

  • Vds — Drain to Source Voltage— максимальное напряжение сток-исток.
  • Vgs — Gate to Source Voltage— максимальное напряжение затвор-исток.
  • Id — Drain Current — максимальный ток стока.
  • Vgs(th) — Gate to Source Threshold Voltage — пороговое напряжение затвор-исток при котором начинает открываться переход сток-исток.
  • Rds(on) — Drain to Source On Resistance — сопротивление перехода сток-исток в открытом состоянии.
  • Q(tot) — Total Gate Charge — полныйзарядзатвора.

Параметр Rds(on) может указываться при разных напряжениях затвор-исток, как правило это 10 и 4.5 вольта, это важная особенность которую нужно обязательно учитывать.

4. Система маркировки полевых транзисторов

Рассмотрим на примере транзистора 20N03. Это означает, что он рассчитан на напряжение (Vds)

20A. Буква N означает, что это N-канальный транзистор. Но из любого правила есть исключения, так, например, фирма Infineon указывает в маркировке Rds, а не максимальный ток.

Примеры:

  • IPP15N03L — Infineon OptiMOS N-channel MOSFET Vds=30V Rds=12.6mΩ TO220
  • IPB15N03L— Infineon OptiMOS N-channel MOSFET Vds=30V Rds=12.6mΩ TO263(D²PAK)
  • SPI80N03S2L-05 — Infineon OptiMOS N-channel MOSFET Vds=30V Rds=5.2mΩ TO262
  • NTD40N03R— On Semi Power MOSFET 45 Amps, 25 Volts Rds=12.6mΩ
  • STD10PF06 — ST STripFET™ II Power P-channel, MOSFET 60V 0.18Ω 10A IPAK/DPAK

Итак, в случае маркировки XXYZZ мы можем утверждать, что XX — или Rds, или Id Y — тип канала ZZ – Vds.

5. Алгоритм проверки исправности полевого транзистора

Проверку можно проводить стрелочным омметром (предел х100), но более удобно это делать цифровым мультиметром в режиме тестирования P-N пере­ходов . Показываемое мультиметром зна­чение сопротивления на этом пределе численно равно напряжению на P-N переходе в милливольтах.

6. Пример проверки транзистора мультиметром:

У исправного полевого транзистора между всеми его выводами должно быть бесконечное сопротивление. Причем бесконечное сопротивление прибор должен показывать независимо от полярности прикладываемого напряжения (щупов).

В современных мощных полевых транзисторах между стоком и истоком имеется встроенный диод поэтому канал «сток-исток» при проверке ведет себя как обычный диод.

7

Черным (отрицательным) щупом прикасаемся к подложке — СТОКУ (D), красным (положительным) — к выводу ИСТОКА (S). Мультиметр показывает прямое падение напряжения на внутреннем диоде (500 — 800 мВ). В обратном смещении мультиметр должен показывать бесконечно большое сопротивление, транзистор закрыт.

Далее, не снимая черного щупа, касаемся красным щупом вывода ЗАТВОРА (G) и опять возвращаем его на вывод ИСТОКА (S). Мультиметр показывает близкое к нулю значение, причём при любой полярности приложенного напряжения — полевой транзистор открылся прикосновением. На некоторых цифровых мультиметрах возможно значение будет не 0, а 150…170 мВ

Если теперь черным щупом коснуться вывода ЗАТВОРА (G), не отпуская красного щупа, и вернуть его на вывод подложки — СТОКА (D), то полевой транзистор закроется и мультиметр снова будет показывать падение напряжения на диоде. Это верно для большинства N-канальных полевых транзисторов в корпусе DPAK и D²PAK, применяемых на материнских платах и видеокартах.

Транзистор выполнил всё, что от него требовалось. Диагноз — исправен.

Для проверки P-канальных полевых транзисторов нужно поменять полярность напряжений открытия-закрытия. Для этого просто меняем щупы мультиметра местами.

Читайте так же:
Самоделки из сгоревшей болгарки

Методика проверки исправности полевых транзисторов с достаточной степенью правильности показана в видеоролике от магазина Чип и Дип

Ремонт компьютеров Троещина Киев: компьютерная помощь, сборка компьютеров на заказ — "Computerrepair".

Диагностика и ремонт компьютеров, сборка на заказ, компьютерная помощь, услуги системного администратора, компьютерный мастер на Троещине: ☎(098)2940277

Архив метки: Схема питания материнской платы

Диагностика и ремонт материнской платы, схемы питания материнских плат

Схема питания процессора на материнской плате

Схема питания процессора на материнской плате

Производя ремонт компьютеров мне довольно часто приходится диагностировать неисправность материнской платы. Некоторые пользователи в таких случаях задают вполне резонный вопрос: лучше купить новую или отремонтировать старую материнскую плату? Могу сказать, что ремонт материнских плат не всегда рентабелен, но в случае выхода из строя схемы питания процессора, например — вполне выполним.

Материнская плата — сложный узел компьютера считающийся неремонтопригодным. Однако, вооружившись мультиметром, диагностической POST-картой, паяльником и имея голову на плечах, выполнить несложный ремонт материнки — задача посильная любому инженеру-электронщику.

Признаки неисправности материнской платы

С чего начать ремонт материнской платы? С диагностики и визуального осмотра в первую очередь!

Самый явный признак неисправности материнской платы — когда компьютер не стартует (т.е. блок питания подает все напряжения, а инициализации железа с соответствующими надписями на экране монитора нет). Еще довольно распространенное явление — старт-стоп, когда после включения блок питания «уходит в защиту» по причине КЗ по линиям питания процессора (если же вынуть 4-х пиновый коннектор из материнской платы, блок питания запустится, но старта системы конечно же не будет).
Начинать диагностику материнской платы следует с визуального осмотра последней.

Выявление выгоревших компонентов на материнской плате позволяют облегчить ее диагностику

Выстреливший мосфет в цепи питания материнской платы

Выстреливший мосфет в цепи питания материнской платы

Вздутые конденсаторы в цепи питания процессора

Вздутые конденсаторы в цепи питания процессора

Прогар (дырка) в микросхеме контроллера

Прогар (в следствии пробоя) в микросхеме контроллера

Случается, что при визуальном осмотре неисправной материнской платы почти сразу находится элемент содержащий следы трещин, прогара или вздутия. Диагностика материнки на этом считается законченной и дальнейший ремонт состоит в замене неисправных компонентов новыми.

Принцип диагностики материнской платы на примере Biostar A785-GE

Ниже представлена диагностика материнской платы Biostar A785-GE при помощи мультиметра. Заявленная неисправность: при наличии модуля ОЗУ в любом из слотов — отсутствие старта материнской платы, при отсутствии ОЗУ — повторяющиеся короткие сигналы POST BIOS.

Принцип диагностики материнской платы гласит: после визуального осмотра обязательная проверка питающих напряжений ремонтируемого устройства и его узлов.

То, что материнская плата пытается стартовать при отсутствующей планке оперативной памяти и даже проходит какие-то этапы самотестирования означает, что на процессор приходят все питающие напряжения, клокер работает и сигнал Reset снят, а отсутствие старта при вставленном в слот модуле ОЗУ свидетельствует о проблемах с питающими напряжениями оперативной памяти.

Давайте попробуем разобраться какие напряжения необходимы для работы оперативной памяти DDR-II

Список необходимых напряжений для модулей памяти

Список необходимых напряжений для модулей памяти

Распиновка слота ОЗУ DDR-II

Основные напряжения питания ОЗУ на материнской плате следующие:

  • VDD — Напряжение питания модулей ОЗУ (для DDR-II — 1.8В).
  • VDDSPD — Напряжение питания микросхемы SPD (маленькая восьминожечная, в ней зашиты параметры модуля).
  • VREF — Опорное напряжение (1/2 от питающего).
  • VTT — напряжение терминации (половина питающего, т.е. 1/2 VDD). Для модулей DDR-I и DDR-II оно подводится из-вне, с резисторных сборок распаянных на материнке. Для DDR-III цепи терминации VTT распаяны уже на самой плате модуля ОЗУ.
  • Напряжение питания транзисторов — VIN и VCNTL — питание операционного усилителя.
  • REFEN — разрешающее напряжение «включающее» микросхему (пачки импульсов).
  • VOUT — выход регулятора, имеет форму прямоугольных импульсов частотой 1KHz. На этом выводе и формируется напряжение VTT 0.9/1.25В По сути выходное напряжение = 1/2 питающего напряжения оконечного транзисторного каскада VIN.
Читайте так же:
С какой силой затягивать гайки на колесах

Согласно даташиту на микросхеме LDO FP6137C присутствовали все необходимые для ее работы напряжения, однако на выходе оставался по прежнему низкий уровень. Данная микросхема была признана неисправной и заменена аналогичной RT9199 от Richtek.

Замена неисправной микросхемы-регулятора напряжения терминации ОЗУ

Замена неисправной микросхемы-регулятора напряжения терминации

После ее замены материнская плата Biostar A785-GE успешно стартовала.

Полное видео ремонта материнской платы Biostar A785-GE

Общий принцип схемы питания процессора на материнской плате

Перед началом ремонта питающих узлов материнской платы, неплохо было бы разобраться в общем принципе функционирования преобразователей напряжения. Современные процессоры могут потреблять пиковый ток до 100А (Откуда такой ток? Напряжение питания процессоров около 1В при мощности до 100Вт, преобразовав формулу w=u*i => i=w/u получаем 100А). Величина такой, казалось бы, огромной силы тока, обусловлена применением в микросхемах ЭВМ МДП транзисторов. Такие транзисторы, ввиду их конструкции при переключении потребляют потребляют весьма высокие токи. А учитывая их количество в процессоре помноженное на частоту переключений, образуется весьма большой общий потребляемый ток процессора. Кстати, чем меньше размер МДП транзистора, тем меньше его потребляемый ток. Вот почему производители микросхем стремятся переводить производство на более тонкие тех-процессы.

Схема питания материнской платы организована в виде Шим-контроллера, микросхем-драйверов и MOSFET (МДП/МОП транзисторов). ШИМ-контроллер, через микросхемы-драйверы управляет транзисторами (мосфетами).

Мосфет, он же МОП/МДП транзистор.

Схематическое представление мосфетов.

Чтобы снизить нагрузку по току, цепи питания материнской платы распаралеливают делая их многофазными. Ниже приведена трехфазная схема питания процессора Intel (478 Socket) выполненная на ШИМ-контроллере ADP3180, пар мосфетов включенных полумостом и управляемых драйверами-микросхемами ADP3418. Работая поочередно, транзисторы преобразуют входное напряжение +12В от БП в пониженное импульсное подключая цепочку LC поочередно к +12В и к земле. В зависимости от тока нагрузки микросхема может изменять скважность импульсов тем самым стабилизируя Uвых. Выходное напряжение дополнительно сглаживается выпрямительными конденсаторами стоящими далее по цепи питания материнской платы.

Схема конвертера питания материнской платы.

На рисунке выше представлена схема питания материнской платы, точнее один ее канал (фаза питания).

Обычно, таких каналов питания процессора на материнской плате используется три. Причем, работают они синхронно со сдвигом относительно друг друга (т.н. смещение фаз), что обеспечивает более сглаженное выходное напряжение.

Некоторыми производителями (MSI) используется схема питания материнской платы основанная на дискретных регуляторах напряжениях DrMOS. Дискретный регулятор напряжения исполнен на одной микросхеме, в которую интегрированы основные узлы преобразователя: MOSFET-транзисторы, драйверы управления MOSFET и ШИМ-контроллер.

Схема питания материнской платы на DrMOS

Регулятор напряжения питания материнской платы на микросхеме DrMOS

Пример реализации схемы питания материнской платы на базе логики i865. ШИМ-контроллер исполнен на микросхеме ADP3180, драйверы управления MOSFET включенных полумостом исполнены на микросхемах ADP3418. Контроль тока каналов осуществляется через резисторы R589, R591, R592 соединяющие выход каждого полумоста и вход SW ШИМ-контроллера материнской платы.

Схема питания CPU материнской платы на чипсете i865

Напряжения питания процессоров Intel согласно оф. спецификации

Как и любой микросхеме процессору необходимо напряжение питания и не одно, а целый набор. Все напряжения питания процессора формируются на материнской плате при помощи преобразователей и подаются на соответствующие ножки процессорного сокета. В процессе диагностики материнской платы необходимо убедиться в наличии основных напряжений на процессоре. Их перечень согласно спецификациям компании Intel приведен ниже.

Типы питающих напряжений процессоров Intel 6-gen

Типы питающих напряжений процессоров Intel 6-gen

Vcc — напряжения ядра процессора

Vcc GT — напряжение на встроенном графическом ядре

Vcc SA — напряжение питания интегрированного северного моста System Agent (System Agent, включает в себя контроллер памяти DDR3, модуль управления питанием (Power Control Unit, PCU), контроллеры PCI-Express 2.0, DMI)

Vcc PLL — напряжение на интегрированный генератор тактовой частоты

Vcc IO — аналог QPI/VTT на платформе s1366, или VTT (FSB termination voltage) на платформе s775, питающее напряжение для внешних сигнальных шин процессора (ОЗУ)

VDDQ — напряжение контроллера памяти

Подробные спецификации сигнальных линий и питания процессоров Intel

На официальном сайте в разделе технической документации можно скачать подробные спецификации процессоров Intel 5…8-го поколений.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector