За что отвечает северный и южный мост на материнской плате (Ответ)
Всем привет! Сегодня у нас будет образовательная статья, где я коротко расскажу вам про южный и северный мост на материнской плате. Мы посмотрим, как их можно найти на «маме», за что они отвечают и что делать, если южный мост улетел, но обещал вернуться. Статья будет достаточно короткой, но информативной. В любом случае вы можете оставлять свои дополнения и вопросы, в комментариях.
Что такое мост и где он находится?
Мост – это контроллер концентратор или чип, который отвечает за подключенное железо и взаимодействие его с процессором. Является связующей частью чипсета. Существует два моста (или чипа) – северный и южный. Как понять, какой мост где находится? – очень просто, южный всегда находится снизу, а северный сверху. Точно также как на любой карте. Эти два чипа обычно сверху имеют пассивное охлаждение в виде прямоугольного радиатора.
Почему их называют мостами? – потом что они выполняют некую функцию связи между подключенной периферией и другим железом. Более подробно я расскажу вам про него чуть ниже. В современных материнских платах вы можете не найти северный мост. Вместо этого будет всего один – южный. Все дело в том, что все функции северного моста были взяты процессором.
Про мост и за что он отвечает?
Теперь давайте посмотри, за что отвечает северный и южный мост на материнской плате. Чтобы вам было проще понять это – взгляните на схему, которая расположена ниже.
У нас есть центральный процессор, который и выполняет все важные математические вычисления для работы компьютера и программ. Сам процессор с помощью шины и подключен к северному мосту. Данный чип имеет большие размеры и выполняет больше функций. Поэтому сверху данного моста можно заметить более массивный радиатор, а иногда и отдельный кулер, так как он греется больше чем южный мост.
Северный мост – это системный и один из центральных контроллеров, который отвечают за обмен информации между оперативной памятью (ОЗУ), видеокартой, подключенной к шине PCI и центральным процессором. Также северный мост через внутреннюю шину подключен к южному мосту.
Южный мост – контроллер-концентратор для работы с вводом и выводом информации. Он отвечает за подключенные устройства через USB, постоянную память и жесткие диски (SSD/HDD), Ethernet и Wi-Fi, мышь, клавиатуру и т.д. К нему непрямую подключен модуль CMOS с BIOS или UEFI. Его прямая задача – это обмен информацией между северным мостом и остальной периферией. Он также отвечает за работу и контролем питания.
Хоть северный мост греется сильнее южного, но вот шанс выхода из строя второго – гораздо выше. Все дело в том, что к нему напрямую подключены все внешние устройства. Очень часто причиной поломки является банальное короткое замыкание или статическое электричество. О неисправности южного моста будет сигнализировать сигнал в виде писка. Характер сигнала может отличаться от той или иной модели материнской платы, а значит эту информацию нужно смотреть в мануале для вашей модели.
Что делать если южный мост на материнской плате сломался?
На самом деле у нас есть два выхода. Если материнская плата очень дешевая, то проще купить такую же. Можно даже попробовать найти подобную на вторичке. Если же материнская плата дорогая, то можно попробовать найти сам чип южного моста, заказать его через интернет и просто заменить. Сам процесс замены стоит смотреть непосредственно для своей материнки. Видеоинструкций в интернете предостаточно.
На этом все, дорогие друзья. Если я что-то упустил, или не написал, вы заметили ошибку – напишите об этом, пожалуйста, в комментариях. До новых встреч на портале WiFiGiD.RU.
Как проверить мосты на материнской плате?
Срочно спасайте!))
Один человек, мне сказал, что на материнке сгорели (или по пути в мир иной) мосты.
Как можно это проверить, имея только прямые руки), желание и мультиметр? Из железа только 2 блока питания, эта самая материнка, 3 видеокарты (одна из них 100% рабочая, на ней когда-то эта система запускалась) и процессор да оператива к ней.
Кстати, плата старая, на ней есть всякие LPT и COM разъемы, помимо USB, так что, на них (может быть) можно понаблюдать на них какие-то диагностические сигналы
- Вопрос задан более трёх лет назад
- 24345 просмотров
Комментировать
Решения вопроса 0
Ответы на вопрос 4
быдлокодер со стажем
хм.. ну северный мост это слоты под ddr. память не видит — северный мост в ауте. так же северный мост рулит слотом видеокарты. южный мост рулит всем остальным — слоты pci, разъемы на материнке тип всяких ide, sata, usb, lan, audio
Ответ написан более трёх лет назад
Нравится 2 2 комментария
Vladimir Dubos @vovaduba Автор вопроса
было бы все так просто. проблема началась после установки какой-то непонятной PCI-аудиокарты, т.е., можно предположить, что она могла сжечь ЮГ. но нет и видео, поэтому можно грешить на север. Можно было бы попробовать PCI-видяху, но таковой не имеем. Покупать посткарту на «попробовать» — жаба давит. если в местом магазине дадут на «попользовать». ну а пока хочется попробовать что-то на проводочках или в LPT.
vovaduba: ну еще есть в инете схемы пост-карт на базе авр и пиков. если есть базовые навыки утюга и паяльника, можно сделать самостоятельно
Принципы диагностики
Диагностика неисправности ноутбука это сложная тема и у каждого имеется свой подход к решению данной проблемы. В этой статье мы хотим поделиться своим опытом выявления неисправности материнских плат. Конечно же, полностью разобрать все нюансы и проблемы, возникающие при тестировании плат в одной статье не получится. Поэтому изложим материал в сжатой форме, что бы был понятен принцип диагностики.
Причин неработоспособности ноутбука существует множество. Поэтому рассмотрим самые сложные случаи, при которых стандартные операции, такие как блочная замена комплектующих не помогает и все упирается в неработоспособность материнской платы.
Проблема, из-за которой материнская плата не работает, может скрываться на этапе до или после выполнения инструкций BIOS .
В этой статье мы будем рассматривать проблемы, возникающие до выполнения BIOS .
В качестве примера возьмем ноутбук A 6 F .
Для того что бы выяснить почему плата не подает признаков жизни, нужно для начала разобраться в схеме распределения питания и последовательности запуска( Power On Sequence ).
Последовательность запуска — схематическое отображение процесса запуска платы от момента подачи напряжений на плату до готовности процессора к выполнению задач BIOS .
Весь процесс запуска разбит на 14 этапов, на каждом из которых можно увидеть, что происходит с платой и если плата не стартует, то выполняя проверку шаг за шагом 1-14, можно определить на каком этапе возникла проблема и устранить ее.
Так выглядит последовательность запуска ноутбука A 6 F .
В качестве вспомогательной схемы используется более детальная схема распределения напряжений, к ней можно обращаться если на каком-то из этапов последовательности возникли проблемы с питанием.
Разберем шаг за шагом последовательность запуска и рассмотрим типичные проблемы на каждом из этапов запуска.
Как видим, весь процесс разбит на 14 этапов, но до выполнения 1го этапа существует еще один не менее важный для диагностики. Он отвечает за подачу входных напряжений на плату. Условно обозначим этот этап «0-1».
0-1 Входные напряжения (напряжения источников питания AD_DOCK_IN и AC_BAT_SYS)
Отсутствие входных напряжений является распространённой проблемой. Происходит это из-за некачественных источников питания или из-за перегрузки, вызванной высоким потреблением любого из компонентов использующих внешнее питание.
Напряжения входа(19 В ) проходят дистанцию с чекпоинтами и далеко не всегда доходят до финиша. Эту дистанцию можно отобразить в упрощенной блок схеме:
Более подробно участок схемы ( Разъем – Pmosfet ) выглядит следующим образом:
Если нет напряжения на участке ( Разъем – Pmosfet ) , то необходимо разорвать связь между сигналами AD _ DOCK _ IN и AC _ BAT _ SYS и если напряжение со стороны AD _ DOCK _ IN появилось, то причина неисправности скрывается дальше и надо разбираться с участком ( Pmosfet — Нагрузка):
Необходимо исключить вариант короткого замыкания (КЗ) по AC _ BAT _ SYS (19В) . Чаще всего КЗ заканчивается не дальше чем на силовых транзисторах в цепях требующих высокой мощности (п итане проце с сора, видео-карты) или на керамических конденсаторах. В ином случае необходимо проверять все к чему прикасается AC _ BAT _ SYS .
Если КЗ отсутствует, то обращаем внимание на контроллер заряда и P — MOS транзисторы, которые являются своеобразным «разводным мостом» между блоком питания и аккумулятором. Контроллер заряда выполняет функцию переключателя входных напряжений. Для понимания процесса работы, обратимся к datasheet , в котором нас интересует минимальные условия работы контроллера заряда:
Как видно по схеме, контроллер MAX 8725 управляет транзисторами P 3 и P 2. Тем самым переключает источники питания БП и Аккумулятор.
P 3 отвечает за блок питания, P 2 – за ак к умулятор. Необходимо проверить работоспособность этих транзисторов.
Разберем принцип работы контроллера:
При отсутствии основного питания, контроллер автоматически закрывает транзистор P 3 (управляющий сигнал PDS ) тем самым перекрывает доступ блока питания к материнской плате и открывает транзистор P 2 (управляющий сигнал PDL ). В таком случае плата может работать только от аккумулятора. Если мы подключим блок питания, контроллер должен перекрыть питание от аккумулятора закрывая P 2 и открывая P 3, обеспечив питание от внешнего блока питания и зарядку аккумулятора.
При диагностике входного напряжения от сети мы не используем аккумулятор и проверяем только сигнал PDS . В нормальном режиме он должен подтягиваться к земле, тем самым открывая P — MOS и пропуская 19В на плату. Если контроллер не правильно управляет транзистором P 3, то необходимо проверить запитан ли сам контроллер.
Затем проверяем основные сигналы DCIN , ACIN , ACOK , PDS . Если сигналы отсутствуют, то меняем контроллер и на всякий случай P — mos транзисторы.
Если в процессе диагностики проблем с входными напряжениями небыли обнаружены, или были устранены, но плата все равно не работает, то переходим к следующему этапу.
1-2 Питание embedded контроллера. (EC)
Embedded Contoller – это сложное, комплексное, высокоинтегрированное устройство, предназначеное для управления мобильной платформой (материнской платой ноутбука). Этот контроллер полостью взаимодействует с системой по шине LPC обеспечивая целый ряд функций, такие как контроллер ACPI, контроллер клавиатуры (KBC), внешний flash интерфейс для системного BIOS и EC программы, ШИМ, аналого-цифровой преобразователь, управление оборотами куллеров, PS/2 интерфейс для подключение внешних устройств, RTC и system wake up функции для управления питанием, а так же целый ряд функций, которые сложно сразу перечислить. Посмотрите на блок диаграмму этого устройства.
Эту микросхему часто еще называют SMC (System Management Controller) или MIO(Multi Input Output)
Микросхема уникальна тем, что имеет большое количество General Purpose Input/Output (GPIO) контактов, которые запрограммированы специально для конкретной платформы. Программа управления этим контроллером чаще всего хранится вместе с BIOS или на отдельной FLASH микросхеме.
Возвращаясь к диагностике, смотрим на последовательность запуска, пункт 1. На данном этапе нас интересует напряжение +3 VA _ EC . Оно и является основным питание EC контроллера и микросхемы BIOS .
Судя по схеме распределения питания, это напряжение формирует линейный стабилизатор MIC 5236 YM :
Благодаря присутствию сигнала AC _ BAT _ SYS , с которым мы разобрались ранее, микросхема должна выдать напряжение +3 VAO которое с помощью диагностических джамперов преобразуется в +3 VA и +3 VA _ EC .
+3 VA и +3 VA _ EC питают Embedded контроллер и BIOS , при этом запускается основная логика платы, которая отрабатывается внутри EC контроллера. Если нет этих напряжений, то разбираемся почему.
Причины отсутствия +3 VA и +3 VA _ EC :
1) Короткое замыкание внутри компонентов (ЕС, BIOS и т.д.), которые запитаны от этих напряжений.
2) Повреждение линейного стабилизатора или его обвязки.
Разобравшись с +3 VA и +3 VA _ EC , переходим к следующему этапу.
3 Дежурные напряжения (+3 VSUS , +5 VSUS , +12 VSUS ).
После того как был запитан EC и он считал свою прошивку, контроллер выдает разрешающий сигнал VSUS _ ON для подачи дежурных напряжений (см. пункт 3 последовательности запуска). Этот сигнал поступает на импульсную систему питания во главе которой стоит микросхема TPS 51020:
Как видно на схеме, нас интересуют напряжения, отмеченные на схеме зеленым цветом +5 VO , +5 VSUS , +3 VO , +3 VSUS .
Для того, что бы эти напряжения появились на плате необходимо что бы микросхема была запитана 19В ( AC _ BAT _ SYS ) и на входы 9, 10 приходили разрешающие сигналы ENBL 1, и ENBL 2.
Разрешающие сигналы на платформе A 6 F формируются из сигналов FORCE _ OFF # и VSUS _ ON .
В первую очередь нужно обратить внимание на VSUS _ ON который выдается EC контроллером, а сигнал FORCE _ OFF # рассмотрим позже.
Отсутствие сигнала VSUS _ ON говорит о том, что либо повреждена прошивка (хранящаяся в BIOS ), либо сам EC контроллер.
Если же напряжение ENBL присутствует на плате и TPS 51020 запитан, то значит TPS 51020 должен формировать +5 VO , +5 VSUS , +3 VO , +3 VSUS . Проверяем их мильтиметром на соответствующих контрольных точках.
Если напряжения +5 VO , +3 VO не формируются, проверяем эти линии на КЗ или заниженное сопротивление.
Если обнаружено КЗ, разрываем цепь и выясняем, каким компонентом оно вызвано.
При отсутствии или после устранения КЗ, снова проверяем напряжения и если их нет, то меняем сам контроллер вместе с транзисторами которыми он управляет.
4 Сигнал VSUS _ GD #
На этом этапе контроллер дежурных напряжений сообщает EC контроллеру о том, что дежурные питания в норме.
Проблем быть не должно, разве что промежуточный транзистор между EC и TPS 51020 , вышел из строя.
5 Сигнал RSMRST#
RSMRST # — A resume and reset signal output . На этом этапе EC контроллер выдает сигнал готовности системы к включению. Этот сигнал непосредственно проходит между EC и южным мостом. Если он отсутствует, то причиной тому может быть как сам контроллер, южный мост, так и прошивка EC .
Проще всего сначала прошить BIOS , где хранится прошивка EC .
Если результата нет, отпаиваем и поднимаем соответствующую сигналу RSMRST # 105 ножку EC , и проверяем выход сигнала на EC контроллера. Если сигнал все равно не выходит, то меняем контроллер.
Если сигнал выходит, но до южного моста не доходит, то проверяем южный мост и часовой кварц, в худшем случае надо будет менять сам южный мост.
6 Кнопка включения (сигнал PWRSW #_ EC )
На этом этапе необходимо проверить прохождение сигнала от кнопки включения до EC контроллера. Для этого меряем напряжение на кнопке и проверяем ее функциональность, если после нажатия напряжение не падает, то проблема в кнопке. Так же можно закоротить этот сигнал с землей и проверить включение.
7 Сигнал включения (сигнал PM _ PWRBTN #)
После того как сигнал от кнопки включения попадает на EC , EC в свою очередь передает этот сигнал в виде PM_PWRBTN# на южный мост.
Если южный мост его успешно принял, то следующим этапом является выдача ответа в виде двух сигналов PM _ SUSC #, PM _ SUSB #, которые в свою очередь являются разрешением южного моста EC контроллеру включать основные напряжения платы.
Если южный мост никак не реагирует на сигнал PM_PWRBTN#, то проблема скрывается в нем.
8-9 Основные напряжения
Как уже было сказано ранее, EC контроллер обрабатывает ACPI-события.
Но каким образом? В предыдущем пункте было сказано, что южный мост отправляет на EC два сигнала PM _ SUSC #, PM _ SUSB #. Эти сигналы еще называют SLP _ S 3# и SLP _ S 4#, это отмечено красным блоком на след схеме:
Рассмотрим более подробно ACPI состояния:
A . C . P . I .
– S1—POS(Power on Suspend)
– S3—STR(Suspend to RAM), Memory Working
– S4—STD(Suspend to Disk), H.D.D. Working
Так вот, состояние этих сигналов отвечает за ACPI состояние питания на материнской плате:
Мы будем рассматривать случай, когда оба сигнала SLP _ S 3# и SLP _ S 4# , соответственно сигналы SUSC _ EC #, SUSB _ EC # в состоянии HI . То есть, материнская плата находится в режиме S 0 (полностью работает, все напряжения присутствуют).
Как видно из последовательности запуска, при появлении сигналов SUSC _ EC #, SUSB _ EC #, на плате должны появиться следующие напряжения:
SUSC _ EC #, отвечает за напряжения: +1.8V , +1.5V , +2.5V , +3V , +5V , +1V ;
SUSB _ EC #, отвечает за напряжения: +0.9VS , +1.5VS , +2.5VS , +3VS , +5VS , +12VS
Если хоть одного из этих напряжений не будет, плата не запустится, по этому, проверяем каждую систему питания, начиная от +1.8V, заканчивая +12VS.
Сигналы SUSC _ EC #, SUSB _ EC #, поступают как на ENABLE отдельных импульсных систем питания (например 1.8 V DUAL — питание памяти), так и на целые каскады напряжений преобразовывая уже существующие ранее дежурные напряжения в основные:
10 Питание процессора
Проверяем разрешающий сигнал VRON , который с определенной задержкой поступает на контроллер питания CPU сразу после выдачи сигналов SUSC _ EC #, SUSB _ EC #. Далее на CPU должно появится напряжение, если такого не произошло, разбираемся с контроллером питания и его обвязкой. Причин неработоспособности системы питания CPU достаточно много. Основная из них — это выход из строя самого контроллера. Необходимо проверить минимальные условия работы, для этого не помешает даташит контроллера и сама схема.
11 Включение тактового генератора
После того, как на плате появилось напряжение CPU , контроллер должен выдать 2 сигнала, это IMVPOK # ( Intel Mobile Voltage Positioning — OK ) и CLK _ EN #. Сигнал IMVPOK # уведомляет EC о том, что питание процессора в норме, а сигнал CLK _ EN # включает тактовую генерацию основных логических узлов. Что бы проверить работоспособность клокера ICS954310 необходимо измерить частоту хотя бы на одном из выводов на котором тактовая частота наименьшая, или такая, которую словит ваш осциллограф. Выберем для этого 12 ножку ICS954310, которая отвечает за выдачу FSLA/USB_48MHz. Если нет генерации, то проверяем минимальные условия для работы ICS954310. Это кварц 14 Mhz и питание 3 VS и 3 VS _ CLK .
12 Завершающий сигнал готовности питания ( PWROK ).
Если этот сигнал присутствует, и логика EC исправна, то это значит, что все напряжения на плате должны быть включены.
13 PLT_RST#, H_PWRGD
PLT_RST# — сигнал reset для северного моста, H_PWRGD сообщает процессору о том, что питание северного моста в норме.
Если возникли проблемы с этими сигналами, то проверяем работоспособность северного и южного моста.
Проверка мостов это тема, заслуживающая отдельной статьи. Но в вкратце можно сказать, что необходимо проверять сопротивления по всем линиям питания этих мостов, и при отклонении от нормы мосты нужно менять. Так же обычная диодная прозвонка сигнальных линий может определить неисправный мост, но из-за того что эти сложные микросхемы припаяны по технологии BGA , добраться до выводов практически невозможно. Эти выводы не всегда приходят на элементы, которые легко достать щупом тестера. Поэтому, существует более удобный способ добраться до выводов, это вспомогательные диагностические платы, которые вставляются в разъемы, идущие прямо к выводам мостов. Например, диагностическая плата для проверки северного моста и каналов памяти:
Или плата для проверки связи процессора с северным мостом:
14 Завершающий этап последовательности запуска
H _ CPURST # — сигнал reset , выдаваемый северным мостом CPU .
После завершения последовательности начинается выполнение инструкций BIOS .
Северный и южный мост, что это такое, причины поломки и их устранение
Часто бывает так, что включая свой ноутбук, вы вместо окна загрузки наблюдаете черный квадрат Малевича и непонятное мигание лампочек на корпусе. Рядовой пользователь впадает в панику и начинает искать сервисный центр по ремонту ноутбуков. Принеся на диагностику он слышит от мастера «Вышел из строя северный/южный мост», остается только догадываться о значении этих слов. По этой причине давайте попытаемся разобраться что же это за «мосты» такие, для чего они нужны и что привело к их поломке, ну и как его будут ремонтировать.
Северный мост (в оригинале Northbridge)- это контроллер-концентратор памяти. Системный контроллер памяти который взаимодействует с: микропроцессором, оперативной памятью, графическим адаптером. Свое название получил исключительно из-за топологии расположение на материнской плате, потому как находиться на ее севере. В его задачу входит определение параметров (частоту, пропускную способность, тип): системной шины и процессора (например до какой степени может быть разогнан оный), оперативной памяти (тип DDR2/DDR3 и ее максимальный объем), подключенного видеоадаптера. В свою очередь северный мост соединен с остальными узлами материнской платы через согласующий интерфейс и южный мост. В некоторых системах северный мост отсутствует в виде отдельного чипа, а его функции выполняет центральный процессор.
- При включении ноутбука, начинает вращаться кулер, загораются индикаторы, нету обращения к жесткому диску, на экране нет изображения
- Ноутбук может выключится после работы в несколько секунд
- После включения уходит в циклическую перезагрузку
- Отказали работать клавиатура, тачпад, USB порты
- Некорректное изображение либо полное его отсутствие (бывает что есть при подключении монитора)
- Оборудование начинает включаться только после нескольких попыток
Для разных производителей и моделей присущи разные симптомы неисправностей, которые можно обосновать только после детальной диагностики.
Причиной неисправности могут послужить многие факторы, такие как:
- Перегрев. Чащего всего встречающееся причина. Может возникнуть при несвоевременной чистке и замене термопроводящих смазок.
- Заводской брак чипа. Реже встречающееся проблема, но тоже имеет право на жизнь. Есть даже модели ноутбуков, где производитель сам заявил о некачественных чипах, такое оборудование рано или поздно но 100% попадет на ремонт (в замен ставятся уже доработанные чипы без проблемы)
- Попадание жидкости. При попадании жидкости ножки между собой создают короткое замыкание, что и приводит к выходу из строя чип.
- Физическое деформирование. При падении некоторые шарики могут оторваться от системной платы, а достаточно всего одного шарика, что бы ноутбук перестал работать полностью
- Скачек напряжения. Например от неработающей батареи либо контроллера питания
Понятие ремонт как таковое сводиться лишь к одному, полная замена чипа на новый. Так как это сложно-технологическое устройство, ремонт его не имеет право на жизнь. Можно сделать оговорку лишь в тех случаях когда речь идет не о выходе из строя самого чипа (отслаивания микросхемы от подложки/ выгорание элементов), а о отставании контактных шариков от контактов платы (однако такое бывает редко, чаще при физическом воздействии).
Для ремонта требуется специальное высококачественное оборудование и квалифицированный инженер. Из оборудования используется: BGA станция (инфракрасная паяльная станция и нижний преднагреватель плат), специальные трафареты, шарики разных диаметров, профессиональные флюсы. При снятии и посадке чипа используется специальные термопрофили (временные интервалы нагрева) что бы не повредить саму плату и рядом находящиеся элементы. Более детально о снятии и посадке чипа мы поговорим в другой теме.
По этому, если попытки что-то починить самому не обвенчались успехом, мы всегда будем рады помочь вам. У нас имеется всё необходимое оборудование и высококвалифицированные инженеры. Вы можете быть спокойны за свой ноутбук. Так как до вас нами был произведен ремонт не одной сотни таких неисправностей. Ждем вас к нам в гости в сервисный центр ООО «АйТи-МИГ»