南桥芯片各部分分析.doc

本文档系作者精心整理编辑，实用价值高。南桥那点事儿南桥芯片各部分分析研究对象：联想Y450 ， 仁宝 KL1主板上面的南桥 ，英特尔家族的 ICH9 先生，又名IBM,外号SB。主持人：北溟水首先很荣幸有请到英特尔家族的后起之秀，英俊潇洒的ICH9先生，非常高兴见到您，请原谅我刚才的口误，ICH9先生刚才表示他一直都没有SB的外号，这完全是有人居心不良，恶意诽谤，至于大家信不信，反正贫道是完全信了。哎呀，大家看到了吗？7条总线上的近二十个重要部门，都属于ICH9先生的管辖范围，其中包括大家非常熟悉的：光驱，硬盘，USB，EC,网卡,声卡，等等若干卡，。包括其间接的下属，CHI9先生的资产，已经占据了KL1主板的半壁江山。足见其实力之雄厚，涉及领域之广泛，关乎故障点之多。这也是为什么我们这次研究南桥的原因。接下来我们继续研究深入研究南桥，是的，是深入研究，这是必须的，SO ， MRICH9 !，请委屈一下，让我解剖你给大家看看。不要怕，一点也不疼。MRICH9!ARE YOU OK?我想ICH9先生已经昏死过去了，不过这并不妨碍我们研究它。首先大家可以看到，从内部结构上来看，南桥并不是一个单一的整体，恰好相反，它的内部有很多不同的部分，有些部分甚至一点关联都没有，只是英特尔公司把他们封装在一起罢了，就好比两列不同的火车，本来一点关系都没有的，只不过某些部门也试图把火车封装在一起，虽然未能成功。好了，不说火车，咱们说南桥，大家继续分析铁道部，哦不，是南桥芯片的各部分的功能和作用。RTC电路介绍RTC的英文全称是Real-Time Clock,翻译过来是实时时钟RTC电路：也可以叫CMOS电路，包括南桥内部的RTC模块和外围32.768时钟晶振，CMOS电池等组成。主要用来存储时间和日期和ESCD(扩展系统配置数据)首先来看南桥内部的RTC功能模块，南桥内部的RTC功能模块主要包括了一个实时时钟模块和一个ROM存储器。主要作用是记时和存储COMS信息。大家平常遇到的cmos电池拔掉会导致时间日期信息丢失，就是因为COMS电池在不插电源适配器的情况下，是南桥RTC存储模块的唯一供电。下面我们结合SL410K笔记本的RTC电路，来分下一下RTC模块的工作条件及过程RTC电路的供电有两条线路，其中一条是是CMOS电池，主板在不通电的时候RTC供电就是CMOS电池通过D8提供，外接电源的时候，就是3VPCU通过D7过来，可能有人要问了，为什么是两条，而不是三条？ 问得好！其中道理请借鉴三个和尚的故事。RTC供电过来之后给南桥RTC模块供电，和一个RTCRST信号，RTC模块开始工作，晶振起震，为南桥后续工作提供基准时钟频率。根据上电时序来看，RTC模块应该是南桥最先工作起来的部分，2.power mgt(电源管理模块) 如果按照工作时序来讲的话，南桥各部分模块之中。电源管理称了第二，就只有RTC敢称第一了。+ N- b5 xb- z$ B1 o) a& we( ?. QF) v4 ; H 大部分的上电动作都是EC在前线指挥的，而EC至关重要的动作最终都是需要得到南桥认可才行的。把EC比作大将，则南桥就是皇帝，皇帝昏庸的结果是国家的灭亡，南桥昏庸的结果没那么大，只是不触发而已。这个叫做“全息理论”意思是朝廷有皇帝大臣，组织有领导经理，主板就有EC和南桥，所有事物的结构都是这样的，麻雀虽小，! 7 5 A u; q W, m9 ) u; J0 M A+ H$ j0 j- B五脏俱全，呵呵，天气热，容易跑题，大家见谅。下面引入一个“口令”的概念，大家都看电影的，地下工作者接头是需要暗号的，两个从未见过面的特务，要去接头，看见可疑的对象就冒一句：好大的雨啊，呵呵，如果对方是你找的人，他就知道这个口令怎么接：裤裆凉飕飕的。这样就对上号了，如果认错人了也没关系，人家也只会骂句：你个南桥，这大太阳你看不到啊？脑袋被门夹了。我们下面要讲的电源管理模块就是皇帝，EC则是前线打仗的将军，重要军事行动的时候，要进攻，要撤退，将军是要向皇帝申请的，EC和南桥之间发的那些个乱七八! A0 p, X) p7 7 P+ o7 v$ x8 Z( h+ a1 t5 ?( v糟的信号，就是地下工作者在交换口令呢，初学者大可不必在乎那些个难记的English name，知道他们是两个特务在接头就行了。他们接头的过程是这样的：首先EC检测到开关信号的跳变，等同于将军发现敌情有变，就向南桥这个皇帝上奏一个信号：DNBSWON#：为什么是DNB？不是SB吗？呵呵，大家看将军是怎么向皇帝上奏的就知道了。：吾皇万岁，等等云，呵呵，要奉承一下。这些名称是没有实际意义，实际上式说我现在收到情报，开关有人按了，我要发SUSON MAINON VRON这些命令，命令我的下属产生各路供电了，DNBSWON#的同时，EC也给年桥一个RSM RST。复位供电模块。南桥是圣明的皇帝，不是昏君，当然要同意EC的请求了，因为EC是武曲星下凡，百战百胜。这时候南桥发给EC 两个信号，SUSB#SUSC#，这两个信号本来是限制EC开启电压的，现在同意了，就把这两个电压改为高电平无效状态，就是不限制了，意思只有两个字：恩准！1 Nb# v+ Q& b9 U x( O% g- x2 F& b% i0 接下来就是EC怎么运筹帷幄，怎么火烧博望坡，怎么巧借东风，怎么七擒孟获了。最后将军打赢仗，会迫不及待的发回一个捷报，这个捷报就是pwrok，代表EC所指挥的供电都正常的产生了。当然南桥电源管理模块的功能是不止这些的，下面介绍一个反面角色：BATLOW#，这个信号的全称是battery low ,翻译成中文就是电池电压低。这个信号通常是电池发给南桥，告诉南桥，我快不行了，别玩了，关机吧。这个信号低电平有效地时候，南桥是不能通过EC的上电请求的。 当初有个叫秦桧的，就是充当了这个BATLOW#的角色，f/ |x+ v b! 5 i _0 E; t7 - w7 A4 9 f5 E i! i$ B/ ?n明明好好的，却跟皇帝谗言，最后皇帝不得不下七道圣旨，把岳飞召回，用莫须有的方法和谐掉了。哎，人间正道是沧桑啊。想到岳武穆的屈死，频道忍不住悲痛之情泛滥，各位看官只看到贫道打在屏幕上的字，却看不到频道滴在键盘上的泪水啊。罢了、CPU管理模块南桥的CPU管理模块，控制了CPU的各时间段的工作状态，如人之贤妻，时常告诫丈夫，出门在外，要少喝酒， 晚上12点要回家，不要与人争斗，要小心行事，要想我，等等诸如此类的信号，不止是说说而已哦。必要时是会动真格的。下面我们一起看看CPU管理模块的重要信号名称，作用。 1.A20gate:通常由键盘控制器发出，同样可以使A20M信号变为有效。看了十篇文章硬是没弄明白这个信号的实际维修意义，大概是系统升级导致的历史遗留性问题，就像今天的南海争端。实际维修中会用到吗？知道的同修一同交流下。9 a7 l7 P; 5 ?- u& , k* M- O( T2.a20m#：当A20M#(address-20mack)信号被触发时，在CPU内部缓存和总线的读、写操作之前，CPU的物理地址总线A20#将会被屏蔽，此操作仅在实模式下有效。说句心里话，对于这个信号的作用，不清楚。8 h6 N% Y8 p0 D, n3.thrmtrip#:热断路信号: 当THRMTRIP#信号为低电平型号时，从处理器发出热断路信号，ICH9马上转换为S5状态。ICH9将不等待来自处理器的准予停止的信号返回便进入S5状态2 ?1 OU3 V+ x6 E关于这个信号，想到以前修过的一台NC6220，跑到C1掉电的机器，不上内存卡着不掉电，一到C1就掉，最后想到温控的问题，拆掉温控芯片OK。 1 p* R% W m+ V4 5 h, e9 dY450这个机器上的这个信号，CPU和北桥合二为一通到南桥，正常情况高电平，只要CPU或者北桥其中一个检测到温度过高到预定界限，就会拉低这个信号，南桥就会过热保护，停止给EC的命令，强行进入S5状态。: d( i$ V- n8 _$ F4.dprstp#：（deep stop）深度停机信号:这是DPRSLPVR信号的一个复制，低电平有效，这个信号连接的是CPU供电控制芯片，用来通知CPU供电芯片停止CPU电压产生。5.dpslp#：（deep sleep)深度休眠，此信号低电平有效shi，CPU将有休眠（sleep)进入深度休眠状态（deep sleep)6.ferr#floating point error)浮点错误。当STPCLK#无效shi，该信号用来指示CPU侦测到一个非屏蔽浮点运算错误。, w0 e0 d u: + f$ R1 f7.cpuPWRGD:这个查得多，CPU工作条件之一，南桥受到PWROK之后发出。& KZ, D. c0 K9 8.IGNNE#lgnore numeric error) 忽略数字错误。该信号有效shi强行迫使CPU忽略数字错误，而继续执行非控制性数字浮点运算指令。9.INIT#：（Initialization)初始化命令，在不影响CPU内部缓存或浮点寄存器的情况下，复位CPU内部寄存器。10.RCIN#：(Keyboard Controller Reset Processor)此信号由EC发出，有效shi为键盘控制重置CPU。/ n/ x3 r3 P/ L/ _$ ?# 2 x11.stpclk#stop slock)时钟停止信号。该信号有效shi，CPU由当前Normal状态进入更低电压的stop grant 状态。一般如果量到此信号有问题应该考虑CPU 与ICH 之间的线路及影响CPU 和ICH