2022年笔记本开机过程★★★ .pdf

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1、1 笔记本开机过程笔记本开机过程（超详细）在没有任何的电力设备在供电（没电池和电源）时，机器内部只有RTC电路在运作，南桥上会接有一个3V 的纽扣电池来供给RTC(实时时钟)电力，以保持内部时间的运行和CMOS 信息。在插上电池或者电源的时候，机器内部的单片机EC(开机控制芯片)就 Reset(复位)并开始工作，等待用户按下 Power(电源开关)键。在此期间的时序是：ALWAYS(市电)电开启以后，EC Reset 并开始运行，随后发给南桥一个称为RSMRST#(注:RSMRST#是通知南桥5VSB(SB 意思为电脑电源的辅助电源，它提供给电脑待机器件电源的，主要提供给机箱开关，网卡等等需要

2、唤醒电脑开机所需功能的部分供电)和 3VSB待机电压正常的信号)的信号。这时候南桥的部分功能开始初始化并等待开机信号。这里要注意，这时候的南桥并没有打开全部电源，只有很少一部分的功能可用，比如供检测开机信号的 PWRBTN#信号。在用户按下Power 键的时候，EC检测到一个电平变化（一般时序是：高-低-高），然后发送一个开机信号（PWRBTN#）给南桥，南桥收到 PWRBTN#信号后依次拉高SLP_S5#,SLP_S4#,SLP_S3#信号，开启了所有的外围电压，主要是+3V，+5V以及 DDR2.5V等，并发送PM PWROK 信号，这信号表明外围电源正常开启。PM PWROK 将作为一个

3、使能信号发送到CPU外围 VCCP的电压 Generator，并开启VCCP。在此之后，VCCP Generator会发出 CORE_VR_ON来开启 CORE VR（即 CPU的核心电压）。至此，整机的电压已经全部开启。在用 VR_PWRGD_ICH这个信号通知南桥CORE VR 成功开启后，南桥会发出PCI RST#信号到 PCI总线，于是总线上的设备都被初始化（包括北桥），并同时发出H_PWRGD来通知 CPU它的核心电压已经成功开启。然后北桥发 H_CPURST#信号给 CPU，CPU被 RESET，并正式开始工作。在用户需要进入待机模式（S3）的时候，系统的ACPI和 windows

4、 同时运作，拉低SLP_S3#，并保持 SLP_S4#和 SLP_S5#被拉高，以关闭了MAIN电，系统则进入待机模式。而在需要进入休眠或者关机模式时，同时拉低SLP_S3#、SLP_S4#和 SLP_S5#，关闭除了RTC以外的电源。当然，在这一系列的过程中，需要操作系统和BIOS 的共同协作，对硬件工程师来说，只需要保证在特定的状态保证特定的电压供给即可。当机器要要从S0 进入 S5，即关机的时候，也会有一定的时序进行，基本上就是前面时序的逆运行，笔者就不多费笔墨了。RTC 实时时钟笔记本 EC 芯片简介开机控制芯片又称为EC（Embed Controller，嵌入式控制器）是一个 16

5、位单片机，它内部本身也有一定容量的Flash 来存储EC 的代码。在系统开启的过程中，EC 控制着绝大多数重要信号的时序。在笔记本中，EC 是一直开着的，无论你是在开机或者是关机状态，除非你把CMOS 电池和Adapter 完全卸除。在关机状态下，EC 一直保持运行，并在等待用户的开机信息。而在开机后，EC 更作为键盘控制器，充电指示灯以及风扇和其他各种指示灯等设备的控制，还控制着系统的待机、休眠等状态。主流笔记本系统中，EC 在系统架构中的地位如下图：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 5 页 -2 这种是比较新的架构，EC 和 BIOS 芯片共同连接在LPC 总线

6、上，通过LPC 总线共同连接南桥，取代了以前的BIOS 通过 X-BUS 连接 EC，EC 再通过 LPC 线连接南桥。一般开机芯片需有FLASH，用来存储EC 芯片的软体信息，有的是存储在EC 芯片内部，有的是在EC 旁有个 8pin 存储器，也有好多机型存储在BIOS 芯片里，所以EC 软体问题也会影响笔记本主板不触发。笔记本电脑在待机状态下，RTC(即 CMOS 电池电路)电路电源是永远不会关闭的，RTC 电路用以保持机器内部时钟的运行，保证CMOS 配置信息在断电的情况下不丢失。笔记本电脑有多种工作模式，如S0、S3、S4、S5 等。开机控制芯片EC 的另外一个功能就是输出不同的控制信

7、号，来控制相关供电电路在相应的工作模式下开启供电电压，确保笔记本电脑稳定运行。在插上适配器但没有按开机键的时候(S5 关机)，机器内部开启的供电称作VDD 供电，有的称作为 ALWAYS 供电，主要用以保证EC 的正常运行，当按开机键以后，EC 会接收到 PWR_SW 这个信号后，会发出一个称作DD_ON 的信号去开启正电压（S3 状态的电压也叫SUS 电压），用于笔记本电脑睡眠时给系统供电，如给内存供电，保证系统睡眠时内存中的资料不丢失，当这些电压正常后，EC 会给南桥一个POWERGOOD 信号，通知南桥前面的电压已经正常开启，此时南桥会发出 SUSB 信号去开启VS 这种带 S 的电压（

8、也叫MAIN 电压）以供整机的运行（S0 状态），当用户合盖睡眠或点睡眠进入S3 状态，此时系统会关闭带S 的电压（MAIN 电压），维持此时需要的正电压，把用户资料保存在内存中。当用户关机(S5)会关闭除待机VDD（ALWAYS）的所有的电压。下图是各状态下，各电压的开启状态：（S0-开机，S3-待机，S4-休眠，S5-关机）。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 5 页 -3 下图为 EC 芯片实物之一：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 5 页 -4 什么是 rsmrst#?是主板上的什么信号，有什么作用？RSMRST#是一种信号。RSM

9、RST#信号是用来通知南桥5VSB 和 3VSB 待机电压正常的信号，这个信号如果为低，则南桥收到错误的信息，认为相应的待机电压没有OK，所以不会进行下一步的上电动作。RSMRST#可以在 I/O、集成网卡等元件上量测得到，除了量测RSMRST#信号的电压外，还要量测RSMRST#信号对地阻值，如果 RSMRST#信号处于短路状态也是不行的，实际维修中，多发的故障是I/O 或网卡不良引起RMSRST#信号不正常。电脑电源+5VSB 中的SB 是什么意思?跟+5V 有什么区别?+5VSB，为电脑电源的辅助电源，它提供给电脑待机器件电源的，主要提供给机箱开关，网卡等等需要唤醒电脑开机所需功能的部分

10、供电。它与主+5V 电源是有区别的，首先，电源通电后，就一直有+5VSB 电源输出了，而主+5V 电源必须在电脑开机或被唤醒状态下，才有输出。其次，由于唤醒器件耗电小，+5VSB 最大提供的电流相比主+5V 就小很多。再次，系统关机后，主+5V 电源被关掉，而+5VSB 依然存在（除非切断了外接电源）什么是PC 电源输出的POWER GOOD（PG）信号?PC 机电源有一个特殊的输出信号，称为POWER GOOD（PG）信号。PG 信号在电源开启后不是马上输出，而是经过一段时间（约100ms500ms）的延时后才输出的，它是一个与TTL 电平兼容的信号。它由各直流输出电压检测信号和交流输入电压

11、失效信号逻辑与而获得，当电源正常工作时为高电平，当电源有故障时为低电平。DMA:直接存取器。硬件。属南桥（主外），即系统 I/O 芯片（SI/O）：主要管理中低速外部设备。RTC：实时时钟（CMOS、RAM）互补金属氧化半导体。硬件。用于储存CMOS 设置的信息。IRQ：中断请求。不是硬件。用于处理中断响应。主板上最基本的Power Sequencing 可以理解为这样一个过程，RTCRST#-VSB 待机电压-RTCRST#-SLP_S3#-PSON#，掌握了 Power Sequencing 的过程，我们就可以一步一步的来进行反查，找到没有正常执行的那一个步骤，并加以排除。下面具体介绍一下

12、整个Power Sequencing 的详细过程：1.在未插上ATX 电源之前，由主板上的电池产生VBAT 电压和 CMOS 跳线上的RTCRST#来供给南桥，RCTRST#用来复位南桥内部的逻辑电路，因此我们应首先在未插上ATX 电源之前量测电池是否有电，CMOS 跳线上是否有2.5V-3V 的电压。2.检查晶振是否输出了32.768KHz 的频率给南桥（在 nFORCE 芯片组的主板上，还要量测 25MHz的晶振是否起振）3.插上 ATX 电源之后，检查5VSB、3VSB、1.8VSB、1.5VSB、1.2VSB 等待机电压是否正常的转换出来（5VSB 和 3VSB 的待机电压是每块主板上

13、都必须要有的，其它待机电压则依据主板芯片组的不同而不同，具体请参照相关芯片组的DATASHEET 中的介绍）4.检查 RSMRST#信号是否为3.3V 的高电平，RSMRST#信号是用来通知南桥5VSB 和 3VSB 待机电压正常的信号，这个信号如果为低，则南桥收到错误的信息，认为相应的待机电压没有OK，所以不会进行下一步的上电动作。RSMRST#可以在 I/O、集成网卡等元件上量测得到，除了量测RSMRST#信号的电压外，还要量测RSMRST#信号对地阻值，如果RSMRST#信号处于短路状态也名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 5 页 -5 是不行的，实际维修中，多

14、发的故障是I/O 或网卡不良引起RMSRST#信号不正常。5.检查南桥是否发出了SUSCLK 这个 32KHz 的频率。6.短接主板上的电源开关，发出一个PWBTN#信号给 I/O，I/O 收到此信号后，经过内部逻辑处理发出一个PWBTIN#给到南桥。7.南桥收到PWBTIN#信号后，发出 SLP_S3#给 I/O，I/O 接到此信号后经过内部的逻辑处理发出PSON#信号给 ATX 电源，ATX 电源接到低电平的PSON#信号后，开始工作，发出各路基本电压给主板上的各个元件，完成上电过程。以上为 INTEL 芯片组的上电流程，VIA 和 SIS 的上电过程有些不一样，其中去掉了I/O 的那一部

15、分，即触发主板电源开关后，直接送出PWBTN#给南桥，南桥转出SUSB#（即 SLP_S3#）信号给一个三极管的B 极，这个三极管的C 极接 ATX 电源的 PSON 引脚，E 极接 GND，SUSB#为高电平，此三极管的C、E 极导到，将PSON#拉低，完成上电过程（有的主板采用的是MOS 管，但其原理都是一样的，即在此处用SUSB#控制 PSON 的接地，以开关管的形式完成上电）电脑主板工作信号名词解释之PWRBTN#及 IO_PWRBTN#主板上电时的一个信号，即电脑开关就是这个信号，在电脑接通电源的时候，3VSB 或 5VSB 通过一个 4.7K 或 8.2K 等的电阻给该信号提供上拉

16、，所以在接通电源时该信号的电压是3.3V 或 5V 的高电平，而按下开关的时候该信号变为0V 低电平（开关的另一端是接地的，按下开关时就是把PWRBTN 信号接到地上了），然后松开开关PWRBTN 又回到 3.3V 或 5V 的高电平。这一高低高的变化信号会送给IO 或南桥或其它专门的开机复位芯片（有些中间会有一些电阻或门芯片中转一下）IO 或南桥或其它专门的开机复位芯片收到这一个方波信号后（在其它工作条件正常的情况下）就会发出下一步的工作信号（IO_PWRBTN)IO_PWRBTN 就是 IO 收到开关信号后发出的一个同PWRBTN#一样的高低高变化的方波信号，这个信号送给南桥通知南桥开机。PWRBTN#及 IO_PWRBTN#这个名称并不是唯一的在不同的电图图上标示的可能不一样，仅供参考!PWRBTN#信号波形PWRBTN#与 IO_PWRBTN#波形关系名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 5 页 -