Debug卡原理及其使用样例介绍

     PC技术发展到今天可以说已经达到了前所未有的性能，在易用性上也大大的改善了，然而在装机及使用的时候却经常发生一些问题。经常装机的朋友一定深有体会，当你辛辛苦苦地买回来一大堆配件，满头大汗地把它们装在一起后，忐忑不安地按下电源开关，如果一切顺利还好办，可是更常见的是机器点不亮，或者PC喇叭发出一段动听的错误声音信号，然后死锁，究竟是什么地方出了毛病根本看不出来，只能挨个更换可疑的配件。最终问题的解决可能不是很难，最难的是判断故障的所在位置。

Debug卡

    PC机上的故障，按显示器上是否有显示为界，可以分成两大类故障：一类故障称为"关键性故障"。PC机在开机时都要进行上电自检（Power On Self Test，即POST），在主板BIOS的引导下，严格检测系统的各个组件，如果计算机存在硬件故障，一般情况下会在此时反映出来。POST的过程大致为：加电→CPU→ROM BIOS→System CLOCk→DMA→64Kb RAM→IRQ→Display Card等，检测显卡以前的过程称为关键性部件测试，任何关键性部件有问题，计算机都将处于挂起状态，只能按Reset键或重新开机，这一类故障就属于"关键性故障"，习惯上又将这些故障称之为"核心故障"。产生核心故障的器件主要有：主板、CPU、显卡、内存和电源等；另一类故障称为"非关键性故障"。检测完显卡后，计算机将对其余的内存、I/O口、软硬盘驱动器、键盘、即插即用设备、CMOS设置等进行检测，并在屏幕上显示各种信息和出错报告。在这期间检测到的故障，就是"非关键性故障"。此时如果有不正常的设备，就会在相应的检测部位停下来并报告错误信息，提示用户选择是继续进行还是重新启动计算机；如果一切正常，计算机将设备清单在屏幕上显示出来，并按CMOS中设定的系统启动驱动器，装载引导程序(boot)启动系统。

    根据POST时显示的出错信息，我们可以方便地找到有问题的设备，但问题是，对于关键性故障，由于此时屏幕还没有信号，面对黑黑的屏幕，我们只能凭借PC喇叭发出的不同的声音来判断问题的所在位置，由于PC喇叭发出的错误提示种类繁多，用户记忆起来非常的困难，这就对一般用户形成了难以逾越的障碍，再加上PC喇叭发出的故障提示有时并不是十分的准确，我们并不能够将故障位置精确的定位，所以即使是专业的维修人员也要花费很多的时间来检查故障位置。

    精英、微星、磐英等主板上集成了硬件侦错（Debug）系统，在计算机开机时，该系统会自动检测主板上各种设备的状态，如果有部件发生了故障，会给出相关的信息，根据这些信息，使用者可以快速判断出主板故障发生的位置和原因，而且非常的准确，无需再进行任何的核实，就可以进行维修了！

图一

    目前，主板上的硬件侦错技术可以有3类，一类是以微星公司的D-LED 技术为代表的指示灯型（图一），该技术是将主板中BIOS的工作指令与主板上的四个不同颜色的发光二极管相联结，通过发光管发光的不同组合（四个发光管共有16组状态），将主板的工作情况表达出来，通过查询该主板上的用户手册就可以得知不同的灯光形式所代表的故障含义，从而达到将电脑工作出现的故障可视化的目的。

图二

    数码指示灯型（图二）是用数码管代替二极管，也就是用两位数字的显示来代替四位的发达二极管，完成同样的故障显示功能。与指示灯型相比，这个显示技术就显得更成熟一些了。它可以显示出0－99之间的任意数字状态，比发光二极管的16种状态要多许多，另外，两位数字的代码显示对于快速查寻故障手册，也显得方便了许多。现在磐英的主板大多在使用这个技术！而且效果也不错！

    语音提示型被誉为第三代的主板Debug技术，这个技术在大众公司的主板中比较的常见，这项技术是把语音提示与主板的报错代码联系起来，具有一定的判断能力，智能化水平较上面两个均有大幅的提高。在正常工作地情况上，语音系统并不发音，但是一但主板工作出现问题，那么该功能将会自动启用，用清晰的语音向用户发出提示，方便用户的检查，从而达到方便地维修主机的目的。

    如果你的主板不带硬件侦错功能的话也不要着急，你可以通过一块具有硬件侦错功能的外接卡来实现上述的功能，现在市面上已经开始出现这样的产品了，称为Debug卡、诊断卡或POST卡。

Debug卡的分类及特点

图三

     Debug卡的种类比较多，比较专业的Debug卡（图三），也具备比较复杂的功能，如Dual port（双面接口，即上下两面接口分别为ISA和PCI）、自动重启、外接显示LED、Step by Step trace（步步跟踪）等，不过售价也比较高。市场上面向普通用户的Debug卡，功能相对较少，售价较低，使用也比较方便。下面以市场上常见的Debug 2000卡为例，介绍一下Debug卡的原理、安装、使用及维修方法。

图五

    Debug 2000卡按接口形式分为ISA卡和PCI卡及双口卡。ISA卡（图四）主要是兼容性极强，能更早、更全面地反应系统状态，但ISA接口无法校验PCI相关信息和3.3伏电压，而且现在好多主板已取消了ISA插槽方面，所以，PCI卡也比较流行；PCI卡需要初始化，无法得到主板启动后--初始化之前的系统信息。另外，PCI的地址线和数据线是共用的，它们通过10个脉冲时间来区分当前信号是地址还是数据，这样就有可能会产生错误的报警甚至乱码，即有时候PCI的Debug卡检查出的错误信息不太正确；如图五所示的Debug 2000具有双面接口，可以方便地用于ISA和PCI插槽，灵活全面地检测出主板的工作状态。从图中可以看出，卡上的电路构造不很复杂，由两位数码管、八颗 LED、10块集成芯片以及少量的阻容元件构成，整个插卡上元件的用料不错，焊接精良，虽然没有复杂的电路，但是仍然可以看出是经过精心设计的。卡上的数码管可以把我们需要的POST代码显示出来，在PC的操作系统引导工作完成前，数码管显示的代码总处于变化状态，一旦停住，便可通过查阅使用手册获知究竟哪里出了问题；该卡不仅可以对硬件信息进行监控，还可以侦测电源的电压情况，在数码管右方的4颗LED指示灯就是显示+5V、-5V、+12V、-12V四组电源的供电情况的，四颗LED的颜色各不相同，用户可以轻松区分；数码管左方的4颗LED分别为主板分频信号显示、BIOS读显示、主振信号显示、复位信号显示灯，这8个信号在主板维修时会派上大用场。该卡的另一特色是在卡上加装了相应的保护电路，万一把卡插反，主板及插卡将都不工作，但不会烧主板及插卡。

    由于8位ISA接口极易安装错误，说明书上强调卡的元件面应朝向主板的电源插座方向。将该卡按正确的方向插到主板的ISA插槽，并打开计算机后，卡上的数码管就开始显示POST代码，显示的数字随启动的进程不断变化，如果能够正常进入操作系统，则卡上的数码管最后显示为"FF"，表示开机自检正常；如果在启动时出现了问题，则数码管就会显示故障发生时的POST代码，通过查阅随卡附送的POST代码手册，便可以知道问题出在哪里。

    Debug 2000附带的使用手册内容极为详尽，不但包括了Debug 2000的工作原理和使用说明，而且详细介绍了PC机BIOS的开机动作原理及各POST代码的含义。手册中还提供了AWARD、AMI和PHOENIX三种BIOS的POST代码列表，还为AWARD BIOS提供了代码速查表，所有POST代码都采用了中英文对照，使用起来十分方便。

    Debug卡的工作原理：

    Debug卡的工作原理其实很简单，每个厂家的BIOS，无论是AWARD、AMI还是PHOENIX的，都有所谓的POST CODE，即开机自我侦测代码，当BIOS要进行某项测试动作时，首先将该POST CODE写入80h地址，如果测试顺利完成，再写入下一个POST CODE，因此，如果发生错误或死机，根据80H地址的POST CODE值，就可以了解问题出在什么地方。Debug 卡的作用就是读取80H地址内的POST CODE，并经译码器译码，最后由数码管显示出来。这样就可以通过Debug卡上显示的16进制代码判断问题出在硬件的那一部分，而不用仅依靠计算机主板那几声单调的警告声来粗略判断硬件错误了。通过它可知道硬件检测没有通过的是内存还是CPU，或者是其他硬件，方便直观地解决棘手的主板问题。以此类推，还可以判断超频的限制硬件是哪一个，做到有的放矢，查障无忧。

    常见的错误代码含义如下：

    1、"C1"内存读写测试，如果内存没有插上，或者频率太高，会被BIOS认为没有内存条，那么POST就会停留在"C1"处。

    2、"0D"表示显卡没有插好或者没有显卡，此时，蜂鸣器也会发出嘟嘟声。

    3、"2B"测试磁盘驱动器，软驱或硬盘控制器出现问题，都会显示"2B"。

    4、"FF"表示对所有配件的一切检测都通过了。但如果一开机就显示"FF"，这并不表示系统正常，而是主板的BIOS出现了故障。导致的原因可能有：CPU没插好，CPU核心电压没调好、CPU频率过高、主板有问题等。

    用Debug卡来超频：

    以前，我们在超频中出现黑屏现象时，无法确定是内存、AGP显卡还是IDE设备出了问题，只好凭自己的经验插这个拔那个，结果也许还是徒劳。现在，只需看看POST卡上显示的代码，即可确定问题出在什么地方。

     我的PC使用的主板是升技 BE6-II，CPU是赛扬II533，内存是LG的PC100 128M。把Debug卡插在主板上，进行下面的超频测试。

    先在66MHz外频下做正常开机，接通电源，电源LED指示灯全亮，证明电源没有问题，其它几个LED指示灯的状态也正常，RESET指示灯不停闪烁，数码管上显示的数字不停变化，最后停留在"FF"，系统自检完毕，一切正常。

    赛扬Ⅱ 533（66.6×8＝533）具备一定的超频实力，其倍频已锁，只能超外频，将外频超至100，即100×8＝800的主频，开机无法正常启动，显示器没有反应，数码管显示自检码"0D"，查手册得知，"0D"表示"侦测初始化显示界面"，由此分析是显卡跟不上，尝试PCI用4分频，AGP用2分频后开机正常。由此可知，平时很不容易弄明白的事情，用Debug卡很容易就判断出来了，节省了不少时间，也学到了不少知识。

     继续超到110MHz，无法开机，自检码一直是"FF"，说明CPU根本就没有工作，把CPU电压设置在1.7V，顺利开机，运行较大程序，未出现死机现象，CPU温度没有变化。最后把外频设为133MHz外频，无论如何加电压，开机一直显示"FF"，说明133MHz外频已超出我们的CPU的极限频率。由于有了Debug卡的帮助，只用了十几分钟便确定了CPU 的超频极限，这在以前是很难做到的。该卡对卖CPU的和很多装机商来说，很显然是一个有力的辅助工具。

    用Debug卡来细调内存参数：

    在超频时，内存是影响超频性能的一个重要因素。Debug卡同样可以帮我们测试内存的超频极限。对LG的PC100，先设CL=3，从100MHz到110MHz全部通过，好，那就让内存频率在外频之上提高33MHz（需主板支持），外频仍从100MHz开始，直到115MHz，内存频率已到了147MHz，还是正常通过，但到了120MHz，即内存频率152MHz时，无法开机了，自检码显示为"C1"--"内存侦测错误"，看来147MHz为该内存的极限。同样换一条PC133，则可以达到160MHz的频率。再将CL值设为2，结果两条内存在原极限频率下均不能正常开机，显示仍为"C1"，将两条内存都逐渐降频，发现PC100的内存在110MHz时恢复正常，而PC133的内存在降到其标准的133MHz时才恢复正常，由此看出了我们手中内存的超频能力。

    用Debug卡解决装机及主板维修问题：

图六

    很多DIY在装机遇到困难时，最常用的方法就是换件，这种做法本无可厚非，因为这是最简单、最无可奈何的方法。有了Debug卡，就可以根据显示的错误代码直接找到有问题的硬件。检修较复杂的故障时，可以分成两步来作，如图六流程所示，首先把Debug卡插到主板上，CPU、内存、扩充卡都不插，只插上主板的电源，此时，主振灯应亮，否则主板不起振；复位信号灯应亮半秒种后熄灭，若不亮，则主板无复位信号而不能用，如果常亮，则主板总处于复位状态，无法向下进行，初学者常把加速开关线当成复位线插到了复位插针上，导致复位灯常亮，复位电路损坏也会导致此故障；分频信号灯应亮，否则说明分频部分有故障；+5V、-5V、+12V、-12V四个电源指示灯应足够亮，不亮或亮度不够，说明开关电源输出不正常，或者是主板对电源短路或开路；BIOS信号灯因无CPU不亮是正常的，但若插上完好的CPU后，BIOS灯应无规则的闪亮，否则说明CPU坏或跳线不正确或主板损坏。Debug卡的这一功能相当有效，象－5V、－12V的电压值在PC组件中极少用到，新攒的或使用已久的PC电源，其－5V和－12V可能已经损坏，平时虽相安无事，出了问题却会让你头疼，现在，通过Debug卡上的批示灯就可方便地解决这个问题。排除了以上简单的故障后，把有关的扩展卡插上（一般是只组成最小系统），根据开机后显示的代码，就可以直接找到有问题的配件，从而方便地解决装机时出现的硬件错误，比如内存、显卡、CPU等硬件的接触错误，BIOS，CPU缓存的功能错误等。

    总之，在Debug卡面前，主板的一切故障都会暴露无遗，有了Debug卡，维修电脑主板故障不再愁，真正做到，一卡在手，查障无忧。当然，Debug卡也不是万能的，它只是检查主板的一个工具，专业维修中更多的是靠经验。关于Debug卡更详细的信息，请大家到BIOS专页（BIOS.533.net）查询。