主板故障的分类

6.1.1　主板故障的分类

主板的故障一般有两种分类方法：一种是按归类与抽象的方法划分，另一种是按物理性质划分。

按归类和抽象的方法可分为单点故障和多点故障两大类。单点故障指主板的故障是由一个故障点引起的，而多点故障是指主板故障是由多个（一个以上）故障点引起的。这样后者要比前者复杂得多，排除后者要比前者困难得多。但是根据维修实践的统计，计算机发生的故障大都为单点故障，一般单点故障占发生故障总数的85%左右。

如果按故障的物理性质划分，又可以划分为多种类型。

1．按影响范围分类

由于故障对主板的影响范围大小不同，可分为局部性故障和全局性故障。另外按故障的相互影响或故障本身的牵连关系，又可分为独立性故障和相关性故障。

（1）局部性故障与全局性故障

局部性故障只影响主板的部分功能，即只对主板局部产生影响，这样主板仍可完成其他的功能，一般它不会影响主板的正常运行。而全局性故障则可能影响到整个主板，使主板完全不能工作或使整个主板丧失正常的功能。

（2）独立性故障与相关性故障

独立性故障是由于主板中某一元件（或部件）本身失效引起的，一般只影响到一个局部，不会由此造成别的故障。而相关性故障是指某一故障发生后，导致其他一个或几个部分随之发生故障，它们相互关联，又相互包含，给故障判断和定位造成了很大的困难，按这种故障的划分方法，局部性故障和独立性故障占故障发生总数的70%左右。

2．按持续时间分类

根据故障持续时间的不同可分为暂时性故障、永久性故障和临界性故障。

（1）暂时性故障

暂时性故障又称间歇性故障或可恢复性故障，它是指元器件由于环境条件因素（温度、湿度、尘埃、静电等变化以及工作电压、电网干扰、电磁冲击等原因）所引发的故障，具体表现在元器件工作不稳定，或者因逻辑电平发生错乱而引起功能错误。这类故障的特点是持续时间短、随机性强，有时往往不需要人为干预就能自动恢复正常工作。这是一种时隐时现的随机性故障，因而当故障频度较低时，较难检测定位。遇到这类故障时，应根据实际情况，使用相应的诊断方法，如采用指令重复执行或程序回归的方法检测等。这类故障原则上不属于主板本身的故障。

（2）永久性故障

永久性故障又称为固定性故障或不可恢复性故障。永久性故障是由于元器件失效、电路中存在短路、开路（或断路）、机械损伤等物理性损坏而引起的故障。这是一种既有偶然性、又有必然性的故障。这类故障现象是固定性的，如果不采取主板诊断与测试定位、进行人为干预排除与修复，主板就不能正常工作。

（3）临界性故障

临界性故障又称为边缘性故障，它是指由于材料缺陷、制造工艺不良及元器件筛选或不满足正常要求等原因，使主板在较恶劣的环境下工作或随着使用时间的增长使元器件参数逐渐变坏、主板性能下降，以致逐渐损坏，最终故障的结果将导致永久性故障，在这个过程中引起的故障称为临界性故障。临界性故障在某些情况下与暂时性故障的表现形式相似，但它们的性质是不同的。临界性故障是因为元器件性能变差或其他先天不良的因素引起的故障，随着时间的推移，大都会发展成为永久性故障；而暂时性故障的元器件及先天因素都正常，只是因为某种暂时性的特殊原因，造成了瞬间的功能故障，在此之后，还可自动恢复正常工作。

按上述故障的划分，永久性故障约占故障总数的90%左右。

3．故障性质的范围

可划分为四大类：主板电源供电故障、总线故障、关键性故障和非关键性故障。

（1）主板电源供电故障

供电电路可以为主板上的CPU、芯片、总线等提供工作电源。电源供电电路涉及的故障主要表现在以下几个方面：

1）电源好（Power-Good）信号故障，该信号出现故障会造成主板不能加电。

2）CPU电源故障，这类故障会造成CPU不能正常工作。

3）Reset信号故障，该信号会造成按下Reset键主板不能复位。

4）+5V和+3.3V电源故障，该类故障造成主板整体不能工作。

5）+12V电源故障，该类故障会造成串口的工作异常，有的主板还会影响BIOS的写电压不能工作。

（2）总线故障

总线是连接计算机各部件的一组公共信号线。不同的总线通过总线缓冲器连接起来。总线又分为地址总线、数据总线和控制总线三种。地址总线和控制总线上的信号由执行总线操作的主设备产生，CPU和其他总线主控制器（如DMA控制器）都可以控制总线。数据总线是为各部件之间提供数据传送的通路的，总线只有在和某一时刻的命令控制信号组合起来，方有特定的含义。因此只有了解总线结构才容易理解数据来自哪一级总线，发向哪一级总线，哪一级总线上连接了哪些设备，这些设备某一时刻在干什么工作。把主板的结构分成若干层次的总线能简化对部件的控制，CPU正是通过总线完成各设备之间的数据交换。

总线上所涉及的器件和设备很多，但是总线故障主要表现在两个方面。

1）总线本身的故障

在各类总线中，任何一级总线的数据总线、地址总线和控制总线出现故障，CPU都不可能在取指令的总线周期中读取到正确的指令码，从而使以后CPU的操作执行失败。

2）总线控制权错误引起的总线故障

由于CPU内部一般没有总线仲裁机构，为满足主板对多主控模块争用总线控制权的需要，在总线接口中一般配备有总线控制器模块。此外，还有其他总线主控制器（如DMA控制器）可以取得总线控制权，如果这些总线主控器及相关电路发生错误也会引起总线故障。

总而言之，总线故障主要是由于主板总线主控制器故障、扩充总线故障或扩充总线驱动器故障、总线响应逻辑以及总线等待逻辑电路错误、总线通道上的一些锁存及驱动等电路故障等各种因素引起的。在分析总线故障时，应该从总线的相互关系以及总线控制权的交换出发，掌握排除总线故障的各种检测方法，这样遇到其他各种总线故障就比较容易排除。

（3）关键性故障

主板上的 BIOS芯片、时钟模块、主板电路模块、数据收发逻辑电路、DMA控制器及内部存储器刷新电路等是主板运行的关键部件，这些器件（或电路模块）出现故障，整个主板将陷于瘫痪。在POST（加电自检）过程中，首先对这些部件进行检查，如果这些部件出错就作为关键性故障。一般以初始化显示系统为界，在此以前出现的故障为关键性故障，这时屏幕无任何显示，只有喇叭发出“嘟嘟”声。出现关键性故障时，主板不能继续启动（引导）。

（4）非关键性故障

POST程序检查完关键部件无误之后，主板具备了最基本的运行条件，接下来就可以对其他扩充部件进行诊断和测试，这些部件包括高端的内存DRAM芯片、显示适配器、中断控制器、键盘控制器、软/硬盘接口控制，串/并行接口控制等，若检测到这些部件有错或有故障，则称为非关键性故障。出现非关键性故障时显示器还能显示，这样会将这些非关键性故障的有关信息显示在屏幕上，这样有利于根据出错信息的提示判断故障部位。一般情况下，非关键性故障出现后，可允许主板继续启动。非关键性故障的错误信息会在屏幕上显示。