Giáo trình Sữa chữa khối CPU

--- gi¸o tr×nh söa ch÷a khèi CPU ---

m«n: Söa ch÷a khèi CPU

Ch ¬ng I – Qu¶n lý bé nhí

HÖ thèng biÓu diÔn d÷ liÖu trªn m¸y tÝnh

I.

Kh¸i niÖm c¬ b¶n

1. C¸ch tæ chøc bé nhí

30 h

20 h

10 h

§o¹n 3

§o¹n 2

§o¹n 1

§o¹n 0

0 h

C¸ch tæ chøc bé nhí nh sau: Bé nhí chÝnh cña hÖ thèng 8086/8088 lµ

mét d·y c¸c byte liªn tiÕp nhau ® îc ®¸nh sè thø tù tõ 0 ®Õn 1.048.575 (tøc lµ

20

tõ 0 ®Õn 2 - 1 hoÆc 00000H ®Õn 0FFFFFH). Sè thø tù ®ã ® îc gäi lµ ®Þa chØ

(dµi 20 bit) vµ tæng céng bé nhí cã 1MB, CPU 80296 cho phÐp bé nhí lªn tíi

16 MB (®Þa chØ 24 bit), 80386 trë lªn cã ®Þa chØ lªn tíi 4 GB (1 Gb=1024 MB,

®Þa chØ 32 bit). §Ó tËn dông bé nhí vµ thuËn lîi trong xö lý, ng êi ta chia bé

nhí thµnh tõng ®o¹n (segment), mçi ®o¹n b¾t ®Çu tõ ®Þa chØ chia ch½n cho 16

vµ cã ®é lín tèi ®a 64K. Lóc ®ã vÞ trÝ cña mét byte trong bé nhí ® îc x¸c ®Þnh

b»ng ®o¹n:« (gäi lµ ®Þa chØ t ¬ng ®èi vµ vÞ trÝ thùc trong bé nhí gäi lµ ®Þa chØ

Biªn so¹n : Cö nh©n Vò Kh¸nh Toµn

- Trang 1 -

--- gi¸o tr×nh söa ch÷a khèi CPU ---

tuyÖt ®èi). §o¹n hoÆc « lµ mét sè nhÞ ph©n 16 bit cã trÞ tõ 000H ®Õn 0FFFFH,

®o¹n x¸c ®Þnh ®Þa chØ cña ®o¹n vµ « lµ vÞ trÝ cña byte ë trong ®o¹n.

2. Kh«ng gian nhí

Bus ®Þa chØ cña 8086 cã 20 ® êng d©y, do vËy nã cã thÓ qu¶n lý (®¸nh

®Þa chØ) ®Õn 2²⁰= 1M « nhí, v× mét « nhí b»ng mét byte nªn nãi c¸ch kh¸c,

kh«ng gian ®Þa chØ vËt lý cña bé nhí 8086 lµ 1MB. MÆt kh¸c ta thÊy r»ng c¸c

thanh ghi ®a n¨ng cña 8086 chØ dµi 16 bit, tøc lµ nÕu dïng mét thanh ghi ®Ó

®¸nh ®Þa chØ th× chØ cã thÓ ®¸nh ® îc ®Õn 2¹⁶= 64 KB, ®Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nµy,

8086 ®· dïng hai thanh ghi ®Ó ®¸nh ®Þa chØ bé nhí theo c¸ch thøc sau:

B»ng ch ¬ng tr×nh, kh«ng gian ®Þa chØ vËt lý ® îc ph©n thµnh c¸c ®o¹n

nhí (segment) víi kÝch th íc cè ®Þnh lµ 64KB mçi ®o¹n, ®ã lµ mét ®¬n vÞ logic

cña bé nhí, mçi ®o¹n gåm c¸c « nhí liªn tiÕp nhau ®éc lËp vµ cã thÓ ®Þnh vÞ

t¸ch rêi ® îc. Mçi ®o¹n ®Òu ® îc phÇn mÒm g¸n cho mét ®Þa chØ ®o¹n lµ ®Þa

chØ « nhí b¾t ®Çu thÊp nhÊt trong ®o¹n ®ã, gi¸ trÞ c¸c ®Þa chØ ®o¹n nµy ®Òu ph¶i

lµ béi cña 16 byte. Do ®ã, c¸c ®o¹n cã thÓ kÕ cËn nhau, t¸ch rêi, phñ lÊp mét

phÇn lªn nhau. Bªn trong ®o¹n tån t¹i c¸c gi¸ trÞ ®é dÞch (offset) lµ kho¶ng c¸ch

tÝnh tõ ®Þa chØ ®o¹n tíi c¸c « nhí n»m trong ®o¹n. Mçi cÆp ®Þa chØ vµ gi¸ trÞ ®é

dÞch, segment : offset, ® îc gäi lµ ®Þa chØ logic. Nã cho phÐp ®Þnh vÞ chÝnh x¸c

mét byte nhí trong kh«ng gian ®Þa chØ logic. C¸c thanh ghi ®o¹n 16 bit tõ CS

®Õn ES ® îc dïng ®Ó chøa c¸c gi¸ trÞ segment vµ c¸c thanh ghi ®a n¨ng cã thÓ

chøa c¸c gi¸ trÞ offset.

C¨n cø vµo ®ã, ®Þa chØ vËt lý thùc sù cña mét byte nhí ® îc tÝnh tõ ®Þa

chØ logic nh sau:

§Þa chØ vËt lý = 16 x segment + offset

ViÖc tÝnh to¸n nµy ® îc CPU thùc hiÖn b»ng c¸ch dÞch tr¸i gi¸ trÞ thanh

ghi ®o¹n ®i 4 bit råi céng víi gi¸ trÞ offset trong thanh ghi ®a n¨ng ( v× khi mét

Biªn so¹n : Cö nh©n Vò Kh¸nh Toµn

- Trang 2 -

--- gi¸o tr×nh söa ch÷a khèi CPU ---

sè nhÞ ph©n ® îc dÞch tr¸i ®i 4 sè, t ¬ng ® ¬ng víi viÖc nh©n nã víi 2⁴= 16). VÝ

dô: cã hai ®Þa chØ logic sau cïng ¸nh x¹ vµo mét ®Þa chØ vËt lý 130.493

1F36H : 0A5DH --> 1F36H * 16 + 0A5DH = 130.493

1FB1H : 02ADH --> 1FB1H * 16 + 02ADH = 130.493

3. C¸ch ®Þa chØ ho¸

* C¸ch tÝnh ®Þa chØ tuyÖt ®èi cña ®o¹n khi biÕt ®Þa chØ t ¬ng ®èi cña ®o¹n

vµ ®Þa chØ « nh sau:

+ B íc 1: Tõ ®Þa chØ §o¹n : ¤ ® îc biÓu diÔn d íi d¹ng sè Hexa, ta

thªm bit sè 0 vµo sau ®Þa chØ ®o¹n.

+ B íc 2: TiÕn hµnh céng ®Þa chØ ®o¹n ®ã víi ®Þa chØ «, kÕt qu¶ nhËn

® îc chÝnh lµ ®Þa chØ tuyÖt ®èi.

Víi c¸ch ®Þnh vÞ t ¬ng ®èi, c¸c ®o¹n cã thÓ chång lªn nhau, nèi tiÕp hoÆc

c¸ch xa nhau....

VÝ dô : Tõ ®Þa chØ t ¬ng ®èi 1134:1023 tÝnh ra ®Þa chØ tuyÖt ®èi nh sau:

1134

1023

11340

1023

12363

Nh vËy ®Þa chØ tuyÖt ®èi cña ®o¹n trªn sÏ lµ 12363.

II. C¸ch biÓu diÔn d÷ liÖu trong m¸y tÝnh

1. HÖ thèng sè: C¸c m¸y tÝnh kh«ng lµm viÖc víi sè thËp ph©n mµ lµ sè

nhÞ ph©n bao gåm c¸c sè 0 vµ 1. T¹i sao l¹i dïng sè nhÞ ph©n, bëi v× c¸c thiÕt bÞ

®iÖn tö lµm viÖc tèt khi ® îc thiÕt kÕ theo kiÓu hai tr¹ng th¸i (nhÞ ph©n) tøc lµ

bËt/t¾t hoÆc s¸ng/tèi.

Biªn so¹n : Cö nh©n Vò Kh¸nh Toµn

- Trang 3 -

--- gi¸o tr×nh söa ch÷a khèi CPU ---

C¬ sè

2

HÖ thèng sè

NhÞ ph©n(Binary)

ThËp ph©n(Decimal)

C¸c ký hiÖu sè

0,1

10

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

16

ThËp lôc ph©n

(Hexadecimal)

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,

C, D, E, F

2. C¸ch chuyÓn ®æi sè

ChuyÓn ®æi sè lµ chuyÓn mét sè tõ hÖ nµy sang hÖ kh¸c cã cïng gi¸ trÞ

a, ChuyÓn tõ hÖ nhÞ ph©n sang thËp ph©n

Muèn chuyÓn mét sè nhÞ ph©n sang thËp ph©n ta theo c¸c b íc sau:

+ BiÓu thÞ sè theo d¹ng ®a thøc:

B = d_nbⁿ+d_n-1b^n-1+....+d_ibⁱ

TÝnh c¸c gi¸ trÞ bⁱt ¬ng øng víi c¸c ch÷ sè kh¸c 0 thø i cña sè hÖ hai råi

céng l¹i víi nhau sÏ thu ® îc sè thËp ph©n t ¬ng øng.

Trong ®ã: B: Sè nhÞ ph©n cÇn ®æi sang thËp ph©n.

n: lµ sè thø tù cao nhÊt cña B.

i: lµ chØ sè cña sè thø tù khëi ®Çu trong d·y sè B (th êng lµ sè thø tù ®Çu

tiªn tõ bªn ph¶i nhÊt cu¶ sè B, cã gi¸ trÞ khëi ®Çu lµ i=0 ).

VÝ dô: Muèn ®æi sè nhÞ ph©n 111 sang hÖ thËp ph©n ta lµm nh sau:

111B = 1 x 2²+ 1 x 2¹+ 1 x 2⁰= 4 + 2 + 1 = 7.

VËy ta cã: 111B = 7D.

b, ChuyÓn tõ hÖ thËp ph©n sang nhÞ ph©n

+ BiÓu thÞ sè theo d¹ng ®a thøc:

Biªn so¹n : Cö nh©n Vò Kh¸nh Toµn

- Trang 4 -

--- gi¸o tr×nh söa ch÷a khèi CPU ---

NI = d_n-1b^n-1+d_n-2b^n-2+ ... +d₁b¹+d₀b⁰

= (d_n-1b^n-2+d_n-2b^n-3+ ... +d₁)b ¹+d₀

Chia NI cho b ® îc phÇn d lµ d₀vµ phÇn th ¬ng lµ :

NI’ = d_n-1b^n-2+d_n-2b^n-3+ ... +d₁

Chia NI’ cho b ®-îc phÇn d- lµ d₁vµ phÇn th ¬ng lµ d_n-1b^n-3+d_n-2b^n-4+ ...

+d₂. TiÕp tôc qui tr×nh trªn cho ®Õn khi phÇn th ¬ng lµ 0 ta ® îc sè hÖ b lµ d_n-

₁d_n-2... d₁d₀.

VÝ dô ®æi 43₁₀sang nhÞ phËn nh sau:

43 : 2

21 : 2

10 : 2

5 : 2

2 : 2

1 : 2

=

21 d

1

10

5

1

0

2

1

0

1

Nh vËy 43₁₀

=

1010011.

3. C¸c phÐp tÝnh nhÞ ph©n

a. PhÐp céng :

0 + 0 = 0

0 + 1 = 1

1 + 0 = 1

1 + 1 = 0 (nhí 1)

Biªn so¹n : Cö nh©n Vò Kh¸nh Toµn

- Trang 5 -

--- gi¸o tr×nh söa ch÷a khèi CPU ---

VÝ dô :

100(4)

+

101(5)

1001(9)

b. PhÐp trõ :

0 – 0 = 0

0 – 1 = 1 (m în 1)

1 – 0 = 1

1 – 1 = 0

VÝ dô :

-

1010(10)

0101(5)

c. PhÐp nh©n : PhÐp nh©n lµ mét d·y c¸c phÐp céng liªn tiÕp.

0 x 0 = 0

0 x 1 = 0

1 x 0 = 0

1 x 1 = 1

Biªn so¹n : Cö nh©n Vò Kh¸nh Toµn

- Trang 6 -

--- gi¸o tr×nh söa ch÷a khèi CPU ---

VÝ dô :

11.01(13)

x 101(5)

1101

0000

1101

10000.01(65)

d. PhÐp chia :

0 / 0 = kh«ng ®Þnh nghÜa

0 / 1 = 0

1 / 0 = kh«ng ®Þnh nghÜa

1 / 1 = 1

VÝ dô :

11110(30) 101(5)

101

0101

101

000

110(6)

* Nh vËy phÐp chia lµ mét d·y c¸c phÐp trõ liªn tiÕp.

Biªn so¹n : Cö nh©n Vò Kh¸nh Toµn

- Trang 7 -

--- gi¸o tr×nh söa ch÷a khèi CPU ---

Ch ¬ng II - N©ng cÊp m¸y vi tÝnh

I. N©ng cÊp bé vi xö lý CPU

1. Kh¸i qu¸t c¸c bé vi xö lý

CPU (Central Processing Unit – Bé xö lý trung t©m) ® îc coi lµ bé

n·o cña m¸y tÝnh, nhiÖm vô cña CPU lµ xö lý nh÷ng ho¹t ®éng cña m¸y tÝnh

nh : tÝnh to¸n, l u tr÷ th«ng tin vµ t×m kiÕm th«ng tin. Sù ph¸t triÓn cña c«ng

nghÖ m¸y tÝnh lu«n g¾n liÒn víi sù ph¸t triÓn cña CPU cô thÓ nh sau:

IBM lµ c«ng ty ®Çu tiªn s¶n xuÊt ra c¸c m¸y PC víi c¸c lo¹i vi xö lý

8086 vµ 8088 cæ ®iÓn, sau ®ã c«ng ty Intel ®· ph¸t minh ra lo¹i CPU 80286 cã

thÓ truyÒn ® îc 16 bitTr íc khi ph©n biÖt c¸c lo¹i CPU hiÖn nay cã trªn thÞ

tr êng chóng ta kh«ng thÓ kh«ng ®iÓm qua mét vµi nÐt vÒ sù ph¸t triÓn cña c¸c

thÕ hÖ CPU nh sau:

IBM lµ c«ng ty ®Çu tiªn s¶n xuÊt ra c¸c PC víi c¸c lo¹i 8086 vµ 8088 cæ

®iÓn. Sau ®ã c«ng ty Intel (Intel Corporation) ph¸t minh ra lo¹i CPU

80286 cã thÓ truyÒn ® îc 16 bit d÷ liÖu lµm t¨ng c êng thªm søc m¹nh

cña IBM (ta quen gäi lµ m¸y 286). KÕ ®ã m¸y 80386 CPU ra ®êi víi kiÕn

tróc vi kªnh cã thÓ chuyÓn t¶i 32 bit d÷ liÖu.

N¨m 1989 Intel ®· ® a ra lo¹i 80486 dï còng chØ truyÒn t¶i ® îc 32 bit

d÷ liÖu nh ng cã thªm mét bé nhí bªn trong (cache) 8KB ®Ó l u tr÷ d÷

liÖu, gióp cho CPU cã thÓ xö lý nhanh h¬n, tr¸nh viÖc chê ®îi d÷ liÖu tõ

bé nhí RAM ® a ®Õn.

N¨m 1995 mét hä CPU míi cña Intel ra ®êi ®ã lµ Pentium, lo¹i Pentium

®Çu tiªn lµ lo¹i Pentium S vµ Pentium Pro (cßn gäi lµ m¸y 586) cã thÓ xö

lý ® îc 64 bit d÷ liÖu vµ cã ®Õn 2 caches 8KB, mét cache dïng cho l u

tr÷ d÷ liÖu vµ mét caches ®Ó chøa c¸c lÖnh. KiÕn tróc Pentium cßn ® îc

Biªn so¹n : Cö nh©n Vò Kh¸nh Toµn

- Trang 8 -

--- gi¸o tr×nh söa ch÷a khèi CPU ---

hç trî bëi c«ng nghÖ MMX ®Ó ph¸t huy toµn bé søc m¹nh trong xö lý

h×nh ¶nh vµ ©m thanh. Cã rÊt nhiÒu chñng lo¹i CPU víi c¸c tªn gäi nh

Pentium, Celeron, AMD K5/K6, Athlon, Cyrix ...Trong qu¸ tr×nh ph¸t

triÓn th× h·ng Intel ®· lµm chñ t×nh h×nh thÞ tr êng PC tõ phót ®Çu, trong

khi h·ng IBM chän bé vi xö lý 8088 lµm c¸c “bé n·o” cho c¸c m¸y PC

®Çu tiªn(Bé xö lý 8088 kh«ng ph¶i lµ mét bé xö lý ch¹y nhanh nhÊt vµo

thêi ®iÓm ®ã, nh ng IBM cho lµ nã cã thÓ t ¬ng thÝch víi c¸c thiÕt bÞ

ngo¹i vi c¶ vÒ tèc ®é vµ gi¸ c¶). Cuèi cïng IBM còng ph¶i tõng b íc më

réng c¸c PC vµ ®ã chÝnh lµ yÕu tè ngµy nay c¸c phÇn cøng vµ hÖ ®iÒu

hµnh vÉn t ¬ng thÝch. C¸c bé vi xö lý cña chñng lo¹i Intel ®· tr¶i qua 5

thÕ hÖ chÝnh vµ thÕ hÖ thø 6 th× Intel còng ph¶i b íc ®Õn giai ®o¹n hîp

t¸c. Bèn thÕ hÖ ®Çu sö dông “8” lµm tªn chñng lo¹i cña nã, b¾t ®Çu víi

c¸c ®ît nèi tiÕp 8088/8086/80186 vµ tiÕn ®Õn c¸c chip 80286, 80386 vµ

80486.

b.Ph©n lo¹i c¸c bé vi xö lý theo c¸c nhµ s¶n xuÊt

+ C¸c m¸y tÝnh hÖ cò bao gåm:

- Intel 8086 (xuÊt hiÖn n¨m 1978)

- Intel 8088(1979)

- NEC V20, NEC V30 (1981)

+ C¸c m¸y tÝnh thÕ hÖ míi bao gåm :

- Intel 80286 (1982)

- Intel 386 (1985)

- Intel 386SX (1988)

- Intel 386SL (1990)

- IBM386SLC (1991)

- Intel 486 (1989)

- Intel 486SX(1991)

Biªn so¹n : Cö nh©n Vò Kh¸nh Toµn

- Trang 9 -

--- gi¸o tr×nh söa ch÷a khèi CPU ---

- Intel 486SL(1992)

- Intel 486DX2(1992)

- Intel 486DX4(1994)

Tõ Intel thÕ hÖ thø 6 chuyÓn sang Pentium tõ dßng Pentium I, Pentium II,

Pentium III vµ Pentium IV(G4) ra ®êi n¨m 2001.

2. C¸c chØ tiªu so s¸nh c¸c bé vi xö lý

+ Tèc ®é xö lý cña bé vi xö lý.

+ Tèc ®é bÞ ¶nh h ëng bëi bé nhí.

+ Tèc ®é truy cËp æ ®Üa cøng.

+ Tèc ®é xö lý c¸c Card ®å häa, c¸c thiÕt bÞ ngo¹i vi vµ cµi ®Æt kh¸c.

Sau ®©y lµ mét vÝ dô so s¸nh vÒ bé vi xö lý cña hai h·ng Intel vµ AMD.

Sự khác biệt về hiệu năng giữa Pentium III và K6-III như thế nào?

NhiÒu nhµ b×nh luËn tiªn ®o¸n r»ng cuéc ®ua gi÷a Intel vµ AMD sÏ lÆp l¹i kÞch

b¶n ®· x¶y ra tr íc ®©y:

- AMD tung ra mét chip míi vµ chip nµy v ît lªn tr íc trong mét thêi gian

ng¾n.

- Sau ®ã Intel ®¸p l¹i ngay b»ng mét CPU nhanh h¬n vµ giµnh l¹i vÞ trÝ hµng

®Çu.

HiÖn t¹i, tèc ®é Pentium III vÉn cao h¬n trong nh÷ng tÝnh to¸n dÊu chÊm ®éng,

c¸c lo¹i tÝnh to¸n cÇn thiÕt trong ®å häa 3D. Cã ® îc ®iÒu nµy lµ do Pentium III

cã thÓ thùc hiÖn ®ång thêi c¸c lÖnh tÝnh to¸n dÊu chÊm ®éng, MMX vµ SSE.

K6-III còng thùc hiÖn ® îc nh÷ng lÖnh tÝnh to¸n nµy nh ng kh«ng ®ång thêi.

Tuy nhiªn, K6-III tá ra kh¸ hiÖu qu¶ trong c¸c øng dông nghiÖp vô th«ng

th êng. H¬n n÷a, gi¸ chip K6-III rÎ h¬n so víi Pentium III nªn nã v ît Pentium

III cña Intel trªn ph ¬ng diÖn gi¸/tèc ®é.

C¸c chuyªn gia tiªn ®o¸n r»ng víi hai chip cïng tèc ®é cña Intel vµ AMD th×

ch¼ng cã chip nµo tá ra m¹nh h¬n khi ch¹y ch ¬ng tr×nh ®· ® îc tèi u hãa cho

Biªn so¹n : Cö nh©n Vò Kh¸nh Toµn

- Trang 10 -

--- gi¸o tr×nh söa ch÷a khèi CPU ---

chip. Nãi c¸ch kh¸c, Pentium III 450MHz ch¹y ch ¬ng tr×nh tèi u cho SSE

còng t ¬ng ® ¬ng nh K6-III 450MHz ch¹y ch ¬ng tr×nh tèi u cho 3DNow!

3. C¸c bé vi xö lý theo tiªu chuÈn khe c¾m

Tïy theo chñng lo¹i còng nh sù ph¸t triÓn kh«ng ngõng cña c«ng nghÖ

vi xö lý mµ ng êi ta ® a ra nhiÒu kiÓu ®Õ c¾m, trong ®ã cã hai lo¹i thiÕt kÕ cho

c¸c CPU lµ :

+ Lo¹i ch©n c¾m (socket)

+ Lo¹i khe c¾m (slot).

Socket cã rÊt nhiÒu lo¹i: socket 3, socket 5, socket 7, socket 8 (c¸c lo¹i

nµy hÇu nh kh«ng cßn xuÊt hiÖn m¸y tÝnh míi hiÖn nay), socket 370, socket

423, socket 478, socket A (socket 462).

Lo¹i Slot th× cã 2 lo¹i lµ Slot 1, Slot 2 (Slot 2 chñ yÕu dïng cho m¸y chñ,

m¸y tr¹m).

C¸c Mainboard nµy chØ kh¸c nhau vÒ c¸c ch©n c¾m CPU trªn Mainboard

mµ th«i, cßn c¸c thµnh phÇn kh¸c th× t ¬ng tù nhau, nh MMX sö dông Socket

7, Pentium II, III cho kiÓu Slot 1, Slot A cho kiÓu Athlon, Pentium III cho kiÓu

Slot 1, Socket 370 ...

4. Mainboard vµ bé vi xö lý phï hîp

CPU chÞu tr¸ch nhiÖm xö lý mäi lÖnh vµ tÊt c¶ c¸c d÷ liÖu mµ m¸y tÝnh

cÇn, kiÓu CPU quyÕt ®Þnh n¨ng lùc xö lý tæng thÓ cña m¸y.

VÝ dô: CPU Pentium III ch¹y Win98 tèt h¬n nhiÒu so víi CPU Pentium

II. CPU Pentium MMX xö lý c¸c øng dông vÒ ®å häa tèt h¬n so víi CPU kh«ng

cã MMX.

* Tèc ®é CPU:

Biªn so¹n : Cö nh©n Vò Kh¸nh Toµn

- Trang 11 -

--- gi¸o tr×nh söa ch÷a khèi CPU ---

Tèc ®é xung nhÞp CPU ® îc ®o b»ng MHz ¶nh h ëng ®Õn hiÖu n¨ng

ho¹t ®éng cña m¸y tÝnh.

* TiÒm n¨ng CPU:

CPU cã mét møc giíi h¹n nµo ®ã, nªn viÖc n©ng cÊp CPU sÏ c¶i thiÖn

hiÖu n¨ng ho¹t ®éng cña m¸y. Nh ng khi b¹n muèn n©ng cÊp b¹n ph¶i kiÓm tra

Main board cña b¹n hç trî CPU ë tèc ®é nµo.

VÝ dô: Main Board AN430 TX cña Intel chÊp nhËn c¸c bé xö lý Pentium

90, 120, 133, 166, ...,200 MHz.

MainBoard Intel I810, Intel I815, Intel I815E ®Òu chÊp nhËn c¸c bé vi

xö lý Pentium 300, 333, 450, 500, 550, 650, 850 MHZ.

Mçi CPU ® îc s¶n xuÊt cã mét tèc ®é nhÊt ®Þnh, vµ tèc ®é nµy liªn

hÖ víi tèc ®é Bus theo c«ng thøc sau:

CPU Speed = Host Clock x Bus Ratio

( Tèc ®é CPU) = (Tèc ®é Bus) x (HÖ sè nh©n)

Trong ®ã tèc ®é CPU còng ® îc ®o bµng MHz vµ hÖ sè nh©n lµ tû lÖ

(Ratio) nh©n cÇn thiÕt ®Ó CPU ho¹t ®éng. B©y giê khi ®· biÕt Mainboard cña

m×nh ch¹y víi tèc ®é Bus bao nhiªu, tèc ®é CPU bao nhiªu, dùa vµo c«ng thøc

trªn chóng ta cã thÓ suy ra hÖ sè nh©n cÇn thiÕt. VÝ dô:

 Tèc ®é CPU cña b¹n lµ 400 MHz.

 Tèc ®é Bus lµ 100MHz.

 Suy ra hÖ sè nh©n lµ 400/100 = 4.0.

CPU

350

400

Ratio

3.5

CPU Bus Frequence

100

4.0

Biªn so¹n : Cö nh©n Vò Kh¸nh Toµn

- Trang 12 -

--- gi¸o tr×nh söa ch÷a khèi CPU ---

450

500

4.5

5.0

100

5. Nguyªn t¾c thay thÕ t ¬ng ® ¬ng cña c¸c lo¹i CPU

Khi b¹n muèn thay ®æi kiÓu vµ tèc ®é CPU, ta th êng ph¶i thay ®æi

Jumper trªn MainBoard ( bo m¹ch chÝnh).

Ngoµi ra cßn phô thuéc vµo bé ®ång xö lý to¸n häc trªn mçi m¸y, viÖc chän bé

®ång xö lý to¸n cho thÝch hîp sÏ quyÕt ®Þnh tèc ®é xö lý cña CPU. HiÖn nay

h·ng s¶n xuÊt c¸c bé ®ång xö lý to¸n tèt nhÊt lµ Intel. D íi ®©y lµ mét sè

nguyªn t¾c thay thÕ t ¬ng ® ¬ng cña c¸c lo¹i CPU:

- Pentium, 486DX, 486DX/2, 486DX4, 486SL nh÷ng CPU nµy cã cµi s½n bé

®ång xö lý to¸n häc vµ kh«ng cÇn chip bªn ngoµi hç trî.

- 486SX: bé xö lý 486 cã kh¶ n¨ng gÇn t ¬ng ® ¬ng víi mét CPU 486DX vµ bæ

sung thªm mét chip bé ®ång xö lý to¸n häc I487. Trong c¸c m¸y 486SX, bé vi

xö lý vµ bé ®ång xö lý to¸n häc ch¹y víi tèc ®é t ¬ng ® ¬ng. Mét gi¶i ph¸p tèt

h¬n lµ sö dông mét bé xö lý OverDrive thay cho bé vi xö lý 487, OverDrive cã

c¶ bé ®ång xö lý to¸n vµ sÏ t¨ng toµn bé hiÖu suÊt hÖ thèng lªn 70%.

- 386SX, 386SL tÊt c¶ ®Òu kh«ng cã CPU tÝch hîp víi bé ®ång xö lý to¸n, c¸c

chip cña phiªn b¶n SX vµ SL t ¬ng thÝch víi c¸c Bus d÷ liÖu 16 bit h¬n lµ

bus d÷ liÖu 32 bit nh cña phiªn b¶n DX. B¹n cÇn chän c¸c bé ®ång xö lý

to¸n 387DX hoÆc 387SX míi thÝch hîp.

- C¸c hÖ thèng 386DX, 387SX muèn ch¹y c¸c tr×nh øng dông khoa häc xö lý

¶nh hoÆc vÏ kÜ thuËt nh CAD (Computer Aided Desgn/Computer Aided

Manufacturing) ph¶i sö dông thªm bé ®ång xö lý to¸n häc RapidCAD

Engineering cña h·ng Intel th× míi cã kh¶ n¨ng t¨ng tèc ®é xö lý to¸n lªn

70%.

Biªn so¹n : Cö nh©n Vò Kh¸nh Toµn

- Trang 13 -

--- gi¸o tr×nh söa ch÷a khèi CPU ---

6. Tèc ®é truyÒn cña Bus d÷ liÖu trªn Mainboard

Bus vi kªnh, Bus cña IBM cã ® êng truyÒn d÷ liÖu 32 bit cho phÐp d÷

liÖu 32 bit truyÒn qua kªnh cïng mét lóc, nh ng trong mét sè thiÕt kÕ kh¸c chØ

cã mét thiÕt bÞ cã thÓ sö dông Bus nµy chuyÓn vµ nhËn d÷ liÖu ®ång thêi. Bus

nµy cã 4 chøc n¨ng:

- Bus më réng.

- Bus ®Þa chØ.

- Bus d÷ liÖu.

- Bus ®iÒu khiÓn.

§¬n vÞ giao diÖn Bus (BIU) lµ cÇu nèi giao tiÕp gi÷a EU vµ bé nhí hoÆc

c¸c thiÕt bÞ nhËp xuÊt. Nã sÏ göi ®Þa chØ, d÷ liÖu vµ tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn vµo c¸c

Bus. Trong BIU cã 5 thanh ghi CS, DS, ES, SS vµ IP chøa ®Þa chØ. IP chøa ®Þa

chØ cña lÖnh sÏ ® îc thi hµnh tiÕp theo, EU vµ BIU nèi víi nhau th«ng qua c¸c

Bus( gäi lµ c¸c Bus trong). Khi EU ®ang thi hµnh mét lÖnh, BIU sÏ n¹p tiÕp 6

byte lÖnh tiÕp theo vµ ®Æt vµo hµng ®îi lÖnh, ®iÒu nµy lµm gia t¨ng tèc ®é xö lý

cña CPU v× kh«ng ph¶i mÊt thêi gian t×m lÖnh trong bé nhí.

7. Nguån ®iÖn ¸p cÊp cho CPU

CPU 486 cã rÊt nhiÒu hä nh : 486SX, DX, DX2, DX4, SLX...do nhiÒu

h·ng s¶n xuÊt nh : Intel, AMD, Cirux...Trong mçi hä l¹i cã nhiÒu tÇn sè ho¹t

®éng kh¸c nhau nh : 25, 33, 40, 50, 66, 80, 100MHz...vµ ch¹y ®iÖn thÕ kh¸c

nhau nh : 5v, 3v, 3.5v...(chÝnh v× lý do nµy mµ Mainboard cã rÊt nhiÒu Jumper).

Cô thÓ trªn mét sè lo¹i CPU nh sau:

- 486SL lµ lo¹i ® îc thiÕt kÕ dïng cho m¸y x¸ch tay, nã cã thªm bé qu¶n lý ®Ó

tiÕt kiÖm nguån ®iÖn khi m¸y kh«ng ho¹t ®éng ( nh ng hiÖn nay nã còng ® îc

dïng cho m¸y ®Ó bµn).

- 486SX, 486DX cã tèc ®é ho¹t ®éng néi bé b»ng tèc ®é Mainboard.

- Trang 14 -

--- gi¸o tr×nh söa ch÷a khèi CPU ---

- 486DX2 cã tèc ®é néi bé gÊp ®«i tèc ®é Mainboard (riªng DX2 80MHz cña

AMD cã thªm lo¹i dïng ®iÖn thÕ 3V).

- 486DX4 cã tèc ®é néi bé gÊp t tèc ®é Mainboard (hä nµy cã 2 lo¹i ®iÖn thÕ

5V vµ 3V ® îc ghi râ trªn CPU).

*Chó ý:

Lo¹i CPU ch¹y ®iÖn thÕ 3v ®Çu tiªn ® îc chÕ t¹o dïng cho m¸y Laptop ®Ó ®ì

nãng vµ Ýt hao pin. Nh ng sau nµy còng ® îc dïng lu«n cho m¸y Desktop, do

®ã khi sö dông lo¹i CPU nµy mµ Set Jumper sai ®iÖn thÕ 5v rÊt nguy hiÓm cho

1. C¸c lo¹i bé nhí trong m¸y tÝnh

a. Bé nhí lµ kho¶ng kh«ng gian ho¹t ®éng cho m¸y tÝnh, bé nhí lµ mét

s¶n phÈm kü thuËt cao cÊp më réng dung l îng vµ tèc ®é.

Bé nhí l u trong c¸c chip ® îc gäi lµ Random Access Memory (RAM-

bé nhí truy xuÊt ngÉu nhiªn).

+ C¸ch tæ chøc bé nhí trong m¸y tÝnh nh sau:

Bé nhí chÝnh cña hÖ thèng 8086/88 lµ mét d·y c¸c byte liªn tiÕp

nhau ® îc ®¸nh sè thø tù tõ 0 ®Õn 1.048.575 (tøc lµ tõ 0 ®Õn 2²⁰-1 hoÆc 00000h

®Õn 0FFFFFh). Sè thø tù ®ã ® îc gäi lµ ®Þa chØ (dµi 20 bit) vµ tæng céng bé nhí

cã 1MB. Tõ CPU 80286 cho phÐp bé nhí lªn tíi 16MB (®Þa chØ 24 bit), 80386

trë lªn cã ®Þa chØ lªn tíi 4GB (1GB = 1024 MB, ®Þa chØ 32 bit).

§Ó tËn dông bé nhí vµ thuËn lîi trong xö lý, ng êi ta chia bé nhí thµnh

tõng ®o¹n (segment), mçi ®o¹n b¾t ®Çu tõ ®Þa chØ chia ch½n cho 16 vµ cã ®é lín

tèi ®a 64K. Lóc ®ã vÞ trÝ cña mét byte trong bé nhí ® îc x¸c ®Þnh b»ng ®o¹n: «

(®Þa chØ t ¬ng ®èi vµ ®Þa chØ thùc trong bé nhí gäi lµ ®Þa chØ tuyÖt ®èi). §o¹n

- Trang 15 -

--- gi¸o tr×nh söa ch÷a khèi CPU ---

chØ cña ®o¹n vµ « lµ vÞ trÝ cña byte ë trong ®o¹n.

+/ Bé nhí quy íc (Convantional Memory) :

®a sè nh÷ng ch ¬ng tr×nh øng dông DOS th êng sö dông ®Õn vµ mäi bé vi xö lý

Intel ®Òu cã thÓ ®Þnh vÞ ® îc. Vïng nhí nµy xuÊt hiÖn khi m¸y PC míi ra ®êi,

sau ®ã bé nhí ngµy cµng t¨ng v ît qu¸ giíi h¹n 640 KB nªn phÇn tõ 0 KB ®Õn

640 KB ® îc gäi lµ vïng nhí qui íc.

Thµnh phÇn cña vïng nhí qui íc nh sau:

Tõ ®Þa chØ 000H - 3FFH (1024 byte) DOS dïng ®o¹n nµy ®Ó chøa

b¶ng vector ng¾t (Interrupt Vector Table).

Tõ ®Þa chØ 400H - 4FFH (256 byte) tiÕp theo ®-îc gäi lµ ‘’ROM

Communication Area ‘’hay cßn gäi lµ BIOS Data Area’’ mµ BIOS sö dông ®Ó

l u tr÷ nh÷ng th«ng sè cÇn thiÕt ®Ó ho¹t ®éng ( VÝ dô : ®Þa chØ xuÊt nhËp cña

c¸c cæng song song vµ nèi tiÕp...).

Tõ ®Þa chØ 500H - 6FFH (512 byte) t¹o thµnh vïng ‘’DOS

Communication Area’’ dµnh cho DOS sö dông ®iÒu hµnh c«ng viÖc cña m×nh.

Tõ ®Þa chØ 700H trë ®i mét sè ch ¬ng tr×nh cña DOS ® îc n¹p vµo

nh IO.SYS, MSDOS.SYS, DBLSPACE.BIN tiÕp theo lµ mét sè bé ®¹o diÔn

thiÕt bÞ néi t¹i cña DOS vµ vïng ®Öm, cuèi cïng lµ COMMAND.COM

+/Vïng nhí trªn (Upper Memory) :

réng (1MB) nghÜa lµ trong kho¶ng vÞ trÝ 640KB - 1MB cã ®é dµi 384KB.

Vïng nhí nµy dïng ®Ó chøa nh÷ng thµnh phÇn nh sau:

Video Buffer: Dµnh vïng ký íc tõ 640KB - 768KB lµm ký øc ®Öm mµn

h×nh nghÜa lµ nh÷ng g× sÏ hiÖn lªn mµn h×nh. Cã nhiÒu lo¹i mµn h×nh :

- Trang 16 -

--- gi¸o tr×nh söa ch÷a khèi CPU ---

Monochrome (®¬n s¾c), CGA, EGA, VGA, SVGA. D÷ liÖu hiÖn lªn trªn mµn

h×nh theo mét trong hai chÕ ®é Text Mode hoÆc Graphic Mode. Theo chÕ ®é

Text Mode c¸c byte trong ký øc ®Öm sÏ l u c¸c ký tù ë d¹ng m· ASCII, cßn

theo chÕ ®é Graphic Mode th× c¸c byte nµy l¹i cho biÕt pixel nµo ® îc ngêi

s¸ng theo mµu nµo.

EGA BIOS : Mµn h×nh EGA cã riªng mét ch ¬ng tr×nh BIOS chiÕm ký

øc tõ ®Þa chØ C0000h (768K) trë ®i.

Disk Adapter BIOS: Tõ ®Þa chØ C8000h (800K) trë ®i chøa bé ®iÒu

khiÓn giao tiÕp ký øc ®Üa cøng.

Reserved for BIOS: Tõ ®Þa chØ E0000h (896K) trë lªn vïng nµy dµnh

cho BIOS cña hÖ thèng vµ nh÷ng ®¬n thÓ BIOS bæ xung khi cµi ®Æt thªm nh÷ng

thiÕt bÞ g¾n trªn c¸c r·nh më réng (Expansion Slot).

+/ Vïng nhí cao (High Memory Area - HMA) :

Vïng nhí cao chiÕm ®Þa chØ tõ 1024 KB ®Õn 1088 KB (KÝch th íc 64

Kb), vïng nhí nµy chÝnh lµ ®o¹n ®Çu cña vïng nhí më réng.

+/ Vïng nhí më réng (Extende Memory) :

286, At 386 hoÆc At 486 trë ®i. Bé nhí më réng cã thÓ ® îc cµi s½n trªn vØ

m¹ch chÝnh (Mainboard) hoÆc trªn mét vØ m¹ch bé nhí chuÈn. §a sè c¸c m¸y

AT th«ng dông ®Òu cã tèi thiÓu 1MB bé nhí më réng. Nh÷ng bé vi xö lý thÕ hÖ

cò nh 8088/8086 ® îc thiÕt kÕ ®Þnh vÞ tèi ®a lµ 1MB.

2. C¸c lo¹i Ram sö dông trong m¸y tÝnh vµ sù t ¬ng thÝch cña chóng

Ram DIMM.

Lo¹i 1. DIMM (Dual In-line Memory Module)

- Trang 17 -

--- gi¸o tr×nh söa ch÷a khèi CPU ---

Lo¹i 2.- SIMM (Single In-line Memory Module)

Ram hoÆc EDO Ram.

Kiểu Ram. Bộ chip (chip set) trên bo mẹ sẽ quyết định hệ thống máy hỗ trợ kiểu

bộ nhớ nào. Hầu hết các bộ chip Pentium thế hệ đầu tiên hỗ trợ DRam loại Fast

Page Mode, thường gọi ngắn gọn là DRam, hoặc loại có tốc độ nhanh hơn gọi là

Edo Ram.

Một số bộ chip Pentium mới - và tất cả các bộ chip Pentium II - cũng hỗ

trợ một trong hai dạng SDRam này. Máy Pentium và Pentium II chạy ở tốc độ

xung nhịp đến 333 MHz sử dụng SDram cho bo mẹ loại 66MHz. Các hệ máy

Pentium II mới hơn chạy ở tốc độ từ 350 MHz trở lên thì dùng PC-100 SDram

với bo mẹ loại 100MHz. PC-100 SDram có thể hoạt động tốt trong hầu hết

các máy SDram kiểu cũ, nhưng loại SDram dùng cho bo mẹ 66 MHz thì

không hoạt động được trong các hệ máy PII mới.

3. C¸c lo¹i khe c¾m Ram

Kiểu đế cắm: Các chip nhớ được bán ra theo hai kiểu môđun: Simm và

Dimm. Hầu hết các bo mẹ của hệ thống 386 và 486 đều dùng đế cắm Simm

72 chân. Môđun Dimm 168 chân chứa Edo Dram hoặc SDram; loại Dimm

- Trang 18 -

--- gi¸o tr×nh söa ch÷a khèi CPU ---

này thường thấy trên các máy Pentium thế hệ đầu tiên và trên tất cả các máy

Pentium II.

PC66,

PC100,

PC133,

PC1600,

PC2100,

PC2400....

Chắc khi mua sắm RAM bạn sẽ thấy họ đề cập đến những từ như trên. PC66, 100,

133MHz thì bạn có thể hiểu đó là tốc độ của hệ thống chipset của motherboard.

Nhưng PC1600, PC2100, PC2400 thì có vẻ hơi...cao và quái lạ! Thực ra những từ

nầy ra đời khi kỹ thuật Rambus phát triển. Ðặt điểm của loại motherboard nầy là

dùng loại DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM). Như đã đề

cập ở phần trên, DDR SDRAM sẽ chạy gấp đôi (trên lý thuyết) loại RAM bình

thường vì nó dùng cả rising and falling edge của system clock. Cho nên PC100 bình

thường sẽ thành PC200 và nhân lên 8 bytes chiều rộng của DDR SDRAM: PC200 *

8 = PC1600. Tương tự PC133 sẽ là PC133 * 2 * 8bytes = PC2100 và PC150 sẽ là

PC150 * 2 * 8 = PC2400.

Mặc dù môđun Dimm có thể lắp từng chiếc một, nhưng môđun Simm 72 chân thì

phải cài đặt theo từng đôi (gọi là bank) có cùng dung lượng. Một số loại bo mẹ yêu

cầu bạn phải cắm môđun nhớ vào đế theo một thứ tự xác định - thông thường các

môđun lớn nhất vào các bank đầu tiên. Có một số ít bo mẹ đòi hỏi bạn phải dùng

các môđun cùng một cỡ.

Tốc độ. Các loại chip nhớ chạy theo các tốc độ khác nhau. Các chip Dram và Edo

Dram nói chung có tốc độ 80, 70, hoặc 60 nanô giây (thông thường trên vỏ chip

- Trang 19 -

--- gi¸o tr×nh söa ch÷a khèi CPU ---

Dram hoặc Edo Dram đều có ghi số hiệu cho biết tốc độ của chip). Lắp bộ nhớ

nhanh vào một bo mẹ chậm thì được nhưng sẽ không tăng hiệu năng hệ thống.

Còn lắp bộ nhớ chậm vào bo mẹ nhanh có thể gây ra trục trặc. Cho nên phải mua

bộ nhớ có cùng tốc độ với loại bộ nhớ đang được lắp trên bo mẹ.

1. C¸c hiÖn t îng lçi RAM

1 tiếng bíp ngắn: Một tiếng bíp ngắn là test hệ thống đạt yêu cầu, do là khi bạn thấy

mọi dòng test hiển thị trên màn hình. Nếu bạn không thấy gì trên màn hình thì phải

kiểm tra lại monitor và card video trước tiên, xem đã cắm đúng chưa. Nếu không thì

một số chip trên bo mạch chủ của bạn có vấn đề. Xem lại RAM và khởi động lại.

Nếu vẫn gặp vấn đề thì có khả năng bo mạch chủ đã bị lỗi. Bạn nên thay bo mạch.

2 tiếng bíp ngắn: Lỗi RAM. Tuy nhiên, trước tiên hãy kiểm tra card màn hình. Nếu

nó hoạt động tốt thì bạn hãy xem có thông báo lỗi trên màn hình không. Nếu không

có thì bộ nhớ của bạn có lỗi chẵn lẻ (Parity error). Cắm lại RAM và khởi động lại.

Nếu vẫn có lỗi thì đảo khe cắm RAM.

3 tiếng bíp ngắn: Về cơ bản thì tương tự như phần 2 tiếng bíp ngắn.

4 tiếng: Về cơ bản thì tương tự như phần 2 tiếng bíp ngắn. Tuy nhiên cũng có thể là

do bộ đặt giờ của bo mạch bị hỏng

5 tiếng bíp ngắn: Cắm lại RAM. Nếu không thì có thể phải thay bo mạch chủ.

6 tiếng bíp ngắn: Chip trên bo mạch chủ điều khiển bàn phím không hoạt động. Tuy

nhiên trước tiên vẫn phải cắm lại keyboard hoặc thử dùng keyboard khác. Nếu tình

trạng không cải thiện thì tới lúc phải thay bo mạch chủ khác.

7 tiếng bíp ngắn: CPU bị hỏng. Thay CPU khác.

9 tiếng bíp ngắn: BIOS của bạn bị lỗi. Thay BIOS khác.

- Trang 20 -

Giáo trình Sữa chữa khối CPU - Vũ Khánh Toàn