Несправності апаратної частини НЖМД їхній характер проявлення, методика їхнього усунення

 

Типові причини виникнення несправностей апаратної частини НЖМД можна умовно розділити на наступні групи:

• Несправності через природне старіння НЖМД;

• Несправності, обумовлені невірним режимом експлуатації;

• Несправності, пов'язані з помилками в конструкції.

 

Несправності через природне старіння НЖМД При правильній експлуатації з дотриманням всіх технічних вимог у якісно виготовленому накопичувачі спостерігається процес природного старіння. Сильніше всього йому піддані магнітні диски. По-перше, згодом слабшає намагніченість мінімальних інформаційних відбитків, і ті ділянки дисків, які раніше читалися без проблем, починають зчитуватися не з першого разу або з помилками. По-друге, відбувається старіння магнітного шару дисків. По-третє, на пластинах з'являються подряпини, відколи, тріщини та ін. Всі це приводить до появи ушкоджених секторів. Процес нормального старіння дисків досить тривалий і звичайно розтягується на 3...5 років. Слід зазначити, що для НЖМД найбільш сприятливим є безперервний режим роботи, а не старт/стопний. Тому досить довго служать накопичувачі в постійно працюючих серверах, розташованих у спеціальному приміщенні або стійці, де підтримуються нормальні кліматичні умови.

Несправності, обумовлені невірним режимом експлуатації є найпоширеніша причина відмов НЖМД до основних руйнуючих факторів якого ставляться:

• перегрів,

• ударні навантаження

• скачки напруги живлення.

Важливим температурним показником є швидкість зміни температури, що не повинна перевищувати 20°С/годину в робочому стані й 30°С/годину в неробочому. Перевищення швидкості розігріву дуже небезпечно для механіки накопичувачів і називається термічним ударом.

Механічні впливи на гермоблок згубні для прецензійних механічних частин накопичувача. Ударний вплив на гермоблок викликає коливання головок, які роблять серію ударів по поверхні дисків, що неминуче приводить до механічних ушкоджень пластин і головок.

Серйозну небезпеку для електронної частини НЖМД може представляти неякісний блок живлення персонального комп'ютера. Напруги живлення повинні перебувати в межах +5 В ± 5% і +12 В ± 10% при припустимій амплітуді пульсацій 100 мВ і 200 мВ відповідно.

Несправності, пов'язані з помилками в конструкції Останнім часом якість НЖМД знизилося, про що свідчить значне скорочення гарантійного строку експлуатації основними виробниками. Поганий контакт у голчастому розніманні, що з'єднує плату електроніки й мікросхему перед підсилювача-комутатора на блоці головок. У результаті поганого контакту в розніманні відбувається запис невірної інформації в технологічні байти сектора, наприклад у поле CRC-Коду. Цей дефект може привести до ушкодження службової інформації, відновити яку накопичувач при наступному включенні живлення не зможе.

Неякісна пайка мікросхем на заводі-виготовлювачі. Такі дефекти проявляються приблизно через рік експлуатації накопичувача, коли під час нормальної роботи накопичувач раптом вимикається й більше не запускається («зависає») або починає «стукати» головками, що може привести до ушкодженню механіки і/або службової інформації.

Неякісні мікросхеми, які виходять із ладу при тривалому нагріванні, що не перевищує припустимі межі. Дефект можна виправити заміною мікросхеми.

Недосконала конструкція гідродинамічного підшипника, що приводить до виникнення в порожнині змащення часток стружки й, як наслідок, заклинюванню шпиндельного двигуна.

Неякісне кріплення диска на шпинделі, у результаті чого биття диска постійно зростає й викликає руйнування підшипника в шпиндельному двигуні; з'являється шум при роботі накопичувача, а через якийсь час - дефектні сектори, оскільки через биття диска «далекі» доріжки починають погано зчитуватися.

Неякісні мікросхеми ЕППЗП (flash), які можуть втратити збережену в них мікропрограму внаслідок витоку заряду при нагріванні. Перезаписати ПЗП можна на спеціальному програматорі або в технологічному режимі роботи накопичувача.

Помилки в мікропрограмі керування накопичувачем. Виробники накопичувачів не публікують інформацію про характер помилок і їхніх наслідків, але відновлення мікропрограм випускають досить регулярно.

 

Симптоми несправності диска

Перша й самій популярна - при подачі живлення на диск із ним не відбувається взагалі нічого, він повністю мовчить і навіть не розкручує шпиндельний двигун, або намагається це робити, але не набирає потрібні оберти. Подібний симптом може бути присутнім тому, що заклинило сам двигун, або головки впали на диск і прилипли до нього (таке буває

практично на всіх сучасних дисках, тому що головки ідеально відполіровані й виникає ефект дифузії).

Друга несправність - диск нормально розкручується, але відсутній розпарковка головок – характерне тихе клацання. Подібне виникає рідко, тому що часто керування позиціонуванням головок (сервосистема) і трифазний генератор для шпиндельного двигуна розміщені на одному кристалі, і якщо й виходить із ладу, те як правило все відразу, або розпарковка не відбувається тому, що обірвалася котушка позиціонування на блоці головок.

Третя несправність - диск нормально рекалібруется при включенні живлення й не видає сторонніх звуків, але при цьому не визначається в BIOS, або назва моделі не відповідає тому, що написано на самому диску, або в назві присутні незрозумілі символи. У такому випадку дуже часто буває несправний головний інтерфейс ний чіп на платі електроніки. Робити запис на такий накопичувач категорично не рекомендується, тому що в наслідок несправності шини даних можна ушкодити дані на диску.

Четверта несправність - пов'язана з дефектом мікросхем, які деградують від постійних теплових розширень (температурного градієнта). Проявляється несправність в основному із прогрівом, тобто який той час диск відмінно працює, а потім починає скреготати, стукати або зупиняти двигун.

Несправності апаратної частини НЖМД IDE можна розділити на наступні групи:

- несправність початкової ініціалізації;

- несправність схеми керування шпиндельним двигуном;

- несправність схеми керування позиціонуванням;

- несправність каналу читання-перетворення даних;

- несправність каналу запису, схеми передкомпенсації даних;

- руйнування службової інформації.

Несправності початкової ініціалізації приводять, як правило, до повної непрацездатності накопичувача.

У НЖМД із такою несправністю дуже часто навіть шпиндельний двигун не запускається (у наслідок того, що керуючий мікропроцесор не видасть дозвіл на запуск) або запускається, потім зупиняється й знову запускається й т.д., але у всіх випадках НЖМД не формує код 50Н у регістрі стану.

Основні причини, по яких керуючий мікропроцесор накопичувача не може виконати початкову ініціалізацію:

- несправність схеми скидання;

- несправність кварцового тактового генератора;

- руйнування керуючої мікропрограми в пам'яті програм;

- несправність керуючого мікропроцесора;

- несправність однокристального мікроконтролера.

Для локалізації несправності:

Необхідно перевірити:

• живлячі напруги на керуючому мікропроцесорі однокристальному мікроконтролері,

• порушення кварцового резонатора, підключеного до керуючого мікропроцесору, або прихід тактових імпульсів якщо використовується зовнішній генератор,

• всі схеми синхронізації накопичувача.

Перевірити схему скидання НЖМД. Для цього замикають і розмикають контакти 1 і 2 інтерфейсного рознімання накопичувача й осцилографом спостерігають проходження сигналу «RESET» на керуючий мікропроцесор і однокристальний мікроконтролер. Якщо на керуючий мікропроцесор приходять тактові імпульси (або збуджується кварцовий резонатор, підключений до мікропроцесора) і схема скидання працює, то мікропроцесор повинен відпрацьовувати керуючу програму, про що свідчать імпульси на виводах ALE, RD, WR.

Якщо кварцовий резонатор, підключений безпосередньо до мікропроцесору, не збуджується або відсутні імпульси на виводі ALE,те швидше за все несправний керуючий мікропроцесор накопичувача.

 

 

Малюнок 41 - Типова принципова схема керування шпиндельним двигуном

 

Несправність схеми керування шпиндельним двигуном. Якщо при включенні живлення накопичувача шпиндельний двигун не запускається, необхідно переконатися в справності гермоблока, підключивши до нього справну плату електроніки. Якщо такої можливості ні, то перевіряють опір обмоток (фаз) шпиндельного двигуна, що повинне становити приблизно 2 Ом щодо середнього виводу, а потім переходять до пошуку несправності на платі керування.

Іноді запуск шпиндельного двигуна неможливий через прилипания магнітних головок до дисків.

Критеріями запуску шпиндельного двигуна є:

• Наявність живлячої напруги на мікросхемі керування,

• Наявність опорної тактової частоти

• Наявність сигналу дозволу на запуск.

Після включення живлення контролюють наявність імпульсів пуску двигуна амплітудою 11 - 12 В по трьох фазах на контактах J14, J13, J12 (див. Малюнок40). Якщо, по який не будь із фаз напруга менше 10 В, то несправна м/с U3. При такій несправності шпиндельний двигун не може набрати номінальні оберти і як наслідок магнітні головки не розпарковуються.Контролювати швидкість обертання шпиндельного двигуна можна по імпульсам ІНДЕКС на контрольній точці E35 (при встановленій платі на гермоблок). Період проходження імпульсів ІНДЕКС становить ~12 мс, ширина імпульсу ІНДЕКС ~140 нс. Управляється м/с U3 сигналом START. Для запуску шпиндельного двигуна START=1, для останова START=0. Розподілом фаз займається м/с U6 зі своїх виводів Fc1 - Fc6, амплітуда сигналів керування TTL. Зворотний зв'язок по швидкості обертання здійснюється по лінії читання серводаних (SERVO DATA).

У свою чергу м/с синхроконтроллера U6 формує сигнал пошуку сервомітки (SERVO GATE) для мс. U11.

При відсутності спеціального діагностичного устаткування й програмного забезпечення, первинну діагностику НЖМД можна зробити, підключивши його до окремого блоку живлення. Діагностичним приладом в даному випадку є слух оператора. При включенні живлення НЖМД виконує: розкручування шпиндельного двигуна, при якому чутний наростаючий звук (4...7 с), потім клацання при виводі головок із зони паркування й дуже характерний потріскуючий звук, що супроводжує процес рекалібровки (1...2 с). Виконання рекалібровки свідчить як мінімум про справність схеми скидання, тактового генератора, мікроконтролера, схеми керування шпиндельним двигуном і системи позиціонування, каналу читання перетворення даних, а так-же про справність магнітних головок (як мінімум однієї - за допомогою якої відбувається процес ініціалізації) і схоронності службової інформації накопичувача.

Для подальшої діагностики НЖМД підключається до порту Secondary IDE, і в BIOS, у процедурі SetUp, необхідно виконати автоматичне визначення підключених накопичувачів. У випадку розпізнавання моделі діагностуємого НЖМД, завантажується операційна система й запускається діагностичне програмне забезпечення.

Найпростіша діагностика полягає в спробі створення розділа на діагностуємому накопичувачі (за допомогою програми FDISK) і процедурі наступного форматування (Format d:/u). Якщо при форматуванні (верифікації) будуть виявлені дефекти, то інформація про неї буде виведена на екран комп'ютера. Детальну діагностику НЖМД здійснюють спеціальні програми.