thinkpad t440p不亮机故障修复

2020-03-04日，笔者的thinkpad t440p笔记本出现彻底无法开机，黑屏现象，此时无法进bios设置，无法启动操作系统。在此之前约1年半前系统出现cpu风扇噪音异常偏大现象；在此约半年前系统偶发性出现按开机键后无法立即开机启动，等待一段时间后才启动系统的现象；在此1个月前，系统频繁出现按开机键无法立即开机，且等待时间逐渐拉长的现象；直至今日，系统彻底无法开机启动了。

我的选择有两个：购买新本，时逢新冠肺炎防疫期间，实体店未开门营业, 不便购买，况且thinkpad t440p做工质量还是不错，加上我这个本是高配，使用近6年后性能还不算落后，扔掉闲置有些可惜；但要找修理部维修的话，同样也是未开门营业。于是决定网查资料，开始笔记本维修diy之旅。由于新冠肺炎影响，物流未全面恢复，所以网购较慢，也耽误了不少时间。但最终故障被修复，还是很值得记录一下中间过程的。

观察故障现象，笔记本电脑按开机键后，电源指示灯立刻亮，键盘背光很快亮，然后熄灭，cpu风扇立即转一会，然后停止，此后系统无任何响应，屏幕无显示，过一会cpu风扇再次启动，触摸cpu区域笔记本外壳发现较热。根据这些现象，排除电源故障问题，故障应在开机上电后bios启动到操作系统启动之前的这个阶段。跟据网络资料查询，进行拆机，放电，拔cmos电池，更换cmos电池等系列操作后，故障现象依旧，可以排除bios的cmos无电以及设置错误等问题，因为这些情况下系统是可以启动到进bios设置阶段的，但目前的故障机无法到此阶段，因此定位故障源可能与核心硬件有关。另外，网络资料显示，目前的笔记本电脑不同于台式机电脑，因要求进行电池充放电管理等原因，电脑主板上除了有bios程序，还有一个嵌入式管理控制器，简称EC。EC在笔记本有供电电池或连接电源时就处于工作状态，无论笔记本是否开机。EC负责诸如电池充电管理，响应开机键按钮启动系统，充当键盘控制器等功能。EC也有相应的控制程序，但该控制程序运行在EC的微型处理器上，不同于bios，bios程序代码是运行在CPU上的；并且开机过程中EC是比bios更早进入工作状态的。从我的笔记本故障现象来判断，我的笔记本的EC工作状态是正常的，所以应该是在bios工作期间出了故障。

此外，拆机后故障现象多了板载小喇叭beep连响5声的现象。查询网络资料，连响5声的解释，根据bios程序的编写厂家不同而解释不同。目前主要有三家厂商，分别是AMI，Award，Phoenix。由于之前并未注意到thinkpad t440p的bios程序的厂家标记，所以不清楚该机bios是哪个厂家的。网络查询显示该型号机器的bios设置程序里显示的是thinkpad setup，没有任何上述厂家标记。后经一翻摸索，在拔掉内存条然后开机的情况下，beep的报警多了一种现象，会在连响5声后再按1-3-3-1的规律进行数次响铃报警。因为网传资料里介绍beep报警分长响和短响，但此时没有经验，搞不清现在的报警是长响还是短响。但按照响的次数和短暂间隔来判断，可以发现该报警与Phoenix bios的内存故障报警较为接近(后来证实确实应按Phoenix的报警模式来解读beep报警信息，但是thinkpad bios的设置程序的任何地方都没有显示Phoenix字样)。

但是，开机时最早的连响5声报警的含义，在Phoenix的报警说明中找不到匹配项目。另一种对于连响5声报警的解释是CPU故障，这符合AMI的beep报警解释。这两种冲突的解释令人迷惑。后来在网传资料里找到，这是thinkpad机型特有的，跟安全防盗有关，一旦在拆开后盖的情况下加电开机，就会出现连响5声报警(但后来在官方硬件维护手册里查到说这个报警代表要更换主板，幸亏没信这个)。但当时因为这个问题困惑了一段时间，于是决定先更换CPU进行测试来确定是否是CPU故障，所以找同学借来他的笔记本尝试更换cpu进行故障排除法测试。他的笔记本型号也是thinkpad t440p，只是cpu硬盘等配置与我不同，并且他的笔记本也早就出现跟我现象相同的无法开机故障（此处阴谋论一下，怀疑t440p原版bios中存在后门，用户使用年限过长时，故意进行随机故障，然后到一定时间就彻底不让开机使用了。我们2人都已使用5年左右了，出现了同样的故障，不免令人怀疑。后文会讲对这有问题的bios程序已经备份了，将来有时间可以研究一下是否真的）。然后在更换cpu后开机测试，故障依旧，说明不是CPU问题。

到此，按照网查的资料分析，要么是主板故障，要么是bios程序问题。对于前者，咱们非专业人士无法分析原因并进行修复操作；对于后者，经百度查询，需要重刷一下bios程序，操作方法简单明确，经淘宝查询，所需设备材料不贵，非专业人士也可以操作，于是决定网购后diy。

首先通过网查资料并观察t440p的主板结构，找到了内存条旁边的u49芯片就是目标芯片之一，还有一个u113芯片没找到(后网查资料明确，u113是南桥芯片bios程序)，可能在主板背面或其他被遮挡位置处。观察u49芯片上面的标注是"winbond 25Q32EVSIQ 1352"，正是目前主流使用的25系列eprom芯片，容量为4MB。

于是首先网购了USB接口的CH341A编程器，网上有很多教程；同时采购了8脚编程器夹子，这个可以不用把bios eprom芯片从主板上拆下来就能进行编程更新，这个功能是非专业人士能够diy更新bios程序的关键，没这个功能，一般人不可能做到将bios eprom芯片从主板上焊拆下来然后再焊接到主板上还不破坏主板原来结构的，因为这个eprom芯片个头太小了，与主板的印刷电路板连线也非常细小；最后，在万能的淘宝上买了两套据说是thinkpad t440p的原厂bios程序，之前因为找这个bios程序花了大量时间也没找到，还是看网友介绍才知道淘宝有卖的，每套bios都是一个4M的，一个8M的文件，显然u49应该使用4M的那个。买两套是为了节省时间，因为不知道哪个版本是正确的，所以多试1个。

等东西都到货后，找一台能正常工作的电脑，打开CH341A店家给的刷bios软件资料，安装驱动程序后，将CH341A插到usb接口上，设备指示灯亮了，同时打开CH341A.exe软件，软件显示设备已连接，说明CH341A编程器已经可以工作了。接下来的重点是用编程器夹子将CH341A编程器与主板上的u49芯片连接起来。这里有些麻烦，因为针脚和连线很多，而且没有防止误插的标志，好在网络教程有图文说明，而且关键的一点是u49芯片的1号引脚的位置，也在网上找到了标注图片，所以顺利将CH341A与u49芯片连接成功了，尤其注意编程器夹子上的红线要与u49的1号引脚连接，笔记本要断电，拔掉供电电池。这时点击CH341A.exe软件的检测按钮，也成功显示了芯片类型与u49芯片上的文字标注符合，说明连接eprom芯片成功，可以开始下一步工作了。

首先为防止误操作导致刷入错误bios程序后电脑变砖，所以要先将当前带故障状态的本机bios程序备份一下，这时在CH341A.exe点击读取按钮，左下角进度条开始走，CH341A编程器上一个工作状态指示灯亮了，稍后在CH341A.exe主界面上显示了读出来的bios程序数据，不是默认的显示FF FF的状态，说明旧的bios程序已经被读取出来了，这时点击保存按钮，就可以将bios程序内容保存到文件中了，后来查看该文件大小正好是4MB，文件内容与CH341A.exe读出的内容也一致。然后就可以开始刷新的bios程序了。这时不要点击CH341A.exe中的“自动”按钮，据网上资料说该功能有bug，应该手动进行，操作如下：先点击擦除按钮，然后点击查空按钮，无误后点击打开按钮，选择从淘宝上买到的4MB的bios程序文件，然后点击编程按钮，此时进度条走动，指示灯亮，此时就是在进行正真的bios程序更新写入操作，等完成后，一定要点击校验按钮，等校验成功后说明bios程序更新成功完成，如果校验失败，需要重复尝试前述操作。

接下来，拔掉编程器夹子，将故障电脑接电开机测试，这次不一样了。机器先是自动重启了几次，然后机器就点亮了，屏幕上显示时钟错误，CMOS CRC错误等信息, 然后可以按F1进bios了！这么看很有希望啊！然后进bios设置日期时间，并且关闭安全选项里的反偷盗功能, 保存后重启系统。这次重启后仍然出现几次重启失败，但机器会自动重启，很快就出现了正常开机显示，windows也能正常启动了！进windows后，验证了下系统各个配置和功能，尤其是网络功能，一切正常。多试了几次热重启，冷开机，系统都能很快响应并完成开机，这故障就算完美修复了！

总结看来，这次故障点就是u49 bios程序的问题。但是bios程序是EPROM，相对固定不变，怎么会损坏呢？而bios程序的设置参数信息是在cmos中，经检查本机上的原厂cmos电池至今仍然电力充足，也不会有问题。具体原因就真不知道了。网络上有一种说法是冬天人体带着静电，在触摸笔记本开机键或其他部位时，有可能损坏系统，比如bios。这个说法有一定可能性，以前确实发生过手碰到笔记本然后放电的现象。但只是有可能，网络上也没给出确切证据。奇怪的是我同学的本子也跟我的故障一模一样，也用同样的方法修复了，不能都是静电吧，阴谋论的可能性也不能排除。不过，有一点确实要注意，尤其在冬天，拆机维修时，触摸电脑内部设备之前，一定要多摸暖气管子，将身上静电放掉。

后记：

后来总结经验时，找到了资料，详细解释了Phoenix bios故障时beep报警的模式，例如之前的1-3-3-1短响报警，其实这代表一个故障或状态代码，是一个8bit的代码，Phoenix将这8bit二进制分成4个部分，每相邻的2bit构成一个部分，每部分有4个状态值，每个状态值加1后，分别用1到4次短响来代表该部分状态值。因此，前述的1-3-3-1短响其实是表示了0x28这个代码，Phoenix bios对应该代码的描述是Autosize DRAM，正好是对应内存自检过程。这么看来，Phoenix bios的beep报警声还是很有内涵的。

进一步研究发现，现在的电脑系统在上电后都要进行一个Power-On-Self-Test(POST)操作，就是上电自检操作，当POST操作完成后，会启动其他部分的bios程序运行，最后引导操作系统运行。在POST过程中，电脑系统有个0x80号硬件端口寄存器会输出一个8bit状态代码用于故障诊断，叫POST code，代表当前POST操作正在进行哪一步工作。不同厂商的BIOS程序对POST code有自己的定义。当机器出现无法开机故障时，最后一个放到0x80端口的POST code就极具参考价值，它代表了系统在POST进行到哪一步时出现了故障，维修人员可以据此进行排查和修复操作。进一步的，淘宝上有卖主板故障诊断卡，来专门显示POST操作过程中的POST code值以便进行故障诊断，以后如有其他更复杂的故障要解决，可以考虑购买此设备，并且该设备也不贵。当然，如果有时间要研究我的t440p之前为啥出现无法开机的故障，也可以将之前备份的有故障的bios重新刷回机器，然后使用主板故障诊断卡来检查POST code值，从而分析最根本的故障原因。注意台式机与笔记本的主板故障诊断卡是不同的产品，要根据自己情况购买。

另外，现在所刷的bios程序，都是比传统bios更好的UEFI格式，而这个格式的bios程序的组织方式，可以使用UEFITool.exe工具进行查看。使用UEFITool.exe可以分析bios程序内部的结构和布局，有些高手通过使用该工具来在原厂bios的基础上自行定制修改bios程序，这个可以研究下。如果要看看我的本机自带故障bios中是否存在阴谋论，也少不了使用UEFITool.exe工具来研究之前备份的u49 bios程序内部结构。

这次故障也给我提了个醒，下次买新本后，记得要备份下本机自带bios。此时备份bios不要使用编程器，因为使用编程器要拆机，而新买的笔记本一但拆机，厂家就不给保修了。这时应该查找官方网站，找一些能在操作系统中运行的bios备份程序来实现备份。

参考资料：
t440p组装：https://club.lenovo.com.cn/thread-4683110-1-1.html
官方硬件维护手册： https://download.lenovo.com/ibmdl/pub/pc/pccbbs/mobiles_pdf/t440p_hmm_en_sp40a25467_04.pdf
thinkpad wiki: http://www.thinkwiki.org/wiki/Category:T440p
u49芯片位置：https://www.techinferno.com/index.php?/forums/topic/12229-lenovo-thinkpad-t440p-t440s-t540-unlocked-bios-menu-wlan-wi-fi-whitelist-mod/
别人的故障修复案例：http://blog.sina.com.cn/s/blog_6aac786a0102w7l7.html
编程器使用教程：http://tieba.baidu.com/p/6103207732
笔记本开机报警声参考：https://wenku.baidu.com/view/af6a99d2240c844769eaee14.html
台式机开机报警声参考：http://www.doc88.com/p-9965242248173.html
PhoenixBIOS4.0 POST code: https://wenku.baidu.com/view/8eb99766f5335a8102d22093.html
Phoenix ISA/MCA/EISA BIOS Beep codes: http://www.bioscentral.com/beepcodes/phoenixbeep.htm
WinIO硬件端口操作：https://blog.csdn.net/weixin_38907560/article/details/81560943

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