博士。版本：2018.07.18
博士。类别：维护指南
本文档内容：主要是蚂蚁矿机T9+的故障排查和算力板测试仪定位。
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一、维护平台要求
1. 恒温烙铁350-400摄氏度，尖头烙铁头适用于rc等小贴片。
2、热风枪进行芯片拆焊，无需长时间加热，防止PCB起泡。
3. APW3++电源，12V，最大输出133A，用于测试算力板。
4. Fluke 15b+万用表、镊子、T9+算力板测试仪（示波器优先）。
5、助焊剂、清洗水、无水酒精；保养后用清洗水清洗残留物及外观。
6、锡磨机、锡工具、锡膏；更新时为芯片植入锡。
7.导热胶，黑色（3461），用于维修后粘合散热片。
8.您还可以选择简单方便的比特大陆蚂蚁矿机算力板维修包，其中包含了必要的蚂蚁矿机维修工具。
二. 维护要求
1. 维修人员具有良好的电子知识，1年以上经验，熟练掌握QFN封装和焊接技术。
2、维修后检查两次以上，每次结果都OK！
3. 注意使用的技术，确保更换任何配件后PCB没有明显变形，检查零件是否有缺失/断路/短路。
4、检查维护目标及对应的测试软件参数和算力板测试仪。
5、检查工具和测试仪是否能正常工作。
三．原理及结构
● 原理介绍
1、T9+有3条信号链，每条信号链有18个芯片；有18个电压域，每个域有3个BM1387芯片；整个板子有54颗BM1387芯片。
2、BM1387芯片内置降压二极管，由芯片指定引脚决定。
3. T9+ 三个信号链的时钟上各有一个25M晶振，串联并从第 1 芯片传递到第 18 芯片。
4. T9+每个芯片的正面和背面都有独立的散热片。正面和背面的SMT贴片经过初步测试后用导热胶固定在IC背面。每次维护完成后，必须用黑色导热胶（均匀分布）固定在IC背面。
笔记：
在维修过程中，更换电路板配件或芯片时，为了避免风枪的热量对PCB和芯片造成损坏，需要将故障部位附近的散热片以及PCB背面的散热片清理干净。在进行配件更换之前先将其拆除。
PCB两侧都有测试点，生产中维修时使用前面的测试点，然后再在正面安装散热片；在产品维修（售后维修）时，散热片位于PCB的两侧，通过PCB的测试点定位故障，并使用特制的细长笔形仪表探入散热片的缝隙进行测试；由于SMT小散热片连接各电压域的大地，所以要注意笔形表的绝缘，避免笔形表造成短路。
● 重点分析
1.下图为T9+信号板 信号流程图
图 1. 信号流
绿线为CLK信号流，chain0由Y5 25M晶振产生，从1-1号芯片传输到1-18号芯片；链路1由Y4 25M晶振产生，从2-1号芯片传输到2-18号芯片；链路2由Y6 25M晶振产生，从3-1号芯片传输到3-18号芯片；待机和工作时电压为0.9V。阻力为780。
橙线为TX(CI、CO)信号流，IO口引脚7(TX2)/11(TX0)/17(TX1)输入，从1号芯片传输到18号芯片；IO线未插时电压为0V，工作时电压为1.8V。阻力为580。
黄线为RX(RI、RO)信号流，从18号芯片返回到1号芯片，再从IO口引脚8(RX2)/12(RX0)/18(RX1)返回控制板；IO信号线未插时电压为1.8V，工作时电压也是1.8V。阻力为580。
紫色线 为B（BI、BO）信号流，从1号芯片到18号芯片降低电平；IO信号线未插好或待机时电压为0V，经计算信号脉冲约为0.3。阻力580。
红线为RST信号流，IO口引脚15(RST0)/21(RST1)/22(RST2)中，从1号芯片传输到18号芯片；IO信号线未插或待机时为0V，运算时为1.8V。阻力为440。
图2
2、图4是T9+算力板 正面的关键电路。
1）芯片间测试点（放大后如下图3）
图3. 芯片间测试点
在维修中，最直接的故障定位方法就是对芯片间的测试点进行测试。T9+算力板测试点分布如下：
下排9个电压域的顺序为：RST、BO、RI(RX)、CO(TX)、CLK。
上排9个电压域的顺序相反：CLK、CO(TX)、RI(RX)、BO、RST。
维修时，右侧标记为下排检测点位置
维修时，左边标记为上排测试点位置
图4 T9+算力板关键电路
2）电压域：整板有18个电压域，每个域有3个芯片。同一电压域的3个芯片是关联的。
图5 T9+算力板正面关键电路
3）T9+IO口TX输入和RX输出电路
图 6. TX 输入电路
图 7. RX 输出电路
4）14V升压电路（部分版本无此部分电路）如图8：
负责将DC-DC（8.3-9.2V）升压到14V，原理是通过U110 RT8537开关电源将9V升压到14V，U110产生的开关信号通过L1电感储存能量，然后D100升压整流二极管对C954进行充放电，从而得到C954正极的14V电压。
T9+后5个电压域的外部LDO输入电压V1.0、V1.1由14个DC-DC升压电压供电，V1.2、V1.4、V1.5由输入供电单板12V。
注意：升压电路电压异常升高往往会导致算力板后5个电压域的LDO损坏，也容易造成芯片损坏。而升压电压异常往往是由于U110、R812、R811氧化造成的。
图 8. 14V 升压电路
5）电压域单片机原理分析（见下图9、图10）：
图 9. BM1387 电路图
图 10. BM1387 芯片引脚
信号说明
● 以上为BM1387 芯片的引脚功能。
维修时，主要测试芯片正反面十个测试点（正反面各有5个：CLK、CO、RI、BO、RST）；核心电压；LDO-1.8V，PLL-0.8V；DC-DC输出，升压电压14V。
测试方法：
1）未插IO线，只插12V时：DC-DC输出0V左右，升压电压输出0V左右。PIC电源3.3V必须上电。其他测试电压均在0左右；
2）当IO线插上但未按测试键时，DC-DC和升压电压无电压输出；当按下工具测试键时，PIC开始工作。此时，DC-DC输出PIC工具测试程序设置的电压，升压电压开始工作。然后工具计算后输出WORK并返回NONC。此时各测试点的正常电压应为：
时钟： 0.9V
二氧化碳： 1.6-1.8V。当工具刚发送 WORK 时，CO 为负极性，因此 DC 电平会降低，瞬态电压约为 1.5V。
RI： 1.6-1.8V。在计算过程中，电压异常或电压过低会导致算力板异常或算力为零。BO：无运算时为0V；计算时脉冲节拍为0.1-0.3V。
复位： 1.8V。每次按工具测试键时，再次输出复位信号。
当任一测试点状态或电压异常时，根据测试点的信号流推断故障点。
● 从以上列表可以看出：
CLK信号：24脚输入，6脚输出，跨域时，6脚输出，通过100NF电容，进入下一个芯片的24脚。
TX信号：引脚27输入，引脚5输出；
RX信号：4脚返回，28脚输出；
BO信号：Pin 30输入，Pin 2输出；
RST 信号：引脚 32 输入，引脚 1 输出。
如下图10所示：可以检测芯片的各个信号电压，包括CORE电压、LDO-1.8O、LDO-1.8I、PLL-0.8、LDO-2.5I等。
CORE：0.45V——一般该电压域的芯片CORE短路会导致该电压异常。
LDO-1.8：1.8V — LDO-1.8 该芯片短路或开路会导致该电压异常。
PLL-0.8：0.8V — 该电压域的某个芯片的 PLL-08 电源短路或 LDO-1.8 异常都会导致该电压异常。
3）根据测试工具打印窗口信息判断算力板的运行状态、芯片算力、温度传感等。
3、IO口：IO由2×12间距2.0 PHSD 90°直插双排组成。各引脚定义如下图11：
图 11. IO 口各引脚定义
如上图所示：
引脚 1、2、9、10、13、14、19、20、23、24：GND。
Pin 3和4（SDA、SCL）：DC-DC PIC的I2C总线线，连接控制板与PIC通信；通过该控制板可以读写PIC数据，从而控制算力板的供电电压。
引脚5（PLUG0）：Hash板的识别信号，该信号通过Hash板将10K电阻拉高至3.3V，所以当IO信号插入时该引脚为高电平3V。
Pin 11, 12 (TXD0, RXD0), Pin 17, 18 (TXD1, RXD1), Pin 21, 22 (TXD2, RXD2)：算力通道
算力板3.3端，通过电阻分压转换为TX(CO)、RX(RI)信号；所有IO口引脚端电平为3.3V，经过电阻分压变为1.8V。
15脚（RST0）、21脚（RST1）、22脚（RST2）：复位信号3.3V端，经电阻分压变为1.8V RST复位信号。
Pin 6、16（ID）：算力板ID识别引脚，主要为算力板 提供控制板
ID。下图12展示了IO的各个引脚
图 12. IO 信号
4、3.3V降压电路：为算力板提供3.3V电源，主要为PIC和EPROM提供工作电压。
负责将电压从12V降到3.3V，原理是通过U115 MP1484开关电源将12V降到3.3V，U150产生的开关信号通过L30电感储能，对C1345充放电，通过R1202/采样反馈R1203至U150从而控制C1345正极的电压。参见图 14 和图 15：
图 14. 3.3V 降压原理图
图 15. 3.3V 降压 PCB
5、DC-PIC：由PIC133EP16芯片和EPROM芯片AT24C02组成。见图16和图17：
PIC根据算力板的芯片频率信息和电压值来控制器件，通过它可以控制算力板的DC-DC输出电压。
图 16. PIC 原理图
PIC工作时，需要每隔10秒左右控制发送一次心跳信号。如果没有心跳信息，PIC将在10秒后关闭。PIC 13 脚为 VDD 3.3V，8 脚为 GND，11、12 脚为连接 IO 口与控制板的 I²C 总线线，2、3、4 脚为 PIC 地址；引脚4为PIC 3.3V；24、26脚为PIC的PWM输出，23、25脚为PIC的OD输出，控制DC-DC电压；引脚6是PIC输出的EN信号，控制DC-DC工作状态。
EPROM中存储的信息包括芯片频率信息、电压值等。每次工作前，PIC首先从EPROM中读取上次算力板的运算频率、电压等数据。
图 17. EPROM 位置图
EPROM存储了T9+算力板的电压、频率等信息，图19为EPROM原理图
6. DC-DC电路：由MAX15026和CMOS管TPHR9003NL以及MBR0540和NCP3420D组成的并联钳位电路。见图18和图19
图 18. DC-DC 原理图
图 19. 钳位电路原理图
MAX15026稳压器产生PWM开关信号驱动上下桥两对MOS管(Q1/Q3、Q4/Q5)，并通过L2电感储存能量，NCP3420D在PIC驱动下产生PWM开关信号驱动上下桥两对MOS管（Q2/Q7、Q6/Q8），连接后经C19、C20滤波。
MAX15026主要功能引脚：
引脚1：12V电源
引脚 9：接地
Pin 4：EN控制，连接PIC pin 6，通过PIC控制DC-DC电路的工作状态 Pin 7：FB反馈，通过R14连接VO
引脚 2：VCC
引脚 13：自举电容 10V+ 引脚 12：开关信号
引脚 11：下桥驱动 引脚 14：上桥驱动
当DC-DC电压异常时，首先通过工具打印信息检查PIC电压值与DC-DC输出电压的一致性；如果不一致，更换LM27402SQ周围的小电容；
若DC-DC无输出，检查L4/L5是否掉料或烧坏；如果L4掉料，再次检查Q6、Q8、U90是否损坏；若L5掉料或烧坏，则再次检查Q2、Q7、U88是否损坏；尽量一次量出所有损坏的材料，一次更换材料，以防仍有不良材料，可能因更换部分材料而再次烧坏新材料。
7. 25M CLK：由Y 25MHZ无源晶振和100nF组成：见图20和图21。
图 20. 25M CLK 电路
图 21. 25M CLK 原理图
8. 1.8V-LDO：由1.8VLDO SPX5205M5_L_1_8组成。
参见下图22和图23：
SPX5205M5 引脚 1 和 3 输入，引脚 5 1.8V 输出；
注：T9+算力板的LDO供电有两种类型。第一种是Hashboard每个电压域外接一个LDO SPX5205M5，负责每个电压域3个芯片的LOD；另一种是只有最后5个电压域有外部LDO，其他电压由芯片内置LDO供电；所有BM1387芯片都内置LDO供电电路，BM1387引脚14（LDO-25I）输入，引脚12（LDO-18O）输出，并且每个芯片都有独立的LDO，互不干扰。后5个电压域的LDO-25I电源来自14V升压电路；其他电压域的LDO-25I均来自芯片本身。
PLL-08 电压来自 LOD-1.8，通过两个电阻分压。
图 22. 1.8V 稳压电路
图 23. 1.8V 稳压电路
9、温度传感器电路：两个温度传感器，一个是TEMP（PCB），由传感器IC组成；另一个是TEMP（CHIP），由芯片内置温度传感器（BM1387 引脚2 和引脚16）组成。这两个温度传感器采集参数，并通过BM1387的17脚和18脚从RI返回到控制板的FPGA。原理如图24：
图 24. 温度传感器示意图
T9+温度传感器IC连接2号信号链的第一个芯片（U6）
四．T9+单板故障处理
正常矿机测试结果
1：报告0或数字
维修方法参考S9的0情况报告。注：1 个电压域的 3 个芯片分属 3 个信号链。如果其中一颗芯片出现问题或者安装不正确，就会影响另外两条信号链。如上图所示故障所在，芯片安装不当可能会导致三个信号链同时报0。
2：低哈希值：
维护方法参考S9的低哈希情况。
注意：T9+ 的低哈希值会导致垃圾邮件和自动重启。
五、整机故障排除
正常矿机测试结果
T9+整机测试的故障标准及排查参考S9。
A。T9+的算力板在后台网页显示为3块板。
b. 9、10属于第一算力板，3、11、12属于第二算力板，4、13、14属于第三算力板。当不能轻易确定哪三块板属于一块哈希板时，看后面的温度。温度相同的三块板属于一块算力板。对于大多数矿工来说，三块算力板的温度是不同的。
六．维修流程
● 样品：
1.定期检查：观察目标板是否有散热片移位、变形或烧毁的情况？此类问题优先，维修后将其取下，洗掉胶水，重新涂胶即可解决移位问题。如果没有问题，再检查各个电压域的阻抗，看看是否有短路/断路的情况，然后优先处理。检查各域是否达到0.45V且电压差不大于0.05。电压过高或过低表明邻近区域存在异常。
2、定期检查后（其中必须进行短路检查，以免通电时烧毁芯片或其他配件），用算力板测试仪对芯片进行检查，根据检查结果进行判断和定位。
3. 根据算力板测试仪的结果，检查故障芯片的测试点（CLK IN OUT/TX IN OUT/RX IN OUT/B IN OUT/RST IN OUT）和VDD VDD0V8 VDD1V8 VDD2V5。
4. 除RX（No.63 至No.1）外，信号流从No.1 至No.18 是顺序的（CLK C0 B0 RST）。因此可以通过电源时序来识别异常情况。
5、找到故障芯片后，重新焊接芯片：在芯片周围添加助焊剂，将芯片引脚加热至溶解状态，轻移并按压芯片；将芯片引脚和焊盘重新打磨，完成。注意，如果重新焊接没有帮助，则应直接更换芯片。
6. 使用算力板测试仪在固定算力板上运行至少两次。测试时机：第一次应在更换配件后，板子冷却后进行。第二次应该在几分钟内完成，并且电路板完全冷却。两次测试之间的间隙不会影响工作。将修复好的板放在一边，继续安装另一块，然后回到第一块和固定的第二块
7. 记录维护后的故障类型，尤其是故障类型。型号、位置和原因。这将进一步改善对生产、CS 和研发的反馈。
8、登录后进行正式烧机。
七．故障类型
T9+的典型故障：
1.散热片缺失或散热片移位/变形：通电前，特别是在通电前，无散热片移位或接触 PCB（电路板背面）。不同电压下的散热片。不同电压域的鳍片接触可能会导致短路。确保所有翅片热传导良好且固定紧固。更换或重新植入翅片前，应先清理翅片和板上的残留物。残留物可用无水酒精处理。
2、多个电压域之间的阻抗不平衡：当某些域的阻抗偏离正常时，异常域可能包括开路/短路。最有可能的是芯片的原因。但每个电压域有3个芯片；问题可能仅出在其中之一。检查并比较芯片上各测试点的接地阻抗，找到异常点，从而定位问题芯片。
短路：从同一电压域的芯片上拆下散热片，观察芯片引脚以发现桥接问题。如果通过观察找不到短路点，可采用电阻率法或截取法找到。
3、域间电压不平衡：电压过高或过低表明异常域或邻近域的IO信号出现故障。这会导致下一个域显示异常状态，然后：电压不平衡。检查测试点的信号和电压，找出异常点。有些情况可能需要您比较多个测试点之间的阻抗以发现异常情况。
特别注意：CLK信号和RST信号——这两个信号的异常最常导致电压不平衡。
4、丢失芯片：丢失芯片是指算力板测试仪检查时，全部18个芯片（分别显示3条链）都找不到，而只是找到了一部分。实际缺失（无法通过检查找到）的异常芯片并不在所示位置。需要通过测试来查明异常芯片。可以通过拦截TX来进行精确定位。将某芯片的TX信号转过地，比如设置14号芯片的TX输出过地后，之前的芯片都正常，算力板测试仪应该显示50个芯片。如果不是，则该异常存在于14号之前；如果是，则异常芯片位于 14 号之后。重复此操作，直到通过二分法找到异常芯片。
5.断链：断链类似于丢失芯片。不同的是，并不是所有丢失的芯片都异常，而是只有一个芯片异常导致后面的芯片失效。例如，某个芯片可以工作，但它不传输来自其他芯片的信息；该信号链将在此处断开——这称为断开的链路。
算力板测试仪能够显示损坏的链接。例如在检查芯片时，算力板测试仪仅报告14个芯片；算力板测试仪只有检测到预设数量的芯片后才能开始运行，因此仅显示找到的芯片数量。根据数字“14”，检查14号芯片前后测试点的电压和阻抗，可以帮助您定位问题。
6.禁止运行：
不运行表示算力板测试仪检测不到算力板芯片信息，显示“无算力板”；这是最常见的问题。
1）某个电压域电压异常：检查多个域之间的电压，定位问题。
2）芯片异常：检查测试点之间的信号，定位异常点。
CLK信号：0.9V；信号来自00号芯片到17号芯片。但当前版本仅提供1个晶振，CLK异常导致后续所有信号都显示异常。按照信号传输的顺序找到目标。
发射信号：1.8V；该信号来自00、01…17号芯片，当您在某个点出现异常时，请查找以前的信号。
接收信号：1.8V；该信号从17…01, 00 返回，通过检查信号方向来确定故障原因。当算力板没有运行时，该信号优先，请先检查。
BO信号：0V；该信号表示正常状态下芯片检测到RI返回信号时可以将其设置为低电平，否则应设置为高电平。
RST信号：1.8V；当板子上电并插入IO信号时，该信号将从00、01…17传输到最后一个芯片。
3）由某种芯片引起
检查多个域之间的PD。正常情况下，VDD电压为0.45V，其他测试点的电压也应为0.4V5，需要多域之间的平衡。
4）某芯片VDD1V8电压异常
检查电压域的测试点，判断某个VDD1V8是否正常。一般来说，IO电压决定了测试点的电压。因此，当IO电压为1.8V时，测试点的正常电压为1.8V。
5）某芯片VDD2V5异常
确保电压正常。电压异常与VDD电压过低有关。
6)降压和升压电路异常
检查C8电容输出（左上），看看电压是否在8.27V和9.07V之间。不在范围内的用户可能需要重新升级到 U3 PIC；确保PIC电压正常，检查U100是否有14V输出；还要检查未检查的外围部件和U100本身。
7.低哈希值：
低哈希可以分为：
1)算力板测试仪因 Nonce 不足和哈希值低而显示 NG。串口显示每个芯片返回的Nence数量信息。一般情况下，如果Nence数低于预设值，则应查找芯片故障。如果不是焊接不良或外围原因，则只需更换芯片即可。
2）算力板测试仪状态正常，但安装后算力较低。这通常是由于芯片冷却不良造成的。特别注意散热片的涂胶，以及一般的通风。另一个原因可能是某个芯片的电压很关键，安装后12V电源与测试电源不同，从而导致测试哈希与实际运行哈希的差异。调低并使用哈希板测试仪进行测试，尤其是。采用直流可调12V电源。找到返回最小 Nence 数的电压域。
8、某芯片NG：
指用算力板测试仪测试时，端口信息显示某芯片的Nence不足或返回为零。如果不是焊接不良或外围原因，更换芯片即可。
八．保养注意事项
1、操作人员应熟悉各测试点的功能、流向、正常电压和接地阻抗值。
2、操作人员应熟悉芯片焊接，以免PCB起泡、变形或引脚损坏。
3、BM1387芯片采用双面16脚封装。焊接时请注意极性和坐标。
4、更换芯片时，将芯片上的导热胶全部清理干净，避免IC焊接不良或散热不良（造成芯片二次损坏）
其他注意事项：
1. 芯片背面散热片与芯片接地，因此必须使用细长的电探针来检查测试点。探头除尖端金属外应使用热缩管充分绝缘，避免探头同时接触散热片和测试点。上下电路之间存在电压差，因此不同域（散热片）和测试点的接地可能会导致芯片人为损坏。请特别注意。
2. 焊接。芯片背面靠近PCB的地方有散热片，散热很快。所以焊接时需要底部辅助加热（200摄氏度左右）。这提高了效率并减少了对 PCB 的损坏。如果没有辅助加热装置，则需要先拆掉芯片背面PCB上的散热片，然后再更换芯片。
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