编辑：李艳
博士。版本：2019.07.02
博士。类别：维护指南
本文档内容：主要是蚂蚁矿机S15 T15的故障排查和算力板测试仪定位。
一、维护平台要求
1. 恒温烙铁300-350摄氏度，尖头烙铁头适用于rc等小贴片。
2、芯片拆焊采用热风枪，不可长时间加热，以免PCB起泡（焊接温度260±2摄氏度）。
3、APW8电源，16.32V-20.04V输出，用于测试算力板。
4. Fluke 15b+万用表、镊子、V9-1.2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、锡网、锡膏（低温OM550）；更新时为芯片植入锡。
7.导热胶，黑色（6223），用于维修后粘合散热片。
二. 维护要求
1. 维修技术人员，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、蚂蚁矿机S15 T15有12个电压域串联，每个电压域有5个BM1391，整板有60个BM1391芯片。
2. BM1391芯片内置3个串联的小电压域。
3、BM1391有12个电压域；S15 T15时钟上有25M单晶振荡器，串联并从第一个芯片传递到最后一个芯片。
4、S15 T15每个芯片的正反面都有独立的小散热片。正面散热片为SMT贴片，背面散热片经过初步测试后通过导热胶固定在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。
5、S15 T15的电源为APW8，其输出由控制板调节。正常电压为220V，如果没有控制板调节电压，APW8将没有输出。
笔记：
在维修过程中，更换板卡配件或芯片时，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两面都有测试点，生产维护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小散热片将各电压域接地，请注意笔形表的绝缘，避免笔形表造成短路。
● 重点分析：
2.1 S15 T15信号流程（图1）
图 1. T15 信号流
红色为CLK信号流，由Y1 25M晶振产生，从1号芯片传输到60号芯片；待机和计算时电压均为0.9±0.1V。
红色为TX（CI、CO）信号流，IO口引脚7进，从00号传输到62号；IO信号线未插时电压为0V，计算时电压为1.8V。
黄色为RX（RI、RO）信号流，从60号返回到00号，再从IO口8脚返回到控制板；IO信号线未插时电压为0V，计算时电压也是1.8V。
红色为B（BI、BO）信号流，从00号电平降低到60号电平；IO信号线未插好或待机时电压为0V，计算时信号脉冲约为0。
红色为RST信号流，IO口引脚3中，从00号芯片传输到62号芯片；IO信号线未插或待机时为0V，计算时为1.8V
2.2 算力板正面关键电路（图2）
图2 算力板T15正面关键电路
2.2.1 芯片间测试点（图3）
图3 芯片间测试点
在维修时，测试芯片之间的测试点是最直接的故障定位方法。
算力板S15 T15上测试点的排列如左图所示。
2.2.2 电压域
整板上有12个电压域，每个电压域有5个芯片。同一电压域的5个芯片由相关电源供电，然后与其他电压域串联。电路结构如下图4所示：
图4 算力板S15 T15正面关键电路
单片机在电压域的原理分析（见下图5）：
图5 BM1391电路图
以上是芯片BM1391各引脚的功能。
大修时，主要测试芯片前后各10次测试（芯片前5个、后5个：CLK、CO、RI、BO、RST）。
测试方法：
① 治具未测试时，APW8 只向治具控制板输出 12V，无 19.2V 输出；
② 当治具开始测试时，APW8将输出19.2V电压给控制板电源。测试时，治具各测试点电压如下：
时钟：0.9V
CO：1.6-1.8V，治具刚发出WORK时，由于CO为负，直流电平会降低，瞬时电压约为1.5V。
RI：1.6-1.8V，计算时，如果电压异常或过低，算力板会异常或算力为零。
博：0V。不计算时为0V；计算时，会有0.1-0V之间的脉冲抖动。
复位：1.8V。每次按下治具的测试按钮，都会重新输出复位信号。
当上述测试点状态或电压异常时，请根据测试点前后电路判断故障点。从上面的列表可以看出：
CLK信号：从芯片的29脚输入，从8脚输出，跨电压域连接时，从8脚输出，通过0欧电阻连接到下一个芯片的29脚。
TX信号：从芯片28脚输入，9脚输出；
RX信号：从芯片的10脚返回，从27脚输出；
BO信号：从芯片的25脚输入，从12脚输出；
RST信号：从芯片的26脚输入，从11脚输出。
3.IO口
IO 由 2X9 间距 2.0 PHSD 90 度直插双排组成。
各引脚定义如下图6所示：
图6 IO口各引脚定义
如上图所示：
引脚 5.6.17.18：GND。
引脚15.16（SDA、SCL）：DC-DC PIC 的I2C 总线，连接控制板和PIC 之间的通信。控制板可以通过它读写PIC的数据来控制算力板的运行状态并连接U6-EPROOM。该IC主要存储PCB、BOM和芯片，并扫描信息。
引脚13（PLUG0）：算力板的识别信号。该信号从算力板上的 10K 电阻拉至 3.3V。因此，当IO信号插入时，该引脚应为高电平。
引脚 11.12.14 (A2、A1、A0)：PIC 地址信号。连接到 U6-EPROOM。
7.8引脚（TXD、RXD）：算力板3.3端算力通道。经过电阻分压后，变成信号TX(CO)和RX(RI)。IO口引脚电平为3.3V。经过电阻分压后，变成1.8V。
3脚（RST）：3.3V端复位信号，经电阻分压后成为1.8V RST复位信号。
4脚（D3V3）：给算力板供电3.3V，由控制板提供，主要为PIC提供工作电压。
4. 23V升压电路
它负责将DC-DC（19.2v）升压至23V。原理是通过U7开关电源将电压从19.2V升到23V。U7产生的开关信号通过L4给储能电感，D4通过升压整流二极管对C73-C75充放电，再经EC26滤波，在EC26正极得到23V电压。23V电压输出到U170，u170输出1.8V，再通过u171输出0.8V，如图7所示。
图7 23V升压电路
5. 直流-PIC
它由 PIC16(L)F1704 组成（图 8、图 9）。
存储算力板芯片频率信息和电压值，同时控制算力板DC-DC输出电压的装置。
图9 PIC原理图
图10 PIC电路
6、DC-DC电路
它由2N7002和CMOS管组成（图11、图12）。
图11 DC-DC原理图
图12 DC-DC物理图
电路不工作时：PIC-EN9脚输出低电平，拉低Q10的1脚，使Q10不导通，并引起Q7-8-9-11MOS管4脚高电平，截止MOS，不导通。电压输出。
7. 25M LCK
它由一个Y 25MHZ无源晶体振荡器和12pF组成（图13和图14）。
图13 25M LCK电路
图14 25M LCK原理
正常时，R1154两端电压约为1V±0.1。
8.温度传感电路
温度传感器有4种：一种是TEMP（PCB），由传感器IC组成；另一种是TEMP（PCB），由传感器IC组成。另一个是TEMP（CHIP），即内置温度传感器组（BM1391第21、22脚）。这两个温度传感器的参数采集完毕后，最终由RI通过BM1391的23、24引脚返回到控制板的FPGA。原理如图15所示：
图15 温度传感原理图
四．单板测试故障排除示例
1.单板治具测试ASIC=0
故障分析：
1.1治具排线与算力板是否接触良好。
1.2 如果是S15 T15算力板，测试治具时J4-J5电压应为18.36V。
1.3 测试治具时，测量12个电压域之间是否有电压。
1.3.1 若电压域无电压，则需查看Q7、Q8、Q9、Q11的4脚正常工作电压是否为0V。如果为高电平，则看Q10的1脚是否为高电平或等于3.3V，如果Q10没有3.3V电压，则U3-PIC丢失固件或不上电。
PIC原理图
19.2V输出控制电路
1.3.2 如果供电正常，电压域有电压，则需要测量芯片的RI信号，看RI信号是否有1.8V的电压。测量RI信号时，应从最后一块芯片的测试点开始。如果最后一个芯片有电压，则可以测量第36个芯片是否有RI -1.8v；当芯片没有RI输出电压时，首先测量该芯片的1.8V电源，如果没有1.8V电源，则需要检查1.8V电源电路。1.8V 经过电压域分压后得到 3.2V 供给 LDO 引脚 1。LDO引脚5输出1.8V，（每个电压域有一个芯片供电-1.8V LDO），如果没有输出，应该是这个LDO的问题，如果1.8V正常，断电后测量测试点的接地电阻，与OK板比较，看是否有电阻异常。如果电阻正常，焊接也没有问题，则芯片应该有缺陷。（将拆下来的芯片重新焊接到好的板上验证一下，如果没有RI信号，则该芯片有缺陷，更换新芯片）。
1.8V供电电路
1.3.3 本文介绍的方法适用于S15 T15部分算力芯片或LDO损坏引起的故障。由于短路或焊接不良造成的ASIC不足也可采用此方法进行定位。
第一步：首先检查故障算力板的外观，散热片是否完整，电路板是否烧毁，MOS管是否烧坏，电容是否烧坏等。
步骤 2：在不通电的情况下测量 LDO 输出到该 LDO GND 的电阻。LDO的引脚安装如图1所示，测量Pin5到Pin2的电阻。
图1 LDO引脚安装
如图2测得，0.868K是普通1.8V LDO的阻值，41.4欧姆是普通0.8V LDO的阻值。第三个数字是一个不好的指示。一般情况下LDO已经被烧毁，相应域也有电源芯片损坏。此时应更换LDO并重新测试阻值。若电阻正常或电阻较大，则可进行下一步操作。
表1 LDO列表
图2 万用表读数
第三步：上电，短接RI到对应的1.8V，进行单板搜索芯片测试。
当LDO损坏时，更换LDO后，可从此域开始检查。当RI短接1.8V时，恢复的芯片数量应为短接点之前所有芯片的数量。如果数字正确，则继续向后看。如果为零，说明测试点之前的芯片有问题，需要更换。
RI短接1.8V查看芯片数量的方式分为跨域芯片和域内芯片两种。如图3所示，红色为跨域芯片。建议检查每个红色跨域芯片，快速确定域，然后定位域内芯片。（可以轻松查看问题域的第二、第三散热片，进行问题排查）。
图3 芯片布局
以下是通过 PCB 短接的方法：
① 跨域短连接
将RI短接到1.8V，运行单板治具找到芯片：
② 域内短连接
请注意，域中的 RI 位置有两种类型，如下图所示：
2. 单板治具测试ASIC = 23
故障分析：
2.1 单板测试可以找到23个芯片，并且可以确定RI信号正常；如果找不到24号芯片，则直接测量23号芯片的U33 CLK-RST-CO电压，看供电是否正常，如果CLK无0.8V电压，则看CLK的供电电路。
2.2 CLK电路分析：如果CLK没有0.8V，首先检查坏芯片电压域的0.8V供电是否正常，通过电压域内的分压器得到0.8V供电电路作为1.8V供电模式; 5脚输出0.8V，维修方法可参考1.8V维修方法（注意S15 T15每个域6个芯片中有2个芯片输出0.8V LDO供电，每个LDO给3个LDO供电）芯片）。
0.8v供电原理图
如果0.8V电源电路不输出0.8V，则查看0.8V LDO电源是否有3.2V左右的供电电压。如果有，查看LDO是否有虚焊或短路现象。如果有0.8V输出，检查芯片的接地电阻；如果阻值正确，则应该是芯片故障。
五、整个矿机状态的检测与判定
整个矿机运行是否正常主要看矿机是否能够正常启动，算力是否正常。如果算力正常，首先输入矿机IP查看以下参数：
矿机测试界面图
1.是否检测到3条链。如果检测不够，看看是否是线断了或者线没插好，如果升级线后还是链不足，可以对链不足的算力板进行单板测试，看看是否没问题。
1.1 算力板基本没问题，可以确定问题出在控制板，可以通过替换法排除。
1.2 如果算力板测试ASIC0，则按照单板维修方法进行维修。
2.检查芯片数量是否足够，如果芯片数量不够，可以直接进入IP-LOG查看链是否可以检测到芯片，然后根据单芯片进行修复。
3、查看3条链的运行频率是否正常，频率决定算力；一条链算力=频率×芯片核心数256×芯片数60；如果达不到这个理论算力，证明这条链的芯片有很多坏核。如果你想提高算力，可以进入IP-LOG查看芯片频率是否较低，然后更换该芯片。
4、一般矿机正常运行情况下，3条链的PCB和芯片温度在25度到95度之间。如果一条链的温度仅低于25度，则证明该链的算力板没有工作，需要测试单板，看单板是否正常。如果高于95度，则证明散热不好，需要检查风扇运转情况和通风情况，还要注意散热片是否脱落。
5、如果输入IP后看不到任何数据，只看到如下图界面，则需要进入IPlog查看日志中打印了哪些信息，根据信息修复矿机；可能存在网络中断或其他问题。
6、整台矿机修复时，根据挖矿情况和LOG进行修复。直接用好的元件替换认为有问题的元件并判断。
六．控制板原理及结构
1、控制板结构
控制板各部件名称及分布
2、网口线电路图
无法识别IP（即找不到网络）：首先看坏板的外观，有无伪焊，有掉料，如果
外观正常，找一根好的网线（正在使用的网线，插入J7网络接口）看是否能找到IP，如果还是找不到
找到IP，拿一块好的控制板，和坏的控制板比较电阻；首先从引脚 J7 1、2、3、6 测量，然后从 T1 1、2、3、6、7、8 测量，
也可以将2块控制板接12V，比较测量各点电压，U4信号直接接CPU，一般情况下T1为
更有可能是坏的。
3、电源稳压电路
调压电路中，CPU直接读取算力板PIC采集到的信号电压，从J11输出信号直接控制APW8电源，调整APW8输出，稳定所需电压。
IO块电路直接连接到CPU。如果外观和焊接都没有问题，基本就是CPU的问题。
4.小型电压转换输出电路
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