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BIOS入门BillSun2009 10 13 BIOS芯片图观 什么是BIOS BIOS 就是 BasicInputOutputSystem 基本输入输出系统 它是被固化在主板芯片上的一组设置程序 Firmware 它的主要功能是提供对计算机硬件最底层 最直接的控制与设置 是微机硬件与软件之间的转换器 它包含了开机引导代码 基础硬件驱动程式 参数设置程式和一些硬件厂商研发的程式 BIOS程序放在ROM中 断电也不会遗失Data 早期的IBM PC AT 的BIOS程序是在软盘上的 使用很不方便 BIOSROM是主板上唯一一颗贴有标签的芯片 WHY 为什么BIOSROM芯片要贴标签 早期的BIOSROM芯片使用的是EPROM 要避免紫外光使数据遗失激光防伪版权ErasableProgrammableROM 可擦除可编程ROM 1985 1993 什么是CMOS CMOS ComplementaryMetalOxideSemiconductor 互补金属氧化物半导体 是电脑主板上的一块可读写的RAM芯片 用来保存当前系统的硬件配置情况和用户对某些参数的设定 早期的CMOSRAM是一块RAM芯片 比如 MC146818A CMOS的位置 Where VIAVT82C686A官方介绍中的原文提到 内置DS12885型实时时钟外带扩展的256字节CMOSRAM 以及日 月时钟用于ACPI 高级电源管理接口 IntelICH介绍的原文中也提到 在ICH中包含有一个与摩托罗拉MC146818A相兼容的实时时钟以及256字节电池备份RAM 这个RTC系统将完成两个重要的任务 即使在系统断电时 仍保持时钟 日期信息并存储系统数据 RTC时钟以32 768KHz的晶振频率为基准 用一个单独的锂电池供电 由此可保证即使系统不通电仍能将备份RAM中的数据保存7年 为什么要将CMOSRAM芯片放在南桥中 而不放在其他地方 为什么要把CMOSRAM芯片放到南桥中 一 BIOS中的设置内容 你会发现基本都是与南北桥芯片中相关寄存器挂钩的 它们的设置关系到了相关寄存器的值 如内存的工作时序 AGP模式 IDE模式 PCI总线的时序等 这些信息存在南桥的SRAM中有利于快速地调用 为什么要把CMOSRAM芯片放到南桥中 二 ROM有擦写上的限制 这包括了速度 擦写的相对复杂程度 电压 电流控制 以及ROM的寿命 ROM不能像RAM那样快速的写 ROM200usRAM数十us ROM可能需要特殊的擦写电压 ROM可能需要特殊的擦写时序 ROM可能需要在写之前进行擦除操作 ROM擦写次数有限 不像RAM那样可以随意写而不损坏 ROM掉电后数据不会丢失 所以CMOSRAM做在南桥中反而是更合理 BIOS芯片也因此可以更为廉价一些 现在所用的BIOSROM FlashROM 1984年 舛冈富士雄博士在东芝公司工作时发明FlashROM1988年 Intel推出第一款商业性的NORFlash芯片1989年东芝公司发表了NANDflash技术一万到一百万次抹写循环以Block为单位进行擦除 BIOSROM生产厂家 Winbond 1987 Intel 1968 ATMEL 1984 SST 1989 MXIC 1989 BIOS供应商 PhoenixTechnologies 美国凤凰科技 全球最大的BIOS供应商 AwardSoftware与GeneralSoftware均被PhoenixTechnologies收购 AmericanMegatrends 美国安迈科技 已被凤凰科技超过 曾经是最大的BIOS供应商 InsydeSoftware 台湾系微公司Byosoft 新兴厂商 中国南京的百敖软件公司 在开机过程中BIOS所扮演的角色 第一步 开机自检POST PowerOnSelfTest 无法启动或者报错第二步 硬件初始化自动检测CPU频率 设置寄存器以及对外围设备进行检测 并根据BIOS设置进行硬件参数分配第三步 引导操作系统依据设置参数查找软盘 硬盘 光盘以及其它可引导设备中的启动扇区 如果找到操作系统引导记录 则将系统控制权转交给引导记录并由它将操作系统装入内存 如果没有找到引导记录则给出相应的出错信息 开机过程中BIOS的工作步骤 一 1 BIOSPost 检测内存 显卡等主要设备是否存在和能否正常工作2 BIOS找到显卡的ROM芯片 使显卡完成初始化 show徽标等 开机过程中BIOS的工作步骤 二 3 BIOS自身启动画面 showBIOS类型 序列号 版本号等4 检测CPU类型 频率 内存容量 开机过程中BIOS的工作步骤 三 5 检测标准硬件设备 硬盘 光驱 软驱 开机过程中BIOS的工作步骤 四 6 检测完毕 BIOS重新清平 并在屏幕上方显示 一个系统配置列表7 BIOS更新ESCD ExtendedSystemConfigurationData 放在CMOSRAM中8 ESCD更新完毕后 BIOS根据主引导记录来运行IO SYS BIOS的基本功能 一 基本参数的设置包括系统时间 存储设备状况 显示模式 启动时对自检错误的处理方式等 硬盘检测和键盘设置包括检查硬盘 键盘类型 键盘的参数等 存储设置包括存储容量 读写顺序 奇偶校验等 ROMSHADOW设置包括ROMBIOSSHADOW VIDEOSHADOW和各种适配器的SHADOW等 CACHE设置包括内置 外置CACHE CACHE地址和尺寸 BIOS显示日期和CACHE设置 BIOS基本功能 二 集成板卡接口的设置包括板卡上的FDC软驱接口 串接口 IDE接口 串并口 USB接口 IR和DMA设置 I O地址设置等 PCI局部总线参数的设置该项主要是对即插即用 PCI插槽IRQ中断请求号 PCI和IDE接口的IRQ中断请求号 CPU向PCI写入缓存 总线字节合并 PCI和IDE的触发方式 CPU与PCI的时钟比等进行设置 安全设置主要针对计算机安全方面的一些设定 包括硬盘分区保护 开机口令设置 SETUP口令设置等 电源管理这一功能设定计算机节省电能源 它包括进入节能状态的延迟等待时间 如何唤醒 IDE断电方式以及显示器的断电方式等 其他设置包括上电检查 20选择地址线 提示自检故障 系统引导速度等 简介BIOS设置界面 一 简介BIOS设置界面 二 简介BIOS设置界面 三 ParallelPort 1 SPP StandardParallelPort 称为标准并口 数据是半双工单向传输的 传输速率为15KB S 速度较慢 但可以支持所有外设 一般设为默认的工作模式 2 EPP EnhancedParallelPort 称为增强型高速并口 采用双向半双工数据传输 传输速度达2MB S 是在SPP的基础上发展起来的新型工作模式 也是现在应用最多的并口工作模式 目前市面上的大多数打印机 扫描仪都支持EPP模式 3 ECP ExtendedCapabilityPort 即扩充功能并口 用双向全双工数据传输 传输速率比EPP高它是目前比较先进的并口工作模式 但兼容性问题也比较多 除非您的外设支持ECP模式 否则不要选择该模式 硬盘SMART技术 Self Monitoring AnalysisandReportingTechnology 自我监测 分析及报告技术 支持S M A R T技术的硬盘可以通过硬盘上的监测指令和主机上的监测软件对磁头 盘片 马达 电路的运行情况 历史记录及预设的安全值进行分析 比较 当出现安全值范围以外的情况时 就会自动向用户发出警告 满足S M A R T标准的条件主要包括 1 在设备制造期间完成S M A R T需要的各项参数 属性的设定 2 在特定系统平台下 能够正常使用S M A R T 通过BIOS检测 能够识别设备是否支持S M A R T并可显示相关信息 而且能辨别有效和失效的S M A R T信息 允许用户自由开启和关闭S M A R T功能 3 在用户使用过程中 能提供S M A R T的各项有效信息 确定设备的工作状态 并能发出相应的修正指令或警告 在硬盘以及操作系统都支持S M A R T 技术并且该技术默认开启的的情况下 在不良状态出现时S M A R T 技术能够在屏幕上显示英文警告信息 WARNING IMMEDIATLYBACKUPYOURDATAANDREPLACEYOURHARDDISKDRIVE AFAILUREMAYBEIMMINENT 警告 立刻备份你的数据同时更换硬盘驱动器 可能有错误出现 简介BIOS设置界面 四 PowerManagement S0 实际上这就是我们平常的工作状态 所有设备全开 功耗一般会超过80W S1 也称为POS PoweronSuspend 这时除了通过CPU时钟控制器将CPU关闭之外 其他的部件仍然正常工作 这时的功耗一般在30W以下 其实有些CPU降温软件就是利用这种工作原理 S2 这时CPU处于停止运作状态 总线时钟也被关闭 但其余的设备仍然运转 S3 这就是我们熟悉的STR SuspendtoRAM 这时的功耗不超过10W S4 也称为STD SuspendtoDisk 这时系统主电源关闭 但是硬盘仍然带电并可以被唤醒 S5 这种状态是最干脆的 就是连电源在内的所有设备全部关闭 功耗为0 简介BIOS设置界面 五 简介BIOS设置界面 六 为什么要升级BIOS 随着计算机硬件的飞速发展 一些主板可能会出现不能正确地识别或者不支持新的硬件技术 所以各大主板厂商会定期提供相应的升级程序 通过对BIOS的升级来获得对新的硬件或者新技术的支持 由于BIOS升级的要求十分严格 因此型号规格必须完全对应 如果弄错了主板类型或者升级程序有问题 那么后果是非常严重的 所以用户在升级之前必须要弄清主板的类型和BIOS的版本 升级BIOS方法 烧录器各个BIOS供应商提供的烧录软件 AWDFLASH 用于使用Award公司的BIOS AMIFLASH 用于使用AMI公司的BIOS BIOS内部模块 一 BIOS内部模块 二 BIOS内部模块 三 PCIRoatingtable RoutinginformationisreturnedinadatabufferthatcontainsanIRQRoutingforeachPCIdeviceorslot TheformatofanentryintheIRQroutingtableisshowninTable4 1 新一代BIOS uEFI uEFI universalExtensibleFirmwareInterface 统一可扩展固件接口 uEFI就是一个可扩展的 标准化的统一固件接口规范 它采用模块化 动态链接和C语言风格的常数堆栈传递方式来构建系统 摆脱了传统BIOS复杂的16位汇编代码 目前以得到获市占率过半的BIOS大厂凤凰科技支持 早在90年代中期 Intel就因为PCBIOS的极限性 16位CPU模式 1MB寻址空间 PCAT的硬件依赖等问题 无法为大型安腾服务器提供支持而提出了IntelBootInitiative的项目 后来更名EFI EFI规范1 02是Intel在2000年12月1日发布的 最早的EFI规范发布版 EFI规范1 10是Intel在2002年12月1日发布的 2005年 Intel把EFI提交给联盟组织管理 这个组织就是uEFI组织 IntelEFI也就改名为uEFI uEFI规范2 1是uEFI组织在2007年1月7日发布的 这个版本密码系统 网络认证 用户界面等 简介EFI EFI在开机时的作用和BIOS一样 就是初始化PC 但在细节上却又不一样 BIOS对PC的初始化 只是按照一定的顺序对硬件通电 简单地检查硬件是否能工作 而EFI不但检查硬件的完好性 还会加载硬件在EFI中的驱动程序 不用操作系统负责驱动的加载工作 EFI的最革命之处 是颠覆了BIOS的界面概念 让操作界面和Windows一样易于上手 在EFI的操作界面中 鼠标成为了替代键盘的输入工具 各功能调节的模块也做的和Windows程序一样 可以说 EFI就是一