BIOS电路工作原理

BIOS电路的工作原理摘要：主要讲解BIOS与CMOS的区别，BIOS的硬件电路结构与BIOS软件模块之间的联系，以及BIOS的升级与更新。关键字：BIOS、CMOS、RAM、ROMBIOS全名为(Basic Input Output System)即基本输入/输出系统，是集成在主板上的一个ROM芯片，其中保存有微机系统 最重要的基本输入/输出程序、系统信息设置、开机上电自检程序和系统启动自举程序。CMOS（本意是指互补金属氧化物半导体一种大规模应用于集成电路芯片制造的原料）是微机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和用户对某些参数的设定。CMOS RAM本身只是一块存储器，只有数据保存功能，而对CMOS中各项参数的设定要通过专门的程序。现在厂家将CMOS设置程序做到了BIOS芯片中，在开机时通过特定的按键就可进入CMOS设置程序方便地对系统进行设置，因此CMOS设置又被叫做BIOS设置。RAM(Random Access Memory）的全名为随机存取记忆体，用来存储和保存数据的。它在任何时候都可以读写，但在断电时其数据不保存。ROM（Read Only Memory）的全名为唯读记忆体，用来存储和保存数据。ROM数据不能随意更新，但是在任何时候都可以读取。即使是断电，ROM也能够保留数据。RAM和ROM相比，两者的最大区别是RAM在断电以后保存在上面的数据会自动消失，而ROM就不会。引言BIOS是硬件与软件程序之间的一个桥梁，或者说是接口(虽然它本身也只是一个程序)，负责解决硬件的即时需求，并按软件对硬件的操作要求具体执行。计算机用户在使用计算机的过程中，BIOS为计算机提供最低级的、最直接的硬件控制，计算机的原始操作都是依照固化在BIOS里的内容来完成的。一、工作原理1、 BIOS芯片组成BIOS芯片实际上是一种FlashRom, ROM中存放着BIOS数据文件（如主板、CPU、内存等和上电自具及设置程序）和一小块启动程序(BOOT BLOCK)用于紧急情况下接管系统的启动。一般情况下我们无法向其中写入数据，只有在一定的编程电压下进行写入或擦除工作，而且无需使用烧录器。它一般位于主板的ISA和PCI插槽交汇处的上方（也有部分主板将BIOS芯片安排在主板的左下方位置），芯片表面一般贴有BIOS Firmware提供商的激光防伪标贴的32引脚的DIP或SMD封装的芯片。示意图如下：2、 BIOS电路结构（以SST 49LF004B为例）BIOS芯片的VDD引脚在得到+5V供电后,在控制总线的作用CE、OE、WE的作用下开始工作，计算机立即从BIOS芯片中读取出指令代码进行系统硬件的自检。对PNP设备进行检测和确认，然后依次从各个PNT部件上读取相应不见正常工作所需的系统资源数据等配置信息。BIOS中的PNP模块试图建立不冲突的资源分配表，使得所有的部件都能正常地工作。配置完成之后，系统要将所有的配置数据即ESCD写入BIOS中，这就是为什么我们在开机时看到主机启动进入WINDOWS前出现的一系列检测：配置内存，硬盘，光驱，声卡等，而后出现“UPDATE ESCD. SUCCESSED”等提示信息。所有这些检测完成后，BIOS将系统控制权移交给系统的引导模块，由它完成系统的装入。BIOS设置的结果通常保存在南桥的RAM中，当计算机工作时它由主板ATX电源供电，当关闭计算机进它由CMOS电池供电。当BIOS出现一些错误，我们可以通过清除CMOS来恢复原始设置，但同时注意由于主板设计不同，南桥RAM的供电可能由CMOS电池和开机5V两路供电，所以我们在清除CMOS时，要拔下ATX电源的电交流电源线，将J1的2和3短接。3、 BIOS的功能自检及初始化：开机后BIOS最先被启动，然后它会对电脑的硬件设备进行完全彻底的检验和测试，即我们常说的POST自检。如果发现问题，分两种情况处理：严重故障停机，不给出任何提示或信号；非严重故障则给出屏幕提示或声音报警信号，等待用户处理。如果未发现问题，则将硬件设置为备用状态，然后启动操作系统，把对电脑的控制权交给用户。 程序服务：BIOS直接与计算机的I/O（Input/Output，即输入/输出）设备打交道，通过特定的数据端口发出命令，传送或接收各种外部设备的数据，实现软件程序对硬件的直接操作。 设定中断：开机时，BIOS会告诉CPU各硬件设备的中断号，当用户发出使用某个设备的指令后，CPU就根据中断号使用相应的硬件完成工作，再根据中断号跳回原来的工作。4、 BIOS升级当BIOS中的程序遭到破坏;需获得新的计算机功能，如换大硬盘但BIOS认不出时;我们可以地BIOS进行升级就可以完成这些需求。其升级方法有两种，升级时要注意以下几点：BIOS型号：即BIOS内部ROM中所固化的Flash刷新软件，也叫刷新工具，通常有AMI,Award,Phoenix三家，可以从开机自检信息或BIOS芯片上所贴的防伪签上获得。BIOS芯片型号:即BIOS物理介质的生产公司和其编号。主要有Winbond、Intel、ATMEL、SST、MXIC五家公司生产，如本节中的SST 公司的49LF004B。一般在防伪签下面用激光字打出。主板BIOS：就是和主板型号对应的BIN或HEX格式的文件。 软件升级在获得BIOS型号和主板型号后，下载正确的刷新工具和主板BIOS,利用刷新工具将主板BIOS写入主板BIOS芯片的ROM中。热插拔法：用好的主板启到计算机后拔去好的BIOS芯片，安上坏的BIOS芯片，执行刷新程序将主板BIOS写入坏主板BIOS芯片的ROM中，同时注意操作过程不能断电，并保证两块主板型号必须一致。在获得BIOS芯片型号和主板型号后，下载正确的“主板BIOS”,我们使用编程器自身所带的软件，在软件中选择好BIOS芯片型号，并装载主板BIOS，点击“编程”，利用编程器将“主板BIOS”写入主板BIOS芯片的ROM中。5、 BIOS组合利用CBROM.EXE将无盘站的网卡BOOT程序和“主板BIOS”合成后写入BIOS芯片，我们就不用在网卡上安装BOOT芯片; 利用CBROM.EXE将品牌机的恢复软件分离，然后将复软件和“主板BIOS”利用CBROM.EXE合成后写入BIOS芯片就可以在组装机上使用品牌机的数据恢复功能。6、BIOS改写利用CBORM.EXE和Modbin可以对开机画面，开机信息，CMOS设置画面，BIOS内的文字等进行修改。二、 实验分析1、 BIOS的维修流程2、BIOS报警：根据BIOS（Award BIOS、AMI BIOS和Phoenix BIOS）公司不同，响铃也不同，但大致上都是正常为笛的一声，内存报警为笛笛笛的长鸣;显卡报警为像120一样的急促的笛笛笛的长鸣;同时要注意一点由于内存要同时满足电压、时钟、复位三个条件，所以有时内存检测通不过时会出现黑屏不报警;极个别精英845GL板子会出现由于内存的原因而不能长时间开机。3、BIOS实际上是一个硬件和软件和结合体，它在计算机启动和运行过程中都起着举足轻重的作用。在现实中BIOS问题大部分为软件故障，我们可以通过清除CMOS恢复原始设置解决故障;对于硬件故障我们可以通过