电脑主板BIOS基础知识.ppt

1、BIOS基础知识,什么是BIOS?,BIOS Basic Input Output System 可以理解为系统硬件与软件接口的一部分; 是用于最基本硬体初始化及周边控制的，常由组合语言写成的，存储于ROM中的firmware程式。 BIOS ROM 是固化了firmware程序； 采用了Flash ROM(Electrically Erasable Programmable ROM，电可擦除可编程ROM)设计允許用戶在特定的电压、电流条件下对其Firmware 进行更新的集成电路块。,常见的生产Flash ROM 芯片厂商Winbond 、SST 、Intel 、MXIC 、Atmel 世界

2、上主要BIOS厂家（Phoenix，AMI，Insyde，Byosoft） 1. Phoenix 美资上市公司。BIOS行业的龙头，成立于1979年。其产品线主要包括三个大类，第一是Phoenix Award BIOS，主要面向台湾的ODM以及低端市场。第二是Phoenix BIOS，主要面对高端台式机以及笔记本市场。第三是General Software BIOS，主要面向嵌入式市场。Phoenix进入中国市场很早，他们2000年前后便成立了中国分公司，其在中国的名称是：菲尼克斯软件（中国）有限公司。很可惜的是，由于Phoenix的决策失误，以及经营问题，他们在09年底退出了中国市场。2.

3、AMI 美资公司，未上市。BIOS行业的技术领跑者。AMI的BIOS工具一向做的比较好，并且由于其价格相对Phoenix便宜，在台湾的ODM中，有很高的份额。AMI主要的研发中心也在台湾。AMI的主要产品包括AMICORE以及AMI Aptio。前者是传统BIOS，后者是EFI BIOS。 3. Insyde 台湾上市公司。用十年磨一剑来形容Insyde比较合适，Insyde成立很久很久，却一直默默无闻。一直只能做些EC之类的东西糊口。可Insyde看准时机，最早切入EFI开发，在EFI时代，Insyde一举取代了不看重EFI的Phoenix，成为了业界的领袖。 4. Byosoft 2006

4、年新成立的BIOS公司。总部位于江苏省南京市。是中国大陆第一家，也是世界第四家得到Intel授权的BIOS公司。目前的产品线主要服务OEM客户，零售市场见的不多。基本上以EFI BIOS为主。Byosoft中文叫南京百敖软件股份有限公司。是由原先Phoenix的一个高管和国内其他几个创业伙伴共同创办的。Byosoft与Intel的关系非同一般。,BIOS主要功能,Boot OS from some media Initialize ISA System Initialize Specific Hardware Initialize Industry Standard system Offer

5、system information to OS and App Hardware Program Interface routine Power Manage Sx Support,BIOS功能简介,BIOS是硬件与软件之间的一个“转换器”或者说是接口，對主板的啟動和管理起著重要的作用主要有以下几個方面。 1.初始化 Initialize Specific Hardware Memory Sizing GPIO Clock Chip CS Specific Initialize Specific Hardware Porting to our System Card Bus Controll

6、er TMP、HD protect Initialize Industry Standard system Initialize PCI System Initialize PnP System Initialize ATA/ATA System Initialize USB System Other 1394,BIOS功能简介,2.POST(Power On Self Test，上电自检)微机按通电源后，系统首先由POST程序来对内部各个设备进行检查。通常完整的POST自检将包括对 CPU、640K基本内存、 1M以上的扩展内存、ROM、主板、CMOS存贮器、串并口、显示卡、软硬盘子系统及键

7、盘进行测试，出现问题给出提示信息或鸣笛警告。,BIOS功能简介,3.记录电脑部件配置電腦配置信息是放在一块可写的CMOS RAM 芯片中的，主要保存着系统的基本情况、CPU 特性、软硬盘驱动器等部件的信息。在 BIOS ROM芯片中装有“系统设置程序”，可以用来设置CMOS RAM中的各项参数。 Offer system information to OS and App To OS: ACPI Int 15 MP Table PCI Routing Table To App SMBIOS F000 Information ,BIOS功能简介,4.BIOS 中断服务程序管理 实质上是微机系统中

8、软件与硬件之间的一个可编程接口，实现对硬件的操作，例如，DOS和Windows操作系统中对软盘、硬盘、光驱、键盘、显示器等外围设备的管理。 *例如，DOS和Windows操作系统中对软盘、硬盘、光驱、键盘、显示器等外围设备的管理，都是直接建立在BIOS系统中断服务程序的基础上,BIOS功能简介,5.裝載系统程序 系统在完成 POST自检后， ROM BIOS 就按照系统 CMOS设置中保存的启动顺序搜寻软硬盘驱动器及CD-ROM、网络服务器等有效地启动驱动器，读入操作系统引导记录，然后将系统控制权交给引导记录，并由引导记录来完成系统的顺利启动。 Device Type ATA/ATAPI De

9、vice USB Hard disk/floppy/CDROM PCI/PCI Express Device Other Selectable,與BIOS相關的知識：,1.內存地址的分配： 1MB的低端640KB被称为基本内存 A0000HBFFFFH要保留给显示卡的显存使用 C0000HFFFFFH则被保留给BIOS使用 C0000HC7FFFH处一般给显卡BIOS C8000HCBFFFH处一般给IDE控制器的BIOS。 *第一条指令的地址为BaseAddress*16+IP=FFFF0h+0000h=FFFF0，内容是jump指令，跳到BIOS实际开始处执行。,A000:0h,E000:

10、0h,F000:0h,CGA,VGA,B000:0h,C000:0h,B800:0h,Available,VGA BIOS,C800:0h,Expansion ROMs,D000:0h,System BIOS,System BIOS,Available,Shadow Area,與BIOS相關的知識： 2.BIOS地址的映射：RAM运行比ROM快，將BIOS信息映射到Shadow RAM。,F000 Segment,E000 Segment,BIOS最高两个段的内容同时被映射到1M以下的高端地址。,0000 0000,0010 0000,與BIOS相關的知識：,3. 中斷 计算机内存的前1024

11、个字节（偏移量00000H到003FFH）保存着256个中断向量 每个中断向量占4个字节，保存入口地址偏移量和入口段地址，使用时，只要将它们分别调入寄存器IP及CS中，就可以转入中断服务程序实现中断调用。 每当中断发生时，CPU将中断号乘以4，在中断向量表中得到该中断向量地址，进而获得IP及CS值，从而转到中断服务程序的入口地址，调用中断。这就是中断服务程序通过中断号调用的基本过程。,與BIOS相關的知識：,4.CMOS ROM 128 Bytes RAM M/B上有电池供电保护数据 Accessed By I/O port 70H/71H,BIOS的啟動順序,1.當按下POWER BUTTO

12、N按扭所有的電壓都穩定后CPU被REST. 开始从地址FFFF0H 处执行指令, 放在这里的只是一条跳转指令，跳到系统BIOS 中真正的启动代码处。 2. 执行POSTPOST 的主要任务是检测系统中一些关键设备是否存在和能否正常工作，例如内存和显卡等设备。注意此時只是檢測設備有無問題并不初始化設備。,BIOS的啟動順序,3. 查找顯卡和其他設備的初始化代碼并且調用這些代碼對相關設備進行初始化。 4. 查找完所有其他设备的BIOS 之后，系统BIOS 将显示出它自己的启动画面，其中包括有系统BIOS 的类型、序列号和版本号等内容。接着主板BIOS 将检测和显示CPU 的类型和工作频率，然后开始

13、测试所有的RAM，并同时在屏幕 上显示内存测试的进度，我们可以在CMOS 设置中自行决定使用简单耗时少或者详细耗时多的测试方式 (测试1 次或3 次)。,BIOS的啟動順序,5. 内存测试通过之后，主板BIOS 将开始检测系统中安装的一些标准硬件设备，包括硬盘、CD-ROM 、串口、并口、软驱等设备。标准设备检测完毕后，系统BIOS 内部支持即插即用的代码将开始检测和配置系统中安装的即插即用设备，每找到一个设备之后，系统BIOS 都会在屏幕上显示出设备的名 称和型号等信息，同时为该设备分配中断、DMA 通道和I/O 端口等资源 6接下来系统BIOS将更新ESCD（Extended System Configuration Data，扩展系统配置数据）。ESCD是系统BIOS用来与操作系统交换硬件配置信息的一种手段，这些数据被存放在CMOS之中通常ESCD数据只在系统硬件配置发生改变后会更新。,BIOS的啟動順序,7. 系统BIOS的启动代码的最后一项工作，即根据用户指定的启动顺序从软盘、硬盘或光驱启动。以从C盘启动为例，系统BIOS将读取并执行硬盘