16-BIOS & CMOS

BIOS & CMOS
Mục đích của việc sử dụng BIOS
Người ta đưa 1 hệ thống chương trình xuất nhập cơ bản (Basic Input/Output system - BIOS) lên các IC ROM nhằm cung cấp 1 phương tiện giao tiếp giữa phần cứng không chuẩn với OS chuẩn mục của hệ thống.
Mang lại cho OS khả năng truy cập 1 tập hợp các chức năng chuẩn ? các BIOS chứa cùng 1 bộ chức năng mà OS có thể giao tiếp được.
Ngoài hệ thống BIOS chính, người ta còn gắn thêm lên trên mainboard 1 số BIOS mở rộng khác (Extension BIOS hoặc adater BIOS).
Một trong những bước đầu tiên của quá trình khởi động hệ thống là kiểm tra sự hiện diện của các ROM BIOS hợp lệ khác nằm trên vùng nhớ trên (Upper Memory). Máy sẽ kiểm tra mã checksum rồi sử dụng BIOS ấy.
Một PC có thể lắp được 5 ROM BIOS hoặc nhiều hơn.
System BIOS
Video adater BIOS
BIOS của bộ điều khiển ổ đĩa.
BIOS của card mạng
SCSI adapter BIOS
Bên trong của System BIOS
1 ROM BIOS thường chiếm 128KB trong vùng bộ nhớ trên (UMA), từ E0000h đến FFFFFh (bên trong MB đầu tiên của bộ nhớ PC.
Bao gồm 3 phần : POST, trình CMOS Setup và các đoán trình dịch vụ của hệ thống.
POST (Power On Self Test)
Thực sự quản lý toàn bộ giai đoạn khởi động của hệ thống.
Thực hiện mọi cuộc trắc nghiệm độ tin cậy và chẩn đoán mức thấp đối với các thành phần xử lý chính kể cả các chương trình ROM và RAM hệ thống.
Nó trắc nghiệm CPU khởi động bộ chipset của bo mạch chính :
Kiểm tra 128 bytes trong CMOS xem coi có những dữ liệu gì về cấu hình hệ thống.
Thiết lệp 1 bảng chỉ mục vectơ ngắt dành cho CPU trong vùng từ 0000h đến 02FFh của bộ nhớ hệ thống.
Sau đó thiết lập 1 vùng ngắt (Stack Area) cho BIOS trong vùng nhớ thấp từ 0300h đến 03FFh.
Nạp nội dung cho vùng dữ liệu (Data Area) của BIOS trong vùng bộ nhớ thấp từ 0400h đến 04FFh.
Phát hiện mọi ROM BIOS bổ sung có mặt trong hệ thống và tiến hành khởi động hệ điều hành.
Trình CMOS Setup
Cấu hình phần cứng của bất kỳ PC nào cũng được lưu giữ trong 1 lượng RAM CMOS nhỏ và cần có 1 chương trình CMOS Setup thì mới truy cập được những thông tin cấu hình này.
Các CPU đời cũ từ i286 đến i386 c/c CMOS Setup dưới dạng FDD.
Từ CPU i386 đời cuối trở đi, CMOS Setup được tích hợp vào trong bản thân BIOS của mainboard.
Các đề mục CMOS tiêu biểu và ý nghĩa của chúng.
Các thủ tục dịch vụ của hệ thống các dịch vụ của hệ thống (BIOS services) : là 1 bộ các chức năng riêng rẽ hình thành nên lớp đệm giữa phần cứng và OS.
Các dịch vụ này được gọi đến thông qua việc sử dụng 1 ngắt (interupt) nào đó.
Tác dụng ngắt là khiến CPU tạm dừng công việc nó đang làm lại, rồi gửi quyền điều khiển chương trình đến 1 địa chỉ khác trong bộ nhớ, nơi thường lưu trữ 1 đoạn chương trình con được thiết kế đặc biệt để xử lý ngắt này.
Khi đoạn trình xử lý ngắt đã hoàn tất, tình trạng lúc này của CPU được khôi phục lại và quyền điều khiển được trả lại nơi mà hệ thống đã bỏ ngang lúc ngắt mới xảy ra.
Các ngắt (interupt) có thể được tạo ra từ 3 nguồn :
Do bản thân CPU tạo ra (processor interupt) : Hậu quả của 1 chương trình như sai sót ngài ý muốn, bất bình thường. Có 5 ngắt của CPU (từ 00h đến 04h)
Phần cứng : các ngắt phần cứng (hardware interupt) được sinh ra khi 1 thiết bị cần có sự chú ý của CPU để thực hiện 1 tác vụ nào đó. Các PC thường cung cấp 16 ngắt phần cứng từ IRQ0 đến IRQ15 (từ 08h đến 0Fh và từ 70h đến 77h)
Phần mềm (software interupt) : được tạo ra khi 1 chương trình nào đó muốn PC kiểm tra hay điều động một thiết bị phần cứng. VD : Khi phím Print Screen được nhấn, 1 INT 05h được tạo ra. Đoạn trình của ngắt này đổ nội dung của vùng nhớ đệm ký tự card hiển thị ra cổng máy in.
Các tính năng của BIOS:
Hỗ trợ nhiều CPU : BIOS phải hỗ trợ nhiều CPU từ các hãng như Intel, AMD và Cyrix .
Hỗ trợ chipset mới : BIOS phải hỗ trợ họ chipset đời mới nhất (như Intel 430TX, 444BX, 810, 815, 845, 865, 875, E7205 .) ? hỗ trợ các loại bộ nhớ cao cấp như SDRAM, DDRAM , RDRAM . và khả năng tự xác định kích thước bộ nhớ, khả năng hỗ trợ tính năng kiểm tra lỗi bộ nhớ (parity cũng như ECC) hoặc các cổng USB, IEEE1394, SATA .
Hỗ trợ ACPI/APM : BIOS phải tương thích hoàn toàn với đặc tả ACPI (Advanced Configuration and Power System) và hỗ trợ các đặc tả APM (Advanced Power Management).
Hỗ trợ các ổ đĩa tiên tiến : các ổ đĩa EIDE-UltraATA lớn (có hơn 1024 cylinders) với các chế độ truyền dữ liệu nhanh, như các chế độ PIO từ 0 đến 4, Ultra DMA/66, Ultra DMA/100, Ultra DMA 133.
Hỗ trợ chuẩn PC97 (và mới hơn) : tuân theo đặc tả Microsoft PC 97.
Hỗ trợ chuẩn 120 : (Intelligent I/O), vốn cho phép cấp phát linh động các cổng và tài nguyên khác cho các thiết bị I/O trong máy.
Hỗ trợ khả năng boot từ nhiều nguồn : khởi động từ nhiều ổ đĩa khác nhau kể cả khả năng boot dành cho các thiết bị theo đặc tả IPL (Initial Program Load) ? cho phép boot từ 4 đĩa IDE (kể cả các ổ đĩa CDROM), các ổ đĩa SCSI và các card mạng.
Hỗ trợ PnP : BIOS phải phát hiện và định cấu hình được các thiết bị theo chuẩn PnP trong quá trình POST. Nó cũng phải có khả năng liên hệ với Windows9X/2000/XP để xác định tài nguyên của hệ thống. (Năm 1997, MS đã đề ra chuẩn AML cho BIOS, cho phép các OS Windows tương thích với PnP).
Hỗ trợ PCI : (Peripheral Componet Interface) - bắt cầu từ PCI - PCI và PCI - ISA.
Hỗ trợ USB.
Cách xác định tính năng của BIOS từ chuỗi mã nhận diện của nó : (Là loại nào : AWARD, AMI hay PHONIX . )
BIOS và quá trình khởi động máy :
Nhận diện quá trình khởi động cho đến lúc nạp OS.
Các trình điều khiển thiết bị (*.sys và các *.bat)
Bộ nhớ Flash - BIOS được cập nhật nhanh chóng bằng những phần mềm tương đối đơn giản.
Chức năng chính của BIOS
Loại bỏ DIP
Thay bằng các chương trình đã được lập trình sẳn, chứa dđựng trong RAM tĩnh (RAM CMOS).
CMOS có nhiệm vụ gì
RAM CMOS là 1 lượng RAM tĩnh, rất nhỏ, tiêu thụ rất ít điện năng.
Thiết bị Ram CMOS đời cũ cung cấp 64bytes.
Thiết bị Ram CMOS đời sau cung cấp thêm 64bytes ? 128bytes.
Các mainboard đời mới nhất sử dụng từ 256 - 1Mb để lưu trữ thông tin CMOS setup cùng với thông tin ESCD (Estended System Configuration Data - Dữ liệu cấu hình hệ thống mở rộng) cần cho PnP của PC.
Dùng 1 pin để nuôi CMOS.
Thâm nhập vào CMOS Setup