Testing of Modal Window | Close it

آشنایی تخصصی با چیپ بایوس (BIOS)

چیپ بایوس (BIOS)

 

● ROM Shadowing:
چیپ های RAM طبیعتا در مقابل چیپ های DRAM ها کند می باشند ، زیرا زمان دستیابی به ROM 150 نانو ثانیه است، اما زمان دستیابی DRAM ها ۵۰ نانوثانیه می باشد .

به همین دلیل در بسیاری از سیستمها ROM ها به صورت پنهان (Shadowing) هستند، بدین معنی که ROMها در ابتدای راه اندازی یسیتم در چیپهای DRAM کپی می شوند که این باعث دسترسی و اجرای سریعتر عملیات می شود .

زیربرنامه ها و روالهایی که به روالهای پنهانی (Shoadowing Procedure) محتویات ROM را در RAM کپی می کنند و آدرس آن را به عنوان ROM معرفی می کنند و ROM واقعی ار غیر فعال می کنند ،که این باعث می شود که به نظر برسد که سیستم با سرعت ۶۰ نانوثانیه کار می کند.

استفاده از این روش هنگامی مفید است که از یک سیستم عامل ۱۶ بیتی مانند ِDOS و یا WIN3.1 لستفاده می کنیم ..و اگر از سیستم عامل ۳۲ بیتی مانند WIN 98,WIN95,WIN NT استفاده می کنید ، این روش تقریبا بی حاصل است زیرا این سیستم عاملها هنگامی که بر روی سیستم اجرا می شوند از کد ۱۶ بیتی ROM استفاده نمی کنند.

اما در عوض از گرداننده های ۳۲ بیتی که در طول راه اندازی سیستم عامل در حافظه RAM بارگذاری می کنند ، استفاده می نمایند.

چهار نوع چیپ ROM وجود دارد :
۱) ROM
۲) PROM
۳) EPROM
۴) EEPROM که نیز Flash ROM نیز می نامند.


● PROM:
این چیپها که از نوع ROM می باشند در ابتدای ساخت خالی می باشند و باید با داده هایی که می خواهید برنامه ریزی کنید. این نوع حافظه ها در اواخر سال ۱۹۷۰ به وسیله شرکت Tenas Instruments ساخته شد ودر اندازه های مختلف ۱ کیلو بایت تا ۲ مگابایت و بیشتر هستند که شماره شناسایی آنها ۲۷nnnn می باشد که عدد ۲۷ شماره شناسایی چیپهای PROM می باشد و nnnn اندازه این چیپ بر حسب بایت می باشد.

اگر چه می گوییم این حافظه ها در ابتدای ساخت خالی هستند اما به طور تکنیکی دارای مقدار ۱ می باشند . بنابراین یک PROM خالی می تواند برنامه ریزی شده باشد و ما می توانیم بر روی آن بنویسیم . برای نوشتن به دستگاه مخصوص که ROM Programer یا سوزاننده (Burner) نام دارد ، نیاز داریم .

برخی اوقات شنیده اید که به چیپ های ROM نیز Burning (یعنی سوزان) می گویند ، زیرا هر بیت باینری یک فیوز است که سالم بودن آن نشانگر یک و در غیراین صورت صفر می باشد ..

بهتر است که بدانید اکثر چیپ ها با ۵ ولت جریان فعال می شوند و هنگامی که ما برنامه ای را بر روی چیپ های PROM می نویسیم یا اصطلاحا Program می نمائیم جریانی بیشتر از ۵ ولت که معمولا ۱۲ ولت است اعمال می کنیم که این باعث سوختن فیوزهای آدرسهایی می شود که ما می خواهیم . باید توجه داشته باشید که ما می توانیم یک را صفر تبدیل کنیم ولی برعکس آن ممکن نیست .

به این چیپ ها OTP (One Time Programmable) نیز می گویند در شکل ۲ ۱ تصویر یک Programmer چند سوکته را مشاهده می کنید که به آن (Gang Programmer) یا برنامه ریز گروهی نیز می گویند. و می تواند چندین چیپ را در هر بار برنامه ریزی کند.

● EPROM:
نیز یک نوع عمومی از PROM می باشد که قابلیت پاک شدن و دوباره برنامه ریزی را داراست . بر روی این چیپها یک بلور کوارتز قرار دارد که مستقیما بر روی die قرار دارد. این چیپها با شماره ۲۷xxxx شناسایی می شوند و به وسیله برنامه یا به طور فیزیکی می توان آنها را پاک کرد.(شکل ۵ ۳)

هدف از قرار دادن بلور کوارتز این است که اشعه فرا بنفش به die برسد ، زیرا چیپ EPROM با تابش اشعه فرا بنفش پاک می شود. اشعه فرا بنفش باعث ایجاد یک واکنش شیمیایی می شود که که فیوزها را پشت سر هم ذوب می کند ، بنابراین تمام صفرها به یک تبدیل می شوند و چیپ به حالت اولیه خود باز می گردد. برای این کار باید ، اشعه فرا بنفش را در طول موج ۲۵۳۷ انگستروم و با شدت یکنواخت ۱۲۰۰۰ uv/cm2 و در مدت ۵ تا ۱۵ دقیقه باشد.

یک دستگاه پاک کننده EPROM ، یک تولید کننده امواج فرا بنفش است که دارای یک فضای بسته است که دارای یک کشو می باشد و در بالای کشو تولید کننده امواج فرا بنفش می باشد و چیپها درون کشو قرار می گیرند.

● EPROM/Flash ROM :
یک نوع دیگر از چیپهای ROM ، چیپهای EPROM که Flash ROM نیز نامیده می شوند و از خصوصیات مهم آنها این است که قابل پاک شدن و برنامه ریزی توسط مدارهایی هستند که بر روی آنها نصب می شوند و وسایل و ابزار خاصی نیاز ندارند.

این چیپ ها به وسیله شماره های ۲۹xxxx و ۲۸xxxx شناخته می شوند . هم اکنون در مادربردهای کامپیوتر از چیپهای EEPROM استفاده میشود. این بدان معنی است که BIOS مادربرد خود را می توانید به وسیله دریافت نسخه به روز درآمده از شرکت سازنده ، به روز رسانی نمائید.

● تولید کننده های ROM BIOS:
تعداد بسیاری از تولید کننده های امروزه اکثر مادربردها را پشتیبانی می کنند و چندین کمپانی در زمینه تولید محصولات ROM BIOS ، به طور تخصصی فعالیت دارند.

سه کمپانی بزرگ که در زمینه نرم افزار ROM BIOS فعالیت دارند عبارتند از :

Phonix SoftWare , American Magatrends ..Inc (AMI) , Award SoftWare

● به روز رسانی BIOS :
سیستم عاملها تقریبا بر روی هر سیستم کامپیوتری با سخت افزارهای مختلف سازگاری دارند و این به دلیل وجودBIOS است، چون این BIOS است که با سخت افزار سیستم ارتباط برقرار می کند.

اغلب در سیستمهای قدیمی برای بهره گیری از برخی دستگاههای جدید همانند گرداننده های IDE دیسک سختو یا گرداننده های فلاپی های LS 120 و یا در سیستمهایی که استفاده از دیسک بیش از ۸GB را پشتیبانی نمی کنند ،باید BIOS را به روز رسانی نمود.

لیست زیر مجموعه ای از دلایلی است که باید BIOS را به روز رسانی نمود:

● استفاده از فلاپی درایوهای LS 120 که به سوپر درایو نیز معروفند.

● استفاده از هارد دیسک های بیش از ۸GB

● استفاده از داریور هارددیسک Ultra DMA IDE

● استفاده از بوت کردن سیتم با درایو CD ROM

● تصحیح خطای سال ۲۰۰۰ و سال کبیسه

● تصحیح خطاهای سازگاری با سخت افزار یا نرم افزار

● استفاده از پردازنده های جدید

اگر شما یک سخت افزار جدید نصب کرده اید و حتی دستورات نصب را به درستی انجام داده اید ، اما نمی توانید با آن کار کنید ، این خطا ممکن است از BIOS باشد و لازم است آن را به روزرسانی کنید. این موضوع به ویژه در سیستم عاملهای جدبد صدق می کند . بسیاری از سیستم های قدیمی نیاز به روزرسانی BIOS دارند تا به طور کامل از ویژگی های Plug And Play در ویندوزهای ۹۵ و۹۸ و ۲۰۰۰ استفاده کنند.

این مسائل از یک مادربرد به مادربرد دیگر متغیر است ، اما ارزش آن را دارد که BIOS سیستم را به روزرسانی کنید برای بروزرسانی BIOS یک مادربرد باید چند نکته را بدانید:

● سازنده و مدل مادربرد

● نسخه فعلی BIOS مادربرد

● نوع CPU(مثلاPentium II , Pentium mmx )

● نسخه برداری از تنظیمات فعلی CMOS:
بروزرسانی نسخه BIOS ممولا تنظیمات فعلی SETUP را به هم می ریزد ، بنابراین بهتر است آن نسخه برداری کنید ، برخی برنامه ها مانند نورتون یوتیلیتی می توانند تنظیمات CMOS را ذخیره کنند ، اما این نرم افزارها اکثرا در بازگرداندن تنظیمات SETUP ناموفق هستند. بهترین راه این است مه خودتان از تنطیمات SETUP نسخه برداری کنید و همچنین می توانید با اتصال چاپگر از تنظیمات SETUP یک کپی تهیه کنید (با فشار دادن کلیدهای Shift+PRN SCR)

● چیپهای کنترلر صفحه کلید:
علاوه بر ROM اصلی سیستم ، در کامپیوترهای ۲۸۶ و پائینتر همچنین یک کنترلر صفحه کلید یا ROM صفحه کلید وجود دارد ، که میکروپروسسور صفحه کلید در ROM صفحه کلید جاسازی شده است . این ROM را اغلب می توانید در Super I/O یا در چیپ South Bridge در مادر بردهای جدید پیداکنید. کنترلر صفحه کلید در اصل یک میکروکنترلر ۸۰۴۲ است که با آن یک میکروپروسسور ، ROM ، RAM و پورتهای I/O نیز ملحق کرده اند .در مادر بردهای جدید چیپ ۸۰۴۲ در داخل چیپ Super I/O یا South Bridge تعبیه شده است بنابراین شما چیپ ۸۰۴۲ را نخواهید دید.

در بسیاری از سیستم های قدیمی ، یکی از پورتهایی که استفاده نشده است برای انتخاب سرعت ساعت CPU استفاده می شود و این در سیستم های قدیمی هنگامی که سیستم عامل را به ۹۵/۹۸/۲۰۰۰ ارتقاء می دهید با کنترلر صفحه کلید مشکلاتی پیدا می کند که بعدها این مشکل نیز بر طرف شد.

● به کار بردن Flash BIOS :
تقریبا تمام کامپیورترهای از سال ۱۹۹۶ به بعد دارای یک Flash ROM برای ذخیره کردن BIOS هستند .. Flash ROM نوعی از EEPROM است که می توانید بر روی آن عملیات پاک کردن و برنامه نویسی را انجام دهید . Flash ROM به کاربران این امکان را می دهد که نسخه به روزرسانی شده BIOS خود را بدون برداشتن و جایگزینی چیپ جدید ، بر روی مادربرد خود نصب کنند. اما در بعضی سیستم ها ممکن است در حالت حفاظت شده قرار گرفته شده باشد و شما باید قبل از بروز رسانی حفاظت آن را غیر فعال کنید ، که معمولا برای این کار یک جامپر یا یک سوئیچ بر روی مادربرد شده است . مقصود ازحفاظت بایوس این است که بضی ویروسها ممکن است کد خودشان را بر روی BIOS کپی کنند. حتی بدون استفاده از قفل فیزیکی ، Flash ROM های مدرن دارای یک الگوریتم حفاظتی برای جلوگیری از تغییرات بدون مجوز هستند.

باید توجه داشته باید هنگامی که در حال بروزرسانی BIOS هستید ، کامپیوتر را خامش نکنید و وقفه ای در کار سیستم رخ ندهد و گرنه BIOS سیستم خود را از دست خواهید داد و این بدین معنی است که شما قادر به راه اندازی مجد دسیستم نخواهید بود و یا حداقل به راحتی قادر به بازیابی BIOS سیستم نخواهید بود . در مادربردهای جدید یک برنامه مخصوص بازیابی BIOS وجود دارد که مربوط به قسمتی از Flash ROM است که نیز قابل پاک شدن می باشد .

● سیستم BIOS و پارتیشن IML :
شرکت های IBM و Compaq از یک روش شبیه به Flash ROM استفاده می کنند که “بارگذاری میکرو کد آغازین IML” نام دارد که در برخی سیستم های Pentium و ۴۸۶ به کار برده شده است.

IML تکنیکی است که کد BIOS بر روی یک پارتیشن سیستمی و مخفی بر روی هارد دیسک نصب می شود و هر گاه که سیستم روشن میشود ، بارگذاری می شود البته در این سیستم ها هنوز BIOS اصلی وجود دارد ، اما تمام عملیات از BIOS ذخیره شده در هارد دیسک انجام میشود.

این تکنیک اجازه می دهد تا یک BIOS توزیع شده بر روی هارد دیسک داشته باشیم . همراه با کد BIOS یک کپی کامل از SETUP و مشخصات و مراجع دیسک در این پارتیشن ذخیره می شود.

یکی از معایب این سیستم این است که بر روی هارد دیسک نصب شده و سیستم بدون تنظیمات ذخیره شده بر روی هارد دیسک کاملا راه اندازی نمی شود و شما نمی توانید سیستم را به وسیله فلاپی دیسک راه اندازی کنید.

آدرسهای CMOS RAM مادربرد :

در سیستم های AT یک چیپ ۱۴۶۸۱۸ موتورلا به عنوان یک RTC (Real Time Clock) و (Complementary Metal Oxid Semicondector CMOS RAM) استفاده شده است .

این یک چیپ مخصوص ساده است که دارای یک ساعت دیجیتالی ساده است که ۱۰ بایت از آدرس حافظه برای ساعت و ۵۴ بایت اضافی برای ذخیره هر چیزی که بخواهید . IBM AT 5 بایت اضافی برای ذخیره پیکربندی سیستم استفاده می کنند . اما در سیستمهای جدید از این چیپ موتورلا استفاده نشده است ، در عوض عملیات این چیپ به چیپ Super I/O یا South Bridge ضمیمه شده است یا از یک باتری مخصوص و یک NVRAM استفاده می کنند .

توجه داشته باشید که در سیستمهای جدید بیشتر از ۶۴ بایت CMOS RAM وجود دارد . در حقیقت بسیاری از سیستم ها ممکن است ۲ یا ۴ کیلو بایت داشته باشند ، که این حافظه اضافی برای ذخیره سازی جزئیات اطلاعات Plug and Play کارتهای وفق دهنده و دیگر انتخابات سیستم می باشد.

نرم افزارهای پشتیبانی و یوتیلیتی ها در محدوده اطلاعات عمومی CMOS RAM هستند و از این طریق می توانند در ذخیره سازی و بازگرداندن پیکربندی سیستم موثر واقع شوند ، اما متاسفانه این برنامه ها برای BIOS های خاص نوشته شده اند و فقط بر روی همان BIOS کار می کنند.

● مساله سال ۲۰۰۰ در BIOS :
اکثر افراد با مشکل سال ۲۰۰۰ درگیر بودند ، به طور خلاصه منشا این مشکل آن است که ساعت سیستم طوری طراحی شده است که رقمهای سال را به طور اتوماتیک به روز رسانی کند و رقمهای قرن به طور دستی باید تغییر کنند..به این معنی که اگر سیستم در طول سال ۱۹۹۹ تا سال ۲۰۰۰ خاموش باشد تاریخ به سال ۱۹۰۰ باز می گردد اما این مشکل در سیستمهای جدید رفع شده است .

هنگامی که سیستم عامل بارگذاری می شود ، تاریخ و ساعت را از BIOS سیستم دریافت می کند . به طور کلی یک نرم افزار می تواند ساعت را از سیستم عامل یا BIOS و با از RTC دریافت کند.

● Plug and Play BIOS :
عموما نصب و پیکر بندی دستگاهها بر روی یک PC کار مشکلی است ، در طول نصب کاربر با مساله جدیدی روبه رو است،این که باید پورت I/O و کانال DMA را انتخاب کند . در گذشته کاربران مجبور بودند که جامپرها و سوئیج های برروی کارت را برای کنترل تنظیمات تغییر دهند ، که لازمه این کار شناخت منابع استفاده شده بر روی سیستم است ، و سپس تنظیم کردن منابعی که با دستگاههای موجود بر روی سیستم تضاد و ناسازگاری نداشته باشند.

تکنولوژی PnP برای جلوگیری از این مشگلات و فراهم ساختن توانائیهایی برای کاربران در توسعه PC های آنان می باشد ..با استفاده از این تکنولوژی کاربران کارت مورد نظر را در سیستم جا می زنند و سیستم به طور اتوماتیک بهترین پیکر بندی را انجام می دهد .

PnP از سه جزء مهم تشکیل شده است :

۱) Plug and Play BIOS

۲) سیستم توسعه یافته پیکر بندی داده ها (ESCD)

۳) سیستم عامل Plug and Play

بایوس PnP شروع به پیکر بندی کارت PnP در طول پردازش راه اندازی سیستم می کند . اگر کارت قبلا نصب شده باشد بایوس اطلاعات را از ESCD می خواند و کارت را مقدار دهی اولیه می کند و سیستم را راه اندازی می نماید ..در طول نصب یک کارت PnP جدید ، بایوس برای تععین اینکه کدام منابع استفاده نشده اند و برای اضافه کردن کارت لازم هستند به ESCD مراجعه می نماید ..اگر بایوس بتواند منابع لازم را پیدا کند ، کارت را پیکر بندی می کند و در غیر این صورت روالهای Plug and Play در سیستم عامل کار پیکربندی را کامل می کنند . در طول روال پیکر بندی رجیسترهای Flash BIOS بر روی کارت و همچنین ESCD توسط داده های جدید پیکر بندی به روز رسانی می شوند .

عبادی ۹۶/۰۷/۰۲