BIOS چيست ؟ (قسمت دوم )

BOIS مادربرد :

همه مادربردها شامل يک چيپ مخصوص هستند که بر روي آن نرم افزاري قرار دارد که BIOS يا ROM BIOS ناميده مي شود . اين چيپ ROM شامل برنامه هاي راه اندازي و گرداننده هايي است که که در هنگام راه اندازي سيستم مورد نياز است و يک واسطه به سخت افزار پايه سيستم است .
اغلب به CMOS RAM (حافظه پاک نشدني NVRAM(Non-Volatile نيز مي گويند ، چون با 1 ميلينيوم آمپر فعال مي شود و تا هنگامي که باطري ليتيوم فعال باشد ، داده ها باقي مي مانند.
BIOS مجموعه اي از برنامه هايي است که در يک يا چند چيپ ذخيره شده است ، که در طول راه اندازي سيستم اين مجموعه از برنامه ها قبل از هر برنامه اي حتي سيستم عامل بارگذاري مي شوند .
BIOS در اکثر سيستمهاي PC ها شامل چهار تابع است:
POST(Power Self On) Test: اين برنامه پردازنده، حافظه ،چيپستها ،وفق دهنده ويدوئويي ، ديسک کنترلر ،گرداننده هاي ديسکي ،صفحه کليد ،و مدارات ديگر را تست مي کند.
BIOS Setup: برنامه اي است که در طول اجراي برنامه POST بافشار دادن کليد خاصي فعال مي شود و به شما اجازه مي دهد مادربرد را پيکربندي کنيد و تنظيم پارامترهايي همانند ساعت و تاريخ و پسورد و ... را انجام دهيد. در سيستمهاي 286 و 386 برنامه Setup در ROM آنها وجود ندارد و لازم است که شما سيستم را توسط ديسک مخصوص Setup راه اندازي نمائيد.
بارگذارکننده يا لودر BootStrap :روالي است که سيستم ار براي پيدا کردن سکتور Boot جستجو مي کند .
BIOS: که مجموعه اي از گرداننده هايي است که واسط بين سخت افزار و سيستم عامل است.

سخت افزار ROM:

ROM نوعي از حافظه است که که داده ها را به طور دائم يا غير دائم نگهداري مي کند .به آن فقط خواندني مي گويند زيرا يک بار بر روي آن مي نويسند و بارها آنرا مي خوانند و اگر دوباره قابل نوشتن باشد بسيار دشوار است ..
ROM به حافظه غير فرار نيز معروف است ، زيرا هر داده اي که در آن ذخيره شود با قطع برق سيستم پاک نمي شود . توجه داشته باشيد که RAM و ROM تناقضي با يکديگر ندارند .
در حقيقت تکنولوژي ROM زير مجموعه اي از سيستم RAM مي باشد به طور خلاصه قسمتي از فضاي حافظه RAM به يک يا چند چيپ اشاره مي کنند.
به طور مثال هنگامي که کامپيوتر را روشن مي کنيم پردازنده به طور خودکار به آدرس FFFF0h پرش مي کند.که در اين آدرس دستوراتي است که به پردازنده مي گويند چه کاري انجام دهد .
اين محل 16 بايتي درست در انتهاي اولين مگابايت RAM و همچنين در پايان حافظه ROM قرار گرفته است.معمولا سيستم ROM از آدرس F0000h شروع ميشود که 64 کيلو بايت قبل از انتهاي اولين مگابايت مي باشد ، و معمولا چون اندازه ROM 64 کيلو بايت است 64 کيلو بايت آخر اولين مگابايت را اشغال مي کند و در آدرس FFF0h دستورات راه اندازي سيستم قرار دارد .
افراد بسياري تعجب مي کنند که يک PC با اجراي دستورات 16 بايت از حافظه ROM مي تواند راه اندازي شود ، اما اين طراحي کاملا حساب شده است.
اين طراحي بدين گونه است که در 16 بايت آخر ROM يک دستور JMP به اول ROM است و کنترل برنامه را به ابتداي ROM مي برد ، پس به اين طريق مي توانيم اندازه ROM را به هر قدر که بخواهيم افزايش دهيم . ROM BIOS اصلي که برروي مادربرد است شامل يک چيپ ROM است.چون قسمت اصلي BIOS در ROM است ، ما اغلب آنرا ROM BIOS مي ناميم .
کارت هاي وفق دهنده اي که در طول راه اندازي سيستم مورد نياز هستند داراي يک ROM بر روي بردشان مي باشند . که از اين کارتها مي توان کارت ويدئو ،اکثر Small Small Cmputer System Interface) SCSI( ها ، کارت کنترلر IDE توسعه يافته، برخي از کارتهاي شبکه (براي راه اندازي توسط Server) .
ROMهايي که بر روي کارتهاي وفق دهنده هستند توسط برنامه POST در طول راه اندازي سيستم اسکن و خوانده مي شوند. ROM مادربرد قسمت خاصي ازRAM (از آدرس C00000h-DFFFFh) را رزرو مي کند و سپس دوبايت از آدرس 55AAh را مي خواند که در آن آدرس شروع ROM قرار دارد .
سومين بايت اندازه ROM را در واحد 512 بايت(که Paragraphناميده مي شود) نشان مي دهد و چهارمين بايت شروع برنامه راه انداز ميباشد. يکبايت نيز به منظور تست کردن توسط ROM مادربرد استفاده مي شود.

ROM Shadowing:

چيپهاي RAM طبيعتا در مقابل چيپهاي DRAMها کند مي باشند ، زيرا زمان دستيابي به ROM 150 نانوثانيه است، اما زمان دستيابي DRAM ها 50 نانوثانيه مي باشد .
به همين دليل در بسياري از سيستمها ROM ها به صورت پنهان (Shadowing) هستند، بدين معني که ROMها در ابتداي راه اندازي يسيتم در چيپهاي DRAM کپي مي شوند که اين باعث دسترسي و اجراي سريعتر عمليات مي شود .
زيربرنامه ها و روالهايي که به روالهاي پنهاني (Shoadowing Procedure) محتويات ROM را در RAM کپي مي کنند و آدرس آن را به عنوان ROM معرفي مي کنند و ROM واقعي ار غير فعال مي کنند ،که اين باعث مي شود که به نظر برسد که سيستم با سرعت 60 نانوثانيه کار مي کند.
استفاده از اين روش هنگامي مفيد است که از يک سيستم عامل 16 بيتي مانند ِDOS و يا WIN3.1 لستفاده مي کنيم ..و اگر از سيستم عامل 32 بيتي مانند WIN 98,WIN95,WIN NT استفاده مي کنيد ، اين روش تقريبا بي حاصل است زيرا اين سيستم عاملها هنگامي که بر روي سيستم اجرا مي شوند از کد 16 بيتي ROM استفاده نمي کنند.
اما در عوض از گرداننده هاي 32 بيتي که در طول راه اندازي سيستم عامل در حافظه RAM بارگذاري مي کنند ، استفاده مينمايند.
چهار نوع چيپ ROM وجود دارد :

ROM

PROM

EPROM

EEPROM که نيز Flash ROM نيز مي نامند.

PROM:

اين چيپها که از نوع ROM مي باشند در ابتداي ساخت خالي مي باشند و بايد با داده هايي که مي خواهيد برنامه ريزي کنيد. اين نوع حافظه ها در اواخر سال 1970 به وسيله شرکت Tenas Instruments ساخته شد ودر اندازه هاي مختلف 1 کيلو بايت تا 2 مگابايت و بيشتر هستند که شماره شناسايي آنها 27nnnn مي باشد كه عدد 27 شماره شناسايي چيپهاي PROM مي باشد و nnnn اندازه اين چيپ بر حسب بايت مي باشد.
اگر چه مي گوييم اين حافظه ها در ابتداي ساخت خالي هستند اما به طور تکنيکي داراي مقدار 1 مي باشند . بنابراين يک PROM خالي مي تواند برنامه ريزي شده باشد و ما مي توانيم بر روي آن بنويسيم . براي نوشتن به دستگاه مخصوص که ROM Programer يا سوزاننده (Burner) نام دارد ، نياز داريم .
برخي اوقات شنيده ايد که به چيپ هاي ROM نيز Burning (يعني سوزان) مي گويند ، زيرا هر بيت باينري يک فيوز است که سالم بودن آن نشانگر يک و در غيراين صورت صفر مي باشد .. بهتر است که بدانيد اکثر چيپ ها با 5 ولت جريان فعال مي شوند و هنگامي که ما برنامه اي را بر روي چيپ هاي PROM مي نويسيم يا اصطلاحا Program مي نمائيم جرياني بيشتر از 5 ولت که معمولا 12 ولت است اعمال مي کنيم که اين باعث سوختن فيوزهاي آدرسهايي مي شود که ما مي خواهيم . بايد توجه داشته باشيد که ما مي توانيم يک را صفر تبديل کنيم ولي برعکس آن ممکن نيست .
به اين چيپ ها OTP (One Time Programmable) نيز مي گويند در شکل 2-1 تصوير يک Programmer چند سوکته را مشاهده مي کنيد که به آن (Gang Programmer) يا برنامه ريز گروهي نيز مي گويند. و مي تواند چندين چيپ را در هر بار برنامه ريزي کند.
منبع: ایرانیکا
/س