主板开机过程简介.ppt

* * * * * 主板开机过程介绍 对于一台电脑来说，从我们按下Power Button到机器点亮再到开始加载操作系统，虽然表面上看来只是经历了一段几秒钟的过程,但其实在这段时间里电脑的硬件、软件、固件却已执行了很多步骤,完成了一系列的动作.那么到底是一些什么动作呢?他们是怎么衔接起来的呢? 一台电脑的启动顺序,依次从底层到上层,我们可将其分为三个过程:硬件启动过程、软件启动过程、操作系统引导过程.从我们评测实验中心的角度来看,我们比较关心的应该是硬件的启动过程,这也是我们需要关注的部分. 主板开机过程介绍 方正科技集团股份有限公司 方正科技集团股份有限公司 电脑从按下电源开关按钮到加载操作系统的整个启动过程是按照一定的先后顺序来进行的,如图所示 产生各种时钟 各芯片及总线复位 CPU复位 POST 系统自检 系统设置 扇区引导 加载分区表 文件配置 加载O/S 硬件启动 软件启动 操作系统引导 图一 电源启动 DOS/Windows/Linux 方正科技集团股份有限公司 软件启动过程 在硬件部分启动成功的条件下，CPU会执行一系列的动作，开始从BIOS读取一些指令，进入软件启动过程，其实这个过程的开始部分应该叫做Firmware启动过程，当主板將BIOS里面的內容加载到內存后，再形成软件启动过程。软件启动过程由BIOS的POST (power on self test，中文名叫做上电自检或称开机自检)过程、CMOS设置过程、系统自检过程这几个步骤組成，流程如下图二所示： CMOS 設置 系 统 自 检 硬 件 启 动 成 功 芯片端口初始化 设置中断相量 检测系统配置 检测系统资源 软 件 启 动 完 成 图二 方正科技集团股份有限公司 软件启动过程的第一步也是最关键一步就是POST过程。 1、芯片端口初始化 CPU從BIOS读取指令，开始初始化各個主要功能芯片和各個端口，包括 PCI PCI-E SATA IDE等等，这个过程是所有智能控制电路都必須经历的. 2、设置中断向量 CPU将BIOS內容加载到內存時，BIOS会自动在內存的起始地址空间建立一個中断向量表，将每個中断服务子程式的入口地址都存储在中断向量表中.简单地說，就是BIOS通过设置中断向量來与中断服务子程式建立起硬件与软件之间的联系，这个过程对于学过单片机或微机原理的人员很容易理解. 3、检测系统配置 POST程式此時的动作是检测中断号和DMA通道号的分配地址等一系列配置. 方正科技集团股份有限公司 4、检测系统资源 POST过程将检测許多硬件信息，包括CPU、MEM、ROM、CMOS_RAM、 NB、 Serail I/O、Parallel I/O、PCI-E Card、K/B、FDD、HDD、CD-ROM等功能设备或組件。在POST过程中，如果出現了致命故障，则机器將当机，并且不能给出任何提示信息；而如果遇到的是非严重故障会給出提示，等待处理。需要說明的是，並不是所有部件(包括一些很关键的器件，如NB/SB等）的异常都可以在POST过程中检测到。 当BIOS完成了POST过程后，如果用戶按下Del（F2/F1）键，则电脑会进入一個CMOS设置界面。CMOS设置程式是BIOS ROM中的一部分，它固化一些系统的参数，如CPU、內存、外设的参数、启动順序、安全设定等。由于BIOS芯片都是属于ROM器件，我们不能随时修改它里面的內容，为了便于修改，系统会将这些参数存储于另外的CMOS_RAM(集成在SB/ICH)中，所以称为CMOS设置(当然，也有不少人称之为BIOS设置)。如用戶不需要修改系统参数，则BIOS会按照默认的参数跳过CMOS设置过程直接跳到系统自检过程。 方正科技集团股份有限公司 CMOS设置完毕后，按保存退出，电脑会进入系统自检过程。此时，BIOS将依据CMOS里面设置的启动顺序，搜寻各启动驱动器，如果搜寻到可以引导的驱动器，则从启动驱动器中读入引导记录，然后将系统控制权交给引导记录，至此，软件启动过程完成。 其实，整个软件启动过程也就是系统初始化的过程，这些过程都是通过CPU执行BIOS里面固化的程式來控制的。在此过程中，每当系统BIOS检测一个部件或执行一个动作时，如果遇到了致命错误，机器都会当机，此时，我们可以利用Debug Card,观测到此时对应的代码，再对应代码表去查找相应的部件看是否有异常，从而可以提高Trouble Shooting的效率。 方正科技集团股份有限公司 硬件启动过程 接下來我们再继续讨论本文