Rom bios.Тест начального включения([5], с.С.111,148)

ROM BIOS– базовая система ввода-вывода, хранящаяся в ПЗУ и предназначенная для выполнения базовых аппаратных функций с учетом особенностей аппаратной части конкретной ПЭВМ. Этим обеспечивается независимость операционной системы и прикладных программ от особенностей ПЭВМ, на которой они функционируют.

ROM BIOSвключает в себя программную поддержку стандартных ресурсов ПЭВМ и обеспечивает диагностику аппаратных средств, их конфигурирование и вызов загрузчика операционной системы. ОбычноBIOSпривязан к конкретному типу системной платы.

В последнее время BIOS чаще всего хранят воFlashпамяти, допускающей перезапись содержимого. Это позволяет обновлять версии BIOS, однако, оборотной стороной этого является возможность вывода ПЭВМ из строя из-за порчиBIOS при неправильной его перезаписи или под воздействием вирусов.

Для обновления BIOS новые версии следует получать непосредственно от изготовителей системной платы или с сайтов, хранящих такие версии. Собственно производителиBIOS (фирмы AMI, Award, Phoenix)под конкретные платы их не настраивают: Этой настройкой (доработкой) базовых версийBIOS и занимаются изготовители системных плат.

Функции BIOS разделяются на следующие группы:

Инициализация и тестирование аппаратных средств по включении питания –POST (Power On Self Test)

Настройка и конфигурирование аппаратных средств и системных ресурсов– BIOS Setup

Загрузка операционной системы с дисковых носителей – Bootstrap Loader

Обслуживание аппаратных прерываний от системных устройств (таймера, клавиатуры, дисков) – BIOS Hardware Interrupts

Отработка базовых функций программных обращений (сервисов) к системным устройствам – ROM BIOS Services

Все эти функции исполняет системный модуль System BIOS, хранящийся в микросхеме ПЗУ или флэш-памяти, установленной на системной плате.

Возможности основного системного модуля BIOSмогут расширяться дополнительными модулями, имеющимися на установленных в ПЭВМ картах расширения: контроллерах жестких дисков, сетевых адаптерах и пр.). Для этих модулей в пространстве памяти зарезервирована областьC8000h – F4000h. POSTсканирует эту область с шагом 2Кбайта в поисках дополнительных модулейBIOSна завершающем этапе выполнения (после загрузки векторов прерываний указателями на собственные обработчики). Дополнительный модульBIOSвидеоадаптера имеет фиксированный адресC0000h и инициализируется раньше (на шаге инициализации видеоадаптера.

Дополнительный модуль ROM BIOSдолжен иметь заголовок, выровненный по границе 2Кбайта, т.е. иметь значение адреса, кратное 2¹⁰(последние 11 разрядов адреса д.б. нулевыми). Причем четыре байта, образующих заголовок, имеют следующий вид: 55,AA,длина в блоках по 512 байт, точка входа.

В случае обнаружения такого модуля POST вызывает процедуру его инициализации, начинающуюся с адреса, указанного в четвертом байте.

По включении питания, сбросу от кнопки RESETили клавишCtrl+Alt+Delпроцессор переходит к исполнению программы начального самотестированияPOST(Power-On Self Test), записанного в микросхемеBIOS.POSTвыполняет тестирование процессора, памяти и системных средств ввода-вывода, а также конфигурирование всех программно-управляемых аппаратных средств системной платы. Часть конфигурирования выполняется однозначно, часть, на некоторых системных платах, задается переключателями (джамперами), а часть устанавливается пользователем. Для такой установки используется утилитаSetup, включенная в кодBIOS.

После тестирования и конфигурирования (включающего настройку устройств PnP) POST инициализирует загрузку операционной системы.

При завершении каждой своей части POSTзаписывает ее код в диагностический регистр, занимающий в пространстве ввода-вывода один адрес, зависящий от архитектуры ПЭВМ (часто это адрес 080h). Этот регистр физически располагается либо на специальной диагностической плате, устанавливаемой в слот расширения системной платы, либо непосредственно на системной плате.

Содержимое регистра выводится на индикацию, по состоянию которой можно определить в какой части находится выполнение POSTили где он остановился при неисправности. (Однако, для использования этого средства надо либо иметь такую диагностическую плату, либо иметь системную плату с такой индикацией)

Во время выполнения POSTможет выдавать диагностические сообщения в виде последовательности коротких и длинных звуковых сигналов, а после успешной инициализации графического адаптера – краткие тестовые сообщения на экране монитора.

Последовательность шагов POSTвключает в себя:

• Тестирование регистров процессора

• Проверка контрольной суммы ROM BIOS

• Проверка и инициализация таймера и системного порта (после этого шага доступна звуковая диагностика (см. табл.10)

• Проверка и инициализация контроллеров DMA

• Проверка регенерации памяти

• Тестирование 64 Кбайт базовой памяти

• Загрузка векторов прерывания и стека в базовую память

• Инициализация видеоконтроллера – на экране появляется заставка VideoBIOS,часто с указанием модели видеокарты и объемом установленной видеопамяти (После этого шага на экране появляется заставка системнойBIOSсо счетчиком объема тестируемой динамической памяти, и диагностические сообщения начинают выводиться на экран.)

• Тестирование полного объема ОЗУ

• Тестирование клавиатуры

• Тестирование CMOS-памяти и часов

• Инициализация COMиLPTпортов

• Инициализация и тест контроллера НГМД

• Инициализация и тест контроллера НЖМД

• Сканирование области дополнительного ROM BIOS

• Загрузка операционной системы (выполняется через прерывание INT 19h – BootsTrap, при невозможности в некоторыхBIOS– попытка запускаROM Basic – INT 18h, при неудаче – останов процессора с сообщением от отсутствии или остановке системы, например,“System Halted”.)

Таблица 10. Звуковая диагностика POST

Сигнал	Ошибка	Возможные действия
1д 2к*	Не обнаружен графический адаптер	Установить (переставить) адаптер
1д 3к	Не подключен монитор (для системных плат со встроенным графическим адаптером)	Подключить монитор, проверить включение терминаторов на мониторе
1д Nк	Ошибка графического адаптера (N зависит от версииVideo BIOS)	Установить (переставить) адаптер
1к	Ошибка регенерации DRAM– установлено некорректное значение периода регенерации или неисправен контроллер регенерации	Попытаться установить настройки Setupпо умолчанию, заменитьDRAM. Если не помогает – неисправность в самой системной плате
2к	Ошибка паритета DRAM(отсутствует у плат, не поддерживающих контроль паритета)	Заменить (переставить память)
3к	Ошибка в первых 64 Кбайт DRAM	Заменить (переставить память)
4к	Ошибка системного таймера	Ремонт системной платы
5к	Ошибка процессора	Заменить процессор
6к	Ошибка управления Gate A20(контроллер 8042)	Переустановить или заменить интегральную схему контроллера клавиатуры
7к	Ошибка защищенного режима	Ремонт системной платы
8к	Ошибка видеопамяти	Заменить видеопамять (графический адаптер)
9к	Ошибка контрольной суммы ROM BIOS	Заменить (перезаписать) BIOS
10к	Ошибка CMOS(обращения к ячейке0Fh)	Ремонт системной платы
11к	Ошибка кэш-памяти (для систем с отдельной кэш-памятью)	Заменить кэш-память, проверить ее быстродействие и настройки Setup при отключенном кэше

* 1д 2к – один длинный сигнал, за которым следуют два коротких

При загрузке системы порядок поиска загрузчика, заданный установками BIOS, определяет последовательность опроса устройств, например, жесткий диск, гибкий диск,CD-ROM. При неудаче загрузки с первого (второго) устройства, делается попытка загрузки со второго (третьего) устройства.

Если ни одно из устройств не содержит системы, выдается соответствующее сообщение о неудаче загрузки или отсутствии операционной системы, которое может отличаться для разных ПЭВМ и версий BIOS, и выглядеть, например, так,“DISK BOOT FAILURE. INSERT SYSTEM DISK AND PRESS ENTER”.

В процессе работы POSTиспользуются ячейкиCMOS0Fh (Shutdown Code) – код закрытия, идентифицирующий состояние перед началом теста , и ячейки ОЗУ из областиBIOS DATA AREA [0040:0072], идентифицирующие тип рестарта (1234h–“теплый”рестарт отCtrl+Alt+Del, 4321h– сброс с сохранением памяти) и позволяющие определять его причины (перезагрузка, выход из защищенного режима и др.) для обхода некоторых секцийPOST.

Результаты прохождения тестов заносятся в CMOSпо адресу0Eh– в байт диагностики состоянияPOST.