Базовая система ввода-вывода BIOS

2



Министерство образования и науки Украины

Днепропетровский Национальный Университет

Факультет электроники, телекоммуникаций и компьютерных систем

Кафедра АСОИ

















Реферат

"Базовая система ввода-вывода BIOS"











Выполнил:

Ст. группы РС-05

Куликов Евгений

Проверил:

Доцент кафедры ЭВМ

Ивон А. И





Днепропетровск 2006


Оглавление



Введение

Тип BIOS

Версия BIOS

Функции BIOS

PROM, EPROM и ЕEPROM и чем они отличаются

Специальные команды чипсета

"КАМИ BIOS" - база защищенных компьютерных систем

Список источников




Введение



BIOS (Basic Input Output System) - базовая система ввода-вывода. Это часть программного обеспечения PC, поддерживающая управление адаптерами внешних устройств, экранные операции, тестирование, начальную загрузку и установку OS.

BIOS - это стандартный интерфейс, обеспечивающий переносимость OS между PC с одинаковым микропроцессором. BIOS хранится в ПЗУ PC. Управление устройствами осуществляется через механизм прерываний.

Прерывания:

аппаратные (инициируются аппаратными средствами),

логические (инициируются микропроцессором - нестандартные ситуации в работе микропроцессора),

программные (инициируются каким-либо программным обеспечением).

Большинство современных видеоадаптеров, а также контроллеры накопителей имеют собственную систему BIOS, которая обычно дополняет системную. 

Во многих случаях программы, входящие в конкретную BIOS, заменяют соответствующие программные модули основной BIOS. Вызов программ BIOS, как правило, осуществляется через программные или аппаратные прерывания.

Заметим, что система BIOS помимо программ взаимодействия с аппаратными средствами на физическом уровне содержит программу тестирования при включении питания компьютера POST (Power-On-Self-Test, Самотестирование при включении питания компьютера). 

Тестируются основные компоненты, такие как процессор, память, вспомогательные микросхемы, приводы дисков, клавиатуру и видеоподсистему. Если при включении питания компьютера возникают проблемы (BIOS не может выполнить начальный тест), вы услышите последовательность звуковых сигналов:



Код сигнала

Значение

1

Ошибка регенерации DRAM

2

Отказ схемы четности

3

Отказ базового ОЗУ 64 Кб

4

Отказ системного таймера

5

Отказ процессора

6

Ошибка адресной линии A20 контроллера клавиатуры

7

Ошибка исключения виртуального режима Virtual Mode Exception

8

Ошибка теста чтения, записи памяти дисплея

9

Ошибка контрольной суммы ROM-BIOS



Если вы сталкиваетесь с чем-либо подобным, существует высокая вероятность того, что эта проблема связана с аппаратными средствами.

Система BIOS в PS реализована в виде одной микросхемы, установленной на материнской плате компьютера. Заметим, что название ROM BIOS в настоящее время не совсем справедливо, ибо “ROM” - предполагает использование постоянных запоминающих устройств (ROM - Read Only Memory), а для хранения кодов BIOS в настоящее время применяются в основном перепрограммируемые (стираемые электрически или с помощью ультрафиолетового излучения) запоминающие устройства. Мало того, наиболее перспективным для хранения системы BIOS является сейчас флэш-память. Это позволяет легко модифицировать старые или добавлять дополнительные функции для поддержки новых устройств, подключаемых к компьютеру.

Поскольку содержимое ROM BIOS фирмы IBM было защищено авторским правом, то есть его нельзя подвергать копированию, то большинство других производителей компьютеров вынуждены были использовать микросхемы BIOS независимых фирм, системы BIOS которых, разумеется, были практически полностью совместимы с оригиналом. Наиболее известные из этих фирм три: American Megatrends Inc. (AMI), Award Software и Phoenix Technologies. Заметим, что конкретные версии BIOS неразрывно связаны с набором микросхем (chipset), используемым на системной плате. Кстати, компания Phoenix Technologies считается пионером в производстве лицензионно-чистых BIOS. Именно в них впервые были реализованы такие функции, как задание типа жесткого диска, поддержка привода флоппи-дисков емкостью 1,44 Мбайт и т.д. Более того, считается, что процедура POST этих BIOS имеет самую мощную диагностику. Справедливости ради надо отметить, что BIOS компании AMI наиболее распространены. По некоторым данным, AMI занимает около 60% этого сегмента рынка. Кроме того, из программы Setup AMI BIOS можно вызвать несколько утилит для тестирования основных компонентов системы и работы с накопителями. Однако при их использовании особое внимание следует обратить на тип интерфейса, который использует привод накопителя.

Система BIOS в компьютерах, неразрывно связана с SMOS RAM. Под этим понимается “неизменяемая" память, в которой хранится информация о текущих показаниях часов, значении времени для будильника, конфигурации компьютера: количестве памяти, типах накопителей и т.д. Именно в этой информации нуждаются программные модули системы BIOS. Своим названием SMOS RAM обязана тому, что эта память выполнена на основе КМОП-структур (CMOS-Complementary Metal Oxide Semiconductor), которые, как известно, отличаются малым энергопотреблением. Заметим, что CMOS-память энергонезависима только постольку, поскольку постоянно подпитывается, например, от аккумулятора, расположенного на системной плате, или батареи гальванических элементов, как правило, смонтированной на корпусе системного блока. Заметим, что большинство системных плат допускают питание CMOS RAM как от встроенного, так и от внешнего источника.

Заметим, что в случае повреждения микросхемы CMOS RAM (или разряде батареи или аккумулятора) программа Setup имеет возможность воспользоваться некой информацией по умолчанию (BIOS Setup Default Values), которая хранится в таблице соответствующей микросхемы ROM BIOS. Кстати, на некоторых материнских платах питание микросхемы CMOS RAM может осуществляться как от внутреннего, так и от внешнего источника. Выбор определяется установкой соответствующей перемычки.

Программа Setup поддерживает установку нескольких режимов энергосбережения, например Doze (дремлющий), Standby (ожидания, или резервный) и Suspend (приостановки работы). Данные режимы перечислены в порядке возрастания экономии электроэнергии. Система может переходить в конкретный режим работы по истечении определенного времени, указанного в Setup. Кроме того, BIOS обычно поддерживает и спецификацию АРМ (Advanced Power Management). Как известно, впервые ее предложили фирмы Microsoft и Intel. В их совместном документе содержались основные принципы разработки технологии управления потребляемой портативным компьютером мощностью.

Напомним, что задание полной конфигурации компьютера осуществляется не только установками из программы Setup, но и замыканием (или размыканием) соответствующих перемычек на системной плате. Назначение каждой из них указано в соответствующей документации.

BIOS является своеобразной программной оболочкой вокруг

аппаратных средств PC (самого нижнего уровня), реализуя

доступ к аппаратным средствам PC через механизм прерываний.


Тип BIOS



Логично предположить, что, если BIOS не нуждается в дисковых накопителях, то для его хранения используется принципиально другой носитель информации, всегда доступный независимо от состояния дисковой системы, что, собственно, и позволяет компьютеру самостоятельно загружаться. Долгое время таким носителем информации являлась микросхема ROM (read-only memory). Соответственно, изменение BIOS было, если не невозможным, то крайне проблематичным. Однако, как известно, компьютерные технологии развиваются чрезвычайно стремительными темпами, и, со временем, когда необходимость в простом и доступном рядовому пользователю перепрограммировании BIOS стала очевидной, на смену микросхеме ROM пришла EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read-Only Memory), известная также как Flash ROM. Такой тип микросхем позволяет перезаписывать находящуюся в них информацию с помощью специальных программ, что максимально упростило процесс обновления BIOS. В подавляющем большинстве случаев эта микросхема устанавливается на материнской плате в специальную панель. Таким образом, в случае выхода BIOS из строя по каким-либо причинам микросхему легко изъять и перепрограммировать на специальном устройстве.

Необходимо уточнить, что понятие Flash ROM не во всех случаях эквивалентно понятию Flash BIOS. Хотя почти всегда эти термины обозначают одно и то же, можно встретить материнские платы, которые не позволяют обновлять BIOS программно, несмотря на то, что на них установлена микросхема Flash ROM. То есть возможность модернизации BIOS с помощью программы и без извлечения его из материнской платы должна быть предусмотрена дизайном платы. Как правило, этот момент четко оговаривается в руководстве пользователя к материнской плате.

Определить тип микросхемы ПЗУ, установленной на материнской плате, несложно. Сразу следует сказать, что практически все материнские платы после 1997 года поставляются с Flash ROM, но если Вы не уверенны лучше проверить - для этого необходимо посмотреть на маркировку чипа ROM (28 или 32-контактная микросхема с наклейкой производителя BIOS), отодрав наклейку. Маркировка означает следующее (ххх означает три произвольных цифры):

28Fxxx - 12V Flash память

29Cxxx - 5V Flash память

29LVxxx - 3V Flash memory (раритет)

28Cxxx - EEPROM, почти то же, что и Flash память

27Cxxx - с окошком. EPROM (уже не устанавливается с 1997 года): только для чтения, требует программатор для записи и ультрафиолетовую лампу для стирания

PH29EE010: SST ROM Чип - перепрашиваемый

29EE011: Winbond чип - 5V Flash память

29C010: Atmel Chip - 5V Flash память

Любые другие микросхемы, не имеющие окошка с маркировкой, не начинающейся с цифр 28 или 29, являются, скорее всего, не Flash-памятью. Если же на микросхеме есть окошко - это верный признак того, что это не Flash.

Существует несколько причин, по которым приходится модернизировать BIOS:

Появление нового оборудования, поддержки которого просто не могло быть в момент выхода в свет оригинальной версии BIOS. Чаще всего это новые процессоры. Согласитесь, несколько неприятно видеть при загрузке компьютера надпись “Pentium II", в то время как на самом деле у Вас последняя модель Pentium III “Coppermine". Однако, помимо чисто внешних проявлений совместимости, новый BIOS может нести в себе поддержку новых функций процессора (например, возможность блокировки серийного номера процессора) или же возможность настройки ранее недоступных параметров (изменение латентности кэш-памяти второго уровня у Pentium III “Katmai”). Кроме процессоров, существует еще масса разнообразного оборудования, поддержка которого в BIOS может стать со временем просто необходимой. Это и жесткие диски, максимальный объем которых очень некстати может быть ограничен со стороны BIOS, и приводы CD-ROM или ZIP-Drive, которые можно использовать в качестве загрузочных устройств и так далее.

Выход нового программного обеспечения. Эта проблема была чрезвычайно актуальна несколько лет назад, когда появилась операционная система MS Windows 95, поддерживающая стандарт Plug'n'Play. Для реализации этого стандарта в полной мере необходим совместимый с ним BIOS. В настоящее время эта проблема

практически потеряла свою актуальность, так как все современные материнские платы изначально комплектуются PnP BIOS. Но это вовсе не означает, что появление нового программного обеспечения больше не является серьезной причиной для модернизации BIOS. Так, с выходом MS Windows 98 и MS Windows 2000 появилась необходимость в полноценной поддержке со стороны BIOS стандарта ACPI, регулирующего энергопотребление компьютера.

Производительность компьютера, на которую новая версия BIOS может повлиять самым положительным образом. Примером такого изменения может служить уже упоминавшаяся возможность изменения латентности кэш-памяти второго уровня у ранних моделей Pentium III, появившаяся в BIOS многих производителей материнских плат лишь спустя значительный промежуток времени после выхода этих моделей процессоров в свет. Кроме этого, на производительность системы самым решительным образом могут повлиять изменения, касающиеся инициализации регистров набора системной логики.

Расширение возможностей конфигурирования. Обновление BIOS зачастую позволяет значительно разнообразить поведение компьютера. Это может быть и загрузка с любого жесткого диска, установленного в системе, и автоматическое включение компьютера в определенный момент времени, и интеллектуальный мониторинг за состоянием системы, позволяющий, например, регулировать скорость вращения вентиляторов в зависимости от температуры компонентов, и многое другое.

Исправления мелких ошибок и недоработок, как правило, не влияющих на работу большинства пользователей, но устраненных в новых версиях BIOS.

Наконец, недавним поводом к модернизации BIOS могла быть несовместимость текущей версии с 2000 годом.

При всех явных преимуществах, которые сулит обновление BIOS, нельзя забывать, что эта операция сопряжена с серьезным риском выхода вашей системы из строя. Кроме этого, нет никакой гарантии, что новая версия BIOS позволит решить все ваши проблемы. В отдельных случаях для возможности полноценного использования новых функций BIOS необходимо переустановить операционную систему. Поэтому, если Ваш компьютер работает стабильно и новая версия BIOS не содержит кардинальных изменений, которые Вам действительно необходимы, категорически рекомендуется воздержаться от модернизации BIOS.



Версия BIOS



Обычно производители материнских плат предлагают BIOS для своих изделий. Так что, если знать производителя и название материнской платы, проблем не возникнет.

В принципе, название материнской платы можно и не знать. Обычно допускается прошивка BIOS от других плат, если на них установлен такой же чипсет и контроллер ввода-вывода. Однако такой возможностью следует пользоваться только в случае крайней необходимости, так как возможны другие несоответствия, например в количестве слотов и т.п., а прошивка неправильного BIOS может привести к тому, что материнскую плату придется выкидывать.

Что делать, если производителя и название материнской платы определить не удается?

Чаще всего, производителя и название материнской платы можно определить по идентификационной строке, которую выдает BIOS сразу при включении компьютера.

Для AMI BIOS эта строка имеет вид, похожий на 51-0102-1101-00111111-101094-AMIS123-P или 40-01S5-ZZ1124-10101111-060691-OPWBSX-F, где производитель определяется третьей группой цифр. Далее необходимо найти свой идентификационный номер в таблице соответствия номеров и названий производителей. Определить название материнской платы можно по всей идентификационной строке, пользуясь тем же документом. Идентификационная строка Award BIOS имеет вид 2A59CQ1CC и позволяет определить чипсет (первые пять цифр и букв - 2A59C), производителя материнской платы (следующие два символа - Q1) и модель материнской платы (оставшаяся часть строки - CC). Далее необходимо посмотреть обозначения чипсетов, производителей и моделей в идентификационных строках.



Функции BIOS



При включении компьютера многие системные события происходят автоматически. Первым делом включается центральный процессор (CPU) и считывает x86-инструкции из чипа BIOS. Данные инструкции запускают последовательности тестирований, которые сокращенно называются POST (Power On Self Test).

В частности, BIOS начинает проверять работоспособность системных устройств:

инициализирует системные ресурсы и регистры чипсетов; систему управления электропитанием;

тестирует оперативную память (RAM);

включает клавиатуру;

тестирует последовательные и параллельные порты;

инициализирует дисководы и контроллеры жестких дисков;

отображает итоговую системную информацию.



Функции защиты, поддерживаемые БСВВ (BIOS) ПЭВМ:

контроль конфигурации ПЭВМ; 

контроль вскрытия корпуса; 

поддержка аппаратуры контроля и управления доступом (средств защиты от НСД); 

прозрачное шифрование информации на НМД, НГМД, сеть с возможностью использования различных алгоритмов криптографического преобразования информации для прозрачного шифрования (ГОСТ, DES, RSA и т.д.); 

защита паролем доступа к НМД (физическим устройствам); 

идентификация пользователей до загрузки операционной системы с возможностью использования различных идентификаторов (Touch memory, Smart cards, дактилоскопия, и т.п.); 

контроль целостности загрузчика операционной системы, частей операционной системы, прикладного программного обеспечения; 

ведение журналов; 

разграничение доступа к логическим дискам; 

разграничение доступа к различным устройствам (НГМД, CD-ROM, портам, сетевым платам и т.д.); 

блокировка ПЭВМ при попытке НСД; 

сигнализация на "центральный пульт" о попытках НСД и контроль состояния ПЭВМ (включена, выключена); 

запрещение записи на НМД, НГМД; 

хранение резервных копий частей операционной системы (загрузчика операционной системы, прикладного программного обеспечения и т.п.) в закрытой от доступа области на НМД; 

восстановление загрузчика операционной системы, других частей операционной системы, прикладного программного обеспечения в случае их повреждения; 

разграничение доступа к ПЭВМ по времени суток и дням недели для различных пользователей; 

блокировка ПЭВМ на время отсутствия пользователя на рабочем месте; 

контроль и тестирование средств защиты; 



По требованию Заказчика БАЗОВАЯ СИСТЕМА ВВОДА-ВЫВОДА может быть дополнена программами обслуживания специальных устройств, а также введена поддержка национальных таблиц маркировки клавиатур и кодовых таблиц знакогенератора адаптера видеомонитора.

В процессе этих тест - последовательностей (POST) BIOS сравнивает данные системной конфигурации с информацией, хранящейся в CMOS - специальном чипе, расположенном на системной плате.

CMOS-чип обновляет информацию, в нем хранящуюся, всякий раз, когда устанавливается какой-либо новый компонент компьютера. Таким образом, он всегда содержит самые последние сведения о системных компонентах.

Наиболее важной функцией BIOS является обслуживание системных вызовов или прерываний. Системные вызовы вырабатываются программным обеспечением или аппаратными средствами с целью выполнения различных операций с системой. Для реализации системных вызовов используется механизм прерываний.

Прерывание - прекращение выполнения текущей команды или последовательности команд процессором для обработки некоторого события, которое может быть вызвано программно или аппаратно.

Прерывания делятся на:

аппаратные - вызванные сигналом от кого-либо устройства ПК;

логические - возникновение нестандартной ситуации в работе центрального процессора ПК, например, деление на ноль;

программные - вызываются из программы с помощью специального кода.

После того как все POST-задания завершены, BIOS приступает к поиску программы загрузки операционной системы и ждет ответа от нее. (Современные версии BIOS позволяют загружать операционную систему не только с флоппи-дисководов и жесткого диска, но и с привода CD-ROM, ZIP и т.п.). Когда ответ получен, программа помещается в память, откуда происходит загрузка системной конфигурации и драйверов устройств.

Современные микросхемы поддерживают стандарт Plug & Play (подключай и работай). Данный стандарт позволяет системам и адаптерам, его поддерживающим, автоматически настраивать друг друга. Стандарт Plug & Play разработан для автоматического распознавания и согласования всех изменений в конфигурации персонального компьютера, т.е. пользователю не нужно вручную переустанавливать джамперы и распределять ресурсы. В реализации технологии Plug & Play принимают участие аппаратные средства, BIOS и операционная система. В BIOS возможности Plug & Play реализуются в процессе проверки системы (распознавание, анализ и распределение ресурсов устройств Plug & Play). Далее операционная система берёт управление на себя, загружая соответствующие драйверы



PROM, EPROM и ЕEPROM и чем они отличаются



PROM (programmable read-only memory - программируемая память только для чтения) - это чип памяти, данные в который могут быть записаны только однажды. В отличие от основной памяти, PROM содержит данные, даже когда компьютер выключен.

Отличие PROM от ROM (read-only memory - память только для чтения) в том, что PROM изначально производятся чистыми, в тот время как в ROM данные заносятся в процессе производства. А для записи данных в чипы PROM, применяются специальные устройства, называемые программаторами.

EPROM (erasable programmable read-only memory - стираемая программируемая память только для чтения) - специальный тип PROM, который может очищаться с использованием ультрафиолетовых лучей. После стирания, EPROM может быть перепрограммирована. EEPROM - по сути, похожа на PROM, но для стирания требует электрических сигналов.

EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory - электрически стираемая программируемая память только для чтения) - специальный тип PROM, который может быть очищен электрическим разрядом. Подобно другим типам PROM, EEPROM содержит данные и при выключенном питании компьютера. Аналогично всем другим типам ROM, EEPROM работает не быстрее RAM.

Специальный тип EEPROM, называемый Flash memory или Flash EEPROM, может быть перезаписан без применения дополнительных устройств типа программатора, находясь в компьютере.

Полные настройки BIOS и ошибки.

Above 1 MB Memory Test

при выборе опции "Enabled" в процессе тестирования ОЗУ проверяется область памяти свыше 1 Мб (область памяти XMS - Extended Memory Specification). На это расходуется дополнительное время в процессе загрузки, тем более такой тест является излишним, так как драйвер-менеджер памяти HIMEM. SYS сам осуществляет проверку оперативной памяти и предпочтительнее использовать именно этот тест, так как он работает в реальном рабочем окружении.

BIOS Update

(обновление BIOS). Процессоры семейства P6 (Pentium Pro, Pentium II, Celeron, Xeon) имеют особый механизм, называемый "программируемым микрокодом", который позволяет исправить некоторые виды ошибок, допущенных при разработке и/или изготовлении процессоров, за счет изменения микрокода. Обновления микрокода остаются в BIOS и загружаются в процессор в процессе выполнения инструкций BIOS. Именно поэтому BIOS для материнских плат с указанными выше процессорами необходимо регулярно обновлять. Может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

В "AMI BIOS" была встречена аналогичная опция под названием "CPU MicroCode Updation".

Опция может называться и "Pentium II Microcode".

Boot From LAN First

при установке в "Enabled" BIOS предпримет попытку первоначальной загрузки из сетевого загрузочного модуля, прежде чем пытаться загрузиться с локального носителя.

Boot Sequence

(последовательность начальной загрузки системы). Определяется последовательность опроса накопителей для загрузки операционной системы. Эти устройства обозначаются либо буквами для физических жестких дисков и обычных дисководов, либо названием устройства, например "CDROM" для накопителей CD-ROM. Поддерживаются устройства LS-120, Iomega ZIP, ATAPI CD-ROM, IDE - и SCSI-диски. Может принимать значения:

"A,C" - такой выбор оправдан только для случая загрузки с дискеты и встречается в старых моделях ПК,

"A,C,SCSI",

"C only",

"C,A",

"C,A,SCSI",

"C,CDROM,A",

"CDROM,C,A",

"D,A,SCSI" (предназначено при использовании минимум двух IDE-жестких дисков),

"E,A,SCSI" (аналогично для 3-х дисков),

"F,A,SCSI" (аналогично для 4-х дисков),

"LS/ZIP,C",

"SCSI,A,C",

"SCSI,C,A".

В некоторых версиях BIOS опция "Boot Sequence" трансформировалась в несколько самостоятельных опций, естественно с большей возможностью отбора и большей гибкостью. Это выглядит следующим образом:

"First Boot Device"

"Second Boot Device"

"Third Boot Device"

"Boot Other Device"

Параметры могут принимать следующие значения: "Floppy", "HDD-0", "HDD-1", "HDD-2", "HDD-3", "LAN", "SCSI", "LS/ZIP", "CDROM", "Enable", "Disable".

А один из вариантов "AMI BIOS" содержит те же опции, но со значениями "Floppy", "Floptical" (RS 120), "CD ROM", "SCSI Device", "Network", "IDE0", "IDE1", "IDE2", а опция "Try Other Boot Devices" через значение "Yes" дает возможность дополнительного выбора варианта загрузки, если имеющиеся варианты не устраивают пользователя.

Другое название опции - "System Boot Sequence".

Boot Up Floppy Seek

(поиск дисковода при загрузке компьютера). Так можно перевести название этой функции. Но смысл функции значительно шире, поскольку BIOS проверяет, есть ли дисковод для дискет и идет ли речь при этом о 40 - или 80-тидорожечном дисководе. При этом обеспечивается проверка работоспособности дисководов гибких дисков. Поскольку все современные дисководы имеют 80 дорожек (с 1993 года дисководы на 40 дорожек не выпускаются; они поддерживали формат в 360 КБ), то эта функция необязательна. Необходимо заметить, что BIOS не может определить разницу между 720K, 1.2M, 1.44M или 2.88M типами дисководов, т.к все они имеют 80 дорожек. Имеет смысл установить эту опцию в "Disabled" (иначе - "Enabled"), что позволит сократить общее время тестирования ПК после включения.

Другое название опции - "Floppy Drive Seek At Boot".

Boot Up Numlock Status

опция, определяющая, в каком режиме после включения компьютера должна работать дополнительная цифровая клавиатура. Разрешение этого параметра включает индикатор "Num Lock", и цифровая клавиатура генерирует коды цифр и знаков, в противном случае генерируются коды стрелок, "Ins", "Del" и т.д. Может принимать значения:

"On" (иногда "Enabled") - включено,

"Off" (иногда "Disabled") - отключено.

Другое название опции - "System Boot Up Numlock Status".

Режим работы в любой момент времени меняется кнопкой <NumLock>.

Boot Up System Speed

опция выбора тактовой частоты процессора при загрузке. Значение "Low" переводит процессор в режим работы с половинной тактовой частотой и без использования внутренней кэш-памяти. Естественно, что изначально понижается пропускная способность системной шины. Такой режим может потребоваться при работе со старыми программами или платами расширения, а также при возможных проблемах при запуске системы. По умолчанию всегда устанавливается значение "High".

Опция может носить название "System Boot Up CPU Speed".

Boot Virus Detection

(определение вируса в загрузочном секторе). Смысл этого параметра отличается от "Virus Warning" и заключается он в следующем. Если этот параметр запрещен ("Disabled"), то до загрузки операционной системы BIOS переписывает загрузочный сектор во флэш-память и сохраняет его там. Но при этом никаких последствий для системы и пользователя не возникает. При установке параметра в "Enabled" BIOS не будет загружать систему с жесткого диска, если содержимое boot-сектора будет отличаться от сохраненного в памяти. При этом система выводит сообщение, и пользователю, далее, предоставляется возможность либо загрузить систему с жесткого диска, либо с дискеты.

Опция может носить название "BootSector Virus Detection".

Daylight Saving

во включенном состоянии ("Enabled") эта опция позволяет автоматически добавлять или вычитать один час при весеннем или осеннем переводе времени (последнее воскресенье апреля и аналогично в октябре). Этот параметр можно отключить, если установлена "Windows 9x", самостоятельно регулирующая этот процесс.

Delay IDE Initial

(задержка инициализации IDE-устройства). В данном параметре устанавливается интервал времени (в секундах), в течение которого IDE-устройство не будет опрашиваться BIOS после включения питания. Ненулевое значение параметра рекомендуется устанавливать только в случае применения старых жестких дисков. Не все старые приводы способны достичь номинальной скорости вращения за время, которое при включении ПК проходит до начала тестирования жесткого диска. Опция была введена первоначально в "AMI BIOS" для использования старых накопителей и позднее была оставлена для совместимости.

В различных версиях BIOS могут встретиться абсолютно идентичные функции: "Hard Disk Pre-Delay", "Delay For HDD (Secs)". Хотя при этом могут несколько варьироваться значения параметров: от "0" до "15", от "0" до "30", от "1" до "15" и "Disabled".

Flash BIOS Protection

включение опции запрещает доступ к Flash BIOS вирусам и неопытным пользователям. При этом не может быть произведено обновление содержимого Flash BIOS. Для обновления функцию надо отключить. На некоторых материнских платах функция реализована не в виде опции "BIOS Setup", а в виде перемычки, либо не реализована вовсе. Желательно функцию включить. Может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

Halt On

сразу после включения ПК, во время теста самопроверки POST, при нахождении какой-либо аппаратной ошибки система прекращает загрузку и выводит наименование устройства, вызвавшего сбой. Будет ли произведена остановка, и в каких случаях это произойдет, как раз и определяет параметр команды "Halt On". Возможными параметрами являются:

"No Errors" - POST никогда не прерывает работу, какая бы нефатальная для системы ошибка не была обнаружена (нарушение работы устройства или даже его отсутствие),

"All Errors" - остановка работы при возникновении любой критической, но не фатальной, ошибки. Интегрированная опция,

"All, But Keyboard" - остановка при любой критической ошибке, кроме ошибки клавиатуры,

"All, But Diskette" - аналогично, только с игнорированием ошибок дисководов,

"All, But Disk/Key" - игнорирование ошибок клавиатуры и дисководов.

Опция может носить название "Error Halt".

Hit "Del" Message Display

отключение этой опции не позволит вывести на экран монитора сообщение о том, с помощью какой клавиши возможен доступ к "BIOS Setup" во время загрузки системы. Косвенно эта опция может служить в качестве защитной функции, хотя и весьма сомнительной.

Keyboard

(клавиатура). Значение "Installed" не вызывает вопросов. Если установить "not installed", эта опция укажет BIOS на отмену пpовеpки клавиатуpы во вpемя стаpтового теста, что позволяет пеpезапускать ПК с отключенной клавиатуpой без выдачи сообщения об ошибке теста клавиатуpы. Это может оказаться необходимым при работе файл-сервера, сервера печати, в т. ч. из соображений безопасности.

Аналогичную задачу решает опция "System Keyboard" (AMI BIOS) с параметрами "Present" (по умолчанию) и "Absent".

Memory Test Tick Sound

опция, позволяющая сопровождать тест памяти периодическими звуковыми сигналами. Рекомендуется устанавливать в "Enabled" для озвучивания пpоцесса загpузки и дополнительного подтверждения, в частности, правильности установок "CPU clock speed/ Turbo switch".

Numeric Processor Test

(тест цифрового пpоцессоpа). Речь в данной опции идет о проверке математического сопроцессора (FPU - Floating Point Unit). Хотя эта опция и устарела, но тем не менее парк стареньких ПК еще не исчез бесследно. Устанавливается в "Disabled", если сопроцессор отсутствует (386SX, 386DX, 486SX, 486SLC, 486DLC, более низкие модели). Пpи отключении этого теста сопpоцессоp, если он даже и пpисутствует в системе, не pаспознается и считается отсутствующим.

Processor Number Feature

опция для установки автоматического считывания и вывода информации о встроенном серийном номере процессора Pentium III в BIOS материнских плат, поддерживающих его установку. Для реализации такой возможности, естественно, требуется значение параметра как "Enabled". Во всех остальных случаях устанавливается значение "Disabled". Оно же устанавливается по умолчанию.

Опция может носить название "Processor S/N".

Quick Power On Self Test

(быстрый тест компьютера после включения питания). Разрешение этого параметра приводит к некоторому сокращению времени на начальное самотестирование компьютера (POST), особенно при значительных объемах оперативной памяти. Следует только учесть, что память, например, в этом случае не тестируется, а только проверяется ее размер. Сокращение времени тестирования происходит также за счет пропуска некоторых пунктов проверки. Если при работе ПК возникают какие-либо проблемы, то лучше при его включении осуществлять полный тест. Может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено (по умолчанию).

"AMI BIOS" может содержать аналогичную опцию под названием "Quick Boot".

RTC Y2K H/W Roll Over

при установке опции в "Enabled" происходит тестирование системы на проблему 2000 года. "Disabled" устанавливается по умолчанию.

Swap Floppy Drive

(перестановка дисководов). Опция, позволяющая "поменять местами" дисководы A: и B: и сделать загрузочным дисковод B: (или наоборот). Опция имеет смысл только при наличии двух дисководов в компьютере и необходимости сделать загрузочным дисковод 5.25". При этом дисководы меняются местами только логически, а не физически. Может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено (по умолчанию).

USB Keyboard Support Via

метод поддержки USB-клавиатуры. Таких методов два: либо поддержка USB-клавиатуры операционной системой на уровне драйверов, либо аппаратное определение через BIOS. Если есть необходимость работы в системе, не поддерживающей USB-шину, то необходимо включить поддержку через BIOS. Может принимать значения:

"OS" - речь идет, например, о "Windows 98",

"BIOS" - такая установка необходима для той же "MS-DOS".

Video

установка типа видеоадаптера для первичного системного монитора. Хотя вторичный монитор поддерживается и некоторыми ОС, установки в "BIOS Setup" для него отсутствуют. По умолчанию устанавливается "EGA/VGA". Возможны варианты:

"Mono" (Monochrome) - для монохромных видеоадаптеров,

"Hercules" - также для монохромных видеоадаптеров,

"MDA" - для монохромных видеоадаптеров, поддерживающих только текст,

"CGA 80" (Color Graphics Adapter) - для режима 80 колонок,

"CGA 40" (Color Graphics Adapter) - для режима 40 колонок,

"EGA/VGA" (Enhanced Graphics Adapter/Video Graphics Array) - для EGA-, VGA-, SVGA - и PGA-адаптеров мониторов. Последний параметр может называться и "VGA/PGA/EGA".

Опция может иметь название и "Primary Display", а для выбора значений могут быть предложены "Absent" и "VGA, EGA". Вариант с отсутствующим дисплеем также может найти применение, как ни странно, например, в специализированных технологических системах. Во всяком случае, автор с такой ситуацией сталкивался.

Необходимо вспомнить и о применении жидкокристаллических дисплеев. Опция может называться "LCD&CRT", а значения параметра могут быть следующие:

"LCD" (Liquid Crystal Display) - жидкокристаллический дисплей,

"CRT" (Cathode Ray Tube) - дисплей с электронно-лучевой трубкой,

"AUTO" - автоматическое определение устройства,

"LCD&CRT" - объединенный параметр.

Virus Warning

(предупреждение о вирусе). Разрешение этого параметра ("Enabled") запрещает любую запись в загрузочный сектор жесткого диска или таблицу разделов (partition table). При попытке изменения этих областей BIOS останавливает систему с выводом на экран монитора соответствующего сообщения, а также звукового сигнала. При этом пользователь может либо pазpешить запись, либо запpетить ее.

Технически эта задача решается следующим образом.

На этапе проведения POST-теста перед входом в процедуру обработки дискового сервиса (INT13h) устанавливается транзитный программный модуль, который анализирует входные параметры функции и детектирует две ситуации: попытку записи в BOOT Sector и попытку форматирования 0-й дорожки. Если система условий выполняется, вместо дисковой операции выдается предупреждающее сообщение и звуковой сигнал. На соответствующем шаге теста выполняется перестановка вектора INT13h на транзитный контролирующий модуль, если в "BIOS Setup" включен данный режим. Данный алгоритм, в зависимости от прошивок, может видоизменяться, но суть останется прежней. Подобным образом BIOS отслеживает ситуацию и при работе операционной системы.

Опция введена для защиты от так называемых boot-вирусов, поражающих загрузочный сектор. Стандартные действия при этом - запуск антивирусных программ, прежде всего с защищенных дискет.

Эта опция должна быть обязательно отключена при форматировании жесткого диска, при вводе команды FDISK/MBR, при инсталляции опера­ционных систем, при использовании администpатоpа начальной загpузки OS/2 (OS/2 Boot Manager), котоpый использует запись в загрузочный сектоp. Кроме того, некоторые диагностические программы при обращении к boot-сектору могут вызвать появление сообщения о "вирусной атаке", что не отражает текущую ситуацию. Применение этой функции не имеет смысла в случае использования SCSI - и ESDI-дисков, поскольку они используют собственный BIOS на контpоллеpе.

Еще одним из возможных вариантов параметра может быть значение "ChipAway", с одной стороны это значение - аналог "Enabled", с другой - это один из вариантов встроенного антивируса. При старте машины выводится надпись "ChipAway Virus Enabled", что не должно пугать пользователя.

Опция может называться также "Virus Protection", "BootSector Virus Protection".

Wait for <F1> If Any Error

если опция включена, BIOS будет ожидать нажатия клавиши <F1> для продолжения загрузки в случае какой-либо неисправности на стадии тестирования POST, но только в случае не фатальной ошибки. Если установлено в "Disabled", система выводит пpедупреждение и пpодолжает загpузку без ожидания нажатия клавиши. Рекомендуется устанавливать в "Enabled". "Disabled" может быть рекомендовано для серверных систем.

Weitek Coprocessor

(сопpоцессоp Weitek). Если он имеется в системе, следует установить "Enabled". Интересно, что производительность этого сопроцессора в 2-3 раза превышала производительность стандартных интеловских. Сопроцессор Weitek использует (скорее, использовал) некотоpую часть системного ОЗУ, поэтому память из этой области должна была быть отобpажена где-нибудь в дpугих адpесах. Одна из "древних" опций "AMI BIOS".

Errors

В процессе старта системы и проведения POST-теста возможны различного рода аппаратные ошибки, сопровождаемые параллельным выводом на экран монитора соответствующих сообщений. Некоторые из приведенных ниже сообщений несколько утратили свою актуальность, некоторые просто отсутствуют. Умышленно выведены, например, из этого перечня сообщения об ошибках с EISA - шиной. В остальном, этот материал будет несомненно полезен.

8042 Gate-A20 Error!

линия A20 контроллера клавиатуры (8042) не работает. Заменить контроллер клавиатуры.

Address Line Short!

проблема со схемой декодирования адреса памяти. Имеет смысл перезагрузиться, подождав секунд 30 до повторного включения. Проблема может разрешиться сама собой.

BIOS ROM checksum error - System halted

проверочная сумма при тесте ПЗУ по адресу F0000H-FFFFFH ошибочна. Возможно потребуется восстановление (перепрошивка) микросхемы с Flash BIOS.

Cache Memory Bad, Do Not Enable Cache!

ошибка кэш-памяти. Возможно потребуется замена. Хотя сначала стоит попробовать просто перезагрузиться.

CH-2 Timer Error

ошибка второго таймера. Некоторые системы имеют два таймера.

CMOS battery failed, CMOS Battery Has Failed, CMOS Battery State Low

эти сообщения в начале загрузки компьютера свидетельствуют о неисправности батареи или ее разрядке. Необходимо заменить батарею.

CMOS Checksum Error, CMOS Checksum Failure

неправильная контрольная сумма CMOS, что свидетельствует о повреждении данных в CMOS, возможно из-за сбоя батареи. Если попытка восстановления "BIOS Setup" окажется неудачной, возможно придется обращаться в сервисный центр со своей материнской платой.

CMOS Memory Size Mismatch

объем физической памяти на материнской плате не сходится с тем, что зафиксировалось в CMOS RAM. Необходимо перезапустить "BIOS Setup", проверить все установки. После перезагрузки ПК ошибка может исчезнуть, иначе потребуется замена компонентов материнской платы.

CMOS System Optons Not Set

данные в CMOS повреждены или отсутствуют. Действия пользователя аналогичны вышеприведенным.

CMOS Time and Date Not Set

нарушены или не установлены параметры даты и времени. Задача сводится к проверке или установке этих параметров в "BIOS Setup".

DISK BOOT FAILURE, INSERT SYSTEM DISK AND PRESS ENTER

не найден загрузочный диск. Необходимо загрузиться с дискеты и проверить системные файлы на жестком диске.

Diskette Boot Failure

дискета в дисководе А: не является загрузочной, т.е. невозможно загрузиться с дискеты в процессе запуска ПК. Дискета может не быть загрузочной, либо системные файлы повреждены.

DISKETTE DRIVES OR TYPES MISMATCH ERROR - RUN SETUP

типы дисководов, фактически установленных в системе, и их описания в CMOS не сходятся. Необходимо запустить "BIOS SETUP" и ввести правильные типы дисководов.

DISPLAY SWITCH IS SET INCORRECTLY, Display Switch Not Proper

неправильно выставлен тип монитора (монохромный или цветной). Переставить соответствующий джампер на материнской плате в правильное положение или исправить выбор типа монитора в "BIOS Setup".

DISPLAY TYPE HAS CHANGED SINCE LAST BOOT

изменился тип дисплея со времени последней загрузки. В "BIOS Setup" ввести правильный тип дисплея.

DMA #1 Error, DMA #2 Error

ошибка первого/второго канала DMA. Ошибка может быть вызвана соответствующим периферийным устройством.

DMA Bus Time-out

устройство не отвечает в течении 7,8 мкс. Проблема в платах расширения. Необходимо найти плату, которая вызывает эту ошибку и заменить ее.

DMA Error

ошибка контроллера DMA. Возможна замена материнской платы.

ERROR ENCOUNTERED INITIALIZING HARD DRIVE

не инициализируется жесткий диск. Проверить установку контроллера жестких дисков (для устаревших систем), соединительные кабеля, а также параметры "BIOS Setup".

ERROR INITIALIZING HARD DRIVE CONTROLLER, HDD Controller Failure

ошибка связи с контроллером жестких дисков, контроллер жестких дисков не инициализируется. Проверить установку контроллера, подсоединение дисковода и параметры жесткого диска в "BIOS Setup". Также стоит проверить установку джамперов на жестком диске.

Expansion Board not ready at Slot X

BIOS не может найти плату в слоте номер X. Проверить установку платы в этом слоте.

FDD Controller Failure

ошибка связи с контроллером гибких дисков. Проверить подсоединение дисковода и его разрешенность на мультикарте (для устаревших систем).

FLOPPY DISK CNTRLR ERROR OR NO CNTRLR PRESENT

невозможно инициализировать контроллер гибких дисков. Проверить установку контроллера и параметры дисковода, указанные в "BIOS Setup".

Floppy disk (s) fail

нельзя найти или инициализировать контроллер или сам флоппи-дисковод. Действия аналогичны.

Floppy disk (s) fail (40)

это сообщение в конце теста ПК говорит о возможной ошибке в подключении шлейфа. Непрерывно светящийся индикатор также свидетельствует о неправильном подключении. Ошибка может заключаться и в несоответствии типа флоппи-дисковода, установленного в "BIOS Setup".

Hard disk (s) diagnosis fail

ошибка начальной диагностики жесткого диска.

Hard Disk (s) fail (20)

ошибка инициализации жесткого диска.

Hard Disk (s) fail (40)

ошибка диагностики Hdd-контроллера.

HARD DISK INSTALL FAILURE

нельзя найти или инициализировать контроллер или сам жесткий диск. Действия те же, т.е. проверить все механические установки и подключения, а также правильность установок в "BIOS Setup".

INTR #1 Error, INTR #2 Error

первый/второй канал прерываний не прошел POST. Необходимо проверить устройства, занимающие IRQ 0-7/IRQ 8-15.

Invalid Media in Drive D:

это означает, что жесткий диск еще не разбит на разделы.

I/O Card Parity Error at xxxxx

ошибка по четности по адресу ххххх при проверке отображаемой памяти карты расширения.

K/B Interface Error

ошибка связи с клавиатурой. Проверить подсоединение клавиатуры.

Keyboard Error

ошибка клавиатуры. Проверить подключение клавиатуры и соответствие типа клавиатуры контроллеру. А также необходимо проверить "временные" установки в "BIOS Setup". Можно попытаться отключить тестирование клавиатуры при загрузке.

KEYBOARD ERROR OR NO KEYBOARD PRESENT

ошибка клавиатуры или клавиатура отсутствует. Все действия аналогичны. Необходимо также удостовериться, что во время включения ПК не нажата какая-либо клавиша, а также проверить соответствие наличия клавиатуры и установок в "BIOS Setup": опция "Halt On", параметр "All, But Keyboard".

Keyboard failure, press [F1] to continue

причиной такого сообщения могут быть неконтакт (обрыв) кабеля клавиатуры, заедание какой-либо наиболее часто используемой клавиши. Но прежде всего необходимо проверить установки опций "Typematic Rate" и "Typematic Delay", так как может иметь место несовместимость установок клавиатуры в "BIOS Setup".

Keyboard is locked... Unlock it, Keyboard is locked out - Unlock the key

необходимо разблокировать клавиатуру. Причиной такого сообщения может быть заедание какой-либо клавиши (или клавиш) или их случайное удержание во время теста.

Memory Address Error at XXXX

ошибка в одном из модулей памяти с указанием конкретного адреса. Возможно требуется замена модуля.

Memory parity Error at XXXX

ошибка контроля четности при тестировании адреса ХХХХ. Если память поддерживает контроль четности, то требуется ее замена.

MEMORY SIZE HAS CHANGED SINCE LAST BOOT

изменился размер памяти со времени последней загрузки. В "BIOS Setup" ввести правильные данные об объемах используемой памяти.

Memory test fail

BIOS сообщает, что при тестировании памяти имелись ошибки.

Memory Verify Error at XXXX

ошибка при тестировании памяти, точнее при попытке записи по определенному адресу. Если ошибка повторяется, то потребуется замена памяти.

Missing Operation System

это сообщение, как и некоторые другие, не связано с проведением процедуры POST. Вывод этого сообщения ("Отсутствует операционная система") говорит, в лучшем случае, об отсутствии или нарушении основных конфигурационных файлов системы, а также о возможных нарушениях таблицы разделов жесткого диска.

OFFENDING ADDRESS NOT FOUND, OFFENDING SEGMENT

это сообщение выводится как конъюнкция (логическое "И") операций проверки "I/O CHANNEL CHECK" и "RAM PARITY ERROR", когда ни одно из устройств, вызвавших проблему, не может быть точно определено.

On Board Parity Error

ошибка контроля четности. Ошибка может быть вызвана соответствующей периферией, занимающей адрес, указанный в сообщении об ошибке.

Override enabled - Defaults loaded

если система не в состоянии загрузиться, используя текущую CMOS-конфигурацию, BIOS перезаписывает ее и устанавливает значения параметров по умолчанию.

PRESS A KEY TO REBOOT

сообщение возникает при обнаружении ошибок и необходимости перезагрузки ПК. Нажать любую клавишу.

Press ESC to skip memory test

предоставляется возможность пропустить полный тест памяти.

PRESS F1 TO DISABLE NMI, F2 TO REBOOT

проблемы с немаскируемыми прерываниями. Возможно ошибка в работе контроллера прерываний. Речь идет об обработчике-заглушке немаскируемого прерывания (Non-maskable Interrupt). Это не один из этапов POST, а процедура, на которую указывает вектор немаскируемого прерывания. Если возник запрос NMI, и не удалось идентифицировать причину NMI, в Port80 выводится этот код, на экран выводится сообщение: "Press F1 to disable NMI, F2 to reboot". И ожидаются действия пользователя по блокированию возникшей проблемы или для перезагрузки.

Primary master hard disk fail, Primary slave hard disk fail

POST определил ошибку в первичном "master"/"slave" IDE-жестком диске.

RAM PARITY ERROR - CHECKING FOR SEGMENT

ошибка контроля четности памяти.

Secondary master hard disk fail, Secondary slave hard disk fail

POST определил ошибку во вторичном "master"/"slave" IDE-жестком диске.

SYSTEM HALTED, (CTRL-ALT-DEL) TO REBOOT...

обозначает остановку процесса загрузки. Необходимо перезагрузить ПК с помощью одновременного нажатия трех указанных клавиш. Возможно, ошибка исчезнет.

Chipset

Chipset Special Features

(специальные возможности чипсета). Данный параметр разрешает/запрещает все новые функции, появившиеся в 430-х наборах Intel (HX, VX или TX) по сравнению с FX. Если установлено "Disabled", чипсет функционирует как 82430FX. Может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

Delayed Transaction

(задержанная транзакция на PCI). Присутствие этого параметра в BIOS означает, что на материнской плате есть встроенный 32-битный буфер с задержанной записью для поддержки удлиненного цикла обмена на PCI-шине. Если этот параметр разрешен, то доступ к шине PCI разрешен во время доступа к 8-разрядным устройствам на шине ISA. Это существенно увеличивает производительность системы, так как цикл такого обращения на ISA-шине занимает 50-60 тактов шины PCI. Если компьютер укомплектован материнской платой, не поддерживающей спецификацию PCI 2.1, этот параметр следует запретить, поскольку данная опция включает режим совместимости со спецификацией PCI версии 2.1 с одновременным включением в "северном" мосте упомянутого выше специального буфера. Может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

Опция может называться также "PCI Delayed Transaction", "Delayed Transaction Optimization" или "Delayed Transaction Timer" с теми же значениями (включено/отключено).

Gate A20 Option

(вариант включения линии A20). Параметр позволяет управлять способом включения адресной линии A20, которая отвечает за доступ к памяти, физические адреса которой превышают 1 Мбайт. Стоит напомнить, что 20-разрядная адресная шина позволяет адресоваться в пределах первого мегабайта памяти. Если быть более точным, то эта линия отвечает за доступ к первым 64 килобайтам верхней памяти, известным как область HMA (High Memory Area). Доступ к HMA требует управления специальным аппаратным узлом, работа которого может быть блокирована или активизирована. При установке опции "Gate A20 Option" в состояние "FAST" работа линии как раз и будет контролироваться специальным набором микросхем на системной плате. Если линия А20 деблокирована, то HMA-область доступна для любой программы, работающей в реальном режиме. Обычно эта область памяти отдается под MS-DOS, а для деблокирования линии используется драйвер HIMEM. SYS.

На старых машинах контролем A20 занимался контроллер клавиатуры, теперь это переложено на системную логику. Но есть категория пользователей, использующих старое программное обеспечение. Для таких и предназначена эта опция. Это означает, что наличие такой опции связано с совместимостью со старым ПО. Необходимо также отметить, что некоторые драйверы MS-DOS, например VDISK. SYS, могут блокировать линию А20, входя в конфликт с драйвером HIMEM. SYS. С другой стороны установка опции в "FAST" может значительно повысить производительность системы под "OS/2" и "Windows". Может принимать значения:

"Fast" - управление осуществляется чипсет, что повышает скорость работы,

"Normal" - управление осуществляется через контроллер клавиатуры.

В некоторых версиях BIOS опция может называться "Fast Gate A20 Option", а параметрами будут стандартные "Enabled"/ "Disabled". Иногда в старых версиях BIOS можно встретить опцию с почти романтическим названием "LOWA20# Select". А речь идет о том, какое устройство управляет низким уровнем сигнала на линии A20: чипсет или контроллер клавиатуры.



Специальные команды чипсета



Drive NA before BRDY

когда выбрано "Enabled", сигнал NA (читай ниже) устанавливается на один такт раньше последнего сигнала BRDY# в каждом цикле чтения/записи, таким образом вызывая генерацию процессором сигнала ADS# в следующем цикле после BRDY#, устраняя один потерянный цикл. С помощью сигнала BRDY# (Bus Ready) чипсет (точнее, т. н. "северный мост") сообщает процессору о том, что данные доступны для чтения или есть готовность для приема данных для их записи.

NA# Enable

опция включения/отключения сигнала NA (Next Address). Установив "Enabled", мы включаем механизм конвейеризации, при которой чипсет сигнализирует центральному процессору о выдаче нового адреса памяти еще до того, как все данные, переданные в текущем цикле, будут обработаны. Естественно, что включение такого режима повышает производительность системы.

То же содержание заключено в опции под названием "NA# Pin Assertion".

Single ALE Enable

(pазpешение одиночного сигнала ALE). Немножко информации. Пин B28 на шине ISA - это сигнал BALE (Bus Adress Latch Enable - разрешение защелкивания адреса). Это сигнал стробирования адресных разрядов. Может использоваться устройствами ввода/вывода для заблаговременной подготовки к предстоящему обмену информацией. Эта линия становится активной всякий pаз пpи появлении на шине адpеса. Стоит добавить, что этот сигнал использовался еще во времена 808x-х процессоров. Сигнал этот используется редко.

Устанавливая "Enabled", активизируем одиночный сигнал ALE вместо множественных сигналов-стробов во время ISA-циклов. В какой-то степени выбор параметра был привязан и к скорости системной шины, т.е. пропускной способности системы. Поэтому установка в "Enabled" могла привести к замедлению быстродействия видеоканала. Эта функция всегда оставалась достаточно "темной" функцией "BIOS Setup". "Disabled" рекомендовано.

Опция может называться также "ALE During Bus Conversion" с возможными вариантами выбора: "Single" (одиночный) или "Multiple" (множественный). Естественно, что при потоковой работе ISA-шины (т.е. множественных циклов чтения/записи) предпочтительнее была бы установка опции в "Multiple". Но какой правильный выбор должен был сделать пользователь, всегда оставалось загадкой.

Некоторые чипсеты имели поддержку усовершенствованного режима, при котором выдача множественных сигналов ALE производилась во время одиночных циклов шины. Функция BIOS при этом называлась "Extended ALE", а параметрами служили "Disabled" и "Enabled".

В наиболее "древних" версиях BIOS весь смысл сказанного выше был заключен в опции под названием "Quick Mode".

CPU

CPU-to-PCI 6 DW FIFO

опция включения/отключения специального буфера, позволяющего устройствам обращаться к PCI-шине и считывать до 6-х двойных слов (Double Word). Работа с буфером построена по принципу "первым пришел - первым ушел" (First Input - First Output). Естественно, что буферизация передачи информации повышает быстродействие системы, но в таком виде эта опция встречается уже редко.

CPU-to-PCI IDE Posting

включение данного режима позволяет оптимизировать циклы записи из CPU в интерфейс PCI IDE путем предварительной буферизации. Параметр рекомендуется устанавливать в состояние "Enabled". Может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

CPU-to-PCI Read Buffer

опция включения/отключения специального буфера, позволяющего устройствам обращаться к PCI-шине и считывать до 4-х двойных слов, не прерывая при этом работу процессора. Процессор может работать в это время над другой задачей, что повышает общую производительность. Эта опция должна быть включена обязательно. В отключенном же состоянии буфер не будет использоваться, и циклы чтения процессора не будут заканчиваться до тех пор, пока шина PCI не подаст сигнал о готовности получить данные.

CPU-to-PCI Write Buffer

во включенном состоянии опции процессор сможет записывать по 4 слова за один такт в буфер записи шины PCI до завершения цикла PCI-шины. При установке параметра в "Disabled" процессор будет находиться в ожидании после каждого цикла записи и до тех пор, пока шина PCI не сообщит процессору о своей готовности к приему данных.

Опция может называться также просто "CPU to PCI Buffer". В этом случае речь идет уже об интегрированной функции с теми же параметрами: включен буфер/отключен буфер.

CPU-to-PCI Write Latency

определение времени задержки перед операцией записи данных из процессора в шину (в тактах системной шины). Установка меньшего значения позволяет увеличить производительность, однако при этом возможно увеличение нестабильности работы системы. Тогда необходимо будет вернуться к большему значению. Возможный ряд значений: 1T, 2T, 3T.

Опция может называться также "Latency for CPU to PCI write".

Memory.

ECC, Parity

CPU Level 2 Cache ECC Check

опция включения/отключения коррекции ошибок кэша второго уровня у процессоров архитектуры Pentium II и выше, которые поддерживают эту опцию. К примеру, процессоры Pentium II поддерживает коррекцию ошибок, начиная с частоты в 333 МГц. ECC-коррекция несомненно повышает надежность системы, но при этом ее работа, как правило, несколько замедляется. В некоторых процессорах допущены ошибки, и включение этого режима может привести к нестабильной работе системы. К тому же фактор надежности играет значительную роль только в сетевых средах. Может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

Чуть другие названия этой же опции: "CPU Level 2 ECC checking" и "CPU L2 Cache ECC Checking".

Data Integrity (PAR/ECC)

(целостность данных). Опция разрешения/запрещения контроля памяти на ошибки. Вид контроля устанавливается параметром "DRAM ECC/PARITY SELECT". Может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

DRAM Data Integrity Mode

опция включения/отключения проверки целостности памяти. Включение опции позволит системе отслеживать и корректировать однобитные ошибки. Так же будут обнаруживаться двухбитные ошибки, но без исправления. Использование режима коррекции ошибок обеспечивает увеличение стабильности и целостности данных в системе, правда, при небольшой потере производительности. Если в системе не используются ECC-модули памяти, то опция должна быть отключена. Может принимать значения:

"ECC" - разрешена коррекция,

"Non-ECC" - коррекция запрещена.

В некоторых случаях опция с тем же названием может иметь другой "набор" параметров: "Parity" и "ECC". При этом меняется и содержание функции.

DRAM ECC/PARITY Select

опция выбора режима коррекции ошибок/проверки по четности. Эта опция появляется только в BIOS тех материнских плат, в которых чипсет поддерживает ECC, и может быть использована только в том случае, если установлены модули памяти с истинной четностью. В некоторых вариантах BIOS этим параметром может устанавливаться только вид проверки, а разрешение на проверку устанавливается параметром "Data Integrity (PAR/ECC)" или аналогичным. Параметр может принимать значения:

"Parity" (по умолчанию) - в случае возникновения ошибки на монитор выдается сообщение о сбое по четности в памяти и работа компьютера останавливается,

"ECC" - в случае возникновения одиночной ошибки она исправляется и работа системы продолжается. Если имеет место не одиночная ошибка, то работа компьютера также приостанавливается. Следует только учесть, что, по данным "Intel", скорость обмена с памятью при включении этого режима уменьшается приблизительно на 3%.

Memory Parity/ECC Check

опция разрешения/запрещения проверки целостности данных. Может принимать значения: разрешен контроль памяти на ошибки ("Enabled"), запрещен ("Disabled") и "Auto". Последняя установка активизирует проверку памяти автоматически с автоматическим же определением возможностей модулей памяти, как по четности, так и по коррекции ошибок.

Shadow

Extended ROM RAM Area

наличие этой опции характерно для старых версий "AMI BIOS". Пользователю предоставляется выбор, где хранить данные о жестком диске: в верхнем килобайте системной памяти, начиная с 639-го килобайта, или в адресах нижней памяти в области системного BIOS (0: 300). Необходимо помнить, что вторая адресная область может также использоваться звуковыми, сетевыми и т.п. картами расширения. В этом случае конфликтов можно избежать, если система через BIOS может использовать механизмы "затенения", которые впрочем могут отсутствовать в очень старых системах.

Опция может называться и "RAM Area".

Memory Hole At 15M-16M

(буквально - "дырка" в памяти в диапазоне 15-16 МБ). При включенном состоянии параметра система, для повышения производительности, будет копировать более медленную память устройства, подключенного к ISA-шине, в более быструю основную память. Это происходит за счет выделения специальной области памяти и перемещения в нее данных ROM-памяти карты расширения или устройства сопряжения. Естественно, что действие этой функции представляет собой механизм, который позволяет обращаться, в данном случае к устройствам ввода/вывода, как к адресному пространству ОЗУ и за счет этого увеличить скорость доступа к таким устройствам. Для функционирования этого механизма необходимо исключить для всех обычных программ возможность использования указанной области памяти, что и делает BIOS при разрешении этого параметра. При отсутствии ISA-устройств данная опция должна быть отключена. По умолчанию эта опция включена.

И еще одно уточнение. Разрешать этот параметр следует в том случае, если это требуется в документации на используемую в системе плату. Некоторые старые ISA-карты (например, ранние видеокарты высокого разрешения) требуют выделения для них специального адреса памяти, лежащего в некотором диапазоне. Кроме того, это выделение запрещает доступ в старшие адреса памяти, расположенные выше 16 МБ. Поэтому включение данной опции должно быть оправдано. По сути, данная функция сохранена в "BIOS SETUP" по причине фактора совместимости со старыми картами. Может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

В других версиях BIOS могут встретиться значения: "Disabled", "14M-16M", "15M-16M".

В более "старых" версиях BIOS могут встретиться другое наименование такой функции - "Memory Hole", и значения параметров: "None", "at 512 kB", "at 15 MB". Действие некоторых параметров уже понятно, а для значения "at 512 kB" стоит указать, что для "затенения" используется часть базовой памяти в пределах 512-639 КБ.

Опция может носить название "Local Memory 15-16M" или "Memory Hole at 15M Addr."

PCI master accesses shadow RAM

опция включения/выключения возможности копирования ПЗУ шины в более быструю оперативную память для повышения быстродействия системы. Может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

System BIOS Cacheable

(кэширование области системного BIOS). Хотя в данной опции речь идет, на первый взгляд, о кэшировании, тем не менее, ее нахождение в главе, посвященной функциям и механизмам "затенения", автор считает более оправданным. Разрешение этого параметра приводит к возможности кэширования области памяти по адресам системного BIOS (F0000H-FFFFFH) в кэш-память. Включение параметра будет иметь смысл только в случае разрешения функций кэширования в разделе "BIOS Features Setup" (как правило). Если какая-либо программа попытается выполнить операцию записи в эти адреса, то система выдаст сообщение об ошибке. Может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

Опция может называться и "System ROM Cacheable".

Но есть и свое "но"! При включении опции кэшированию подлежит часть системной BIOS, содержащей код для запуска системы и основные функции ввода/вывода. Тем не менее, возможности ускорения через использование кэша процессора редко используются, т.к часть кэш-памяти, которой всегда недостаточно, резервируется под BIOS, обращение к которому не происходит постоянно.

Video BIOS Cacheable

(кэширование области BIOS видеокарты). Разрешение этого параметра приводит к возможности кэширования области памяти по адресам BIOS видеокарты (C0000H-C7FFFH) в кэш-память процессора. Параметр будет использован только при включении кэш-памяти в разделе "BIOS Features Setup". Если какая-либо программа попытается выполнить запись в эти адреса, то система выдаст сообщение об ошибке. При наличии видеокарты с "ускорителем" необходимо отключить кэширование видеопамяти, дабы центральный процессор мог "отслеживать" любые изменения, производимые устройством ввода в буфер кадра изображения. Может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

Об оправданности включения этой опции можно сказать то же самое, что и по системному BIOS. Опция может называться "Video BIOS Area Cacheable".

Refresh

Возможны три различных метода регенерации данных.

Регенерация одним RAS (RAS Only Refresh - ROR). Этот метод использовался еще в первых микросхемах DRAM. Адрес регенерируемой строки передается на шину адреса и выдается сигнал RAS (точно так же, как при чтении или записи). При этом выбирается строка ячеек, и данные из них поступают на внутренние цепи микросхемы, после чего записываются обратно. Так как далее сигнал CAS не следует, цикл чтения/записи не начинается. Затем передается адрес следующей строки и так далее, пока не будет пройдена вся матрица памяти, после чего цикл регенерации повторяется. К недостаткам этого метода можно отнести то, что занимается шина адреса, и в момент регенерации блокируется доступ к другим подсистемам компьютера.

CAS перед RAS (CAS Before RAS - CBR) - стандартный метод регенерации. При нормальном цикле чтения/записи сигнал RAS всегда приходит первым, за ним следует CAS. Если же CAS приходит раньше RAS, то начинается специальный цикл регенерации - CBR. При этом адрес строки не передается, а микросхема использует свой внутренний счетчик, содержимое которого увеличивается на 1 при каждом CBR-цикле (т. н. инкрементирование адреса строки). Этот режим позволяет регенерировать память, не занимая шину адреса, что, безусловно, более экономично.

Автоматическая регенерация памяти (Self Refresh - SR, или саморегенерация). Этот метод обычно используется в режиме энергосбережения, когда система переходит в состояние "сна" ("suspend"), и тактовый генератор перестает работать. В таком состоянии обновление памяти по вышеописанным методам невозможно (попросту отсутствуют источники сигналов), и микросхема памяти выполняет регенерацию самостоятельно. В ней запускается свой собственный генератор, который тактирует внутренние цепи регенерации. Такая технология работы памяти была внедрена с появлением EDO DRAM. Необходимо отметить, что в режиме "сна" память потребляет очень малый ток.

Burst Refresh

при разрешении этой установки чипсет проводит несколько регенераций за один такт. В обычном режиме одна строка регенерируется каждые 15 мкс, в пакетном 4 строки - каждые 60 мкс. Если BIOS позволяет, то рекомендуется конечно установить значение опции в "Enabled". Может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

Опция может называться "DRAM Burst at 4 Refresh".

CAS Before RAS Refresh

метод регенерации памяти, когда сигнал CAS устанавливается раньше сигнала RAS. В отличие от стандартного способа регенерации, этот метод не требует перебора адресов строк извне микросхем памяти - используется внутренний счетчик адресов. Однако, этот способ регенерации должен поддерживаться микросхемами памяти (большинство чипов его поддерживает). Может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

CAS-to-RAS Refresh Delay

действие этой опции возможно при включенном состоянии предыдущей (или аналогичной), так как в данном случае устанавливается время задержки между стробирующими сигналами (в тактах системной шины). Естественно, что установка меньшего значения приводит к снижению времени, затрачиваемого на регенерацию. Большее же значение повышает надежность, т.е. достоверность данных, находящихся в памяти. Оптимальный вариант для данной системы выбирается опытным путем. Может принимать значения: "1T", "2T" (по умолчанию).

Concurrent Refresh

(параллельная pегенеpация). При активизации этой опции как чипсет (т.е. оборудование, требующее регенерации), так и процессор получают одновpеменный доступ к памяти. При этом процессору не нужно будет ожидать, пока произойдет регенерация. При установке опции в "Disabled" пpоцессоp должен будет ждать, пока схема pегенеpации не закончит pаботу.

DRAM RAS Only Refresh

включение/отключение метода обновления DRAM, альтернативного методу "CAS-before-RAS". Если BIOS содержит другие возможности по регенерации памяти, то эту опцию необходимо отключить. В противном случае придется использовать этот устаревший метод обновления памяти.

DRAM RAS# Precharge Time

(время предварительного заряда по RAS). Эта функция позволяет установить время (в тактах системной шины) для формирования сигнала RAS (иногда говорят о накоплении заряда по RAS) до начала цикла регенерации памяти. Уменьшение этого значения увеличивает быстродействие. Но если установлено недостаточное время, регенерация может быть некомплектной, что в итоге приведет к потере данных, находящихся в памяти. Возможные значения могут быть представлены в различном виде: в виде цифровых значений - "3", "4" и т.д.; с указанием системных тактов - "3 Clocks" или "1T". А ряд значений, как правило, следующий: 0T, 1T, 2T, 3T, 4T, 5T, 6T.

Опция может иметь множество названий: "DRAM RAS# Precharge Period", "RAS# Precharge Time", "RAS# Precharge Period", "FPM DRAM RAS# Precharge", "FPM RAS Precharge", "RAS# Precharge", "EDO RAS Precharge", "EDO RAS# Precharge Time", "EDO RAS Precharge Timing", "FPM/EDO RAS# Precharge Time".

Как видим, опция не потеряла своей актуальности с появлением EDO-памяти и, что интересно, затем также BEDO - и SDRAM - модулей: "BEDO RAS Precharge", "SDRAM RAS# Precharge", "SDRAM RAS Precharge Time".

Правда, кроме привычных параметров типа "3T" или "2 Clks" в различных версиях BIOS стали "встречаться" новые виды значений, например, "Same as FPM" и "FPM-1T", "Fast" и "Normal", "Fast" и "Slow". Для последней пары параметров "Slow" (медленно) равносильно увеличению количества тактов, что повышает стабильность работы системы, поэтому значение "Fast" следует устанавливать в случае уверенности в качестве модулей памяти.

DRAM Refresh Method

опция установки метода регенерации. Опция может называться также "Refresh Type", "DRAM Refresh Type" или "Refresh Type Select". При любых вариантах опции среди возможных параметров, как правило, используется только два параметра. Приводим весь возможный ряд: "CAS before RAS", "RAS only", "RAS# Before CAS#", "Normal", "Hidden".

DRAM Refresh Period

установка периода (частоты повтора), требуемого для регенерации памяти, в соответствии со спецификацией модулей памяти. В новейших версиях BIOS такая опция практически не встречается. Ранее же она предлагала пользователю широкий простор для творчества: в зависимости от версии BIOS и его производителя, чипсета, модулей памяти. Опция могла также носить название "Refresh Cycle Time (us)", "DRAM Refresh Cycle Time", "Memory Refresh Rate" или "DRAM Refresh Rate". Вот неполный перечень таких вариаций:

"For 50 MHz Bus", "For 60 MHz Bus", "For 66 MHz Bus" и даже "Disabled",

"50/66 MHz", "60/60 MHz", "66/66 MHz",

"Disabled", "15.6 us", "31.2 us", "62.4 us", "124.8 us", "249.6 us",

"15.6 us", "31.2 us", "62.4 us", "125 us", "250 us",

"15.6 us", "62.4 us", "124.8 us", "187.2 us",

"1040 Clocks", "1300 Clocks",

"Disabled", "Normal",

"Fast", "Slow".

Остается отметить, что чем реже производится регенерация памяти, тем эффективнее работает система. Но если явно наблюдаются нарушения в работе системы, то частоту обновления необходимо повысить.

Extended Refresh

(расширенная регенерация). Введение (в свое время) этой опции в BIOS предполагало использование специальных EDO-чипов. Регенерация содержимого ячеек EDO DRAM при этом стала производиться через 125 мкс, а не через каждые 15,6 мкс, как при стандартной регенерации. Это несколько повысило общее быстродействие памяти.

Hidden Refresh

(скpытая pегенеpация). Когда установлено значение "Disabled", память регенерируется по IBM AT методологии, используя циклы процессора для каждой регенерации. Когда "Hidden Refresh" установлен в "Enabled", контроллер "ищет" наиболее удобный момент для регенерации, независимо от циклов CPU. При этом регенерация происходит одновременно с обычным обращением к памяти. Алгоритм регенерации памяти при этом многовариантен: разpешаются циклы pегенеpации в банках памяти, не используемых центральным процессором в данный момент, взамен или вместе с ноpмальными циклами регенерации, выполняемыми всякий pаз пpи опpеделенном пpеpывании (DRQ0 - каждые 15 мс), вызванном таймеpом.

Для регенерации каждый pаз тpебуется от 2 до 4 мс. В течение этих 4 мс один цикл pегенеpации пpимеpно каждые 16 мкс pегенеpиpует по 256 стpок памяти. Каждый цикл pегенеpации занимает столько же или чуть меньше вpемени, чем один цикл чтения памяти, т.к сигнал CAS для pегенеpации при этом не тpебуется.

"Hidden refresh" отличается максимальной скоростью и эффективностью, наименьшими нарушениями активности системы и наименьшими потерями производительности, также позволяя поддерживать состояние памяти во время нахождения системы в режиме "suspend". Этот режим более быстрый, чем "Burst Refresh". Но наличие в BIOS этой функции еще не означает ее реализации. После установки опции в "Enabled" стоит тщательно проверить работоспособность компьютера. Некотоpые модули памяти позволяют использовать "Hidden Refresh", некотоpые - нет. В большинстве случаев pекомендуется установить в "Enabled".

Hi-Speed Refresh

с помощью этой опции чипсет быстрее проведет регенерацию основной памяти. Правда, эффект от этой установки значительно меньше, чем от включения "Slow Refresh". Последний режим регенерации предпочтительнее. К тому же эта функция поддерживается не всеми чипами памяти.

Ref/Act Command Delay

установка режима работы памяти. Параметром выбирается время задержки между окончанием режима регенерации и началом командного режима. Может принимать значения: "5T", "6T" (по умолчанию), "7T", "8T".

Refresh During PCI Cycles

опция, разрешающая/запрещающая проведение регенерации памяти во время циклов чтения/записи на шине PCI. Может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

Refresh RAS# Assertion

(установка периода активности сигнала RAS). Этим параметром устанавливается длительность сигнала RAS (в тактах системной шины) для цикла регенерации. Принимаемые значения определяются качеством памяти и чипсетом. Меньшее значение увеличивает производительность системы. Может принимать значения:

"4T" (или "4 Clks"),

"5T" (или "5 Clks").

Опция может называться также "Refresh Assertion" или "Refresh RAS Active Time".

Slow Refresh (1:4)

(медленная pегенеpация). При включении этой опции схема регенерации будет в 4 раза реже регенерировать память (64 мкс против 16), чем в обычном pежиме. При такой установке пpоизводительность системы повышается благодаря уменьшению конкуpенции между CPU и схемой pегенеpации, однако не все типы динамических ОЗУ могут поддеpживать такие циклы (в этом случае будет получено сообщение об ошибке четности и о сбое системы). Тогда необходимо установить значение "Disabled". Опция в свое время получила распространение с развитием такого типа ПК, как "laptop" (дорожный ПК), в качестве энергосберегающей функции. В современных системах эта опция встречается все реже.

Опция может называться также "DRAM Slow Refresh", "Slow Refresh", "Slow Memory Refresh Divider" или "Slow Refresh Enable".

4.5 DRAM,...

Auto Configuration

опция автоматического конфигурирования параметров доступа к основной памяти. Опция обычно находится в разделах "Advanced Chipset Setup" или "Chipset Features Setup" и позволяет настроить время доступа к модулям памяти в автоматическом режиме либо в "ручном" режиме и в соответствии со спецификациями применяемых модулей памяти. Чтобы выйти на режим пользовательской настройки, достаточно установить параметр в "Disabled". Значение "Auto" (автоматическая конфигурация) устанавливается по умолчанию. Среди возможных фиксированных значений обычно встречаются значения "60 ns" и "70 ns" для модулей памяти с соответствующим быстродействием в наносекундах.

Опция может называться также "DRAM Auto Configuration" или "Auto Configure EDO DRAM Tim" ("tim" - это timing). В последней опции параметр "Enabled" заменил "Auto", в остальном отличий нет.

Значительно большие различия оказываются в том случае, когда под опцией "Auto Configuration" "скрывается" настройка параметров доброй половины соответствующего раздела "BIOS Setup". Тогда автоматически конфигурируются параметры кэш-памяти, основной памяти, регенерации и даже скорость ISA-шины. Практически все они будут нами изучены.

CAS# Latency

(задержка CAS - CL). Важнейшая характеристика чипа памяти, определяющая минимальное количество циклов тактового сигнала от момента запроса данных сигналом CAS (фактически - команда чтения) до их появления и устойчивого считывания с выводов модуля памяти. Возможные значения параметров: 2, 3 или в тактах - 2T, 3T (3 Clks). Значение в 3 такта устанавливается по умолчанию. Уменьшение параметра нужно осуществлять крайне осторожно.

Другое название опции - "CAS# Latency Clocks".

Столь важная характеристика памяти сохранила свою "важность" и с внедрением памяти типа SDRAM, а опция стала называться "SDRAM CAS# Latency" (или реже "SDRAM CAS Latency Time").

Отметим, что меньшее значение увеличивает производительность системы (установка в 2 такта в сравнении с 3-мя ускоряет систему на 1-2%). Рекомендуется устанавливать меньшее значение для SDRAM с быстродействием 10 нс или лучше.

CPU to DRAM Page Mode

когда опция установлена в "Disabled", контроллер памяти закрывает страницу памяти после доступа к ней. Когда опция включена (по умолчанию), страница памяти остается открытой на случай повторного обращения к ней. Такой режим работы памяти более производителен.

Этот же смысл характерен для множества функций с подобными наименованиями: "DRAM Page Mode", "DRAM Paging", "DRAM Paging Mode", "SDRAM Page Control".

Так же широк и выбор возможных значений параметров. В различных версиях BIOS можно даже найти опции с одинаковыми названиями, но различными значениями параметров. Например, "CPU to DRAM Page Mode" может предоставить для выбора значения "Use Paging" и "No Paging". Возможны и следующие вариации:

"Always Open" и "Closes",

"Page Closes", "Stays Open" и "Closes If Idle",

"Normal" и "Disabled".

В некоторых случаях усовершенствованный (enhanced) механизм работы чипсета и контроллера памяти позволяет с помощью дополнительной информации об открытой странице памяти сохранять ее некоторое время открытой даже при отключенной опции: "DRAM Enhanced Paging", "Enhanced Page Mode", "Enhanced Paging".

DRAM Page Idle Timer

(таймер пассивного состояния страницы памяти). С помощью этой функции устанавливается время (в системных тактах), в течение которого контроллер DRAM, после перехода процессора в режим ожидания, ждет закрытия всех открытых страниц памяти. Параметр сохранил свою актуальность со времен FPM. Для увеличения быстродействия устанавливается минимальное значение данного параметра, однако при этом возможна нестабильная работа системы. Оптимальный вариант устанавливается опытным путем. Опция может называться "Paging Delay", "DRAM Idle Timer", а возможные значения выбираются из ряда: 1T, 2T, 4T, 8T. Правда, иногда такой ряд может иметь следующий вид: 0, 2, 4, 8, 10, 12, 16, 32.

SDRAM Configuration

(конфигурация SDRAM-памяти). Установкой параметров опции определяется, должен ли BIOS определять временные характеристики доступа к памяти на основании информации из SPD-модуля ("By SPD") или же пользователь проведет конфигурирование доступа самостоятельно (через установку "Disabled"). Нетрудно увидеть схожесть данной опции с "Auto Configuration". В качестве фиксированных значений могут быть предложены параметры: "7 ns (143 Mhz)" и "8 ns (125 Mhz)" как для памяти с временем доступа 7 нс/8 нс и соответственно частотой шины 143 МГц/125 МГц.

Video,...

Из "карты" памяти первого мегабайта системного ОЗУ, что жестко "привязано" к архитектуре IBM PC-совместимых компьютеров, хорошо известно, что адресная область A0000-C7FFF традиционно принадлежит видеопамяти графического адаптера и видео BIOS системы. Собственно под видео BIOS (или, как иногда говорят, ПЗУ видеоадаптера) выделяется 32 кБ памяти в области C0000 - C7FFF. Это 768-й - 799-й килобайты памяти. Эта адресная область, в зависимости от установок "BIOS Setup", может и не использоваться.

Для справки! Frame Buffer (буфер кадра) - область памяти видеосистемы, в которой временно хранятся данные, необходимые для отображения одного кадра (в простейшем случае).

Область в 128 кБ (A0000-BFFFF, или 640-й - 767-й килобайты) отведена под видеопамять графической карты расширения. В "древние" времена этого объема хватило бы на размещение в памяти одного графического кадра, пусть и с разрешением 320х200. По аналогии с 64-мя килобайтами верхней памяти область видеопамяти в 128 кБ стала тем "окошком" (или фрэйм-буфером), через которое стал возможным доступ ко всей адресуемой памяти. В свое время использование фрэйм-буферизации активно использовалось такими играми, как "DOOM". Нижеизложенные функции BIOS как раз и затрагивают механизмы работы с видеопамятью.

VGA 128k Range Attribute

во включенном состоянии ("Enabled") к адресам VGA-памяти (A0000H-BFFFFH) чипсетом могут быть применены свойства, подобные функциям "CPU-TO-PCI Byte Merge" или "CPU-TO-PCI Prefetch", т.е. стандартным режимам буферизации записи от CPU в PCI - интерфейс. Это повышает быстродействие системы, в противном случае используется стандартный VGA-интерфейс.

Этот же смысл характерен для множества функций с непохожими наименованиями: "VGA Performance Mode", "Turbo VGA (0 WS at A/B)", "VGA Frame Buffer", хотя в некоторых случаях "оперативный" диапазон сужается до первых 64 кБ (A0000-B0000).

Дополнительная информация о видеофункциях содержится в опциях:

PCI - "Snoop Ahead".

PCI.

Арбитраж, Bus-Master

Bus Master (хозяин шины, задатчик) - возможный режим работы устройства на любой шине, в том числе и на PCI. Для работы в таком режиме устройство выдает запрос арбитру шины, сообщая о своем требовании на получение управления шиной. Арбитр, в соответствии с приоритетом и/или очередностью арбитража на данной шине, через определенное время после запроса отдает запрашивающему устройству управление шиной. Выполнив все необходимые ему операции, устройство сообщает арбитру об освобождении им шины.

На современных шинах, таких как PCI, для получения доступа к шине ВСЕ устройства проходят процедуру арбитража, в том числе и центральный процессор. Возможность быть "master"-устройством реализуется аппаратно при разработке устройства. Реализация механизма "BusMaster" позволяет общаться между собой только тем компонентам компьютера, которым это в данный момент необходимо. Этот механизм используется, например, для передачи данных TV-тюнером на видеокарту, если они обе находятся на PCI-шине, причем без участия центрального процессора, системной памяти и т.п.

Обычно, система управляет доступом к PCI-шине по фундаментальному принципу - "First-Come-First-Served" (первым пришел, первым обслуживается). Но возможности арбитража значительно шире и сложнее. Существуют и различные режимы действия самого механизма арбитража. Может быть установлен т. н. режим ротации устройств, при котором периодично меняется очередность устройств, т.е. их приоритет. Приоритет может оказаться фиксированным, т.е. какое-либо системное устройство "навсегда" получает наивысший приоритет. При "вращении приоритетов" (rotated) устройству, получившему контроль над шиной, присваивается самый низкий приоритет и любое другое устройство перемещается на шаг вверх в "очереди" приоритетов.

Как же все это реализуется? В состав чипсета входит 8-разрядный ARBITRATION CONTROL REGISTER, позволяющий реализовать свойства, связанные с арбитражем на PCI-шине, а также (у достаточно новых чипсетов) с поддержкой спецификации шины PCI 2.1

В современных системах механизмы арбитража, можно сказать, интеллектуализированы, что в итоге привело к изъятию из "BIOS Setup" функций, связанных с пользовательскими установками по арбитражу. "Старые" же версии BIOS вполне могут содержать некоторые из приведенных ниже опций, могущих вызвать душевный трепет у пользователя.

PCI Bus Arbitration

Параметр может принимать значения:

"Rotating",

"Fixed".

Опция с абсолютно таким же названием встретилась и с параметрами: "Favor CPU" и "Favor PCI". Пользователю остается определить своего фаворита. Если речь идет о потоковом видео, то желательно указать PCI-устройство. Выбор центрального процессора во многих случаях может оказаться более безопасным.

С абсолютно такими же возможностями отбора: CPU или PCI, может встретиться и функция "Arbitration Priority".

В свою очередь, функция с таким же названием может предложить более "изощренный" вариант: "PCI First" и "ISA/DMA First". Здесь возможности выбора зависят от применяемых устройств. "Master"-устройство может находиться и на ISA-шине и желать того же самого, а именно передачи данных напрямую по DMA-каналам.

Аналогичные варианты выбора предлагает и функция "DMA/ISA Master Before PCI". В данном случае значение "Disabled" равносильно "PCI First".

Рассмотренные выше варианты выбора параметров могут быть предложены и в функциях "PCI Arbiter Mode", "PCI Arbitration Mode", "PCI Arbit. Rotate Priority".

При этом, правда, могут возникнуть и другие сложности. Например, если для выбора предлагаются параметры: "Mode1" и "Mode2"? Поскольку идея арбитража заключается и в минимизации времени, требуемого для получения устройством контроля над шиной и передачи данных, то возникает вопрос, в каком из вариантов устройство, например, на той же PCI-шине быстрее получит доступ к ней. В случае "Favor PCI" или с выбором "Favor CPU"? Естественно, что первый вариант более оптимален. В данном случае этому значению соответствует "Mode1", устанавливаемый по умолчанию. При возникновении каких-либо проблем в системе необходимо выбрать режим "Mode2", как более безопасный.

CPU Priority

после вышеизложенного содержание этой опции может быть уже и не покажется странным. Пользователь должен установить, по сути, ранг центрального процессора в иерархии всех возможных "master"-устройств в системе. Если для остальных устройств, допустим, может выдерживаться "режим ротации", то для CPU его место всегда окажется фиксированным. Это место можно выбрать из ряда: "Always Last", "CPU 2nd", "CPU 3rd", "CPU 4th".

Опция с тем же названием была встречена и с обычными "Disabled" и "Enabled". Можно предположить, что "Disabled" запрещает ротацию приоритета для CPU, а "Enabled" ее разрешает.

Ну и наконец, опция "PCI Masters' Priority" предлагает на выбор: "Rotating" и "Fixed".

Bus Mastering

эта опция предназначалась еще не так давно для разрешения или запрещения работы устройств в режиме "Bus-Master" на шине ISA. Параметр может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

Enable Master

установка в "Enabled" позволяет системе придать выбранному устройству статус "master"-устройства на PCI-шине, а также проверить, способно ли это устройство контролировать шину.

Master Retry Timer

этой опцией устанавливается, как долго центральный процессор, будучи задатчиком PCI-циклов, сможет сохранить свое лидерство. Возможные параметры измеряются в циклах PCI-шины (PCICLKs). Вот этот ряд: 10 (по умолчанию), 18, 34 или 66 PCICLKs.

PCI Bus Parking

опция включения/выключения режима "парковки" устройств на PCI-шине. Режим "парковки" - одна из разновидностей режима "Bus - Master". Когда этот режим включен ("Enabled"), "запаркованные" на PCI-шине устройства будут иметь полный контроль над шиной в течение некоторого небольшого промежутка времени. Это повышает производительность данного устройства, однако приостанавливает работу остальных. Данный режим неплохо работает с контроллерами жестких дисков.

PCI Master 0 WS Write

если опция установлена в "Enabled", в системе устанавливается нулевое время ожидания в циклах записи от "master"-устройств на PCI-шине в системную память. Значение "Disabled" устанавливается по умолчанию.

Preempt PCI Master Option

когда опция включена ("Enabled"), операции чтения/записи на PCI-шине, даже в том случае, когда шиной владеет "master" - устройство, могут быть прерваны некоторыми системными операциями, например, такими, как регенерация памяти. В противном случае может вестись "незапланированная" параллельная работа различных системных компонент, что может привести к сбоям системы, в лучшем случае - к потере информации.

Stop CPU at PCI Master

когда опция включена ("Enabled"), работа центрального процессора может быть приостановлена в момент инициирования PCI - устройством захвата шины. Установка в "Disabled" (по умолчанию) не позволяет прерывать работу CPU как задатчика шины. Для прерывания тогда может потребоваться использование дополнительных функций "BIOS Setup".

Все о PCI-шине

Passive Release

(пассивное разделение). Эта опция появилась в свое время в "BIOS Setup" одновременно со способностью арбитра чипсетов Intel Triton VX/HX отбирать шину у "master"-устройств при отсутствии в течение какого-то времени запросов на передачу с их стороны. Эта опция включает/выключает механизм параллельной работы шин ISA и PCI. Если этот параметр разрешен ("Enabled"), то доступ процессора к шине PCI позволен во время "пассивного разделения" или, как говорят иногда, ее "освобождения". Проще говоря, включение данного режима позволяет шине PCI продолжать работу даже тогда, когда происходит передача данных от ISA - устройств, которые в обычном режиме могут тормозить работу более скоростной PCI-шины. Арбитр чипсета как бы выравнивает работу двух шин с учетом задержек ISA-шины. Необходимость же запрещения данного параметра может возникнуть при использовании плат ISA, активно использующих каналы DMA (звуковые карты, устройства "Arwid"). Запрещение также уместно при отсутствии ISA-карт в системе.

Опция может называться "PCI Passive Release".

PCI 2.1 Support

(поддержка спецификации шины PCI 2.1). При разрешении этого параметра поддерживаются возможности спецификации 2.1 шины PCI. Спецификация 2.1 имеет два основных отличия от спецификации 2.0: максимальная тактовая частота шины увеличена до 66 МГц и вводится механизм моста PCI-PCI, позволяющий снять ограничение спецификации 2.0, согласно которой допускается установка не более 4-х устройств на шине. Запрещение этого параметра имеет смысл только при возникновении проблем после установки дополнительной PCI-платы (как правило, проблемы могут возникнуть только с достаточно старыми PCI-устройствами). Параметр может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

Опция может называться "PCI 2.1 Compliance".

PCI Clock Frequency

опция для установки частоты шины PCI. В приведенном виде такая опция была внедрена на первых "пентиумных" машинах, а затем перенесена на 486-е системы с процессорами AMD и PCI-шиной. Частота шины через множитель "привязывалась" к частоте центрального процессора и имела следующий ряд значений: "CPUCLK/1.5" (по умолчанию), "CPUCLK/2", "CPUCLK/3" и фиксированные "14 Mhz".

PCI Dynamic Decoding

установка в "Enabled" позволяет системе запоминать PCI-команду, которая только что была запрошена. Если последующие команды совпадают с некоторой адресной областью, циклы записи будут автоматически интерпретироваться как PCI-команды.

PCI Latency Timer

(таймер времени ожидания для шины PCI). Значение этой опции указывает, в течение, какого времени (в системных тактах) поддерживающая режим "Busmaster" PCI-карта может сохранять контроль над PCI-шиной, если к шине обращается другая PCI-карта. Фактически это и есть таймер, ограничивающий время занятия PCI-шины устройством-задатчиком шины. По истечении заданного времени арбитр шины принудительно отбирает шину у задатчика, передавая ее другому устройству. Допустимый диапазон изменения этого параметра - от 16 до 128 с шагом, кратным 8.

Значение параметра необходимо изменять осторожно, так как оно зависит от конкретной реализации материнской платы, и только в случае, если в системе установлены по меньшей мере две PCI-карты, поддерживающие режим "Busmaster", например, SCSI - и сетевая карты. Графические карты не поддерживают режим "Busmaster". Чем меньше устанавливаемое значение, тем быстрее другая PCI-карта, требующая доступа, получит доступ к шине. Если требуется выделить для работы, например, SCSI-карты больше времени, то можно увеличить значение для PCI-слота, в котором она находится. Значение для сетевой карты, например, соответственно необходимо уменьшить или вообще установить равным 0, хотя в некоторых случаях установка 0 не рекомендуется. В общем случае, какое значение параметра пригодно и оптимально для данной системы, зависит от применяемых PCI-карт и проверяется с помощью тестовых программ. Необходимо также учитывать, в какой степени "карты-конкуренты" чувствительны к возможным задержкам.

Опция также может носить названия: "PCI Bus Time-out", "PCI Master Latency", "Latency Timer", "PCI Clocks", "PCI Initial Latency Timer". Для последней опции ряд возможных значений имел вид: "Disabled", "16 Clocks", "24 Clocks", "32 Clocks".

Правда, это еще не весь возможный перечень. Функции "Latency Timer Value" и "Default Latency Timer Value" применяются совместно. Если в последней опции установить "Yes" (оно же и по умолчанию), то тогда первая функция будет проигнорирована.

И еще одно очень важное замечание. В свое время эта опция (и ей подобные) вводились с учетом совместного существования PCI - и ISA-шин. ISA-шина позволяла использовать одно "master"-устройство. Это применялось редко как раньше, так и теперь. Зато PCI-шина дала возможность одновременного использования нескольких "master"-устройств. Учитывая различия в скорости шин, а тем более в их пропускной способности, необходимо было решить проблему совместной работы "master"-устройств на PCI-шине и стандартных устройств на более медленной ISA-шине. Особенно это касалось распространенных в то время звуковых и сетевых карт для ISA-шины, обладавших незначительным объемом буферной памяти, т.е. чувствительных к любым задержкам при передаче данных. "AMI BIOS" позволял выбрать значение параметра в диапазоне от 0 до 255 с единичным шагом. Значение "66" устанавливалось по умолчанию, хотя меньшее значение владения шиной PCI-устройством оказывалось более предпочтительным.

Поэтому при конкретном решении стоящей перед пользователем задачи (или проблемы) надо исходить прежде всего из возможностей чипсета, версии BIOS и используемых карт расширения.

PCI Preempt Timer

(таймер времени вытеснения для шины PCI). На первый взгляд по смыслу эта функция аналогична функции "PCI Latency Timer", возможна даже некоторая путаница, хотя в данном случае кое-что наоборот. Значение этой опции указывает, в течение, какого времени (в тактах PCI-шины, или локальных тактах - LCLKs) поддерживающая режим "Busmaster" PCI-карта сможет не контролировать шину, а находиться в состоянии ожидания пока этой шиной владеет другая карта. Арбитр шины отслеживает указанный временной интервал с момента подачи запроса, после чего ожидающее "master"-устройство вытесняет своего товарища.

Для выбора предлагаются значения из ряда: 5, 12, 20, 36, 68, 132, 260, в цифровом виде или с отображением единицы измерения - "5 LCLKs" и т.д. Обязательным является параметр "No Preemption" (или "Disabled"). Причем последний, как правило, устанавливается по умолчанию. Эта опция в таком виде уже не применяется, так что встреча с ней на старых машинах может вызвать некоторые трудности. Во всяком случае, при наличии хотя бы двух "master"-устройств на PCI-шине значение "Disabled" (или аналогичное) должно быть заменено на более оптимальное.

Опция может называться и "PCI Preemption Timer".

PCI to ISA Write Buffer

во включенном состоянии ("Enabled") система, не прерывая работы процессора, будет временно записывать данные в специальный буфер для последующей передачи данных в наиболее подходящий момент. В противном случае ("Disabled") цикл записи в шину PCI будет направляться далее напрямую в более медленную ISA шину. Необходимость в такой функции, а точнее в таком буфере, связана с тем, что скорости работы ISA - и PCI-шин различны. Включение буферной памяти позволит PCI-шине не ожидать, пока ISA-шина примет все данные.

Peer Concurrency

(параллельная работа или, дословно, - равноправная конкуренция). Этот параметр разрешает/запрещает одновременную работу нескольких устройств на PCI-шине. При включении опции включается дополнительное буферирование циклов чтения/записи в чипсете. Но могут возникнуть проблемы, если не все PCI-карты готовы поддерживать такой режим работы. В этом случае работоспособность системы проверяется опытным путем.

Действие этой опции затрагивает и совместную работу PCI - и ISA-шин. Например, шинные PCI-циклы могут перераспределяться и буферизироваться во время ISA-операций, таких как передача по DMA-каналам в режиме "Bus-Master". Параметр может принимать значения:

"Enabled" (по умолчанию) - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

Опция может называться и "PCI Concurrency" или "Bus Concurrency". Дополнительные устройства, "жаждущие конкуренции", появляются в опциях "PCI/IDE Concurrency" или "PCI-to-IDE Concurrency".

Snoop Ahead

(предвидение). Эта опция применима, если в системе включено кэширование. Когда опция установлена в "Enabled", "master" - устройства на PCI-шине могут контролировать регистры VGA-палитры для непосредственных циклов записи и преобразования их в потоковый протокол PCI-формата с целью повышения скоростных характеристик обмена данными между PCI-шиной и памятью. В итоге значительно увеличивается производительность системы в процессе передачи видеоданных.

Настраиваем память.

Прежде чем начинать описание опций BIOS, затрагивающих работу памяти (обычно они находятся в Advanced Chipset Setup), нужно хотя бы приблизительно разобраться, как именно происходит к ней доступ.

Как известно, у современного компьютера память подключена к системному контроллеру (точнее, к контроллеру памяти) с помощью 64-разрядной шины. По этой шине передаются как адреса, так и данные. Физический адрес определенной ячейки памяти содержит в себе адреса строки (Row) и столбца (Column) в запоминающем массиве. Сигнал RAS (Row Access Strobe) сигнализирует о том, что в данном такте выбирается определенная строка, сигнал CAS (Column Access Strobe) - столбец, а точнее, элемент (слово) из строки. После этого данные в виде пакета (нескольких последовательных слов) выдаются на шину.

Кроме того, современные микросхемы памяти содержат в себе несколько независимых банков. Работа с банком начинается с его активации (открытия) и заканчивается закрытием, после чего данные в нем обновляются (перезаряжаются ячейки динамической памяти, содержимое которых имеет свойство быстро обнуляться).

Итак, работа с памятью происходит по следующему алгоритму:

1. активируется банк подачей сигнала RAS;

2. происходит задержка, пока данные поступают из выбранной строки банка в усилитель (задержка RAS-to-CAS);

3. подается сигнал CAS на выборку первого слова из строки;

4. данные поступают на шину, при этом происходит задержка (CAS Latency);

5. следующее слово выдается уже без задержки, так как оно содержится в подготовленной строке;

6. когда цикл выборки пакета из четырех слов завершен и больше нет обращений к этой строке, происходит закрытие банка; данные возвращаются в ячейки (задержка RAS Precharge).

Важно понимать, что уже открытый банк не требует задержек на активацию, а доступ к данным в нем требует только одну задержку - CAS Latency. Поэтому именно она оказывает наибольшее влияние на производительность подсистемы памяти. Также стоит обратить внимание на тот факт, что банки памяти могут открываться и закрываться независимо друг от друга, что позволяет работать с одним из них тогда, когда другой занят перезарядкой.

SDRAM Cycle Length (CAS Latency, CAS Delay)

Число тактов, требуемых для выдачи данных на шину после поступления сигнала CAS. Самый важный параметр, влияющий на производительность. Если память позволяет, нужно выставлять значение 2.

RAS-to-CAS Delay (Trcd)

Число тактов, необходимых для поступления строки данных в усилитель. Тоже оказывает влияние на производительность. Значение 2 предпочтительнее и подходит в большинстве случаев.

SDRAM RAS Precharge Time (TRP)

Время перезарядки ячеек памяти после закрытия банка. Обычно используется значение 2, хотя чипсеты VIA позволяют установить 3.

SDRAM RAS Time (TRAS)

Время, в течение которого банк остается открытым и не требует обновления (перезарядки). Как правило, такой отдельной опции нет, она комбинируется с последующей.

SDRAM Cycle Time (TRC, TRAS/TRC)

Время (в тактах), требуемое на полный такт доступа к банку, начиная с открытия и заканчивая закрытием. Обычно задается вместе с параметром TRAS. TRC=TRAS+TRP. Чипсет i815 позволяет устанавливать TRAS/TRC в значения 5/7 и 7/9, чипсеты VIA Apollo и KT - 5/7, 5/8, 6/8, 6/9, изменяя при этом время TRP. Современная память со временем цикла 50 нс и частотой 133 МГц (маркировка 7.5 нс) позволяет работать в режиме 5/7.

SDRAM Idle Cycle

Иногда встречается и такая опция. Она устанавливает время простаивания банка памяти, не занятого обменом данными. Изменять значение по умолчанию не имеет смысла.

RAS Precharge Control (Page Closing Policy)

Управляет процедурой закрытия банков памяти. Если установлено значение Disabled (Precharge All), то контроллер памяти закрывает сразу все открытые банки памяти при попытке доступа за пределы текущего банка. При необходимости доступа к следующему банку нужно его открыть. Если же поставить Enabled (Precharge Bank), то все банки остаются открытыми до тех пор, пока не потребуется перезарядка их ячеек. Тем самым можно выполнять доступ к нескольким банкам без ожидания их закрытия и последующей активации, что существенно ускоряет работу при чтении больших блоков данных, но замедляет - при активном использовании процессорного КЭШа (банк приходится закрывать в самый неподходящий момент).

Bank Interleaving

То же самое, но с другой стороны. Включение этого режима позволяет работать с банками по очереди, то есть получать данные из одного в то время, когда другие заняты. Причем выбор значения 2-Way позволяет чередовать пару банков, а 4-Way - четыре банка (они есть у большинства микросхем DIMM-модулей), а это, конечно, выгоднее.

DRAM Clock

Чипсеты VIA, а также Intel i810/i815 и модификации допускают псевдоасинхронную работу шины памяти и процессорной шины (FSB - Front Side Bus). Данная опция у чипсетов VIA имеет значения Host CLK, CLK+33 и CLK-33 (не все присутствуют), что подается, как возможность повышать или понижать частоту памяти относительно процессорной шины на 33 МГц. На самом деле частота не суммируется, просто используется другой множитель относительно частоты шины PCI, которая всегда равна 33 МГц. Например, при FSB=100 (PCIx3) память может работать на частоте 66 (PCIx2) или 133 (PCIx4). Если память позволяет, частоту нужно увеличивать - ставить CLK+33.

Для чипсетов Intel есть возможность выбрать либо частоту 100, либо - 133 МГц. Последняя возможна только в том случае, если и процессор работает на шине 133 МГц. И кроме того, i810/i815 не позволяет использовать три модуля памяти на частоте 133 МГц.

Memory Timing by SPD

Как известно, SPD (Serial Presence Detection) - механизм получения информации о характеристиках модуля DIMM. В небольшой EEPROM-микросхеме хранятся CAS Latency, RAS-to-CAS и множество других параметров. Если эту опцию включить, то BIOS при загрузке автоматически сконфигурирует контроллер памяти, установив наилучший допустимый режим работы, поставит и CAS Latency, и Bank Interleaving, и даже частоту работы памяти. Пользователю уже не нужно беспокоиться о выборе правильных настроек.

Однако не во всех случаях SPD дает положительный эффект. Во-первых, недобросовестные производители памяти могут "зашить" в ППЗУ завышенные значения, и память будет сбоить. Во-вторых, при проблемах с чтением SPD все настройки памяти будут выставлены по минимуму. Поэтому включать данную опцию нужно с осторожностью, будучи уверенным, что микросхемы SPD всех модулей памяти исправны.

Memory Hole at 15-16М

Эта опция изначально предназначена для устранения проблемы несовместимости со старыми ISA-устройствами. Некоторые из них требовали монопольного выделения диапазона адресов в пределах 16-го мегабайта. Сейчас такие устройства найти нелегко, поэтому Memory Hole можно было бы смело считать анахронизмом. Если бы не один непонятный побочный эффект: часто включение этой опции помогает решить проблему нестабильной работы чипсетов VIA со звуковыми картами Creative (SB Live!) и Aureal. Видимо, при этом происходит перераспределение выделяемых устройствам адресов. Правда, можно потерять доступ к памяти за пределами 16 Мб, особенно в Linux, если не принять специальных мер. Но если у вас никаких проблем не наблюдается, то и не включайте эту опцию.

In Order Queue

Эта опция затрагивает только некоторые чипсеты VIA. У них имеется четырехступенчатый конвейерный буфер, предназначенный для обслуживания операций чтения данных из памяти. Конечно, лучше включить все ступени (4 level) и получить дополнительные 5-10% производительности.

PCI-to-DRAM Prefetch

Когда PCI-устройство, работая в режиме захвата шины (Bus Mastering), выполняет обращение к памяти, во внутренний буфер контроллера поступает один байт с заданным адресом. Но если включить эту опцию, в буфер будут считаны несколько последующих байтов, поэтому следующий запрос PCI-устройства будет выполнен без обращения к памяти. Для звуковых карт и FireWire-контроллеров она особенно важна.

Read Around Write

Как известно, большинство (до 90%) запросов к памяти связаны с чтением данных, а не с записью. Тем не менее, запись в память необходима, однако шина не позволяет производить обе операции одновременно. Поэтому при необходимости записи хотя бы одного байта любой процесс чтения будет прерван. Чтобы этого не случалось, существует “Read Around Write”-буфер, в который поступают данные, требующие последующего помещения в память. Таким образом, операция записи производится только тогда, когда в буфере накоплено достаточно данных. Если же данные еще не успели записаться, то вообще можно обойтись без чтения из памяти, используя буфер как кэш. Очевидно, что эту опцию лучше включать. Правда, есть сведения, что при этом не будет работать видеокарта на чипе i740.

Fast R-W Turn Around

Данная опция позволяет уменьшить задержки при смене режимов обращения к памяти - когда за записью следует чтение и наоборот. Очевидно, что нагрузка на память при этом возрастает, что может приводить к нестабильности и появлению ошибок. Включайте и проверяйте.

System ROM Cacheable

Эта опция включает в число кэшируемых диапазон адресов, в которых хранится копия системного BIOS. Нет никакой необходимости кэшировать BIOS, поскольку имеющиеся в его составе подпрограммы во время работы приложений не используются. То же самое можно сказать и об опции Video BIOS Cacheable - отключайте не задумываясь.

Video RAM Cacheable

Видеопамять для текстовых и простых графических режимов располагается в диапазоне адресов 0A000h-0BFFFh. Когда вы работаете в Windows или любой другой графической оболочке, буфер кадра отображается на определенные линейные адреса далеко за пределами первого мегабайта. Значит - отключаем.

Контроллер PCI

Вторая часть моего обзора настроек BIOS связана с работой контроллера шины PCI и совместимых с ней устройств. Нелишне будет немного пояснить механизм работы этой шины. Каждое устройство может выступать в качестве "хозяина" шины на время обмена с памятью (пресловутый режим DMA), забирая ее для своих нужд. Перед этим оно, конечно, должно подать запрос арбитру. Когда обмен закончен, устройство сообщает об этом путем выдачи прерывания (IRQ). На нужды шины выделяется четыре линии прерываний INT#A-INT#D, причем каждый слот имеет разный порядок подключения этих линий. Другими словами, первая линией прерывания на разных слотах будет разной, например, у слота 1 это будет INT#A, у слота 2 - INT#B и т.д., но не обязательно в таком порядке. Тем самым PCI-устройства, использующие обычно первую линию, в разных слотах не всегда работают на одном и том же прерывании. Хотя по теории не должно быть никаких проблем при использовании одной линии прерывания несколькими устройства, на самом деле некоторые звуковые и видеокарты отказываются работать в паре. Тут уж ничего не поделаешь. А вот для того, чтобы не пересечь PCI-устройства с клавиатурой, COM - и LPT-портами и т.д., есть опция присваивания линиям IRQ (еще их называют INT PIN) разных номеров-входов на контроллере прерываний.

Переходим к другим опциям.

CPU to PCI Write Buffer

Когда процессор работает с PCI-устройством (т.е. режим DMA не используется), он производит запись в порты. Данные при этом поступают в контроллер шины и далее в регистры устройства. Если мы включаем эту опцию, задействуется буфер записи, который накапливает данные до того, как PCI-устройство будет готово. И процессор не должен его ждать - он может выпустить данные и продолжить выполнение программы. Я не вижу каких-либо причин выключать эту опцию.

PCI Dynamic Bursting (Byte Merge, PCI Pipeline)

Эта опция тоже связана с буфером записи. Она включает режим накопления данных, при котором операция записи (транзакция шины) производится только тогда, когда в буфере собран целый пакет из 32 бит. Эффект сугубо положительный - пропускная способность 32-битной шины используется на полную мощность, без холостых операций. Включать обязательно.

PCI#2 Access #1 Retry

Тоже опция, управляющая работой буфера записи. Она определяет, что нужно делать в том случае, если буфер уже заполнен, а устройство так и не подготовилось к получению данных и не смогло принять их. Enabled - операция записи будет повторяться, Disabled - генерируется ошибка и процессор (точнее, программа, выполняющая запись в порт) решает, как поступать дальше.

PCI Master 0 WS Write

Данная опция в положении Disabled позволяет добавлять один дополнительный такт перед операцией записи, проходящей по шине. В случае разгона процессора с помощью увеличения частоты шины FSB увеличиваются также частоты всех остальных шин, в том числе и PCI. Тут-то дополнительный такт и спасает. Если с PCI все нормально - частота 33 МГц и "глюков" не наблюдается, то опцию нужно включать.

PCI Latency Timer

С помощью этой опции можно установить количество тактов, отводимых каждому PCI-устройству на осуществление транзакции (операции обмена). Чем больше тактов, тем выше эффективность работы устройств, так как не требуется заново запрашивать разрешение, захватывать и освобождать время и т.д., то есть выполнять операции, требующие определенного времени, но не дающие реального эффекта. Однако при наличии ISA-устройств PCI Latency нельзя увеличить до 128 тактов. Также можно серьезно нарушить работу системы, поэтому аккуратно подходите к этому вопросу.

Delayed Transaction

Эта опция регулирует взаимоотношения ISA - и PCI-устройств в момент, когда им обоим требуется получить доступ к памяти. Как известно, шина ISA тактируется в четыре раза медленнее, чем шина PCI - 8 МГц против 33 МГц. Скорость обмена тоже гораздо ниже. Если PCI-устройство потребует обмена в то время, как работает ISA-устройство, оно просто не получит такой возможности и будет ждать своей очереди. Однако выход есть - задержанная транзакция. При ней данные не поступают на шину, а накапливаются в 32-битном буфере. Когда шина освобождается, происходит транзакция. Но не все ISA-устройства позволяют так обманывать себя, поэтому в случае проблем отложенную транзакцию нужно отключать.

Passive Release

Это - на ту же тему. Пассивное освобождение шины PCI происходит при активности одного из ISA-устройств. Процессор получает возможность не дожидаться окончания транзакции и начинать запись данных. Если с ISA-устройствами возникают проблемы, эту опцию нужно отключать.

PCI 2.1 Compliance

По сути это - включение двух предыдущих опций, так как любое устройство, удовлетворяющее спецификации PCI 2.1, должно поддерживать и отложенную транзакцию, и пассивное освобождение шины.

Вот, собственно, и все, что в BIOS Setup касается шины PCI. Корректность сделанных настроек можно проверить, нагрузив по очереди все PCI-устройства. Особенное внимание следует обращать в том случае, если частота шины PCI вследствие разгона оказалась выше номинала. Следующий раз поговорим о другой шине - AGP.

Контроллер AGP

Теперь речь пойдет о контроллере шины AGP. Сначала нелишне будет в очередной раз вспомнить, что же это за шина. AGP (Accelerated Graphics Port) была создана компанией Intel специально для поддержки видеокарт нового поколения. За основу была взята универсальная шина PCI. По сравнению с ней AGP допускает работу только одного устройства. При неизменной ширине шины (32 бита) частота возросла вдвое и составила 66 МГц. В дальнейшем были предложены режимы AGP 2x и AGP 4x, в которых вдвое и вчетверо соответственно увеличена скорость обмена, а также введено пониженное напряжение (1.5 В). Еще одно отличие AGP - ориентация на новый режим обмена, названный DiME (Direct In-Memory Execution). Это значит, что AGP-контроллер видеокарты может не просто получать большие объемы данных из системной памяти (режим DMA), но и задействовать ее в качестве расширения памяти видеокарты. Тем самым планировалось полностью избавиться от необходимости оснащать видеокарты памятью. Идея не нашла поддержки со стороны разработчиков графических чипов. Объем видеопамять постоянно растет, уже вовсю применяются алгоритмы сжатия текстур и Z-буфера, а AGP-память используется только в редких случаях, так как это приводит к падению производительности.

Initial Display

Эта опция, чаще всего находящаяся в разделе "Peripheral Setup", совершенно ни на что не влияет в том случае, если у вас только одна видеокарта. Если же их две, то BIOS предоставляет возможность выбрать, которую из них назначить первой (Primary).

AGP Aperture Size

Эта опция устанавливает размер апертуры, то есть максимального объема системной памяти, выделяемой для работы в режиме AGP DiME. Заполняться блоками памяти апертура будет только в случае использования больших текстур. Поэтому выбор очень больших значений никак не повлияет на общую производительность видеокарты. Однако если выбрать слишком маленькое значение, то режим AGP DiME, а иногда и DMA, будет полностью отключен, что может помочь в решении проблемы с несовместимостью видеокарты и материнской платы.

Какое все-таки значение лучше устанавливать? Обычно советуют брать за основу половину объема системной памяти. Или еще одна формула: основная_память * 2/видеопамять. На самом деле во всех случаях нужно устанавливать либо 64, либо 128 Мб.

AGP Driving Control

Эта опция есть у материнских плат с чипсетами VIA. Она позволяет включить режим управления мощностью сигнала, подаваемого на слот AGP. Необходимость в этом возникает в том случае, когда графический контроллер потребляет слишком много энергии. Если материнская плата не способна обеспечивать необходимые параметры, начнутся сбои и зависания при работе 3D-игр.

Также эта опция может быть полезной при разгоне процессора шиной, когда вместе с FSB поднимаются частоты всех шин, в том числе и AGP.

AGP Driving Value

Это и есть та опция, которая задает мощность сигнала. Для устранения проблем обычно советуется поставить значение DA. Если не помогает, стоит попробовать E7, EA и выше. Однако экспериментировать с этой опцией очень опасно, поэтому трогайте ее только в случае крайней необходимости.

AGP Master 1WS Read

Эта опция отвечает за установку задержек при работе AGP-контроллера видеокарты в режиме DMA. Обычно начало обращения к памяти происходит по истечении двух холостых тактов. Для увеличения производительности можно включить эту опцию и тем самым вдвое сократить задержки.

AGP Master 1WS Write

Аналогично предыдущей опции, но касательно операций записи в память.




"КАМИ BIOS" - база защищенных компьютерных систем



Все начальные загрузчики операционных систем обращаются к базовой системе ввода-вывода (BIOS) с тем, чтобы провести первоначальную инициализацию установленного оборудования и контрольное тестирование его работоспособности, а также получить сведения о том, каким образом выполнять дальнейшую загрузку ОС. Поскольку BIOS - это самый нижний уровень ПО, предназначенного для конфигурирования и управления оборудованием ПК, в нем содержится код для взаимодействия со средствами ввода-вывода, дисковыми накопителями, коммуникационными портами и другими устройствами, что с точки зрения информационной безопасности можно рассматривать как серьезную уязвимость системы. С другой стороны, BIOS можно использовать и как инструмент предотвращения несанкционированного перезапуска компьютера и перехвата управления ОС - многие разновидности BIOS для ПК позволяют установить стартовый пароль. Впрочем, такая защита не предоставляет серьезных гарантий безопасности - пароль, как известно, можно подобрать или украсть. Однако при всех своих недостатках даже такой примитивный подход может быть неплохим сдерживающим фактором - сам процесс как минимум отнимет некоторое время у злоумышленника и оставит следы взлома. Многие разновидности BIOS для стандартной платформы x86 реализуют различные дополнительные меры безопасности, в частности, запрет загрузки с дискеты или назначение пароля некоторым пунктам BIOS.

Обычно базовая система ввода-вывода находится в микросхеме ПЗУ, размещенной на системной плате ПК, что делает BIOS доступным в любое время, даже в случае повреждения дисковой системы компьютера. Кроме того, такая организация BIOS позволяет компьютеру самостоятельно загружаться. Сегодня почти все системные платы комплектуются ПЗУ с прошитым в них BIOS, который в любой момент можно перезаписать при помощи специальной программы. С точки зрения защиты информации отсутствие исходных текстов программного кода BIOS делает его "черным ящиком", который не обеспечивает прозрачность загрузки защищаемого ПК. Учитывая все это, можно сказать, что BIOS выступает одним из ключевых элементов в создании надежно защищенного ПК, однако типовые массовые решения, широко представленные на рынке, не позволяют заказчикам обеспечить должный уровень безопасности информации.

Технология доверительной загрузки призвана решить эту проблему путем запуска ОС только после проведения ряда контрольных процедур: авторизации пользователя для разграничения прав на модификацию системы; проверки целостности технических и программных средств защищаемого компьютера, в том числе исполняемых файлов и файлов настроек безопасности; предотвращения загрузки ОС с внешних устройств посредством их физического отключения до завершения процедур авторизации и контроля. Как предполагается, данная процедура будет гарантировать, что проведена санкционированная загрузка ОС и компьютер работает в штатном защищенном режиме.

Таким образом, вполне очевидно, что в настоящее время существует острая необходимость в продукте, обеспечивающем доверительную загрузку ОС. Аппаратная реализация такого решения требует больших финансовых и временных затрат, поэтому актуальной представляется задача разработки программного средства доверительной загрузки ОС, которое сможет служить функциональной заменой “стандартной” базовой системы ввода-вывода (BIOS).

Решая данную задачу, компания НТЦ КАМИ (http://www.kami.ru/) разработала программное средство доверенной загрузки "КАМИ BIOS", способное заменить систему BIOS для 32-разрядной процессорной архитектуры х86, которое может применяться в качестве базы для построения защищенных систем. Система "КАМИ BIOS" обеспечивает низкоуровневую инициализацию аппаратных средств компьютера (аналогично функциям BIOS) и последующий процесс загрузки ОС; при этом она устанавливается вместо программного кода BIOS, поставляемого с системной платой, и не требует никаких дополнительных аппаратных средств.







При создании системы "КАМИ BIOS" разработчики придали ей модульную структуру, чтобы обеспечить различные варианты загрузки и поддержку различных аппаратных платформ и ОС. Функциональность нового решения находится на уровне отраслевых стандартов - ПО "КАМИ BIOS" заменяет стандартный BIOS и обеспечивает все функции начальной загрузки ПК. Особое внимание было уделено защищенности, для чего в системе реализован контроль целостности исходного кода и предусмотрена невозможность обхода загрузки. Кроме того, система "КАМИ BIOS" полностью прозрачна для заказчиков, так как ее исходные тексты могут быть сертифицированы в ведомственных системах сертификации.

На сегодняшний день данная технология доверительной загрузки применяется НТЦ КАМИ совместно с решениями КАМИ-Terminal при построении терминальных станций на аппаратной платформе компании VIA.

К основным достоинствам системы "КАМИ BIOS" можно отнести простоту реализации - программный код прошивается в микросхему BIOS, прозрачность программного кода - возможна сертификация исходных текстов программы, невозможность обхода загрузки - без стандартного BIOS любая компьютерная система просто не загрузится, возможность встраивания дополнительных механизмов защиты - проведения контрольных процедур до загрузки ОС.

В процессе разработки системы "КАМИ BIOS" был использован опыт ряда проектов open source. На данной стадии разработки обеспечивается загрузка ОС класса Unix (Linux и МСВС) с поддержкой ограниченного количества наборов системной логики. В перспективе - разработка системы "КАМИ BIOS", обеспечивающей доверительную загрузку Microsoft Windows 2000 и Windows XP. Одновременно планируется расширить перечень поддерживаемых аппаратных платформ, включив в него системы на базе процессоров Intel, AMD и VIA.

В настоящее время продукт "КАМИ BIOS" готовится к сертификации в системах сертификации ФСТЭК и Минобороны России.


Список источников



Справочное руководство ROM BIOS. Методические материалы. Часть 1. ТПП “СФЕРА”.М. 1991 г.

Справочное Руководство по IBM PC. Методические материалы. Часть 2. ТПП “СФЕРА”.М. 1991 г.

Брябрин В.М. “Программное обеспечение персональных ЭВМ”.М. “НАУКА", 1990 г.

Александр Фролов, Григорий Фролов "Аппаратное обеспечение IBM PC" Том 2, книга 1, М.: Диалог-МИФИ, 1992, 208 стр.

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайтов:

http://bios.ru

http://3dnews.ru

http://xakep.ru

http://fcenter.ru

http://eManual.ru

http://www.INTUIT.ru