常見的硬件平臺

BIOS(基本輸入輸出系統(tǒng))一般燒寫在一個(gè)ROM芯片里。一般是8個(gè)引腳。位于主板的南橋附近，旁邊會有個(gè)紐扣電池，主板上也會標(biāo)示有BIOS字樣或者是標(biāo)簽之類。BIOS程序存放在主板的一個(gè)只讀存儲器，不需要供電就可保持?jǐn)?shù)據(jù)不丟失。CMOS是BIOS設(shè)置的結(jié)果，其存放于南橋芯片內(nèi)集成的存儲器中，需要不間斷供電才能保持其數(shù)據(jù)不丟失。

如圖技嘉主板，有兩個(gè)BIOS，一個(gè)主，一個(gè)備用。

BIOS介紹 BIOS (Basic Input Output System)即基本輸入/輸出系統(tǒng)。存放在一個(gè)不需要電源的記憶體（芯片）中，這就是平時(shí)所說的BIOS。它為計(jì)算機(jī)提供[敏感詞]級的、最直接的硬件控制。

BIOS的功能：1.自檢及初始化 2.程序服務(wù) 3.設(shè)定中斷

BIOS的類型   AMI, Award, Phoenix BIOS芯片的種類 FLASH ROM EPROM PROM MARK PROM

BIOS和CMOS BIOS是一組設(shè)置硬件的電腦程序，而CMOS是電腦主板上的一塊可讀寫的RAM芯片。CMOS芯片由主板上的充電電池供電，即使系統(tǒng)斷電，參數(shù)也不會丟失。

內(nèi)部模塊(Award BIOS)

注：以上模塊的序號及文件名稱，在不同的BIOS中并不相同，某些模塊，在某些BIOS中并不存在。

早期的主板上叫ROM BIOS，它是被燒錄在EPROM里，要通過特殊的設(shè)備進(jìn)行修改，想升級就要更換新的ROM。新式的奔騰主板大多采用閃爍存儲器芯片(Flash ROM)，可使用軟件進(jìn)行升級。

為了安全起見，有些主板上有跳線決定BIOS能不能被修改，默認(rèn)的情況下是不能修改。如果你不想對其升級或在升級之后，[敏感詞]把跳線設(shè)置到不能修改的位置。另有一些主板沒有跳線來控制BIOS是否可以修改，軟件可以直接更新BIOS。

BIOS、CMOS和控制芯片

CMOS控制:系統(tǒng)設(shè)置或配置信息存儲在CMOS RAM(或CMOS SRAM)中，它叫做互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體存儲器，屬于內(nèi)存的一種，它需要很少的電源來維持所存儲的信息。時(shí)鐘(RTC)記錄系統(tǒng)的日期和時(shí)間，也需要電源來維持，所以，一些主板上都能看到一塊金屬的鋰電池來提供電源。電池壽命大約是5年，當(dāng)你發(fā)現(xiàn)電腦的時(shí)間變慢或者不正確時(shí)就要準(zhǔn)備更換電池了。

CMOS記錄了系統(tǒng)的一些重要信息，如軟驅(qū)、硬盤的設(shè)置以及系統(tǒng)日期和時(shí)間等，電腦每次啟動(dòng)時(shí)都要先讀取里面的信息。某些情況會引起CMOS內(nèi)容的丟失，比如電池電量不足，或者其他一些不可知的原因。

有時(shí)我們需要主動(dòng)清除CMOS中的信息，比如忘記了開機(jī)密碼而無法啟動(dòng)系統(tǒng)。一般，主板上有專門的跳線來解決這個(gè)問題。有些主板的電池不容易取下，你要參考主板說明書，找到正確的跳線，按指示的方法進(jìn)行；一般的方法是先關(guān)閉電源，把CMOS跳線短接一會兒，然后還原，重新開機(jī)即可。

主控制芯片: 主板上還有兩個(gè)重要的控制芯片，一塊PCI插槽旁邊，另一個(gè)在CPU旁邊；它們是控制局部總線和內(nèi)存的，各種擴(kuò)展卡都由它們來控制；也就是說CPU對其它設(shè)備的控制都是通過它們來完成的。它們的型號往往決定了主板的擴(kuò)展性。

我們在購買主板時(shí)，常常看到包裝上、廣告上會寫著什么BX芯片組，MVP芯片組，等等，這些芯片組就是指這兩顆控制芯片，它們決定了主板所支持的CPU類型、[敏感詞]的工作頻率、內(nèi)存的[敏感詞]容量、擴(kuò)展槽的數(shù)量等等。所以購買主板時(shí)，要注意芯片組的類型。

外圍設(shè)備控制芯片:上面介紹了主要控制芯片，主板上還有一顆控制外部接口的芯片：MULTII/O。它主要控制并口、串口、鍵盤、鼠標(biāo)、還有軟盤驅(qū)動(dòng)器的接口。ATX結(jié)構(gòu)的主板，這些接口都集成在主板上，AT結(jié)構(gòu)的主板就只有一個(gè)大的鍵盤口，串并口要從主板上用數(shù)據(jù)線接出來。

EC介紹

EC，嵌入式控制器，全稱Embedded Controller，是x86架構(gòu)移動(dòng)便攜嵌入式應(yīng)用的專用MCU，主要應(yīng)用于移動(dòng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，為此類計(jì)算機(jī)提供系統(tǒng)管理功能。主要任務(wù)有 CPU時(shí)序管理、電池管理、熱管理、鍵盤管理、ACPI管理。簡單來說，在我們?nèi)粘Ｊ褂霉P電時(shí)，電池充放電、鍵盤掃描、開合蓋檢測、風(fēng)扇控制、指示燈控制及核心數(shù)據(jù)匯報(bào)操作系統(tǒng)等工作，都是 EC 在背后默默處理。是一個(gè)16位單片機(jī)，它內(nèi)部本身也有一定容量的Flash來存儲EC的代碼。 在關(guān)機(jī)狀態(tài)下，EC一直保持運(yùn)行，并在等待用戶的開機(jī)信息。 而在開機(jī)后，EC更作為鍵盤控制器，鼠標(biāo)，觸摸板，充電指示燈以及風(fēng)扇等設(shè)備的控制，它甚至控制著系統(tǒng)的待機(jī)、休眠等狀態(tài)。

主流筆記本系統(tǒng)中，EC在系統(tǒng)架構(gòu)中的地位如下圖：

現(xiàn)在的EC有兩種架構(gòu)，上圖左邊是比較傳統(tǒng)的，一般這種情況下EC的代碼也是放在FLASH中的，也就是和BIOS共用一個(gè)FLASH。右邊的則是比較新的架構(gòu)，一般它只使用EC內(nèi)部的ROM。EC上一般都含有鍵盤控制器，所以也稱KBC(Keyboard Controller)。

功能（IT8511E LPC EC） LPC Bus I/F 8032TT (Twin turbo version) 3 SM Bus (spec. 2.0) channels 32 interrupt events to EC Timer/Watch Dog Timer 2 Power Management Channel Total Support 73-port GPIO’s 8042 style KBC interface 12 channels ADC 6 channels 8-bit DAC 8 PWM Support 3 PS2 ports 18×8 Keyboard matrix scan Customer Remote Controller IR

在筆電的主板線路設(shè)計(jì)中，EC 和 PCH是通過 LPC/eSPI 相連。相對而言，EC 需要處理的都是一些邏輯簡單，計(jì)算量小，但穩(wěn)定性要求極高的工作任務(wù)。

EC的發(fā)展歷程

最初的筆電主板并沒有EC這顆專用MCU芯片。電池管理、熱管理、鍵盤管理等任務(wù)，分別由各自對應(yīng)的芯片管控。例如：早期筆記本電腦主板上有一個(gè)鍵盤管理芯片 i8042，負(fù)責(zé)PS/2接口的鍵盤和鼠標(biāo)控制和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，簡稱KBC（Keyboard Controller）。如下圖：

隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，芯片設(shè)計(jì)可以做到體積更小、功能更多、集成度更高。因此，筆電主板設(shè)計(jì)上，KBC集成了越來越多的功能，最終發(fā)展成為現(xiàn)在的EC，因此EC也時(shí)常會被稱作 KBC芯片。

時(shí)至今日，筆電產(chǎn)品為了兼顧高速通訊和輕薄美觀的[敏感詞]設(shè)計(jì)，采用USB Type-C 接口統(tǒng)一電源、音頻、視頻接口，EC又肩負(fù)起PD芯片數(shù)據(jù)采集的任務(wù)。同時(shí)，數(shù)據(jù)安全是未來信息社會不容忽視的問題，那么筆電產(chǎn)品的固件啟動(dòng)安全，都是EC必須直面的關(guān)鍵問題。

事實(shí)上在筆電設(shè)計(jì)中，EC 承擔(dān)的任務(wù)始終在逐步增加，如今已成為筆電主板不可或缺的專用 MCU。

EC BIOS關(guān)系 在系統(tǒng)關(guān)機(jī)的時(shí)候，只有RTC部分和EC部分在運(yùn)行。在檢測到用戶按開機(jī)鍵后，EC會通知整個(gè)系統(tǒng)把電源打開。CPU被RESET后，會去讀BIOS內(nèi)一個(gè)特定地址內(nèi)的指令。

對于上圖左邊的結(jié)構(gòu)：在這個(gè)系統(tǒng)中，EC起到了橋接BIOS和南橋（或者說整個(gè)系統(tǒng)）的作用。 對于上圖右邊的結(jié)構(gòu)：在這地址南橋后，會直接通過LPC到BIOS，不需要EC的橋接。這里需要說明的是，對于臺式機(jī)而言，一般是不需要EC的。這里原因有很多：臺式機(jī)本身的ATX電源就具有一定的智能功能，已經(jīng)能受操作系統(tǒng)控制來實(shí)現(xiàn)待機(jī)、休眠的狀態(tài). 由于筆記本的鍵盤不能直接接到PS/2接口，而必須接到EC之上；筆記本有更多的小功能，比如充電指示燈、WIFI指示燈、Fn等很多特殊的功能，而且筆記本必須支持電池的充放電等功能，而智能充放電則需要EC的支持。筆記本TFT屏幕的開關(guān)時(shí)序也必須由EC控制。這些原因?qū)е铝斯P記本使用EC來做內(nèi)部管理的必要性。

總體來說，EC和BIOS都處于機(jī)器的最底層。EC是一個(gè)單獨(dú)的處理器，在開機(jī)前和開機(jī)過程中對整個(gè)系統(tǒng)起著全局的管理。而BIOS是在等EC起來后才開始運(yùn)行的。如果說BIOS 是底層系統(tǒng)的話，那EC似乎更加底層。







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