CMOS तकनीक का उपयोग करके BIOS 'ROM चिप क्यों नहीं बनाया गया है?

Question

BIOS / CMOS पर एक कंप्यूटर हार्डवेयर पाठ्यक्रम पढ़ने के बाद, मैं अभी भी इस कारण को निर्धारित करने में असमर्थ हूं कि BIOS 'ROM चिप को CMOS तकनीक का उपयोग करके क्यों नहीं बनाया गया है, और यह नए स्टोर करने के लिए "CMOS" नामक एक अलग चिप से क्यों जुड़ा है? कॉन्फ़िगरेशन जानकारी।

यह व्याख्यान नोट से है :

प्रोग्राम सिस्टम BIOS चिप पर संग्रहीत होते हैं, जबकि परिवर्तनशील डेटा एक सीएमओएस चिप पर संग्रहीत किया जाता है

CMOS ग्रुप ऑफ हार्डवेयर : हार्डवेयर जो सामान्य है, आवश्यक है लेकिन बदल सकता है - रैम, हार्ड ड्राइव, फ्लॉपी ड्राइव, सीरियल और समानांतर पोर्ट

मुझे पता है कि BIOS एक फ्लैश मेमोरी में संग्रहीत किया जाता है, और यह कि CMOS MOSFET तकनीक अन्य कार्यान्वयनों की तुलना में कम शक्ति को नष्ट कर देती है।

यह केवल BIOS ROM ही क्यों है जो अन्य स्टोरेज डिवाइस की तरह CMOS का उपयोग नहीं करता है - वास्तव में इसका क्या फायदा है? और "CMOS चिप" के बजाय BIOS कॉन्फ़िगरेशन जानकारी को अपने स्वयं के ROM चिप में क्यों संग्रहीत नहीं किया जा सकता है?

Comments

क्या CMOS को डेटा बनाए रखने के लिए बैटरी की आवश्यकता नहीं है? जब बैटरी मर जाती है तो यह विन्यास और घड़ी की सेटिंग्स को खोने वाली एक चीज है लेकिन अगर BIOS खो गया तो यह एक आपदा होगी। आप अपना अंतिम वाक्य संपादित कर सकते हैं। मैं यह पता नहीं लगा सकता कि आप क्या पूछ रहे हैं।

— ट्रांजिस्टर

बायोस ROM है जबकि सेटिंग्स RAM हैं

— टोनी स्टीवर्ट Sunnyskyguy EE75

@K ROM का कोई भाग लेखन योग्य नहीं है। यह शब्द के बहुत अर्थ के विपरीत है। प्रौद्योगिकियों के बीच - Eraseble Programmable ROM की शुरुआत यह करने के लिए है कि आप क्या प्रस्ताव कर रहे हैं, और अब जबकि सर्किट प्रोग्रामिंग सरल है, यह वास्तव में अक्सर होता है। लेकिन एक ही समय में, एक चिप होने के लिए बैटरी पर एक चिप के कम पावर कॉर्नर को जीवित रखना और कुछ सेटिंग्स को बनाए रखना भी संभव हो गया है, इसलिए यह कुछ सिस्टम में उपयोग किए जाने वाला एक विकल्प भी है ।

— क्रिस स्ट्रैटन

"ROM" का अर्थ है " केवल पढ़ने के लिए मेमोरी"। यह परिभाषा के हिसाब से नहीं है। आमतौर पर एक वास्तविक ROM में धातुरूप परतों या यहां तक ​​कि वास्तविक घटक ट्रांजिस्टर को अनुकूलित करना शामिल होता है। इसके विपरीत "रीड मोस्टली" यादें (PROM, EPROM, EEPROM, Flash, आदि) के कई प्रकार हैं जिनकी सामग्री में परिवर्तन हो सकता है, लेकिन रैम की तुलना में गति और समय की संख्या के लिए अधिक सीमाएं होती हैं। आमतौर पर आज आप केवल एक प्रोसेसर के अंदर एक सच्चा ROM पाते हैं (और फिर भी यह केवल कुछ ऐसा हो सकता है जिसे आप लेखन से बंद कर देते हैं), जबकि एक बाहरी डिवाइस सही कनेक्शन के साथ लेखन योग्य होने वाला है।

— क्रिस स्ट्रैटन

उदाहरण के लिए, एक आधुनिक प्रणाली में आपके पास प्रोसेसर के अंदर एक छोटा रॉम हो सकता है जो जानता है कि सीरियल एनआर फ्लैश की सामग्री को मेमोरी में कैसे पढ़ा जाए, और उन्हें निष्पादित करना शुरू करें। NOR फ्लैश में BIOS को अपग्रेड करने के लिए उजागर किया जाता है, जबकि छोटा बूट स्टब जो इसे फ़्लैश से रैम में कॉपी करता है और चिप निर्माण के समय इसे स्थायी रूप से तय करता है।

— क्रिस स्ट्रैटन

Answer 1

आप कार्यक्षमता के लिए बोलचाल की शर्तों के साथ कार्यान्वयन तकनीक का मिश्रण कर रहे हैं।

CMOS - पूरक धातु ऑक्साइड सेमीकंडक्टर - एन-चैनल और पी-चैनल क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर दोनों का उपयोग करके तर्क और संबंधित सर्किटरी बनाने की एक विधि है। इसकी परिभाषित विशेषताओं में से एक बहुत कम स्थैतिक बिजली की खपत है - बिजली का उपयोग लगभग केवल बदलते राज्य में किया जाता है। नतीजतन, एक CMOS स्थिर मेमोरी चिप एक बैटरी पर वर्षों तक अपनी सामग्री को बनाए रख सकता है, और अर्ध-स्थायी जानकारी संग्रहीत करने के लिए एक आसान जगह है।

BIOS और संबंधित स्टार्टअप कोड पारंपरिक रूप से PROM या EPROM उपकरणों में संग्रहीत किए गए हैं। आईबीएम पीसी के युग में EPROM को आम तौर पर NMOS जैसी पूर्व-CMOS तकनीकों में बनाया गया था, लेकिन महत्वपूर्ण अंतर यह है कि ये आमतौर पर कंप्यूटर में स्थापित होने पर लेखन योग्य नहीं होते थे, लेकिन केवल एक विशेष प्रोग्रामर में। आगे जबकि कई समकालीन प्रणालियों और क्लोनों ने EPROMs का उपयोग किया था, IBM-PC के वास्तविक उत्पादन संस्करणों ने सस्ते गैर-रिप्रोग्रामेबल प्रोम का उपयोग किया था (पिनआउट आमतौर पर उपयोग में संगत थे)।

पीसी-एटी डिज़ाइन ने तब अनुकूलन योग्य सेटिंग्स को संग्रहीत करने के लिए एक बैटरी समर्थित CMOS मेमोरी को जोड़ा, और यह भी (शायद एक ही डिवाइस में) लगातार वास्तविक समय घड़ी। यह अंत में उपयोगकर्ताओं द्वारा CMOS के रूप में संदर्भित किया गया था, हालांकि यह निश्चित रूप से केवल एक विशेष रूप से तेजी से फैलने वाली चिप प्रौद्योगिकी द्वारा सक्षम उपयोग था।

आज बेशक हम अब BIOS के लिए समानांतर ई / प्रोम का उपयोग नहीं करते हैं, बल्कि सीरियल एनआर फ्लैश का उपयोग करते हैं और निष्पादन के लिए सामग्री को तेजी से रैम में स्थानांतरित करते हैं। आधुनिक फ्लैश चिप्स हैं CMOS व्युत्पन्न प्रौद्योगिकियों से बना वास्तव में। और वे आम तौर पर सर्किट में पुन: व्यवस्थित हो सकते हैं। यह वास्तव में सिस्टम डिज़ाइनर के ऊपर है यदि वे बैटरी-समर्थित रैम में, या रिप्रोग्रामेबल फ्लैश में अर्ध-स्थायी कॉन्फ़िगरेशन जानकारी डालना चाहते हैं - अंत उपयोगकर्ता या पोस्ट-बूट ऑपरेटिंग सिस्टम में अंतर में थोड़ी वास्तविक दृश्यता हो सकती है।

लेकिन भले ही फ्लैश का उपयोग सेटिंग्स के लिए किया जाता है, फिर भी आमतौर पर कम बिजली की वास्तविक समय घड़ी होती है जो बैटरी पर चलती रहती है।

Comments

जब CPU पहली बार शुरू हो रहा है, तो RAM को इनिशियलाइज़ नहीं किया गया है (DRAM init जटिल है)। यह सब एक विशिष्ट स्थान पर कोड निष्पादित करता है (आमतौर पर यह एसपीआई पर BIOS चिप होता है, लेकिन माना जाता है कि आप बाद के जूतों को विरासत पीसीआई या एलपीसी पर डीबगिंग कारणों से देखने के लिए प्रोग्राम कर सकते हैं)। केवल एक चीज जो RAM में डाली जाती है, वह है IVT (इंटरप्ट वेक्टर टेबल) और संबंधित कोड जैसी चीजें जो वास्तविक मोड से बाहर जाने से पहले उपयोगी होती हैं। सीपीयू को बूट करने पर वास्तविक BIOS निष्पादन मेमोरी में नहीं होता है। देखें wiki.osdev.org/System_Initialization_(x86) अधिक जानकारी के लिए।

— वन

@ वन - यह सच होने की संभावना नहीं है, और वास्तव में आपके लिंक पर व्यापक विवरण द्वारा समर्थित नहीं है। यह कुछ पुनर्खरीद कैश राम या कुछ और से निष्पादित हो सकता है, लेकिन एसपीआई से सीधे निष्पादन सिर्फ बहुत अच्छी तरह से काम नहीं करता है, और इससे बचने की बहुत संभावना है। यह बहुत स्पष्ट है कि एक बार मुख्य सिस्टम रैम होने के बाद बायोस को निष्पादित करने जा रहा है - समानांतर EPROM बायोस के दिनों में भी इस तरह के छायांकन आम था।

— क्रिस स्ट्रैटन

हां, एक बार मुख्य मेमोरी को आरम्भ करने के बाद, आईवीटी, बीडीए, ईबीडीए, आदि को वहां पर कॉपी किया जाता है। हालांकि इससे पहले, इसे सीधे निष्पादित किया जाता है। इसे कैश में निष्पादित नहीं किया जाता है (यह कार मोड, कैश-अस-रैम होगा, जिसमें BIOS द्वारा स्पष्ट आरंभीकरण की आवश्यकता होती है)।

— वन

कृपया stackoverflow.com/questions/5300527/… को देखें जो इसे और अधिक विस्तार से बताता है। विशेष रूप से, BIOS बूट ब्लॉक को सीधे SPI पर कैसे निष्पादित किया जाता है। यह मेमोरी के लिए BIOS के उस क्षेत्र को मैप करके संभव है (बेशक, स्मृति वास्तव में प्रारंभिक है, इसलिए यह एमएमआईओ की तरह है)। तो यह सिर्फ सच होने की संभावना नहीं है, यह सच है।

— वन

क्रिस स्ट्रैटन, "बल्कि सीरियल नॉर फ्लैश का उपयोग करते हैं और सामग्री को निष्पादन के लिए तेज रैम में स्थानांतरित करते हैं" और आप एसपीआई से सीधे कुछ प्रारंभिक "डेटा चाल" कोड को निष्पादित करने के अलावा इस "सामग्री के हस्तांतरण" को कैसे देखते हैं?

— अले..चेंस्की

Answer 2

जब पीसी का पहली बार आविष्कार किया गया था, तो उस पर अधिकांश तर्क शक्ति-भूखे एनएमओएस और टीटीएल चिप्स थे। सीएमओएस बहुत नया था और पीसी में एकमात्र सर्किट जो इसका इस्तेमाल करता था, वह उन चीजों से जुड़ा था जो बिजली बंद होने पर चलाने के लिए आवश्यक थे, जैसे कि कॉन्फ़िगरेशन रैम और वास्तविक समय की घड़ी।

आजकल, लगभग सभी तर्क CMOS हैं, जिसमें पावर-भूखा सीपीयू और BIOS को पकड़ने वाले फ्लैश EEPROM शामिल हैं। तो एक अर्थ में, आपका प्रश्न एक अवैध आधार पर आधारित है - फ्लैश EEPROM है CMOS। हालांकि, जो भी कारण के लिए, एक पीसी में "सीएमओएस" शब्द अभी भी केवल रैम और आरटीसी कार्यों को संदर्भित करता है।

यदि आप पूछ रहे हैं कि क्यों नॉन-वाष्पशील फ्लैश के बजाय BIOS को वाष्पशील रैम में संग्रहीत नहीं किया जाता है, तो ऐसा इसलिए है क्योंकि बैटरी विफल हो जाती हैं, और BIOS को प्रभावी ढंग से कंप्यूटर को "ईंट" मिटा देगा, इसके लिए विशेष हार्डवेयर की आवश्यकता होती है ताकि इसे फिर से चालू किया जा सके।

Comments

"तो एक अर्थ में, आपका प्रश्न एक अमान्य आधार पर आधारित है - फ्लैश EEPROM सीएमओएस है" - वाक्यांश "प्रोग्राम सिस्टम BIOS चिप पर संग्रहीत किए जाते हैं, जबकि परिवर्तनशील डेटा एक सीएमओएस पर संग्रहीत होता है" अब मुझे थोड़ा उलझन में है, अब मैं समझ गया।

— कैस

"यदि आप पूछ रहे हैं कि गैर-वाष्पशील फ्लैश के बजाय BIOS को वाष्पशील रैम में क्यों संग्रहीत नहीं किया जाता है, तो इसलिए कि बैटरी विफल हो जाती है" नहीं, मेरा मतलब है कि विपरीत - क्यों CMOS चिप पर जानकारी BIOS फ्लैश में संग्रहीत नहीं होती है।

— काइस

@Kais क्योंकि एक फ्लैश मेमोरी को मनमाने ढंग से अधिलेखित नहीं किया जा सकता है, और फ्लैश मेमोरी के पूरे पृष्ठों को फिर से लिखना एक त्रुटि-प्रवण तरीके से चीजों को जटिल करता है। इसके अलावा, कुछ BIOS द्वारा स्टोर किए गए ईवेंट लॉग जैसी चीजें हैं, यह आपके फ्लैश को खराब करने और / या दूषित डेटा के साथ समाप्त होने के खतरे के साथ आता है अगर बिजली गलत क्षण में विफल हो जाती है। सही EEPROM मेमोरी संभव होगी - लेकिन क) यह लिखने के लिए धीमी है, और ख) आपके पास घड़ी के लिए कम-शक्ति वाली बैटरी है ।

— रैडकॉन्डमैन जू

... इसलिए भी क्योंकि पूरी प्रणाली फ़्लैश के उपलब्ध होने से पहले डिज़ाइन की गई थी, इसलिए BIOS को PROM में संग्रहीत किया गया था (जो फ़्यूज़ का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए करता है कि क्या प्रत्येक बिट 1 या 0 है, और केवल 1 से 0 में बदला जा सकता है लेकिन नहीं फिर से वापस) या नकाबपोश ROM (जो इसे प्रोग्राम करने के लिए चिप के ऊपर धातु के तारों की एक परत का उपयोग करता है और निर्माण के बाद इसे संशोधित नहीं किया जा सकता है), इसलिए एक अलग डिवाइस आवश्यक था, और तब से बैकवर्ड संगतता बनाए रखने के लिए सब कुछ आवश्यक है। ।

— जूल्स

Answer 3

मुझे लगता है कि आप "CMOS" के दो उपयोगों को भ्रमित कर रहे हैं। पूरी तरह से पूरक एमओएस ट्रांजिस्टर तकनीक से निर्मित चिप्स हैं। वास्तव में इन दिनों लगभग सभी चिप्स इस तरह से बनाए जाते हैं जिसमें फ्लैश चिप पर डिजिटल नियंत्रण सर्किटरी शामिल है।

सीएमओएस का अन्य उपयोग पीसी उद्योग में शुरुआती दिनों से जारी है, जिसमें चिप को संदर्भित करना है जो कुछ सेटिंग्स और वास्तविक समय की घड़ी को एक संलग्न बैटरी के साथ संग्रहीत करता है। उन दिनों में (80 के दशक की शुरुआत में) एक पीसी में बड़े चिप्स के बड़े हिस्से NMOS प्रौद्योगिकी थे और विविध तर्क चिप्स द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर तर्क (TTL, LSTTL आदि) थे। केवल सीएमओएस चिप का उपयोग आरटीसी चिप था और इसलिए इसे "सीएमओएस" के रूप में जाना जाने लगा।

इन दिनों पीसी आर्किटेक्चर डिवाइस पर RTC अब एक अलग चिप नहीं है। इसके बजाय यह मदरबोर्ड चिपसेट में सही तरीके से बनाया गया है (जो संयोग से पूरक एमओएस सर्किटरी के साथ निर्मित होता है)। यह दुर्लभ है कि इन दिनों कोई भी BIOS सेटिंग्स को संग्रहीत करने के लिए चिपसेट के आरटीसी भाग में लीगेसी बैटरी समर्थित रैम का उपयोग करता है। इसके बजाय BIOS गैर-वाष्पशील तरीके से अपनी सेटिंग्स को बचाने के लिए एसपीआई फ्लैश स्टोरेज डिवाइस के कुछ पन्नों का उपयोग करता है। जैसे कि न्यूनतम सेटिंग्स हैं जो एक पीसी में खो जाती हैं जब बैटरी खत्म हो जाती है या डिस्कनेक्ट हो जाती है। बैटरी पावर हटाने पर खो जाने वाली न्यूनतम सेटिंग्स कुछ निश्चित हैं जो चिपसेट के पावर अप और रीसेट व्यवहार को नियंत्रित करती हैं और वास्तव में बैटरी चालित रैम कोशिकाओं में संग्रहीत नहीं होती हैं, लेकिन विशेष रूप से कम शक्ति वाले फ्लिपफ्लॉप लैच में जो सिक्के से संचालित होती हैं। सेल बैटरी।

Answer 4

यह भी देखें /superuser/989499/what-does-a-cmos-chip-look-like : यह हमें मूल MC146818 डेटाशीट के लिए एक आसान लिंक प्रदान करता है ।

इस चिप को 64 बाइट स्थानों में मेमोरी-मैप किया गया था। इनमें से 14 घड़ी के लिए थे, बाकी को सामान्य-प्रयोजन रैम के रूप में छोड़ दिया। वास्तविक समय की घड़ी की टिक टिक रखने के लिए, पीसी बंद होने के दौरान पूरी चिप को बैटरी द्वारा संचालित किया जाता था।