Принцип работы Dual-BIOS
Запись от R71MT размещена 20.04.2018 в 23:12
Показов 31594
Комментарии 0
|
Немного о том, как устроен и что представляет из-себя этот зверь. Речь пойдёт об аппаратной (и далее программной) реализации 'Dual-BIOS'. Gigabyte не охотно делится с подноготной своего продукта, ограничиваясь тремя скудными картинками у себя на сайте. Ну не хотят - не надо. В свободном доступе есть принципиальные схемы мат/плат и даташиты чипсетов - они и прольют свет на происходящее. Суть в том, чтобы вдохнуть жизнь в материнку с убитым бивисом. На плате имеются 2 чипа с одинаковыми прошивками: M_BIOS и B_BIOS (main/backup), которыми программно управляет чипсет. Если контрольная сумма основного биос искажена, то хост подключает к пространству системной памяти резервную м/схему, и подаёт сигнал сброса 'Reset'. Машина перезагружается уже с кодом бэкап-биоса, и предлагает восстановить Main. Неплохая идея.. Посмотрим, как она воплощается в жизнь. Параллельная флэш-память уже канула в лету, освободив нишу для последовательной 'SPI-Flash'. Сейчас, в качестве носитей кода BIOS мат/плат широкое распространение получила 25-я их серия, которую производят: Winbond(W), Silicon(SST), Macronix(MX). Это "одного поля ягоды" с такими характеристиками:
Поскольку речь идёт про Dual-BIOS, ведомых получается двое - Main и Backup чипы. Встроенный в ICH(7..10) SPI-контроллёр может работать как в режиме 'Master', так и в режиме 'Slave'. Мастер выбирает ведомого лишь одной линией(CS#), раздельно формируемой для каждого из флэш-чипов. При подаче на вывод(СS#) единицы, SPI-модуль переходит в неактивное состояние и приём/передача данных становится невозможной (отключается буфер I/O внутри флэш). Активным является логический нуль, который помечается решёткой(#). Для защиты от записи используется генерируемый Мастером cигнал(WP#). Сигнал(HOLD#) останавливает обращение к памяти, не отключая при этом само устройство. По сути HOLD# - это запрос шины, на что хост отвечает подтверждением HLDA (высокий уровень), но чтобы не тратить время на обмен любезностями, в схемах его сразу подымают через резистор к шине +3,3v. Такая архитектура используется для построения систем с одним контроллёром, и рядом Slave-устройств. Обмен начинается с подачи мастером 8-битного кода-команды по линии(MOSI). При операциях записи, за кодом команды следует адрес ячейки, и только потом - байты данных. Итого, транзакация состоит из трёх частей. Операция чтения происходит аналогично, только после приёма адреса, по линии(MISO) начинается вывод данных из SPI-Flash. В шинных транзакациях, данные передаются сдвиговым регистром (последовательно) старшим битом вперёд, причём сразу в обоих направлениях. Поэтому в характеристиках м/схем указывается удвоеная пропускная способность - при частоте 75 МГц, спобность 150 Мбит/сек (150/8 = 18,7 Мбайт/с). Принцип отображён на рис.ниже: Нужно сказать, что это не единственный способ подключения двух чипов к хосту - производитель вправе сам выбирать организацию и способ их переключения. Например, всё начиналось с обычного тумблера, при помощи которого переключалась линия(CS#). Когда main отправлялся к праотцам, юзеру достаточны было щёлкнуть этим переключателем, и загрузка происходила с резервного чипа BIOS. Хоть вариант был и топорный, зато безотказный! Сейчас-же, чтобы автоматом запустился бэкап - на 'мэйне' обязательно должен быть живой загрузчик и не совпадать контрольная сумма основного блока. Такой подход отталкивает саму идею Dual-BIOS на второй план. Остаётся только гадать, зачем разработчикам понадобились такие выкрутасы.. Встречались и схемы с последовательным соединением чипов, как на схеме ниже. Поскольку в интерфейсе SPI данные передаются сразу в обе стороны (двусторонний обмен по разным линиям), то для записи в 'main' достаточно продублировать команду 'backup'. В этом случае, фактически данные выталкиваются из второго чипа(В), в первый(М):
Физическая разводка Как говорилось выше, мастером является встроенный в южный мост SPI-контроллёр. На рис.ниже отображены его пины, и в квадратных скобках указаны листы схемы (sheets), на которые идут эти выводы. Видно, что все/они уходят к листу[26], где представлена распиновка самих чипов BIOS. Выделяется только пин(CS#), который помимо листа[26] ссылается ещё и на лист[24]: Здесь нет ничего особенного - одноимённые пины MISO,MOSI,CLK,HOLD обоих чипов замыкаются, и идут напрямую к контроллёру. Но почему пин(CS#) контроллёра уходит ещё и к листу[24]? Вот тут-то и начинается самое интересное.. Как оказалось, чипом 'backup' управляет не ICH, а контроллёр 'SIO 8718F', его схема показана на листе[24]. Помимо прочего, внутри SIO находится т.н. сторожевой таймер 'WatchDog', играющий чуть-ли не главную роль в реализации технологии Dual-BIOS. В задачи этого таймера входит отсчёт определённого интервала времени (в данном случае около 2-сек), по истечении которого схемы таймера подают в чипсет сигнал сброса 'Reset'. Подразумевается, что контролирующее работу этого таймера устройство (здесь 8718F), должно сбрасывать таймер в нуль, до истечении заданного промежутка времени. Dual-BIOS ставит перед разработчиком следующие задачи:
На следующем рисунке изображена структурная схема соединения SPI-контроллёра с двумя м/схемами биос. Нужно отметить, что таким образом сигнал выбора чипа(CS#) коммутируется только в 2-чиповой архитектуре. Если-же чип один, то линия(CS#) подключается напрямую от южного моста(ICH) к м/схеме SPI-Flash: Таким образом, поддержку технологии Dual-BIOS обеспечивают следующие узлы контроллёра IT8718F: 1. Триггер Main/Backup, определяющий тип старта платформы; 2. Демультиплексор сигналов(CS#), выбирающий одну из двух м/схем BIOS; 3. 'WatchDog' таймер с формирователем сигнала сброса CPU. Продолжение следует...
| |||||||||||
Размещено в Без категории
Надоела реклама? Зарегистрируйтесь и она исчезнет полностью.
Всего комментариев 0
Комментарии
