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另类BIOS介绍 |
一、显卡BIOS 显卡也就是我们通常所说的图形加速卡，它工作在CPU和显示器之间，在电脑中的主要作用就是在程序运行时根 据CPU提供的指令和有关数据，将程序运行过程和结果进行相应的处理并转换成显示器能够接受的文字和图形显示信号后通过屏幕显示出来，以便为用户提供继续或中止程序运行的判断依据。换句话说，显示器必须依靠显示卡提供的显示信号才能显示出各种字符和图像。通常显示卡多以附加卡的形式安装在电脑主板的扩展槽中，品牌机上使用的则多集成在主板上。 显示卡只要正确地插在主板上就能开始工作，所以它是最典型的即插即用设备。几乎所有的显卡（图1）都是由图形处理芯片、RAMDAC（Random Access Memory Digital-to-Analog Converter，数模转换器）芯片、显卡BIOS芯片（图2）、显存、主板安装接口、显示信号和功能扩展接口（也叫特性连接端口）所组成。 显卡BIOS芯片（图3）主要用于保存VGA BIOS程序。VGA BIOS是视频图形卡基本输入、输出系统（Video Graphics Adapter Basic Input and Output System），和主板BIOS一样，显卡BIOS是储存在BIOS芯片中的，而不是储存在磁盘中，由于它属于显卡（硬件）的一部分，因此大家有时就称呼它一个既不同于软件也不同于硬件的名字“Firmware”（固件）。显卡BIOS主要用于显卡上各器件之间正常运行时的控制和管理，所以BIOS程序的技术质量（合理性和功能）必将影响显卡最终的产品技术特性。另外在显卡BIOS中还保存了所在显卡的主要技术信息，如图形处理芯片的型号规格、VGA BIOS的版本和编制日期等。显卡BIOS芯片在大多数显卡上比较容易区分，因为这类芯片上通常都贴有标签，但在个别显卡如Matrox公司的MGA G200上就看不见，原因是它与图形处理芯片集成在一起了。也有的显卡的BIOS集成在主板的BIOS中。 通常电脑在加电后首先显示显卡BIOS中所保存的相关信息，然后显示主板BIOS版本信息以及主板BIOS对硬件系统配置进行检测的结果等，由于显示BIOS信息的时间很短，所以必须注意观察才能看清显示的内容。目前许多显卡上的图形处理芯片表面都已被安装的散热片所遮盖，根本无法看到芯片的具体型号，但我们可以通过VGA BIOS显示的相关信息中了解有关图形处理芯片的技术规格或型号。开机后显示卡BIOS中的数据被映射到内存里并控制整个显卡的工作。在DOS下显示卡是不需要任何驱动程序的，Windows 的启动也依赖于显示卡BIOS的支持。 早期的APPLE II是没有显示卡的，只有集成在主板上的显示控制芯片，显存和内存共用一段区域，所以更谈不上有显卡BIOS。接下来在IBM PC机中初次出现了CGA彩色显示卡，只能支持320×200的4种颜色（连电视都不如！）。同时出现的还有大力神公司的MDA单色显示卡（图4，支持752×504），由于显示效果实在太差，不久之后IBM又伴随PC/AT的发布推出了新一代EGA显示卡，支持640×350的16种颜色，256K显存，这样的显示效果已经基本可以让人接受了，但是如果用来显示动画还是太慢，所以EGA也没有流行多久。 这个时期的显示卡，可以说只是在CPU和显示器之间起一种传递作用，显卡上没有BIOS芯片，我们在显示器上所看到的其实就是CPU所提供的。这对老的操作系统象DOS，以及文本文件的显示是足够的，但是这种组合对复杂的图形和高质量的图象的处理就显得力不从心了，特别是当用户使用Windows操作系统后，CPU已经无法对众多的图形函数进行处理，此时最根本的解决方法就是采用图形加速卡。 IBM接着推出的采用独有MCA总线的PS/2机型，虽然由于采用自有专利技术而没能流行起来，但其配备的VGA显示卡却迅速成为当时显示卡的标准！VGA图形加速卡（图，Trident 8900显示卡）拥有自己的图形函数加速器和显存，专门用来执行图形加速任务，因此大大减少了CPU所必须处理的图形函数数量。它支持在640×480的较高分辨率下同时显示16种色彩或256种灰度，或者在320×240分辨率下同时显示256种颜色，这在当时绝对是巨大的飞跃。为了协调众多配件之间的工作，提高系统的工作效率，显卡上出现了BIOS，从此，显示卡对系统的支持才从I/O级上升到BIOS级。到了VGA以后，显示技术日新月异，为了适应更高的分辨率、更多的颜色、更多的内存，显示卡又一直发展到了今天的3D VGA，，随着BIOS的功能越来越多，支持的硬件越来越多，程序码也越来越长，显卡BIOS的容量也从64K增加到今天的2M。 VGA BIOS与主板BIOS一样具有版本，一般情况下版本高的BIOS功能强于低版本的，同时也解决了版本升级前所存在的某些问题（BUG）。早期显卡BIOS是固化在ROM中的，不可以修改，而现在的多数显示卡则采用了大容量的快闪ROM（Flash ROM）芯片，可以通过专用的程序进行改写升级。别小看这一功能，很多显示卡就是通过不断推出升级的驱动程序来修改原程序中的错误、适应新的规范、提升显示卡的性能的。对用户而言，软件提升性能的做法深得人心。升级显卡BIOS的原则与升级主板BIOS的相同，就是如果没有使用上的需要，就不必进行BIOS版本升级。即使确实需要升级VGA BIOS，也一定要使用原显卡生产厂家所提供或指定的升级工具软件和BIOS文件（Firmware），这类资料一般由显卡生产厂家通过其在互联网上的主页提供。尽管有媒体曾报道个别发烧友采用不同厂家显卡BIOS文件升级获得成功，但我们最好不要尝试这样做，因为型号不同的显卡BIOS文件具备的功能也不同，用不匹配的BIOS文件升级自己的显卡风险很大，极有可能出现升级后显卡反而无法运行的严重后果。 二、Modem BIOS Modem是用来转换数字信号与模拟信号的机器，计算机的数字信号必须要“调制”为模拟信号才能借助于电话线联接到ISP的交换机，再由交换机将信号转换为数字信号连接到Internet上，反之，经由电话线传回来的模拟信号必须要调制为数字信号才能被计算机接受。由于模拟信号调制为数字信号时会产生噪声，影响传输速度，因此生产Modem芯片的各大厂商便竞相研发新技术，来减少信号转换的次数，于是便产生了X2（由U.S.Robotics研发）与K56flex（由Rockwell与Lucent共同研发）的56K调制解调器标准之争，直到1998年2月ITU公司公布了V.90调制解调器标准通信协定后，才终结了这场战争。 Modem（调制解调器）本身其实就是个计算机系统，一般来说，Modem卡是由DSP(数据信号处理)芯片、控制芯片(Controller)、Firmware（固件）、扬声器、隔离变压器、功放芯片、高压瓷片电容、整流桥、光电耦合芯片、PHONE和LINE插孔组成。和主板、显卡一样，Modem也有自己的BIOS，存放着DSP芯片所需要的各种数据及Modem的控制软件，包括各种通信协议，例如V.90、X2等，用来对自身线路进行控制及与PC机通讯。 以前Modem的BIOS都是储存在普通ROM中，它不可以改写或刷新。目前大多数33.6k（图5）和56k（图6）的MODEM都采用了flash ROM，可支持固件刷新。采用可擦写的Flash ROM的原因是因为目前MODEM的硬件日趋成熟与稳定，而它所遵循的一些通讯协议等软件方面更新较快，另外，对硬件设计中的一些BUG，厂商也会随时推出高版本的BIOS来作出修改。通过选择不同版本的固件，可以对MODEM在速度和稳定性两个方面上的性能作出选择。因为有的MODEM速度相对较快但易掉线，而有的MODEM则对低质量的电话线适应性较好，不易掉线但速度相对较慢。有的品牌的MODEM厂家通过对固件做深层次的修改，开发出特有的用户自设定调速功能，突破了原有Modem的速度瓶颈，使得上网速度有了大幅度的提升。
三、刻录机BIOS 光盘刻录机（图7）的BIOS就是指存放在只读存储器中的程序指令（Firmware），存储着刻录机的重要数据，用来控制刻录机对光盘的兼容性、提高刻录机工作的稳定性、处理刻录光盘时出现的错误、控制与主板及刻录软件的接口等。大多数刻录软件都是依靠Firmware来辨认刻录机的参数和特性的。另外，厂家还可以在Firmware中添加特殊功能，以增强刻录机的性能。例如对于刻录机频繁出现的“Buffer Under run”（缓存溢出）错误导致烧坏片的问题，主要原因就是系统资源受到影响。过去，为了避免这种情况发生，就只有让电脑专心烧录，尽量不要去影响到它。SANYO公司在刻录机的Firmware中设计的“Burn-Proof”功能，使刻录机的烧录成了“背景工作”，你可以做您想做的任何事情，再不会有烧坏片的可能。 类似的技术还有RICOH公司的“Just Link”技术，这两种技术都是为了避免刻录过程中出现“Buffer Under Run”而设计的。不管是那种格式的光碟或资料的刻录，刻录机都会预先把资料读入到缓存(Buffer)内，当刻录机的缓存资料存满时，刻录机便开始执行刻录资料的动作，只要缓存(Buffer)中持续有资料存入，“Buffer Under Run”的刻录错误就不会产生。但是如果资料在传送给刻录机缓存的过程中发生延迟，也就是输入资料的速度跟不上刻录机的刻录速度时，便会导致缓存内数据耗尽，此时便会发生“Buffer Under Run”的错误。这个错误往往是在计算机后台操作繁忙和连续刻录时发生的，为了解决这个问题，很多厂商想了许多办法，其中最典型的就是Acer著名的8432A所采用的手段——把普通2M缓存扩至8M，大大改善了出现“Buffer Under Run”的情况，不过这种方法带来的弊端就是成本增加。 “BURN-Proof”意即“保护正在执行中的缓冲器”。该技术简单说就是为了避免“Buffer Under Run”错误的出现，在刻录开始后，刻录机的BIOS就会持续监控缓存(Buffer)的状态，每当缓存内的资料发生短缺，缓存内的资料量小于BIOS中所设定的底限时，刻录机便会暂停刻录的动作，然后等到缓存中资料量补足后，刻录机才会继续执行刻录动作。 由于刻录机工作的条件要求较高，价格又偏贵，很多名牌刻录机厂商提供了很好的售后服务及软硬件支持，使得许多刻录机的Firmware可以通过软件进行升级。用户可以从网上下载固件升级文件，对刻录机的固件进行升级。
四、DVD-ROM BIOS DVD（图8）的英文全名是Digital Video Disk，即数字视频光盘或数字影盘，它利用MPEG2的压缩技术来储存影像。也有人称DVD是Digital Versatile Disk（数字多用途的光盘），它集计算机技术、光学记录技术和影视技术等为一体，其目的是满足人们对大存储容量、高性能的存储媒体的需求。相对于传统的CD－ROM来说，它是一种容量更大，技术更先进的产品。但性能的强大，使其控制部分也相当复杂，这部分功能也是由Firmware来控制的。DVD中的固件与计算机的BIOS类似，它是运行在DVD播放机硬件上面的软件指令集。为了突出自己产品的特色，不少厂商在其Firmware中加入特殊的功能，同时为了防止光盘的盗版，DVD厂商在Firmware中加入了区码限制功能。区码是将全球分为六个区域，每个地区发行的DVD影片都只能用同一区域的播放机来播放。换句话说，如果你有一区的影片，则必须使用一区的播放机才能播放。有些DVD播放机号称是“全区”，是因为这些DVD的Firmware被做了某些“手脚”，使得无论是哪一区的DVD影片都能正常播放，没有任何限制。 为了保证和将来的高速设备兼容，许多新的播放机都设计有RS-232串行接口，大多数厂商都提供了固件升级，这样就可以使用计算机来升级固件，这些升级能够帮助解决发生在新老DVD节目播放过程中的错误，同样还能够进行必要的差错检测，也允许在刻录机中增加新的功能。
五、CD-ROM BIOS 现在光驱（图9）在“硬件”方面的发展已趋于成熟，衡量光驱主要就是看其“软件”的先进程度了。这里提到的软件即光驱上的firmware。光驱上的firmware就如同PC机主板上的BIOS，是光驱的中枢神经系统，集中了控制电机、激光头等重要部件的基本指令程式，光驱的各种功能的实现都是由它来指挥运作的。另外，象光驱的读盘能力、光驱的转速、光驱的兼容性、光驱中的特殊标记等，都是由光驱上的firmware来实现的。光驱上的firmware越完善，其功能就越多，由此就可以大大提高光驱的实际工作效果。 目前在市场上，许多品牌的光驱的firmware中添加了特殊的设计，从而使该品牌的光驱具有独特的性能。综览市场，firmware中的特殊功能有： 智能安全防爆技术。对于48X以上高速光驱，马达每分钟的转速可达1万转以上，盘片在光驱内高速旋转，时速可高达225公里。如果盘片上有裂纹的话，很容易扩大，甚至粉碎，高速碎片的强烈冲击力可以粉碎整个光驱并飞溅伤人。三星光驱通过集成在firmware中的特殊软件，可以识别一般划痕和裂纹的区别，记录盘片读取过程中裂纹的成长变化，根据裂纹情况自动下调速度，可以由48X调至40X-36X-32X-24X……直至降至0速。完全根除了高速光驱的安全隐患。 超级智能容错能力。为增强光驱的纠错性能，美达科技在推出新光驱时，搜集了5000多张存在不同制造缺陷的光盘，记录下偏心、密度不均、划伤、反射层薄、沟槽不整等不良状况，并将针对每种情况作出的纠正方案写入firmware中。这样等于在光驱的"大脑"中事先储备了种种光盘疑难病症的“药方”，在读盘过程中，光驱就可对症下药，象临床经验丰富的优秀医师一样，针对不同的光盘采取不同的读取方式。 百折不挠的读盘能力。我们常会发现，同样品牌的光驱，有针对欧美市场的版本，也有针对中国市场的版本，这两种版本的光驱在机械结构上基本相同，但往往针对中国市场的版本读盘能力要强一些，这是怎么回事呢？主要就是两者之间的firmware上存在差异，比如欧美市场版的，在firmware中规定只读三次读不出来就放弃，而针对中国市场的版本则在firmware中规定10次或30次读不出来，才做放弃处理，使得读盘能力加强。 特殊的身份识别能力。在PC机的开机自检过程中，会显示出硬盘、CD-ROM等硬件的相关型号。而在CD-ROM这一项中，大多数光驱都只有一个“ATAPI”的字样及最高标称倍速值，显示不出确切的CD-ROM的品牌（这容易让假货有机可乘）。最新的大白鲨PLUS增强版44X光驱，在其firmware中增加了一个身份识别功能，使开机自检时显示出的CD-ROM后面有“SHARK 44X CD-ROM”的字样，明确指出此光驱的品牌代号，另外，在“我的电脑”的“设备管理”中以及所有涉及CD-ROM的属性处都标明了光驱的具体型号，随时随处都让你对自己的CD-ROM验明证身，给光驱一个小小的“身份证”。现在拥有这一项技术的光驱还不是很多，只有SONY、LG、三星、万盛等拥有了这一项技术。 独特的降噪功能。高速CD-ROM光驱存在的另一个问题是潜在的噪音和颤动现象。在这方面低速光驱会表现好些，而高速光驱会表现差些。造成这个问题原因分为两个方面，一是光盘自身的问题；另一个方面是高速光驱自身的问题。所有的光驱都是通过加快CD的旋转速度来提高传输速度，这个过程势必会产生噪音和震荡的问题。从光驱的技术角度来讲，在高速光驱里“容错性”和“电机发出的声音”是相辅相成的，成正比的。美达40XB光驱中内含具有强力纠错的伺服程序，该伺服程序就存储在1MB的flash ROM芯片中，能够在进一步提高读盘能力的基础上尽可能降低噪声。另外，用户还可以从美达公司的主页上下载低速（24X、36X、40X）的BIOS，在线对光驱的BIOS进行刷新。这一功能的好处是用户可以将50X的光驱作为低速光驱使用，从而可以降低光驱运行时的噪音，提高识别率，同时还可以延长光驱的使用寿命。 由此可见，光驱的firmware的作用还是相当大的。目前大多数光驱firmware中的信息是不允许用户随意修改的，只可读出，不能写入。其实，光驱固件也可以像主板BIOS一样升级，前提是采用了Flash ROM芯片来存储其firmware，这样就可以通过一些软件升级光驱。不过光驱本身成本就低，升级换代的速度也快，而且固件本身所包含的内容不像BIOS那样丰富，所以一般的CD-ROM厂商都没有提供 固件的升级服务。 |
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