4、计算机固件发展历程与技术解析

计算机固件发展历程与技术解析

1. 用户界面与BIOS早期发展

1.1 用户界面

早期的IBM PC/AT BIOS意识到，终端用户需要了解硬件初始化操作中的故障情况。由于硬件较为复杂，在POST（加电自检）操作中识别故障或潜在的不良硬件十分重要。PC/AT上实现的初始用户界面的一部分是POST代码（2字节数据，也称为错误代码），这些代码会出现在主I/O端口80或视频/串行控制台上，代表错误状态和可采取的纠正措施（如果有的话）。例如，错误代码0x0003表示CMOS电池电量低，纠正措施可以是继续启动或中止启动以修复问题。后来，蜂鸣声代码成为一种更有意义的方式，用于吸引用户对故障的关注或指示启动成功。如果计算机POST失败，会发出不同的蜂鸣声（短蜂鸣声或长蜂鸣声，且有周期性间隔）来告知用户问题的来源。例如，一声短蜂鸣声表示DRAM刷新失败。此后，每个BIOS供应商都设计了自己产品特定的POST和错误代码，以便在POST期间轻松检测故障。

1.2 BIOS服务

BIOS负责在POST期间对连接到主板的所有控制器进行硬件初始化。它实现了特定的例程来执行硬件组件的初始化，如输入和输出设备、存储设备和串行端口。PC/AT BIOS将平台初始化与运行时服务分开。

1.3 BIOS中断调用

IBM平台利用BIOS中断调用来从MS - DOS层调用平台硬件。传统上，通过触发软件中断来访问BIOS例程。这些BIOS中断调用被DOS内部操作和一些应用层使用。这种操作模式需要高权限。当软件触发BIOS中断时，CPU将中断重定向到IVT（中断向量表），并执行与该中断向量对应的特殊例程来执行请求的任务。INT指令用于触发软件中断，例如