計算機系統及其開機方法

2023-10-31 03:42:47 2

專利名稱：計算機系統及其開機方法
技術領域：
本發明為一種計算機系統及其開機方法，尤其指具有儲存 有基本輸出輸入系統程序碼與作業系統程序碼的 一儲存器單元 的計算機系統及其開機方法。
背景技術：
請參閱圖l,其為一常見的個人計算機系統的功能模塊示意
圖，其主要包括有一中央處理單元IO、北橋晶片ll、南橋晶片 12、第一儲存單元13以及第二儲存單元14等元件。通常個人計 算機系統必須完成基本輸出輸入系統(BIOS)及作業系統(OS)等 程序碼的載入動作後，才能夠讓系統正常運作。而通常基本輸 出輸入系統程序碼13 0及作業系統程序碼14 0分別儲存於第 一 儲 存單元13以及第二儲存單元14中，其中第一儲存單元13大多以 只讀存儲器來完成，至於第二儲存單元14則以硬碟來完成。當 然，第一儲存單元13與南橋晶片12間的第一連接接口 131也就與 第二儲存單元14與南橋晶片12間的第二連接接口 141大不相同， 其中第一連接接口 131的常見類型為ISA總線接口 、 LPC總線接 口或SPI總線接口 ，至於第二連接接口 141的常見類型則是IDE 總線接口或是SATA總線接口 。
而由上述可知，過多種類的總線接口與儲存單元將造成系 統元件過多、4交為耗電且增加成本的缺失，因此，如何改善上 述現有系統的缺失，為本發明的主要目的。

發明內容
本發明為一種計算機系統，該計算機系統包括 一中央處理單元，於一開機程序中發出一第一讀取指令與一第二讀取指
令； 一儲存器單元，其中儲存有一基本輸出輸入系統程序碼及 一作業系統程序碼；以及一儲存器控制器，信號連接於該中央 處理單元與該儲存器單元之間，其根據該第一讀取指令及該第
碼以及該作業系統程序碼載入而完成該開機程序，其中該儲存 器控制器根據 一 預設電位而被辨識為載入該基本輸出輸入系統 程序碼的元件，而使得該儲存器控制器可接收並處理該第 一 讀 取指令。
本發明另提供 一 種計算機系統開機方法，該計算機包括有 一中央處理單元、 一儲存器控制器以及一儲存器單元，該方法 包括下列步驟根據一預設電位而啟動該儲存器控制器至該儲 存器單元中的一結構信息區中讀取數據來進行初始化；將該中 央處理單元所發出的一隻讀存儲器讀取指令轉傳至已完成初始 化的該儲存器控制器；該儲存器控制器對該只讀存儲器讀取指 令進行格式轉換，進而從該儲存器單元中的一隱形區載入一基 本輸出輸入系統程序碼；以及當該基本輸出輸入系統程序碼完 成載入後，該儲存器控制器改從該儲存器單元中的 一 可視區開 始載入一作業系統程序碼。
本發明可以減少儲存單元與總線接口的種類，進而降低耗 電與硬體成本。


圖l為一常見的個人計算機系統的功能模塊示意圖。 圖2是本發明為改善現有手段缺失而提供的關於個人計算 機系統較佳實施例的功能模塊示意圖。
圖3是關於本發明儲存器控制器內部的 一 較佳實施例功能模塊示意圖。
圖4是關於本發明儲存器單元中的儲存器空間配置圖。 圖5是關於本發明計算機系統的開機步驟流程示意圖。 圖6是本發明為改善現有手段缺失而提供的關於個人計算
機系統的另 一較佳實施例的功能模塊示意圖。
圖7是本發明為改善現有手段缺失而提供的關於個人計算
機系統的又一較佳實施例的功能模塊示意圖。
具體實施例方式
請參見圖2,其是本發明為改善現有手段缺失所提供的關於 個人計算機系統較佳實施例的功能模塊示意圖，其主要包括有 中央處理單元20、北橋晶片21、南橋晶片22、儲存器單元23以 及設置於南橋晶片2 2中的 一 儲存器控制器22 0等元件。其中該中 央處理單元20可以是複雜指令集運算(Complex Instruction Set Computing, CISC)的處理單元，也可以是精簡指令集運算 (Relegate Important Stuff to the Compiler, RISC)的處理單元。 其中儲存器單元23可以使用常見的與非快閃記憶體(NAND FLASH MEMORY)來完成，因此儲存器控制器220便可以是與非 快閃記憶體。而在本實施例中，基本輸出輸入系統(BIOS)程序 碼230及作業系統(OS)程序碼231都儲存在儲存器單元23中，進 而使用同屬非易失性存儲器的儲存器單元23來同時扮演現有硬 盤及基本輸出輸入系統只讀存儲器(BIOSROM)的角色，因此省 去了系統中基本輸出輸入系統只讀存儲器(BIOS ROM)的設置。
再請參見圖3,其是關於上述儲存器控制器22 0內部的 一 較 佳實施例功能模塊示意圖。該儲存器控制器220包括基本輸出輸 入系統載入模塊2201 、控制單元2200及 一 束帶接腳(strapping pin)30。由於在開機過程的一開始，中央處理單元20便需要主動進行基本輸出輸入系統程序碼230的載入，此時系統需要預設 好載入基本輸出輸入系統的路徑。因此，本發明利用該束帶接 腳30的設置來表明基本輸出輸入系統的載入接口位於儲存器控 制器220處。換句話說，當系統一開機，系統便可根據外部束帶 接腳30的預設電位來辨識出儲存器控制器220為進行基本輸出 輸入系統程序碼230載入的元件，此時，該基本輸出輸入系統載 入模塊2201被致能並接收中央處理單元20所發出的一第一讀取 指令(舉例而言為一隻讀存儲器讀取指令)來進行轉換處理， 然後再轉傳給該控制單元2200以載入存儲在儲存器單元23中的 基本輸出輸入系統程序碼2 3 0 ，直到儲存於儲存器單元2 3中的基 本輸出輸入系統程序碼230載入完成後，再改為直4矣由控制單元 2200來執行一第二讀取指令(舉例而言為一作業系統讀取指令) 或其它讀取指令以載入存儲在儲存器單元23中的作業系統程序 碼或其它數據。
為能更清楚說明，請參見圖4所示的儲存器空間配置圖，其 為本發明系統將儲存器單元23的儲存空間所進行的配置實例， 其中主要利用 一格式化工具程序來將儲存空間分成兩個部分， 可視區401與隱形區402，其中可視區401代表可以被作業系統來 進行改寫的區域，也就是扮演傳統硬碟的功能，其中儲存著操 作系統程序碼4010、應用程式程序碼4011及其它用戶數據(圖 中未示出)。至於隱形區402則代表不會被作業系統進行改寫的 區域，其中則再分成三個部分，第一部分被稱為結構信息區 (Architecture information)4021 ，其用以儲存該儲存器單元23的 基本信息，例如完成儲存器單元23的該與非快閃記憶體的基本 讀寫單位、數據傳輸通道的數量以及基本輸出輸入系統程序碼
230的初始位置等信息，儲存器控制器220需要讀取所述基本信 息實現正確的初始化以後，才能執行該只讀存儲器讀取指令和該作業系統讀取指令等指令以對該儲存器單元2 3進行訪問。而 第二部分則稱為驅動程序區4022，主要用以儲存關於可視區401 的管理信息，主要在作業系統載入完成後，提供儲存器單元23 的驅動程序供作業系統使用，作業系統可通過該驅動程序區 4022中的驅動程序存取該可視區401中的數據。至於第三部分則 稱為基本輸出輸入系統區4023,用來存放基本輸出輸入系統程 序碼230。而上述基本輸出輸入系統程序碼230可利用 一基本輸 出輸入系統燒錄工具程序來存入基本輸出輸入系統區4023之 中。在載入作業系統之前，則利用基本輸出輸入系統中包括的 選擇只讀存儲器工具程序(option ROM)來負責可視區401的控 管，用以完成找到作業系統載入起點的任務。如此一來，儲存 器控制器220根據自身初始化的預設值至上述結構信息區4021 中讀取數據來進行初始化，才得以與儲存器單元23配合，進而 可執行下列如圖5中關於本發明開機步驟流程示意圖所示的開 才幾動作。
首先，當計算機系統電源被開啟(步驟S10)後，根據束帶接 腳(strapping pin)30的預設電位可知，輸出輸入系統的載入接口 位於儲存器控制器220,因此，儲存器控制器220將根據自身初 始化的預i殳值至上述結構信息區(Architecture information)4021 中讀取數據來進行初始化(步驟Sll)，進而得到基本輸出輸入系 統程序碼230的初始地址及儲存器單元23的基本信息，而在完成 初始化動作後，中央處理單元20便發出 一隻讀存儲器讀取指令 (步驟S12),該只讀存儲器讀取指令將被轉傳至已完成初始化的 儲存器控制器220(步驟S13)，而儲存器控制器220對該只讀存儲 器讀取指令進行格式轉換，進而可根據已得知的該基本輸出輸 入系統程序碼23 0的初始地址以及儲存器的讀寫協定，開始從儲 存器單元23中的隱形區載入基本輸出輸入系統程序碼230(步驟S14)。在本發明一較佳實施例中，儲存器單元23由與非快快閃記憶體 儲器(NAND FLASH MEMORY)實現，而由於基本輸出輸入系統 程序碼230的數據量通常大於該與非快閃記憶體的基本區塊 (block),因此基本輸出輸入系統程序碼230通常被切割成多個區 塊來進行儲存，前述的初始地址可以是該多個區塊中第一個區 塊的地址，而其餘區塊的地址均存放在前一個區塊中，例如第 二個區塊的地址存放在第一個區塊中，第三個區塊的地址存放 在第二個區塊中，諸如此類。如此一來，當基本輸出輸入系統 程序碼230中前一個區塊的程序碼載入完畢以後，可以得到下一 個區塊的地址，乂人而順次讀耳又各區塊並載入，進而完成基本輸 出輸入系統程序碼230載入的動作。而當判斷出基本輸出輸入系 統程序碼230完成載入後(步驟S15),儲存器控制器220便可改從 可視區401中開始載入作業系統程序碼(步驟S16)，而後續動作 與現有手段並無太大不同，故不再予以贅述。
請參見圖6,其是本發明另 一 較佳實施例的功能模塊示意 圖，其包括中央處理單元60、北橋晶片61、南橋晶片62、儲存 器單元63以及設置於北橋晶片61中的一儲存器控制器610等元 件。圖6各模塊的功能與特性與圖2中相同名稱的模塊相當，這 裡不再贅述。與圖2不同的是，儲存器控制器620不是整合在南 橋晶片62內部，而是整合在北橋晶片61內部。
請參見圖7,其是本發明另 一較佳實施例的功能模塊示意 圖，其包括中央處理單元70、儲存器單元73以及設置於中央處 理單元7 0中的 一 儲存器控制器7 00等元件。圖7各模塊的功能與 特性與圖2中相同名稱的模塊相當，這裡不再贅述。與圖2不同 的是，儲存器控制器700整合在中央處理單元70內部，例如在中 央處理單元70為精簡指令集運算(Relegate Important Stuff to the Compiler, RISC)的處理單元的計算機系統中，儲存器控制器700整合在中央處理單元70內部以提高系統整體的性能和 效率。
綜上所述，本發明的優點為減少儲存單元與總線接口的種 類，進而降低耗電與硬體成本，有效達成本發明的主要目的。 任何熟悉本項技術的人員，在不脫離本發明的精神和範圍內， 可在此基礎上做進 一 步的改進和變化，因此本發明的保護範圍 當以本申請的權利要求書所界定的範圍為準。
附圖中符號的簡單說明如下
中央處理單元10
北橋晶片11
南橋晶片12
第一儲存單元13
第二儲存單元14
基本輸出輸入系統程序碼130 作業系統程序碼140 第一連接接口 131 第二連接接口 141 中央處理單元20 北橋晶片21 南橋晶片22 儲存器單元23 儲存器控制器220 基本輸出輸入系統程序碼230 作業系統程序碼231 控制單元2200
基本輸出輸入系統載入模塊2201 存儲器空間40可—見區401 隱形區402 作業系統程序碼4010 應用程式程序碼4011 結構信息區4021 驅動程序區4022 基本輸出輸入系統區4023 中央處理單元60 北橋晶片61 南橋晶片62 儲存器單元63 儲存器控制器610 基本輸出輸入系統程序碼630 作業系統程序碼631 中央處理單元70 儲存器單元73 儲存器控制器700 基本輸出輸入系統程序碼730 作業系統程序碼731。
權利要求
1. 一種計算機系統，其特徵在於，該計算機系統包括一中央處理單元，於一開機程序中發出一第一讀取指令與一第二讀取指令；一儲存器單元，其中儲存有一基本輸出輸入系統程序碼及一作業系統程序碼；以及一儲存器控制器，信號連接於該中央處理單元與該儲存器單元之間，其根據該第一讀取指令及該第二讀取指令而從該儲存器單元依序將該基本輸出輸入系統程序碼以及該作業系統程序碼載入而完成該開機程序，其中該儲存器控制器根據一預設電位而被辨識為載入該基本輸出輸入系統程序碼的元件，而使得該儲存器控制器接收並處理該第一讀取指令。
2. 根據權利要求l所述的計算機系統，其特徵在於，該儲 存器單元由一與非快閃記憶體來完成。
3. 根據權利要求l所述的計算機系統，其特徵在於，該儲 存器單元中的存儲器空間包括有一可視區與一隱形區，其中該 可視區用以儲存該作業系統程序碼，該隱形區則包括一結構信 息區， 一驅動程序區以及一基本輸出輸入系統區，其中該結構 信息區用以儲存該儲存器單元的基本信息，該驅動程序區用以 儲存關於該可視區的管理信息，該基本輸出輸入系統區用來存 》文該基本輸出輸入系統程序碼。
4. 根據權利要求3所述的計算機系統，其特徵在於，該隱 形區還包4舌一初始地址，該初始地址是該基本輸出輸入系統程 序碼在該儲存器單元中存放的地址，其中該基本輸出輸入系統 程序碼在該儲存器單元中分多個數據區塊儲存時，該初始地址 是該多個數據區塊中第一個區塊的地址。
5. 根據權利要求l所述的計算機系統，其特徵在於，該儲 存器控制器包括一基本輸出輸入系統載入模塊，其接收該中央處理單元所發出的該第一讀取指令來進行轉換處理；以及一控制單元，信號連接於該基本輸出輸入系統載入模塊， 其接收該基本輸出輸入系統載入模塊轉傳過來的該第 一 讀取指 令來讀取該儲存器單元中的基本輸出輸入系統程序碼，或是接收該中央處理單元所發出的該第二讀耳又指令來讀取該作業系統 程序碼。
6. 根據權利要求5所述的計算機系統，其特徵在於，還包 括一束帶接腳，由該束帶接腳設置該預設電位，從而致能該基 本輸出輸入系統載入模塊，使得該基本輸出輸入系統載入模塊 對該第一讀取指令進行轉換處理。
7. 根據權利要求l所述的計算機系統，其特徵在於，該儲 存器控制器設置於一南橋晶片內，或設置於一北橋晶片內，或 設置於該中央處理單元內。
8. —種計算機系統開機方法，其特徵在於，該計算機包括 有一中央處理單元、 一儲存器控制器以及一儲存器單元，該計 算機系統開機方法包括下列步驟根據一預設電位而啟動該儲存器控制器至該儲存器單元中 的 一結構信息區中讀取數據來進行初始化；將該中央處理單元所發出的一隻讀存儲器讀取指令轉傳至 已完成初始化的該儲存器控制器；該儲存器控制器對該只讀存儲器讀取指令進行格式轉換， 進而從該儲存器單元中的 一 隱形區載入一基本輸出輸入系統程 序碼；以及當該基本輸出輸入系統程序碼完成載入後，該儲存器控制 器改從該儲存器單元中的 一 可視區開始載入 一 作業系統程序碼。
9. 根據權利要求8所述的計算機系統開機方法，其特徵在 於，該儲存器控制器進行初始化時於該結構信息區中所讀取的 數據包括該儲存器單元的基本信息。
10. 根據權利要求8所述的計算機系統開機方法，其特徵在 於，該儲存器控制器進行初始化時於該結構信息區中所讀取的 數據包括該基本輸出輸入系統程序碼的初始地址，該基本輸出 輸入系統程序碼在該儲存器單元中分多個數據區塊儲存時，該 初始地址是該多個數據區塊中第 一 個區塊的地址。
全文摘要
本發明為一種計算機系統及其開機方法，該計算機包括有一中央處理單元、一儲存器控制器以及一儲存器單元，該儲存器單元儲存有基本輸出輸入系統程序碼與作業系統程序碼，而該方法包括下列步驟根據一預設電位而啟動該儲存器控制器至該儲存器單元中的一結構信息區中讀取數據來進行初始化；將該中央處理單元所發出的一隻讀存儲器讀取指令轉傳至已完成初始化的該儲存器控制器；該儲存器控制器對該只讀存儲器讀取指令進行格式轉換，進而從該儲存器單元中的一隱形區載入基本輸出輸入系統程序碼；以及當該基本輸出輸入系統程序碼完成載入後，該儲存器控制器改從該儲存器單元中的一可視區開始載入作業系統程序碼。
文檔編號G06F9/445GK101436140SQ200810186460
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月19日 優先權日2008年12月19日
發明者林皓琳 申請人:威盛電子股份有限公司