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PC 3.0时代的BIOS

作者:时间:2008-05-08来源:电子时报收藏
  计算机的核心便是大家口中的(basic input/output system)或称做核心系统软件(Core System Software;CSS) ,是负责在开机程序中启动所有计算机内的组件的韧体码。业界一直致力改进此基础韧体以减轻系统研发业者的负担,但却没有扩展的功能角色,彻底发挥其潜能。在所追求的愿景中,便是让扮演一个完整的平台,研发业者皆能在平台上面开发新功能,并提升--也就是拥有嵌入式简化功能(Embedded Simplicity)的新一代PC的系统运作模式。

  BIOS在PC的运作上一直扮演多种重要且历史悠久的角色。计算机开机时,BIOS会测试基本系统功能、启动并进行核心系统硬件组态,再加载操作系统(OS),以交由OS来控制使用者与计算机之间的互动。同时,BIOS也扮演OS与底层硬件之间的桥梁,并提供某些额外的系统服务。

  BIOS当初是针对简单配备计算机中的DOS所设计的,后来持续因应Windows以及日趋复杂的系统,不断进行修改,加入许多扩充功能,包括启动电源自我测试(POST)、电源管理、系统管理,以及支持系统外围组件的自动仿真与资源分配功能,但事实上,BIOS并未因此改变其运作规模。因为BIOS是针对每部系统的硬件组合量身打造,所以仅会启动开机流程中相关的核心系统外围组件 – 包括键盘、序列I/O端口、USB、屏幕,以及磁盘接口 ,换句话说,就是让PC主要还是依赖OS指令以运作所有PC功能。

  然而,传统的PC BIOS已经不符时宜,这个发展长久的传统组件,导致现有BIOS提供的功能与时代运算需求之间,出现了极大的落差。

  以PC制造商为例,若能透过BIOS进行制造测试,业者将因此在制造过程中大幅受益,像是透过网络即可轻松加载磁盘映像(disk image)、或是执行未经开机程序(non-boot)的硬件,以及不必进入操作系统就进行系统故障的除错作业。面对每年超过55种系列产品、逾250种不同产品问世的情况,系统研发业者亟需一种高效率的方法来调整BIOS以支持其系统硬件。而传统的BIOS已无法符合这些需求。

  ◎业界正积极更新BIOS

  在过去几年,业界出现更新BIOS的热潮,目标是建置一个统合延伸韧体界面 (Unified Flexible Firmware Interface;UEFI)。UEFI有多个值得推动的目标,包括增加韧体建置时的模块化功能、使用C语言而非汇编语言(Assembly language),以及提供一个简化的方法,方便把新技术整合到PC。运用UEFI系统的研发业者,能轻易设定韧体以配合特定的硬件组合,或是支持如开机屏幕等客制化功能,并且把新硬件的驱动程序加入开机程序。UEFI亦可以为PC带来定义完善的操作系统前运作状态,让制造商不必进入Windows操作系统便能执行诊断测试,同时供应各种执行功能。

  在过去这段日子,已经发挥UEFI程序代码在模块化与可延伸方面的效益,快速推出方案,以支持推出更快、更安全的BIOS、最新的产业硬件标准、虚拟化功能、齐备的操作系统前应用程序以及各种工具,让新客户的平台能降低BIOS启用时间与成本。

  虽然UEFI的产业共同愿景是要让未来的BIOS迈向正确的发展方向,但光是如此还不够,因为它没有提供让新一代的PC BIOS成为「的最佳BIOS」的愿景。它所提供的开启程序仍限于启动核心装置;它建立的执行阶段环境还是仅能执行单一操作系统;也就是计算机在出厂之后,仍不能执行操作系统以外的应用程序。

  ◎未来的BIOS

  除了提供UEFI的功能外,新一代的BIOS应是一个在其所扮演的角色内的完全运算平台。相信未来真正的BIOS应是一个完备的韧体平台,让PC比现今更加安全,并提升运作速度。BIOS平台与操作系统之间是平行且相互独立,在主要应用程序之外(如Windows),BIOS应能支持自己的分层式韧体应用程序。BIOS平台应有完全的存取权限,能使用PC内所有技术,包括网络与无线通讯、安全防护、装置、以及电源管理等组件。BIOS还应提供一个简单且安全的always-on的操作环境,并支持各种应用程序,当主要操作系统故障或遭遇其它问题时,能立即备援运作。

  PC 3.0的BIOS平台也应解决PC制造商目前所有面临的问题。不仅延续UEFI目前所有的努力目标,同时亦能延伸至制造时的远程测试/除错功能,并改进系统的管理功能,开启发展新系统功能的大门。BIOS可扩增许多制造选项,例如像在加载主操作系统之前,建立一个完整的运算环境,这让制造商能完全启动系统硬件,进行诊断与制造测试,以及加载磁盘映像,完全不必进入操作系统。由于BIOS运算环境在加载操作系统后仍维持运作,故能强化系统的管理功能,提供一个独立在操作系统之外的系统入口,让使用者能执行现场除错程序。
 
  未来的BIOS平台亦突破传统产业的视野,开启创新大门,鼓励业者开发PC的延伸功能。由于BIOS平台能独立于操作系统之外单独运作,故能摆脱Windows的沉重包袱,同时支持多个应用程序,其中一种可能的应用,是「always-on (永不断线)」的通讯与媒体播放功能。在BIOS平台上执行的软件,像是电子邮件,能持续监视无线网络是否有传来新邮件,当收到新邮件时会立即通知使用者,甚至当Windows关闭或计算机关机时仍能持续运作。同样,PC在关机后置于计算机背包时,仍能透过蓝芽联机播放媒体档案。对于主操作系统完全开启后的计算机而言,因为电力需求过高,根本不可能支持这样的应用,但事实上只要在一个低电力的简单运作状态下,这些应用便可以运作。

  未来BIOS平台的另一种应用,就是PC开机后「instant-on (立即启动)」的基本通讯与网络功能。现在,行动使用者想要快速检查电子邮件,或上网取得信息,必须等候PC开机并加载Windows操作系统,等启动应用软件后才能进行任何作业。未来,透过在BIOS平台上执行的精简网络应用韧体,能让使用者几乎在开机后立即使用想要的功能。这些精简应用程序的目的,并不是取代Windows中全功能版本的程序,而是辅助它们并提供更高的可用性。

  ◎支援PC 3.0的BIOS

  Phoenix已经着手开发前述的新一代BIOS,及PC 3.0专属的BIOS。累积超过20年的BIOS领导者经验, Phoenix能够充份掌握PC制造商、系统研发业者与维修人员的需求,确保新BIOS能满足他们的需要。Phoenix的研发团队在传统BIOS中建置UEFI与EFI的程序代码后,他们在为PC 3.0开发韧体时,尝试运用先进的程序开发技巧,进而造就了最近Phoenix的产品研发成果,包括FailSafe、SecureCore,以及HyperSpace。这些产品将提供安全系统功能以及远程装置管理功能,并能在Windows操作系统以外的环境独立运作。

  Phoenix 在2008年的计划包括推出多个重大更新版本的BIOS,将平台的概念推入全面产品化的阶段。此外,Phoenix正着手扩大基础建设的规模,以充份发挥强化BIOS的潜能,同时我们也正开发许多工具,协助研发业者与制造商降低韧体验证与开发的成本。软件开发套件(Software Development Kits;SDK)亦正在研发之中,以鼓励第三方业者设计分层式韧体的应用。 Phoenix 的目的就是转化BIOS发展并发展一套类似电子设计自动化(EDA)--以工具为导向的流程,这些都将仰赖先进开发技术,例如:模块模板、视觉设计、编码转换与产生以及自动检测技术。

  Phoenix将透过实践我们独一无二的PC 3.0愿景来重申我们在PC系统技术领域的领导角色。新一代BIOS平台的出现,不仅协助ODM与OEM厂商因应各项急迫问题,也还永远改变PC的观念。许多简单的应用,将能跳过传统沉重操作系统的负担,以辅助支持包括远程除错、系统当机修复、与开机后立即执行等新功能。这种真正BIOS的未来发展,将让现代PC充份发挥以往从未释放的潜能。(本文作者Dr. Gaurav Banga/凤凰科技技术长暨工程研发部门资深副总裁 )


关键词: BIOS PC 3.0 Phoenix

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