Dlaczego układ ROM BIOS-u nie jest wykonany w technologii CMOS?

Po przeczytaniu kursu sprzętowego na temat systemu BIOS / CMOS nadal nie jestem w stanie ustalić, dlaczego układ ROM systemu BIOS nie został zbudowany przy użyciu technologii CMOS i dlaczego jest podłączony do osobnego układu o nazwie „CMOS” do przechowywania informacje o konfiguracji.

To jest z notatki z wykładu :

Programy są przechowywane w układzie BIOS systemu, a dane zmienne są przechowywane w układzie CMOS

Grupa sprzętu CMOS : sprzęt, który jest wspólny, niezbędny, ale może ulec zmianie - pamięć RAM, dyski twarde, dyskietki, porty szeregowe i równoległe

Wiem, że BIOS jest przechowywany w pamięci flash, a technologia CMOS MOSFET rozprasza mniej energii w porównaniu do innych implementacji.

Dlaczego tylko BIOS ROM nie korzysta z CMOS, podobnie jak inne urządzenia pamięci masowej - co dokładnie jest zaletą? I dlaczego informacje o konfiguracji BIOS-u nie mogą być przechowywane we własnym układzie ROM zamiast „układu CMOS”?

Mieszasz technologię implementacji z potocznymi terminami dotyczącymi funkcjonalności.

CMOS - Complementary Metal Oxide Semiconductor - to metoda tworzenia logiki i powiązanych obwodów za pomocą tranzystorów polowych z kanałem typu N i kanałem P. Jedną z jego charakterystycznych cech jest wyjątkowo niski pobór mocy statycznej - energia jest wykorzystywana prawie tylko przy zmianie stanu. W rezultacie statyczny układ pamięci CMOS może przechowywać swoją zawartość przez lata na baterii i jest przydatnym miejscem do przechowywania półtrwałych informacji.

BIOS i powiązany kod startowy tradycyjnie były przechowywane w urządzeniach PROM lub EPROM. EPROMy w erze komputerów IBM były zwykle wytwarzane w technologiach sprzed CMOS, takich jak NMOS, ale najważniejsze jest to, że nie były one zwykle możliwe do zapisania po zainstalowaniu na komputerze, a jedynie w specjalnym programatorze. Ponadto, podczas gdy wiele współczesnych systemów i klonów używało pamięci EPROM, rzeczywiste produkcyjne wersje IBM-PC używały tańszych, nieprogramowalnych PROM (wyprowadzenia zwykle były kompatybilne w użyciu).

Konstrukcja PC-AT dodała następnie podtrzymywaną bateryjnie pamięć CMOS do przechowywania dostosowywanych ustawień, a także (być może w tym samym urządzeniu) trwały zegar czasu rzeczywistego. Użytkownicy końcowi nazywali to potocznie CMOS, chociaż było to oczywiście tylko szczególne użycie, które umożliwiła szybko rozpowszechniająca się technologia chipów.

Dziś oczywiście nie używamy już równoległych E / PROM dla BIOS-u, ale raczej używamy szeregowej pamięci flash NOR i przesyłamy zawartość do szybszej pamięci RAM w celu wykonania. Nowoczesne układy FLASH są w rzeczywistości wykonane z technologii CMOS. I zazwyczaj można je przeprogramować w obwodzie. To naprawdę zależy od projektanta systemu, czy chcą umieścić półtrwałe informacje konfiguracyjne w pamięci RAM podtrzymywanej bateryjnie lub w programowalnej pamięci flash - użytkownik końcowy lub system operacyjny po uruchomieniu może mieć niewielką rzeczywistą widoczność rozróżnienia.

Ale nawet jeśli do ustawień używana jest lampa błyskowa, nadal zwykle będzie dostępny zegar czasu rzeczywistego o niskiej mocy, który działa na baterii.

Kiedy wynaleziono komputer, większość logiki na nim polegała na energochłonnych układach NMOS i TTL. CMOS był bardzo nowy, a jedyne obwody w komputerze, które go używały, były powiązane z rzeczami, które musiały działać na akumulatorze, gdy zasilanie było wyłączone, takimi jak konfiguracyjna pamięć RAM i zegar czasu rzeczywistego.

Obecnie prawie cała logika to CMOS, w tym energochłonny procesor i pamięć flash EEPROM, która utrzymuje BIOS. W pewnym sensie twoje pytanie opiera się na niewłaściwej przesłance - pamięć flash EEPROM to CMOS. Jednak z jakiegokolwiek powodu termin „CMOS” w komputerze PC nadal odnosi się tylko do funkcji RAM i RTC.

Jeśli zastanawiasz się, dlaczego BIOS nie jest przechowywany w ulotnej pamięci RAM, a nie w nieulotnej pamięci flash, to dlatego, że baterie ulegają awarii, a wymazanie BIOS-u skutecznie „zepsuje” komputer, wymagając specjalistycznego sprzętu, aby go ponownie uruchomić.

Myślę, że mylisz dwa użycia akronimu „CMOS”. Są układy zbudowane w całości z uzupełniającej technologii tranzystorowej MOS. W rzeczywistości prawie wszystkie układy scalone są obecnie budowane w ten sposób, w tym większość cyfrowych obwodów sterujących na układzie Flash.

Inne użycie CMOS utrzymywało się w branży komputerowej od najwcześniejszych dni w odniesieniu do układu przechowującego niektóre ustawienia i zegara czasu rzeczywistego z dołączoną baterią. W tamtych czasach (wczesne lata 80.) większość dużych układów na PC była technologią NMOS, a różne układy logiczne były dwubiegunową logiką tranzystorową (TTL, LSTTL itp.). Jedynym zastosowanym układem CMOS był układ RTC, który stał się znany jako „CMOS”.

Obecnie RTC nie jest już oddzielnym układem w urządzeniu z architekturą PC. Zamiast tego jest wbudowany w chipset płyty głównej (który nawiasem mówiąc jest produkowany z komplementarnymi obwodami MOS). W dzisiejszych czasach rzadko zdarza się, aby jakikolwiek BIOS używał starszej pamięci RAM z podtrzymaniem bateryjnym w części chipsetu RTC do przechowywania ustawień. Zamiast tego BIOS używa kilku stron urządzenia pamięci masowej SPI Flash, aby zapisać swoje ustawienia w nieulotny sposób. W związku z tym istnieją minimalne ustawienia, które gubią się w komputerze, gdy bateria wyczerpie się lub zostanie odłączona. Minimalne ustawienia, które są tracone po usunięciu zasilania z baterii, to niektóre z tych, które kontrolują proces uruchamiania i resetowania chipsetu i w rzeczywistości nie są nawet przechowywane w ogniwach RAM zasilanych z baterii, ale zamiast tego w specjalnych zatrzaskach flipflop o niskiej mocy, które są zasilane z monety bateria ogniwowa.

Zobacz także /superuser/989499/what-does-a-cmos-chip-look-like : zapewnia nam to przydatny link do oryginalnej karty danych MC146818 .

Ten układ został zmapowany w pamięci i podał 64 bajty. 14 z nich było na czas, pozostawiając resztę jako pamięć RAM ogólnego przeznaczenia. Cały układ był zasilany z baterii, gdy komputer był wyłączony, aby utrzymać tykanie zegara czasu rzeczywistego.