Микросхем BIOS существует всего четыре типа:
ROM (Read Only Memory) или ПЗУ,
PROM (Programmable ROM) или ППЗУ (программируемое ПЗУ),
EPROM (Erasable PROM) или СППЗУ (Стираемое ППЗУ),
EEPROM (Electrically EPROM) или ЭСППЗУ (электронно-стираемое ППЗУ),
2ое название – flash ROM.
Именно в таком порядке, как перечислено, они и были разработаны.
Начнем с самого старого типа – ROM. Самые первые ПЗУ, как понятно из названия, были неперезаписываемые и представляли собой матрицу с выжженным программным кодом. Такой тип BIOS просуществовал очень недолго.
Первое ППЗУ было создано в конце 1970-х годов фирмой Texas Instruments. Его емкость составляла 2 Мбит. Принцип работы был крайне примитивен и основывался на том же самом «прожиге», что и ROM. Единственным отличием была возможность «прожига» в домашних условиях (при наличии специального оборудования). Сама микросхема могла быть записана только один раз. При необходимости обновления BIOS, покупалась новая микросхема-болванка PROM и снова выполнялось нанесение кода BIOS.
Несколько позже на смену ППЗУ пришла EPROM. Отличий между ними было немного. Принцип работы, а также маркировки были идентичны. Единственное отличие заключалось в возможности стирания СППЗУ. Сам процесс стирания был достаточно сложным. Для этого требовалось мощное облучение с длиной волны в 2.537 Ангстрем и высокой интенсивностью в 12000 мВт/см2. Расстояние от источника облучения до микросхемы не должно было превышать 30 мм. Время экспозиции составляло от 5 до 15 мин. Для стирания записанной информации применялось специальное устройство, как и в случае с PROM.
Достаточно привычный тип микросхем BIOS, а именно EEPROM получили широкое распространение только в 1994 году. Их основным отличием от предшественников являлось отсутствие необходимости демонтажа с платы. Процесс перепрограммирования выполнялся посредством специализированных программных утилит и мог быть выполнен пользователем в домашних условиях.
В завершение перечислим основные составляющие ROM BIOS. Первым в работу включается POST (Power-On Self Test). В этот момент происходит тестирование основных компонентов ПК: центрального процессора, самого ПЗУ, узлов материнской платы, ОЗУ и основных периферийных устройств. Далее загружается непосредственно сам BIOS. Здесь речь идет о низкоуровневых драйверах, обеспечивающих работу системы при запуске компьютера или при загрузке в безопасном режиме. Здесь же активизируется поддержка средств ввода данных, в простейшем виде – клавиатуры. Следующим шагом вступает в действие программа начальной загрузки – именно она выполняет поиск операционной системы на доступных носителях и ее загрузку. В последнюю очередь выполняется загрузка CMOS. Именно эта часть BIOS редактируется после нажатия клавиши [Del] в начале старта ПК.
Изначально в 1986 году компания Microid Research именовала свое детище, т.е. базовую систему ввода-вывода не BIOS, а MrBIOS . История BIOS началась с того, что Microid Research не успела «вклиниться» в стандарт PC AT/ATX. Впервые использование низкоуровневого ПО Microid Research было замечено в ПК i386. Первыми заказчиками стали такие компании, как DataExpert, Giga-Byte Technology, First International Computer, J-Mark Computer и некоторые другие.
Однако на рынке низкоуровневого ПО Microid Research не была одинокой. Развитие MrBIOS продолжалось наряду с массовым производством чипсетов компанией OPTi. Для каждого чипсета Microid Research разрабатывала новую версию MrBIOS. Но монопольной ситуации здесь не возникало ввиду сотрудничества OPTi с American Megatrends, Award Software и Systemsoft. Тем не менее, именно Microid Research в те годы была бесспорным лидером на рынке «прошивок».
Универсальность MrBIOS как такового была заложена в первые же годы его жизни. Программный код детища Microid Research не рассчитывался на индивидуальные особенности того или иного чипсета. Это давало возможность легкой адаптации продукта для целого ряда устройств. В конечном итоге в список клиентов Microid Research попадает Ocean Technology – гигант электронной индустрии того времени. В конечном итоге прибыль Microid Research от продажи MrBIOS удвоилась, ибо программный код, разработанный для одного и того же чипсета, продавался сперва OPTi а затем и Ocean Technology.
В условиях дороговизны разработки низкоуровневого ПО персонально под каждый чипсет без создания достаточной универсальности многие другие разработчики «прошивок», предназначавшихся исключительно для того или иного чипсета, потерпели крах. Это привело к пополнению списка клиентов Microid Research. В начале 90-х годов туда попадают малоизвестные компании: Contaq, Efar Microsystems, ETEQ Headland Technologies, Microsystems,VLSI Technology. Апогеем развития Microid Research в те годы стал контракт с IBM.
Компьютерный бум первой половины 90-х спровоцировал так называемую The First Big PC Price War – первую большую ценовую войну ПК. Набрав бешеные обороты производства, рынок компьютерной индустрии породил таких гигантов, как Intel, Tyan, Supermicro, Asus. Это стало началом конца Microid Research и MrBIOS. Крупные производители вполне могли себе позволить «одноразовую» покупку низкоуровневого ПО с последующей адаптацией оного собственными силами. Далее в условиях конкуренции появилось понятие бесплатного обновления BIOS, которое разрабатывалось компанией-изготовителем материнских плат (а именно здесь в то время, да и сейчас, BIOS получает наибольшее распространение). Такая ситуация вынудила Microid Research сдать свои позиции. Несколько лет спустя при обращении на сайт www.mrbios.com происходит переадресация на www.unicore.com. Это дает основания полагать, что именно компания Unicore Software стала последним приютом MrBIOS.
Завершая рассказ о MrBIOS как о праотце современного BIOS, отметим основные преимущества программного кода Microid Research над конкурентами тех лет. И здесь есть чему удивиться. Для временного хранения данных использовались страничные регистры DMA – на то время реализацию временного хранилища именно таким образом можно характеризовать как новаторскую. Примечательна поддержка двух каналов FDD-контроллера, что дает возможность подключения четырех дисководов. Потребность в таком количестве достаточно медленных и малоемких носителей информации, конечно, сомнительна, но тем не менее. А вот что действительно интересно, так это реализация поддержки четырех IDE-каналов, что обеспечивает возможность подключения восьми винчестеров или оптических приводов. Так, если современный BIOS поддерживает только Primary и Secondary каналы, то MrBIOS может похвастаться еще Tertiary и Quartery.
Несмотря на то, что старт эпохи BIOS принято ассоциировать с MrBIOS, компания Phoenix Technologies начала первые продажи низкоуровневого программного кода раньше, чем Microid Research, на три года. Несмотря на явное превосходство MrBIOS на заре «прошивок», целый перечень канонов «биосостроения» был создан именно Phoenix Technologies, поэтому в данном разделе мы сосредоточимся на самых интересных аспектах различных разработок Phoenix в области BIOS.
Уникальное новшество было анонсировано осенью 2003 года. Имя ему – Phoenix TrustedCore NB. Phoenix TrustedCore NB позволяет управлять настройками BIOS удаленного ПК по сети. При этом наличие ОС на администрируемом ПК вовсе не обязательно – поддержку сети полностью обеспечивает TrustedCore NB. Таким образом, системный администратор получает удаленный доступ к базовым настройкам компьютера даже в случае, если операционная система вышла из строя.
Еще одной новаторской разработкой Phoenix является система Core Managed Environment. Предназначена она для создания резервной области на жестком диске, куда в случае сбоя операционной системы могут быть сохранены все нужные данные. Разумеется, если речь идет о сбое ОС, то все функции резервного сохранения данных реализованы сторонними средствами: в данном случае, самой системой Core Managed Environment и специальной кнопки «panic».По механизму действия CME схожа с другими восстанавливающими программами, такими как Roxio’s GoBack или утилита Windows XP System Restore. Настройки системы резервного сохранения данных изначально задаются изготовителем ПК и впоследствии могут быть изменены пользователем по его личному усмотрению. При этом следует понимать, что Core Managed Environment никоим образом не может претендовать на звание полноценной замены ОС. Ценовой аспект внедрения данной технологии сдерживает экспансию на рынок и на данный момент распространение оной весьма невелико. Тем не менее, готовность поддержать описанную новацию выразили Founder Technology, Grid Technology Partners, Legend, National Semiconductor, Samsung и Transmeta.
Стоит упомянуть, что в 1998 году Award Software была куплена Phoenix Technologies, и под словом Award понимается ничего более, чем просто торговая марка.
Говоря о AMI BIOS, сразу хочется начать с основной изюминки программного продукта этой фирмы – модульности. Данная концепция, известная под названием Modular BIOS, в свое время была подхвачена практически всеми разработчиками низкоуровневого ПО. Идеология здесь простая: основной разработчик BIOS, то есть в данном случае AMI, пишет ядро (core) BIOS. Окончательную адаптацию с помощью специальной утилиты AMIBCP (BIOS Configuration Program) под конкретный чипсет выполняет фирма-покупатель.
Первой ласточкой стал AMIBIOS Plus. На сегодняшний день в современных версиях программного кода AMI от самой первой версии практически ничего не осталось. Первой версией AMI BIOS, в которой имелись долгосрочные изменения, прослужившие добрый десяток лет, стала Core 2.x. Именно здесь впервые появились такие существующие и на сегодняшний день разделы, как Configure BIOS Features, Configure CMOS Setup и Configure BIOS Setup.
Двумя годами позже впервые в истории биосостроения American Megatrends представила миру BIOS с графическим интерфейсом – WinBIOS (AMIBIOS Core 3.x). За ненадобностью такого компьютерного новшества WinBIOS широкого распространения не получил и тихонько развивался в стенах породившей его компании наряду со стандартным текстовым интерфейсом HiFlex.
В 1994 году выходит в свет AMIBIOS95 Core 4.x. Из основных нововведений отметим следующие: поддержка старта Windows 95 и Flash ROM. Последняя новация дала старт новой эпохе BIOS. За обновлением системной платы теперь мог следить сам пользователь. Кроме того, здесь был реализован обобщенный подход к инициализации устройств на всех типах шин посредством Device Initialization Manager (DIM).