專利名稱：自動切換基本輸入/輸出程序的系統及其方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種自動切換基本輸入/輸出系統程序的系統及其方法，尤其 涉及一種通過硬件控制電路自動切換基本輸入/輸出系統程序而完成系統啟始 的技術。
背景技術：
在計算機系統中，基本輸入/輸出系統(Basic Input-Output System, BIOS) 是計算機基本操作中最基礎的軟件，主要是由低階的指令集所組成，而其內主 要儲存與計算機相關且重要的基本輸入/輸出程序、系統信息設備、開機自我 測試(Power-On Self Test, POST)和系統開機程序等。當計算機開機時，BIOS
即調用所存放的相關程序對計算機系統執(zhí)行開機自我檢測。當檢測全部完成 后，BIOS遂將系統控制權移交給系統的引導模塊，以由引導模塊完成操作系 統的加載程序。因此，計算機一開機時初始的運作，都是依照基本輸入/輸出 系統的內容來執(zhí)行運作，倘若基本輸入/輸出系統出現問題，計算機一開機便 無法執(zhí)行如內存、硬盤、中央處理器等的測試，使計算機無法順利開機。
在一般計算機系統中，均將BIOS的程序指令集燒錄在非揮發(fā)性內存 (Non-Volatile Memory)中，如Flash R0M、 PR0M、 EPR0M、 EEPR0M等，并將 BIOS內存內建于計算機的主機板或放入計算機系統的芯片組中，使其不受電 源供應影響，而可長久保存其內容。但BI0S內存的內容并非完全不會出現錯 誤，當BI0S內存的電路結構隨時間產生退化，或于BIOS更新時操作不當而造 成數據損毀，或其它不可預期的操作使其內容產生錯誤或數據流失，將導致計 算機開機執(zhí)行BIOS程序時產生錯誤，而造成系統無法正常開機，所以BIOS 的救援變的非常重要。現有技術中，于一個計算機系統中設置兩個BIOS記憶 裝置，亦或是一個BIOS內存中有兩份BIOS程序，但因為是通過軟件程序的方 式作BIOS切換，其前提必須是BIOS中啟動區(qū)的數據完全正確，才可以完成 BIOS的切換以順利開機，否則若BIOS中啟動區(qū)的數據也被破壞，那系統還是
會于開機過程中^1機而無法順利啟動。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于提出一種自動切換基本輸入/輸出程序的 系統及其方法。
為實現上述目的，本發(fā)明所提供的一硬件控制電路，為一可程序化邏輯電 路，于該系統啟動后一預定時間，檢測一基本輸入/輸出系統狀態(tài)信號，若該 基本輸入/輸出系統狀態(tài)信號為一失能信號則發(fā)出一切換信號，并且重新啟動 該系統，其中該基本輸入/輸出系統狀態(tài)信號在該系統于開機時的初始值為該 失能信號； 一第一基本輸入/輸出系統程序與一第二基本輸入/輸出系統程序， 分別儲存于兩個實體基本輸入/輸出系統內存，或儲存于同一個實體基本輸入/ 輸出系統內存中的兩個地址區(qū)段，均可啟始該系統，并于完成開機自我測試后， 變更該基本輸入/輸出系統狀態(tài)信號為一致能信號，其中該系統先被該第一基 本輸入/輸出系統程序啟始；以及一切換電路，連接該硬件控制電路，當接收 到該切換信號，則利用該第二基本輸入/輸出系統程序啟始該系統；其中，該 切換電路在由該硬件控制電路控制該系統重新啟動的情況下，維持該系統先以 該第二基本輸入/輸出系統程序啟始。
而且，為實現上述目的，本發(fā)明提供一種自動切換基本輸入/輸出程序的 方法，至少包含下列步驟通過一第一基本輸入/輸出系統程序啟始一系統； 于該系統啟動至一預定時間，通過一硬件控制電路檢測一基本輸入/輸出系統 狀態(tài)信號是否為一失能信號；當該基本輸入/輸出系統狀態(tài)信號為該失能信號 時，通過該硬件控制電路傳送一切換信號至一切換電路以利用一第二基本輸入 /輸出系統程序啟始該系統；以及重新啟動該系統；該第一基本輸入/輸出系統 程序與該第二基本輸入/輸出系統程序，分別儲存于兩個實體基本輸入/輸出系 統內存或儲存于同一個實體基本輸入/輸出系統內存中的兩個地址區(qū)段，其均 可啟始該系統，并于完成開機自我測試后，變更該基本輸入/輸出系統狀態(tài)信 號為一致能信號。
該系統至少包含由硬件控制電路、系統芯片組、系統電源單元、切換電路、 以及兩個可互相提供備援的BIOS程序或BIOS內存所組成。利用其可自動切換 并互相提供備援的BIOS程序或BIOS內存，通過一個可程序化的硬件控制電路(Programmable Logic fC， PAL)檢測信號，以切換供系統啟動的BIOS程序或 BIOS內存。該硬件控制電路包含有一個BIOS狀態(tài)信號(BIOS READY信號)輸入 端，及BIOS的切換信號(BLOCK_SELECT信號)與系統重置信號 (SYS—SWITCH—OU乙N信號)的兩個信號輸出端。其中，BIOS狀態(tài)信號為系統于 BIOS啟始的過程中，由任何一個可通過BIOS程控的芯片通過芯片接腳，如一 般用途輸入輸出(General Purpose 1/0， GPIO)接腳，傳遞至硬件控制電路的 信號，且BIOS狀態(tài)信號于計算機系統開機時的初始值設為失能(Disable)信 號。另外，BIOS的切換信號，由硬件控制電路傳送失能信號或是致能信號至 切換電路以控制BIOS程序或BIOS內存的切換。而系統重置信號為硬件控制電 路傳送至南橋芯片的重置(reset)信號，以使系統重新開機。
因BIOS狀態(tài)信號于計算機系統開機時的初始值設為失能信號，若在BIOS 程序完成開機自我測試(POST)檢測本身的狀態(tài)為正常時，通過如一般用途輸入 輸出的芯片接腳，將BIOS狀態(tài)信號改變?yōu)橹履苄盘枴Ｒ虼水斚到y開啟一段預 定時間后，硬件控制電路即檢測判斷BIOS狀態(tài)信號為失能信號或致能信號。 若BIOS狀態(tài)信號為致能信號則系統繼續(xù)進行該BIOS程序的開機程序;若BIOS 狀態(tài)信號為失能信號，則硬件控制電路傳送一個BIOS的切換信號至切換電路， 使系統被切換連向另一個BIOS程序，并同時發(fā)出系統重置信號以重新啟動系 統。而由硬件控制電路重新啟動系統時，則保持由切換后的BIOS程序啟動系 統。此外，上述的可自動切換并互相提供備援的兩個BIOS程序，可為儲存于 一個實體BIOS內存中不同地址區(qū)段的程序代碼，或分別儲存于兩個實體BIOS 內存中的程序。另外，該兩個BIOS程序的內容可為相同的程序代碼，或者因 BIOS備份、BIOS備援、防毒等不同目的而分別包含不同的程序代碼。
借此，由本發(fā)明的方法更可達到另一功效，即若BIOS本身的啟動區(qū)是損 壞的，BIOS即無法針對本身進行檢測，也或于開機自我測試(POST)過程中發(fā) 生異常，因此無法于開機后的預定時間內致能BIOS狀態(tài)信號。又由于BIOS 狀態(tài)信號于計算機系統電源開啟時的初始值即為失能信號，所以當硬件控制電 路檢測到BIOS狀態(tài)信號為失能信號，即表示該BIOS無法成功完成系統啟動， 因此通過硬件控制電路自動發(fā)出一個BIOS的切換信號至切換電路，使切換電 路切換系統連至另一個BIOS，并由該切換后的BIOS重新啟動系統。達到即使 一個BIOS程序或BIOS內存完全損壞，仍可以由系統自動切換到另一個BIOS
程序或BI0S內存以完成系統啟動的目的。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，所附 附圖的詳細說明如下
圖1為本發(fā)明的自動切換BIOS程序的系統實施例一的架構示意圖2為本發(fā)明的自動切換BIOS程序的系統實施例二的架構示意T圖3A及圖3B為本發(fā)明的一種自動切換BIOS程序的方法的步驟流程圖。
g中，附圖標記
100:系統210:硬件控制電路
110:硬件控制電路220:中央處理單元
120:中央處理單元230:供電單元
130:供電單元240:切換電路
跳切換電路250:第一BI0S內存
150:BIOS內存251:第一 BIOS程序
151:第一BI0S程序260:第二 BIOS內存
152:第二 BIOS程序261:第二 BIOS程序
200:系統
具體實施例方式
本發(fā)明為一種自動切換基本輸入/輸出程序的系統及其方法，主要提出一
種具有兩個可自動切換并互相提供備援的BIOS程序，以達到即使一個BIOS 程序完全損壞，仍可以自動切換到另一個BIOS程序以啟動系統的技術。以下 先詳細敘述本發(fā)明的系統，并以應用本發(fā)明技術的較佳實施例，配合附圖詳細 說明本發(fā)明的內容及技術。
首先，請先參照圖1，為本發(fā)明的具有可自動切換BIOS程序的系統實施 例一的架構示意圖。實施例一的自動切換BIOS程序的系統100，包含硬件控 制電路110、中央處理單元120、供電單元130、切換電路140、以及一個實體 BIOS內存150所組成，其中實體BIOS內存150中存有第一 BIOS程序151及 第二 BIOS程序152。其中，硬件控制電路110為一個可程序化的邏輯電路，
于系統100啟動后一預定時間，通過硬件控制電路110檢測BIOS狀態(tài)信號，
若該BIOS狀態(tài)信號為失能(disable)信號則發(fā)出切換信號至切換電路140，并 且重新啟動系統100，其中該BIOS狀態(tài)信號為在系統100于BIOS程序啟始的 過程中，由任何一個可被中央處理單元120控制的芯片通過芯片接腳(如一 般用途輸入輸出接腳)傳遞至該硬件控制電路110的信號，同時其于系統100 開機時的初始值為一失能信號。另外，第一 BIOS程序151及第二 BIOS程序 152，均用以啟始系統的程序，分別儲存于實體BK)S內存150中的不同的地址 區(qū)段，比如于一個4MB的實體BIOS內存中，于內存地址編碼0 2MB地址 處與2 4MB地址處，分別各儲存一個基本輸出/輸入系統程序。而切換電路 140連接至硬件控制電路110，當接收到自硬件控制電路110傳來的切換信號， 則變更BIOS內存150中的地址編碼，以連向該第一 BIOS程序151或該第二 BIOS程序152，達到自動切換備援的基本輸出/輸入系統程序以啟動計算機系 統的目的。此外，上述的第一 BIOS程序151及第二 BIOS程序152均為包含啟 始系統的程序，其兩者的內容可為相同的程序代碼，或者因BI0S備份、BIOS 備援、防毒等不同目的而分別包含不同的程序代碼。
借此，即可于硬件控制電路110設計加入一個BIOS狀態(tài)信號(BI0S READY 信號)的輸入端，當系統100開機并以第一 BIOS程序151啟始時，先初始BIOS 狀態(tài)信號為失能信號。在完成開機自我測試(POST)后才將BIOS狀態(tài)信號變更 為致能信號。因此待系統100開機啟動后一預定時間，硬件控制電路110即檢 測BI0S狀態(tài)信號為致能信號或失能信號。若檢測到BI0S狀態(tài)信號為失能信號， 即表示該系統100的BIOS無法成功完成系統100的啟動，則通過硬件控制電 路110傳送一個BI0S的切換信號(BLOCK—SELECT信號)至該切換電路140以切 換系統100連至第二 BIOS程序152，并發(fā)出系統重置信號(SYS—SWITCH—OUT—N ENABLE)以重新啟動系統100。此時切換電路140就會變更啟始系統100的BIOS 程序的地址編碼，而使用第二 BIOS程序152啟始該系統100。此技術手段只 需要更改硬件控制電路的程序，并配合一個BIOS程序的切換電路，就可以達 到完全救援的目的，如實施例一中只需要通過一個互斥或門。因此在生產成本 和系統運作效益上均有很大的改善。
接著，請參照圖2，為本發(fā)明的具有可自動切換BIOS程序的系統實施例 二的架構示意圖。實施例二的可自動切換BI0S內存的系統200，至少包含由
硬件控制電路210、中央處理爭元220、供電單元230、切換電路240、以及第 -- BIOS內存250和第二 BIOS內存260等兩個實體BIOS內存所組成。其與實 施例一的運作原理相同，唯一不同于實施例一之處在于實施例二的系統200 具有兩個實體BIOS內存第一 BIOS內存250、第二 BIOS內存260，并分別于第 一 BIOS內存250中儲存有第一 BIOS程序251及于第二 BIOS內存260中儲存 有第二 BIOS程序261。于系統200啟動后一預定時間，通過硬件控制電路210 檢測BIOS狀態(tài)信號，若該BIOS狀態(tài)信號為失能(disable)信號則發(fā)出切換信 號至切換電路240，并且重新啟動系統200，其中該BIOS狀態(tài)信號為在系統 200于BIOS程序啟始的過程中，由任何一個可被中央處理單元220控制的芯 片通過芯片接腳(如 一般用途輸入輸出接腳)傳遞至該硬件控制電路210的信 號，同時其于系統200開機時的初始值為一失能信號。上述的第一BIOS程序 251及第二 BIOS程序261均為包含啟始系統的程序，其兩者的內容可為相同 的程序代碼，或者因BIOS備份、BI0S備援、防毒等不同目的而分別包含不同 的程序代碼。
借此，即可于硬件控制電路210設計加入--個BIOS狀態(tài)信號的輸入端， 當系統200開機并以第一 BIOS程序251啟始時，先初始BIOS狀態(tài)信號為失能 信號。在完成開機自我測試(POST)后才將BIOS狀態(tài)信號變更為致能信號。因 此待系統200開機啟動后一預定時間，硬件控制電路210即檢測BIOS狀態(tài)信 號為致能信號或失能信號。若檢測到BIOS狀態(tài)信號為失能信號，即表示該BIOS 無法成功完成系統200的啟動，則通過硬件控制電路210傳送一個BIOS的切 換信號至該切換電路240以切換系統200連至第二 BIOS程序261，并發(fā)出系 統重置信號以重新啟動系統200。此時系統就會使用第二 BIOS程序261開機。
接下來，將針對本發(fā)明所提出的方法技術手段作說明，請配合參照圖3A、 圖3B，為本發(fā)明的一種自動切換BIOS程序的方法的步驟流程圖。為簡化說明， 以下僅以實施例一的系統100的實施態(tài)樣為例，但并不限定本發(fā)明的方法技 術。請先參照圖3A，當使用者開啟計算機時，首先，通過第一 BIOS程序151 啟動系統100(步驟300);然后在系統100啟動一段預定時間后，通過硬件控 制電路110檢測BIOS狀態(tài)信號是否為失能信號(步驟310);步驟310中若BIOS 狀態(tài)信號為致能信號，則直接通過第一 BIOS程序151完成系統啟動(步驟 320);但歩驟310中若BIOS狀態(tài)信號為失能信號，則通過該硬件控制電路110 傳送一切換信號至切換電路140以利用第二 BIOS程序152啟始系統100 (步驟 330);接著，重新啟動系統100(步驟340)，且切換電路140維持以第二 BIOS 程序152啟始系統100;待系統100重新開啟并通過第二 BIOS程序152完成 系統啟始(步驟350);最后結束此步驟流程。其中，上述步驟350通過第二 BIOS 程序152完成系統啟始的步驟，還包含當系統100啟動至該預定時間，該硬件 控制電路110若檢測到該BIOS狀態(tài)信號為失能信號，則傳送該切換信號至該 切換電路140以利用該第一 BIOS程序151啟始該系統。借此，達到系統可自 動切換連向可正常運作的BIOS程序，以完成啟始系統的目的。
其中，上述歩驟300還包含了細部流程A。請接著參照圖3B。于流程A 中，當使用者在開啟計算機系統的同時，系統100會先初始BIOS狀態(tài)信號為 失能信號(步驟301);接著，利用該BIOS程序中的啟動區(qū)對該BIOS程序中的 系統設定區(qū)進行判斷(歩驟302)，其中，啟動區(qū)指BIOS程序中包含檢測系統 設定區(qū)(System Rom)狀態(tài)的程序代碼，而系統設定區(qū)指BIOS程序中啟動區(qū)的 外的其它程序代碼；上述步驟302中的該啟動區(qū)本身若損毀，則無法對該系統 設定區(qū)進行檢測，此即BIOS程序本身己損毀或BIOS內存損壞的情形，因此直 接接續(xù)步驟330;但若步驟302中的該啟動區(qū)能順利對系統設定區(qū)進行檢測， 則接著判斷系統設定區(qū)是否正常(歩驟303);于上述步驟303中，若系統設定 區(qū)被判斷為異常，則可提示BIOS錯誤的警告(步驟304)并接續(xù)步驟310，但若 系統設定區(qū)被判斷為正常，則硬件控制電路110變更BIOS狀態(tài)信號為致能信 號(步驟305);而后，再接續(xù)至歩驟310。
如此，在計算機系統啟動過程中，通過第一BIOS程序啟動系統，BIOS程 序的啟動區(qū)對其BIOS程序本身的系統設定區(qū)進行開機自我測試(POST)，在檢 測結果為正常的情況下變更BIOS狀態(tài)信號為致能信號。因此，在系統開啟后 一預定時間，若當硬件控制電路檢測到BIOS狀態(tài)信號為致能信號，則直接通 過第一BIOS程序啟始系統。但若當開機自我測試(POST)出現異常，也或當第 一 BIOS程序本身啟動區(qū)的程序已損毀或異常，即無法對BIOS程序中系統設定 區(qū)(System Rom)進行檢測，因此均無法變更BIOS狀態(tài)信號為致能信號。故待 該硬件控制電路檢測到該BIOS狀態(tài)信號為失能信號時，則隨即切換系統連至 第二BI0S程序，并重新啟動系統。同時由硬件控制電路重新開啟系統時，維 持系統以第二BI0S程序啟始。借此，即使BIOS程序本身的啟動區(qū)是損壞的，
也或即使一個BIOS程序或BIOS內存完全損壞，仍可以由系統自動切換到另一 個BIOS程序或BIOS內存以完成系統啟動，達到自動切換BIOS程序的目的。
當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質的情 況下，熟悉本領域的普通技術人員當可根據本發(fā)明做出各種相應的改變和變 形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種自動切換基本輸入/輸出程序的系統，其特征在于，至少包含一硬件控制電路，為一可程序化邏輯電路，于該系統啟動后一預定時間，檢測一基本輸入/輸出系統狀態(tài)信號，若該基本輸入/輸出系統狀態(tài)信號為一失能信號則發(fā)出一切換信號，并且重新啟動該系統，其中該基本輸入/輸出系統狀態(tài)信號在該系統于開機時的初始值為該失能信號；一第一基本輸入/輸出系統程序與一第二基本輸入/輸出系統程序，分別儲存于兩個實體基本輸入/輸出系統內存，或儲存于同一個實體基本輸入/輸出系統內存中的兩個地址區(qū)段，均可啟始該系統，并于完成開機自我測試后，變更該基本輸入/輸出系統狀態(tài)信號為一致能信號，其中該系統先被該第一基本輸入/輸出系統程序啟始；以及一切換電路，連接該硬件控制電路，當接收到該切換信號，則利用該第二基本輸入/輸出系統程序啟始該系統；其中，該切換電路在由該硬件控制電路控制該系統重新啟動的情況下，維持該系統先以該第二基本輸入/輸出系統程序啟始。
2. 根據權利要求1所述的自動切換基本輸入/輸出程序的系統，其特征在 于，該基本輸入/輸出系統狀態(tài)信號包含任一可被該系統的基本輸入/輸出系統 控制的信號。
3. —種自動切換基本輸入/輸出程序的方法，其特征在于，至少包含下列步驟通過一第一基本輸入/輸出系統程序啟始一系統；于該系統啟動至一預定時間，通過一硬件控制電路檢測一基本輸入/輸出 系統狀態(tài)信號是否為一失能信號；當該基本輸入/輸出系統狀態(tài)信號為該失能信號時，通過該硬件控制電路 傳送一切換信號至一切換電路以利用一案二基本輸入/輸出系統程序啟始該系 統；以及重新啟動該系統；該第一基本輸入/輸出系統程序與該第二基本輸入/輸出系統程序，分別儲 存于兩個實體基本輸入/輸出系統內存或儲存于同一個實體基本輸入/輸出系統內存中的兩個地址區(qū)段，其均可啟始該系統，并于完成開機自我測試后，變更 該基本輸入/輸出系統狀態(tài)信號為一致能信號。
4. 根據權利要求3所述的自動切換基本輸入/輸出程序的方法，其特征在 于，該基本輸入/輸出系統狀態(tài)信號在該系統于電源開啟時的初始值為該失能 信號。
5. 根據權利要求3所述的自動切換基本輸入/輸出程序的方法，其特征在 于，該硬件控制電路為一可程序化邏輯電路，當檢測到該基本輸入/輸出系統 狀態(tài)信號為該失能信號時，發(fā)出該切換信號至該切換電路并且重新啟動該系 統。
6. 根據權利要求3所述的自動切換基本輸入/輸出程序的方法，其特征在于，該切換電路當接收到該切換信號，則利用該第二基本輸入/輸出系統程序 啟始該系統。
7. 根據權利要求3所述的自動切換基本輸入/輸出程序的方法，其特征在 于，該基本輸入/輸出系統狀態(tài)信號包含任一可被該系統的基本輸入輸出系統 控制的信號。
8. 根據權利要求3所述的自動切換基本輸入/輸出程序的方法，其特征在 于，通過該系統重新啟動的步驟，還包含該切換電路維持以該第二基本輸入/ 輸出系統程序啟始該系統。
9. 根據權利要求8所述的自動切換基本輸入/輸出程序的方法，其特征在 于，以該第二基本輸入/輸出系統程序啟始該系統的步驟，還包含當該系統啟 動至該預定時間，該硬件控制電路若檢測到該基本輸入/輸出系統狀態(tài)信號為 該失能信號，則傳送該切換信號至該切換電路以利用該第一基本輸入/輸出系 統程序啟始該系統。
10. 根據權利要求3所述的自動切換基本輸入/輸出程序的方法，其特征在 于，通過該第一基本輸入/輸出系統程序啟動該系統的歩驟，還包含下列歩驟初始該基本輸入/輸出系統狀態(tài)信號為該失能信號；利用該基本輸入/輸出系統程序中的 一啟動區(qū)對該基本輸入/輸出系統程序 的一系統設定區(qū)進行判斷；以及當該系統設定區(qū)被判斷為正常時，該硬件控制電路變更該基本輸入/輸出 系統狀態(tài)信號為該致能信號；該啟動區(qū)指于該基本輸入/輸出系統程序中包含判斷該系統設定區(qū)狀態(tài)的 程序代碼。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動切換基本輸入/輸出程序的系統及其方法，該系統包括一硬件控制電路，為一可程序化邏輯電路，一第一基本輸入/輸出系統程序與一第二基本輸入/輸出系統程序，一切換電路，連接該硬件控制電路，利用兩個可自動切換并互相提供備援的基本輸入/輸出系統，當系統通過第一基本輸入/輸出系統程序啟動一段預定時間后，通過硬件控制電路，若檢測到基本輸入/輸出系統狀態(tài)信號為失能信號，則切換系統連向第二基本輸入/輸出系統程序并重新啟始系統。
文檔編號G06F9/445GK101354654SQ20071013635
公開日2009年1月28日 申請日期2007年7月24日 優(yōu)先權日2007年7月24日
發(fā)明者吳善華, 黃安圣 申請人:英業(yè)達股份有限公司