CN101231608A - 侦错装置及其方法 - Google Patents

Abstract

一种主机板的侦错装置及其侦错方法，主要利用一地址比较单元进行侦错，当地址比较单元接收到主机板的中央处理器送出的地址数据符合基本输入输出系统的预定地址时，即判定中央处理器为正常运作。

Description

侦错装置及其方法

【技术领域】

本发明关于一种侦错装置，特别是一种应用于主机板上的侦错装置。

【背景技术】

主机板为电脑最重要的元件，其中中央处理器(Central Processing Unit；CPU)、内存、芯片组和适配卡，都安置在主机板上的插座和插槽上。主机板上密密麻麻的线路，负责各个元件之间的信息传输，在主机板和磁盘驱动器之间，则是透过排线来连接，并传送数据。在主机板上，另设置有用以连接屏幕与键盘等周边装置的连接端口。

其中，储存在只读存储器(read only memory；ROM)中的韧体，所谓的基本输入输出系统(Basic Input Output System；BIOS)，为正常启动电脑所必须的条件。启动电脑时，中央处理器首先根据在主机板、显示卡等设备上的基本输入输出系统数据来核对每个基础设备是否正常，然后再进行下一步程序。基本输入输出系统管理最基本的电脑I/O设备，包括系统日期、显示模式、软盘驱动装置、硬盘类型、周边设施(如通信端口、打印埠等)、以及一些随机存取内存(Random-Access Memory；RAM)和高速缓存(Cache Memory)的设置。如果这些数据设定错误，系统有可能无法开机或造成不稳定。基本输入输出系统为开机时重要的启动程序，所以一旦基本输入输出系统出现错误，系统则可能无法开机。

基本输入输出系统具体有三个部分，第一个部分是用于电脑刚接通电源时对硬件部分的检测，即所谓的加电检测(Power On Self Test；POST)，其功能是检查电脑是否良好，例如内存有无故障等。第二个部分是初始化，包括建立中断向量、设置寄存器以及对一些外部设备进行初始化和检测等。基本输入输出系统中储存有硬件参数，当电脑启动时基本输入输出系统会先读取这些参数，并和实际硬件装置进行比较，如果不符合，会影响系统的启动。最后一个部分是引导程序，功能是引导操作系统(Operating System；OS)加载，基本输入输出系统先从软盘或硬盘的开始扇区读取开机记录，如果没有找到，则会在显示器上显示没有开机设备，如果找到开机记录会把电脑的控制权转给开机记录，由开机记录把操作系统加载电脑，在电脑启动成功后，基本输入输出系统即完成电脑系统的启动程序。

因此，可以清楚的知道在电脑开机程序中，主要先读取基本输入输出系统，以执行硬件的初始设定和测试，并且在确认中各硬件元件运作正常后，才开始读取硬盘中有关开机操作系统的数据，以加载操作系统进行电脑中各元件的控制与运算。但是这种开机程序，经由硬件、韧体及软件的开机流程后，若发生异常，并无法确切知道三者的运作是否正常。

因此，为了解决这样的技术问题，现有判断电脑系统开机是否正常，必须要仰赖逻辑分析仪或是除错卡如POST卡(或称PORT80卡)等来做为处理器是否正常运作的指示；使用逻辑分析仪，其缺点是价格昂贵且不易操作；而除错卡的缺点是当中央处理器开始运作乃至第一个错误码出现后，其韧体无法立即判断是否正确，容易造成硬件与软件问题之间的错误混淆，使得设计人员无法明确得知系统错误的发生点！

现有的技术进行侦错动作时，会增加了许多额外的成本、必须多加其它的元件以及繁琐的操作方法，有改进的必要。因此针对主机侦错装置来说，需要一种侦测开机状态的装置，以侦测主机板出错时，可以明确地判断为软件或是硬件的问题。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供一种侦错装置及其侦错方法，以在执行开机时，侦测中央处理器所送出的一地址数据，该地址数据与一预定地址相符合时，即可判断此中央处理器正常运作。通过此侦错装置，使设计人员明确地了解系统错误的发生点。

因此，本发明所揭露的侦错装置，包含有一地址比较单元，执行开机程序时，撷取中央处理器所送出的地址数据作比较判断，此侦测装置利用地址比较单元达成侦错的目的。地址比较单元，接收中央处理器所送出的地址数据，此地址数据为基本输出输入系统对周边硬设备的初始地址，相互比较该地址与预定地址二者是否相同，即可判断主机板开机是否正常。

相较于现有技术，通过本发明所提出的侦错装置，能正确且迅速地判断中央处理器的运作是否正常，使研发人员或使用者能够清楚地辨认系统错误的发生点。在实现侦错装置时，只要利用一地址比较单元作为判断的逻辑电路，不须要再增加额外的电子元件。此外，应用在不同系统的处理器架构上，亦可达到侦错的功效。

【附图说明】

图1为本发明的一具体实施例示意图。

图2为数据串的时序图。

图3为本发明的侦错方法的流程图。

【具体实施方式】

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。

请参照图1，为本发明的系统架构图，其应用在电脑系统的主机板，于开机程序中侦测电脑系统的基础设备(包含硬件与软件)是否正常开机运作，其中主机板包含有中央处理器100、芯片组(Chipset 120、数据总线130、基本输出输入系统140以及地址比较单元150等。

中央处理器100，可以是一单核心或是双核心的处理器，控制整个电脑运作，其内部包括控制单元、算术及逻辑单元、缓存器或记忆单元。当电脑系统开始运作时，中央处理器100从内存内，读取操作它的软件的指令与数据，透过运算逻辑单元(Arithmetic Logic Unit；ALU)运算出结果后存回内存，同时由主机板与外界的输出入周边装置沟通，以进行数据处理。

当电脑系统启动时，中央处理器100首先要根据在主机板、显示卡等设备上的基本输出输入系统140内的数据来核对每个基础设备是否正常，然后再进行下一步程序，因此，执行开机程序时中央处理器100会读取储存在程序指针缓存器110内的地址数据，并且经由芯片组120再透过数据总线130传向基本输出输入系统140，此地址数据指向基础设备的地址。于本发明的具体实施例中，此芯片组120为南桥芯片。

基本输入输出系统140，与芯片组120相耦接，用以与中央处理器100相沟通。此基本输入输出系统140管理最基本的电脑系统输出输入设备，包括系统日期、显示模式、软盘驱动装置、硬盘类型、接口设备、以及一些内存和高速缓存的设置；当电脑系统开机后，基本输入输出系统140最先被启动，然后它会对电脑系统的基础设备进行检验和测试，并响应中央处理器100所送出的地址数据，此地址数据相应至基本输入输出系统140中的系统管理程序的初始地址，当基本输入输出系统140接收到此地址数据时，利用储存于基本输入输出系统140中的系统管理程序，开始执行对基础设备的参数设定。

地址比较单元150，可运用主机板上现成的复杂可程序逻辑元件(ComplexProgrammable Logic Device；CPLD)、场效可程序化门阵列(Field ProgrammableGate Array；FPGA)、或胶合逻辑(Glue logic)等具有可编辑程序的元件，不需要增加额外的电子元件即可实现本发明，且当要对其它各种主机板的中央处理器100作测试时，只须具备有LPC FWH的数据总线130接口即可作连接测试。地址比较单元150可以透过超高规模集成电路硬件描述语言(VHSIC HardwareDescription Language；VHDL)或Verilog等硬件描述语言，将与门(AND Gate)、或门(OR Gate)及电阻器(Register)以数组模块化成具功能的元件，因此，地址比较单元150可撷取中央处理器100所送出的地址数据与基本输入输出系统140的预定地址170，再进行两者相互比较，若相符合，即可判断中央处理器100为正常。

根据本发明的具体实施例，于电脑系统的主机板上，当主机板被下达开机或重置(reset)指令时，经由电源触发使得主机板开始工作，中央处理器100首先根据主机板、显示卡等设备上的设定参数来核对每个基础设备是否正常，然后再进行下一步程序，依据执行开机程序会送出储存于指针缓存器110中的地址数据，而此地址数据指向一基础设备的地址。

中央处理器100透过芯片组120如南桥芯片，用以与周边硬件相沟通，而基本输出输入系统140于电脑系统开机后，最先被启动，然后它会对电脑系统的设备进行检验及测试，并响应中央处理器100所送出的地址数据，此地址数据相应至基本输出输入系统140中的预定地址170，此预定地址170为系统管理程序的初始地址，利用储存于基本输出输入系统140中的系统管理程序，开始执行对基础设备参数的设定。

芯片组120通过数据总线130分别将基本输出输入系统140与地址比较单元150相耦接，其中此数据总线130为低脚位数(Low Pin Count；LPC)总线或是韧体控制中枢单元(FirmWare Hub；FWH)，此LPC FWH的数据总线130接口一般应用于储存与传送个人电脑、笔记本电脑、硬盘和光盘储存应用中的基本输入输出系统程序代码，并且具有低耗电量、高效能、高稳定性的特性以及线路简单于设计上容易实现的优点。

请参照图2，为数据串的时序图，依据LPC FWH的协议规格，于数据总线130传送中央处理器100所送出的数据串中包含地址数据，此数据串由二十一个频率(clock)而构成多个字段，并从起始字段算起的第三个字段用来存放地址数据，此地址字段可在八个频率间读取，于此，地址比较单元150可透过传输协议将此数据串中的地址数据撷取出来，并相互比较此地址数据与预定地址170二者是否相同，而后将其比对结果利用七段显示器、蜂鸣器或是发光二极管等不同表示方式的指示器160输出，其比对结果若相符合，则表示中央处理器100为正常运作。

请参照图3，为本发明的侦错方法的流程图，应用于电脑系统的主机板上，对主机板的基础设备(包含硬件与软件)进行侦错，侦错步骤如下。

一开始，电脑系统的电源触发，主机板开始执行开机动作，中央处理器100首先要根据在主机板、显示卡等设备上的基本输出输入系统140数据来核对每个基础设备是否正常，然后再进行下一步程序，并送出地址数据，此地址数据指向一基础设备的地址，基本输入输出系统140即接收此中央处理器100送出的地址数据(步骤300)。

接着，基本输入输出系统140于电脑开机后，它会对电脑的设备进行检验和测试，并响应中央处理器100所送出的地址数据，此地址数据相应至基本输入输出系统140的预定地址170，此预定地址170为系统管理程序的初始地址，当基本输入输出系统140接收到此地址数据时，利用储存于基本输入输出系统140的系统管理程序，开始执行对基础设备的参数设定。而后，地址比较单元150通过数据总线130分别撷取中央处理器100的地址数据与基本输入输出系统140的预定地址170，并比较此地址数据与预定地址170是否相符合(步骤310)。最后，当地址比较相符合时，判定中央处理器100为正常运作(步骤320)，其中更可利用指示器输出此比对结果。

本发明另一实施例将此地址比较单元150以制作为扩充卡的方式装设于主机板的预设插槽，并透过指示器160显示侦错结果，亦可以达成本发明的功效。

Claims (14)

1.一种侦错装置，设置于一主机板，其特征在于该侦错装置包含有：

一地址比较单元，连接至该主机板的数据总线，用以比对该主机板的中央处理器的一地址数据与该主机板的基本输出输入系统的一预定地址；以及

一指示器，与该地址比较单元相耦接，用以输出一比对结果。

2.根据权利要求1所述的侦错装置，其特征在于：该地址数据为该电脑系统的一基础设备的地址。

3.根据权利要求2所述的侦错装置，其特征在于：该地址数据由该中央处理器的指针缓存器储存。

4.根据权利要求1所述的侦错装置，其特征在于：该预定地址为该基本输入输出系统的系统管理程序的初始地址。

5.根据权利要求1所述的侦错装置，其特征在于：该指示器选自七段显示器、蜂鸣器、及发光二极管的群组。

6.根据权利要求1所述的侦错装置，其特征在于：该地址比较单元选自一由复杂可程序逻辑元件、场效可程序化门阵列、及胶合逻辑所组成的群组。

7.根据权利要求1所述的侦错装置，其特征在于：该数据总线为一具有低脚位数的总线。

8.根据权利要求1所述的侦错装置，其特征在于：该数据总线为一具有韧体控制中枢单元的总线。

9.根据权利要求1所述的侦错装置，其特征在于：该地址比较单元为一装设于该主机板的扩充卡。

10.一种侦错方法，适用于一电脑系统的开机侦测，其特征在于该方法包含有：

执行该电脑系统的开机；

传送一地址数据至一基本输入输出系统，由一中央处理器传送；

撷取该地址数据与该基本输入输出系统的预定地址，由一地址比较单元撷取；

比对该地址数据与该预定地址，由该地址比较单元比对；以及

若比对符合，该中央处理器为正常运作。

11.根据权利要求10所述的侦错方法，其特征在于：该地址数据指向该电脑系统的一基础设备的地址。

12.根据权利要求11所述的侦错方法，其特征在于：该中央处理器的指针缓存器储存该地址数据。

13.根据权利要求10所述的侦错方法，其特征在于：该预定地址为该基本输入输出系统的系统管理程序的初始地址。

14.根据权利要求10所述的侦错方法，其特征在于：该方法更包含由一指示器输出比对结果。

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