CN107480011A - Bios切换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于服务器的BIOS切换装置，包括：切换模块、复杂可编程逻辑器件、储存模块及基板管理控制器。切换模块具有处于第一位置或第二位置的可移动的切换元件及多个硬件脚位，当切换元件位于第二位置时将前述硬件脚位一并设置为低逻辑电平，当切换元件位于第一位置时不改变前述硬件脚位的逻辑电平。硬件脚位为复杂可编程逻辑器件的输入信号，复杂可编程逻辑器件的输出信号为第一逻辑电平或第二逻辑电平。基板管理控制器根据可编程逻辑器件的输出信号的逻辑电平选择性地执行位于储存模块的第一BIOS或第二BIOS。

Description

BIOS切换装置
技术领域
本发明关于一种基本输入输出系统(BIOS)切换装置，特别是一种用于服务器的BIOS切换装置。
背景技术
基本输入输出系统(Basic Input/Output System，BIOS)是业界标准的固件接口，属于最底层也最直接的硬件设置与控制。一般而言，在电脑启动电源之后，BIOS将保存系统设置信息、执行系统自我检测(Power On Self Test)程序、系统启动开机程序(Bootstrap)以及引导操作系统加载至主存储器。是以BIOS在电脑启动过程中扮演举足轻重的角色，对于故障容忍率低的服务器，BIOS的重要性尤为之甚。
实务上，BIOS被储存在服务器或个人电脑主板上的只读存储器(Read OnlyMemory，ROM)中。然而，若是ROM中储存的BIOS影像(image)损坏，将导致整个系统无法正确读取BIOS程序，因而无法顺利完成开机程序，造成不可预期的损失。但就现阶段已知的服务器设计而言，在ROM芯片中往往只存有一组BIOS程序。一旦芯片中的BIOS程序有些微毁损，则使用此服务器的终端用户只能选择返厂维修。再者，考虑现实中服务器的售后服务场景，终端用户通常不允许维修工程师更换损坏的ROM元件，故此只剩下更换整台服务器的选项。如此一来，除了增加维修人员的不便，售后维护的成本更因此提高。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种BIOS切换装置，在不改变硬件设计电路的基础上，另外增加一路固件影像存放于ROM中，藉此解决前述BIOS程序损坏导致服务器无法开机的问题。本发明所提出的一种BIOS切换装置，当BIOS正常执行的时候，终端用户可通过文字选单界面选择执行一般BIOS或备份BIOS；当一般BIOS因故毁损时，终端用户可藉由拨动切换装置以改变硬件脚位的逻辑电平，在服务器内部则通过复杂可编程逻辑器件(CPLD)和基板管理控制器(BMC)的辅助，实现切换至备份BIOS执行系统开机的功效。
依据本发明一实施例的BIOS切换装置适用于服务器，所述的BIOS切换装置包括：切换模块、复杂可编程逻辑器件、储存模块及基板管理控制器。切换模块具有切换元件、第一位置、第二位置及多个硬件脚位，切换元件可移动地处于第一位置或第二位置其中之一，若切换元件位于第二位置，则前述所有硬件脚位被一并设置为低逻辑电平，若切换元件位于第一位置，则前述所有硬件脚位不改变原本的逻辑电平。复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammable Logic Device，CPLD)电性连接至切换模块，其中CPLD的逻辑输入信号包括切换模块的硬件脚位，CPLD依据这些逻辑输入信号产生逻辑输出信号，且此逻辑输出信号的逻辑电平为第一逻辑电平或第二逻辑电平。储存模块用以储存第一BIOS和第二BIOS。基板管理控制器(Baseboard Management Controller，BMC)电性连接储存模块及CPLD以接收CPLD的逻辑输出信号并依据此逻辑输出信号选择性地执行储存模块的第一BIOS或第二BIOS。若逻辑输出信号为第一逻辑电平，则BMC从储存模块中执行第一BIOS，若逻辑输出信号为第二逻辑电平，则BMC从储存模块中执行第二BIOS。
依据本发明一实施例的BIOS切换装置，其中所述的多个硬件脚位包括：固件锁定脚位、系统配置状态脚位以及启动模式脚位。若固件锁定脚位为低逻辑电平，则代表BIOS无法配置。若系统配置状态脚位为低逻辑电平，则代表系统配置异常。若启动模式脚位为低逻辑电平，则代表系统以传统模式开机。若服务器正常开机，则上述固件锁定脚位、系统配置状态脚位及启动模式脚位皆为高逻辑电平。
依据本发明一实施例的BIOS切换装置，其中储存模块为可编程只读存储器、可擦除可编程只读存储器、一次性可编程只读存储器、电可擦除可编程只读存储器或闪存。
依据本发明一实施例的BIOS切换装置，其中第二BIOS为第一BIOS的备份文件。
依据本发明一实施例的BIOS切换装置，其中进一步包括显示模块及键盘输入模块，显示模块及键盘输入模块皆电性连接至基板管理控制器，显示模块以文字选单方式呈现第一BIOS及第二BIOS的选项列表，键盘输入模块用以选择第一BIOS选项或第二BIOS选项，并产生一选择信号传送至基板管理控制器，基板管理控制器执行选择信号所指定的第一BIOS或第二BIOS，而不依据逻辑输出信号运作。
依据本发明一实施例的BIOS切换装置，其中基板管理控制器进一步包括地址储存单元，用于储存第一储存地址及第二储存地址，第一储存地址是第一BIOS位于储存模块的起始存放地址，第二储存地址是第二BIOS位于储存模块的起始存放地址。地址储存单元为缓存器。
以上关于本发明内容的说明及以下实施方式的说明用以示范与解释本发明的原理，并且提供本发明的权利要求保护范围更进一步的解释。
附图说明
图1为依据本发明一实施例所绘示的BIOS切换装置示意图。
图2为依据本发明一实施例所绘示的文字选单界面示意图。
其中，附图标记：
1 BIOS切换装置
10 切换模块
12 切换元件
12a 第一位置
12b 第二位置
14 固件锁定脚位
16 系统配置状态脚位
18 启动模式脚位
20 复杂可编程逻辑器件
30 基板管理控制器
40 储存模块
42 第一BIOS
44 第二BIOS
具体实施方式
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域的技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求保护范围及附图，任何本领域的技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。
请参考图1，其为绘示本发明一实施例中BIOS切换装置1的示意图，包括切换模块10、复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)20、储存模块40及基板管理控制器(Baseboard Management Controller，BMC)40。
切换模块10例如为指拨开关(Dip Switch)或波动开关(Seesaw Switch)，切换模块10具有切换元件12、第一位置12a、第二位置12b、以及多个硬件脚位14、16及18。切换元件12可移动地处于两个位置12a与12b其中之一。实务上，使用者手指拨动切换元件12以调整切换元件12所处的位置。
在本发明一实施例中，切换模块10可控制三个硬件脚位(14，16及18)的逻辑电平。这三个硬件脚位(14，16及18)分别为：固件锁定脚位14(BIOS_CONFIG_LOCK_N)、系统配置状态脚位16(INVALIDATE_SYSTEM_CONFIG_N)以及启动模式脚位18(LEGACY_BOOT_MODE_N)。
若固件锁定脚位14为低逻辑电平，代表使用者因为在加载BIOS时，因为输出了错误的BIOS密码，导致BIOS锁住，无法配置也无法执行后续的开机程序。若系统配置状态脚位16为低逻辑电平，代表系统配置不正常。BIOS的启动模式分为统一可扩展固件接口(Unified Extensible Firmware Interface,UEFI)模式和传统(Legacy)模式两种。Legacy模式为传统BIOS的引导方式，每次读取的数据量及读取速度皆小于UEFI模式。承上所述，若启动模式脚位18为低逻辑电平，代表为Legacy模式，Legacy模式于实务上即所谓的磁盘操作系统(Disk Operating System，DOS)启动模式。
前述三个硬件脚位(14，16及18)的预设逻辑电平皆为高逻辑电平，而当系统进入不正常模式时，则需要由使用者将前述三个硬件脚位(14，16及18)由高逻辑电平切换至低逻辑电平。具体方式如图1所示，当切换元件12位于第二位置12b时，前述三个硬件脚位(14，16及18)的逻辑电平一并被设置为低逻辑电平。另需特别说明的是：当切换元件12为第一位置12a时，硬件脚位(14，16及18)的逻辑电平并不因此改变。
复杂可编程逻辑器件20可用来实现各种运算和组合逻辑(Combination Logic)，在本发明一实施例中，复杂可编程逻辑器件20的输入包括前述三个硬件脚位(14，16及18)，复杂可编程逻辑器件20进一步根据这三个硬件脚位(14，16及18)的逻辑电平产生一逻辑输出信号，此输入信号具有第一逻辑电平和第二逻辑电平。在本发明一实施例中，第一逻辑电平为高电平，第二逻辑电平为低电平。当前述三个硬件脚位(14，16及18)其中任一者为高逻辑电平时，复杂可编程逻辑器件20产生的逻辑输出信号皆为第一逻辑电平，即高电平。若前述三个硬件脚位(14，16及18)皆为低逻辑电平，则复杂可编程逻辑器件20产生的逻辑输出信号为第二逻辑电平，即低电平。
储存模块40中存放第一BIOS 42和第二BIOS 44等两组BIOS程序。在本发明一实施例中，这两组BIOS程序完全相同，且第一BIOS 42为主要BIOS，第二BIOS 44为备份BIOS。实务上，第一BIOS 42和第二BIOS 44亦可为内容不同的程序，本发明不以「两者BIOS内容必须相同或相异」作为限制。所述的储存模块40例如为可编程只读存储器(Programmable ReadOnly Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read OnlyMemory，EPROM)、一次性可编程只读存储器(One Time Programmable Read Only Memory，OTPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read OnlyMemory，EEPROM)或闪存(Flash memory)。
基板管理控制器30与储存模块40及复杂可编程逻辑器件20两者皆具有电性连接关系。基板管理控制器30根据复杂可编程逻辑器件20的输出信号决定要到储存模块40的哪个部分读取BIOS。当逻辑输出信号为第一逻辑电平，即高电平，则BMC选择执行第一BIOS42，即正常状态的BIOS。当逻辑输出信号为第二逻辑电平，即低电平，则BMC选择执行第二BIOS 44，即备份状态的BIOS。
实务上，当使用者发现服务器无法正常开机，可使用本发明在上述实施例中述及的BIOS切换装置1，将开关从第一位置12a切换到第二位置12b以启用备份BIOS的开机流程。而当系统正常开机时，为了保持兼容性，亦需要一种切换BIOS的方式。请参考图2，在本发明一实施例中，BIOS切换装置1进一步包括显示模块和键盘输入模块。实务上，显示模块例如为屏幕，键盘输入模块例如为键盘。在正常开机时，在基板管理控制器30加载一般BIOS或备份BIOS之前，于显示模块以文字方式显示一选单，选单包括一般BIOS及备份BIOS两个选项。使用者得以操作键盘输入模块选择两个选项其中之一，而后基板管理控制器30将根据使用者所选择的选项加载对应的BIOS，而不依据复杂可编程逻辑器件20发送至基板管理控制器30的逻辑输入信号决定启用哪一种BIOS，以避免使用者所选择的选项与硬件开关所选择的选项两者不同可能导致的系统冲突。另外，本发明一实施例中，基板管理控制器30包括一个由缓存器(Register File)组成的地址储存单元，其中储存第一BIOS 42的起始地址和第二BIOS 44的起始地址，当基板管理控制器30接收到由复杂可编程逻辑器件20送来的逻辑输出信号后，基板管理控制器30根据逻辑输出信号决定加载哪一个BIOS的起始地址开始执行对应的BIOS程序。
综上所述，本发明提出一种BIOS切换装置1，在不更动硬件电路设计的前提下，在储存模块40中增加一个备份BIOS(第二BIOS 44)。如此当预设BIOS(第一BIOS 42)毁损时，终端用户或维修人员可轻易地通过波动开关或指拨开关切换到备份BIOS(第二BIOS 44)执行，继续服务器的正常开机流程，因此提升整体工作的效率，同时降低服务器售后维修的成本。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种基本输入输出系统BIOS切换装置，适用于一服务器，其特征在于，该BIOS切换装置包括：
一切换模块，具有一切换元件、一第一位置、一第二位置及多个硬件脚位，该切换元件可移动地处于该第一位置或该第二位置其中之一，其中当该切换元件位于该第二位置时该些硬件脚位被一并设置为低逻辑电平，当该切换元件位于该第一位置时未改变该些硬件脚位的逻辑电平；
一复杂可编程逻辑器件，电性连接该切换模块，其中该切换模块的该些硬件脚位为该复杂可编程逻辑器件的逻辑输入信号，该复杂可编程逻辑器件依据该些逻辑输入信号产生一逻辑输出信号，其中该逻辑输出信号的逻辑电平为一第一逻辑电平或一第二逻辑电平；
一储存模块，用以储存一第一BIOS和一第二BIOS；以及
一基板管理控制器，电性连接该储存模块及该复杂可编程逻辑器件，并接收该逻辑输出信号，该基板管理控制器选择性地依据该逻辑输出信号执行该第一BIOS或该第二BIOS其中之一，其中当该逻辑输出信号为第一逻辑电平，该基板管理控制器从该储存模块中执行该第一BIOS，当该逻辑输出信号为该第二逻辑电平，该基板管理控制器从该储存模块中执行该第二BIOS。
2.根据权利要求1所述的BIOS切换装置，其特征在于，该些硬件脚位包括：
一固件锁定脚位，当该固件锁定脚位为低逻辑电平时，用以指示BIOS无法配置；
一系统配置状态脚位，当该系统配置状态脚位为低逻辑电平时，用以指示系统配置异常；以及
一启动模式脚位，当该启动模式脚位为低逻辑电平时，用以指示该系统以传统模式开机。
3.根据权利要求2所述的BIOS切换装置，其特征在于，当该服务器正常开机时，该固件锁定脚位、该系统配置状态脚位及该启动模式脚位皆为高逻辑电平。
4.根据权利要求1所述的BIOS切换装置，其特征在于，该储存模块为可编程只读存储器、可擦除可编程只读存储器、一次性可编程只读存储器、电可擦除可編程只读存储器或闪存。
5.根据权利要求1所述的BIOS切换装置，其特征在于，该第二BIOS为该第一BIOS的备份文件。
6.根据权利要求1所述的BIOS切换装置，其特征在于，进一步包括一显示模块及一键盘输入模块，该显示模块及该键盘输入模块皆电性连接至该基板管理控制器，该显示模块以文字选单方式呈现该第一BIOS及该第二BIOS的选项列表，该键盘输入模块用以选择该第一BIOS选项或该第二BIOS选项，并产生一选择信号传送至该基板管理控制器，该基板管理控制器执行该选择信号所指定的该第一BIOS或该第二BIOS而不依据该逻辑输出信号运作。
7.根据权利要求1所述的BIOS切换装置，其特征在于，该基板管理控制器进一步包括一地址储存单元，用于储存一第一储存地址及一第二储存地址，该第一储存地址为该第一BIOS位于该储存模块的起始存放地址，该第二储存地址为该第二BIOS位于该储存模块的起始存放地址。
8.根据权利要求7所述的BIOS切换装置，其特征在于，该地址储存单元为一缓存器。
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