CN1213108A - 个人电脑系统及保护基本输入输出系统的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制存储有个人电脑的BIOS的闪烁ROM包括一个由软件控制的控制器来产生第一个或第二个控制信号来控制一个闪烁ROM的芯片激活信号,和一个控制缓冲器,包括一个输入端口来接收芯片激活信号和一个与闪烁ROM的芯片激活端口相联的输出端口,用于当控制器产生的控制信号是第一控制信号时输出芯片激活信号且当控制器产生的控制信号是第二控制信号时,改变芯片激活信号为无效。

Description

个人电脑系统及保护基本输入输出系统的方法
本发明涉及一种计算机系统上使用的闪烁ROM(只读存储器)控制装置，尤其本发明涉及一种保护存储在个人电脑(PC)中的闪烁ROM中的ROM-BIOS(只读存储器基本输入/输出系统)以免受到恶性程序的影响的装置，及其方法。
图1所示是普通PC机系统。参考图1，一个PC系统包括一个主机箱10和输入/输出设备。一个显示器12和键盘14是基本的输入/输出设备。一个CPU，一存储器，磁盘驱动器，图象控制器和键盘控制器都安装在主机箱10里。
图2所示是一个普通的PC系统的硬件和软件的层次结构。如图2所示，在硬件20上安装着一个基本上属于ROM的BIOS 22。BIOS 22在通电之后检查PC的状态以及PC机启动操作时POST(通电自检)部分，以及管理与PC相联的外围设备的中断过程部分。一个系统软件包括操作系统24支持下的环境通过直接控制硬件或者BIOS来方便应用软件26的运行。
从前，BIOS是记录在EEPROM(电可擦写并且可编程的ROM)里的，但是，现在BIOS存储在闪烁ROM中可以在安装到PC后再编程，而不使用EEPROM。这种变化的原因是当ROM-BIOS被记录在EEPROM中时会产生下面的问题。
当存储在PC中的EEPROM中记录的ROM-BIOS发生变化或者是ROM-BIOS升级到了新的版本时，EEPROM必须要从PC机上拆卸下来，EEPROM中必须记录下新的BIOS图象，PC上必须重新安装新的BIOS图象的EEPROM。
在闪烁ROM记录BIOS的情况下，当记录在闪烁ROM中的BIOS发生错误时，BIOS可以用磁盘或者通过网络方便地升级。例如，PC的闪烁ROM中的BIOS可以轻松通过从PC机里安装的主芯片上读取控制数据而升级，识别使用的控制数据的闪烁ROM的类型，擦拭在闪烁ROM中记录的内容，在闪烁ROM中记录一个新的BIOS图象，确定记录下来的BIOS图象。
但是，因为PC机上的主芯片生产时是要互相兼容并且主芯片的控制方法相似，对于内行专家来说，不难编制一个程序专门破坏闪烁ROM上存储的BIOS，或者是病毒程序。当一个恶性的程序破坏了BIOS的时候，PC机就一点不能使用而且相应的修理工作需要很多时间和金钱。而且，现在还没有发现对付这种恶性程序的办法。
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种闪烁ROM控制装置并用它在闪烁ROM中记录下来的BIOS只有通过闪烁ROM的生产商才能清除。
本发明的另外一个目标是为拥有上述闪烁ROM控制设备的计算机系统提供一种保护、升级BIOS的方法。
本发明的另外一个目标是给上述闪烁ROM提供一种计算机系统。
相应地，为达到第一个目标，需要提供一个装置以控制存储在个人电脑BIOS闪烁ROM，包括一个由软件控制的控制器来产生第一个或者第二个控制信号以控制芯片的闪烁ROM激活信号，和一个控制缓冲器，有一个输入端口用以接收芯片激活信号和一个与闪烁ROM的芯片激活端口相联的输出端口用以当控制器产生的控制信号是第一个控制信号时输出芯片激活信号，而当控制器产生的控制信号是第二个控制信号时就输出改变了的信号并且取消芯片激活信号。
为达到第二个目标，提供了一种保护个人电脑中闪烁ROM中存储的BIOS的方法，这时接通电源CPU启动时，CPU被初始化和主内存进行检查，在闪烁ROM中存储的BIOS图象被拷贝到主内存的RAM区域，BIOS图象被解压缩，闪烁ROM的芯片激活信号被取消的，个人电脑的初始化过程由解压后的BIOS完成而启动过程通过读取操作系统来完成。在上述方法中，当个人电脑初始化时，拥有BIOS的闪烁ROM被激活，而当初始化结束时被取消。
也是为了达到第二个目标，提供了一种闪烁ROM控制装置被初始化时的状态存储的BIOS的升级方法。闪烁ROM控制装置有一个拥有预先确定的输入/输出地址来产生一个控制信号来控制芯片激活信号和一个控制缓冲器来根据控制信号控制芯片激活信号。上述方法通过控制包括控制器在内的闪烁ROM控制装置来激活芯片激活信号而实现，确定主芯片的类型和个人电脑的闪烁ROM并且确定闪烁ROM的相关控制数据，消除在闪烁ROM中存储的内容及在闪烁ROM中存储新的图象，读取并确定存储的BIOS图象并通过控制闪烁ROM的控制装置中的控制器来取消芯片激活信号。
为达到第三个目标，提供了一种个人电脑系统，拥有一种存储BIOS形象的闪烁ROM和一个控制器来控制闪烁ROM，其中控制器激活闪烁ROM，当个人电脑初始化时，存储在闪烁ROM中的BIOS图象可以被拷贝到主内存的RAM区域使闪烁ROM无效，而拷贝操作完成时，保护闪烁ROM中存储的BIOS图象。
上述目标和本发明的优点结合附图通过详细描述最佳实施例使本发明变得更加明显。
图1所示是一个普通个人电脑。
图2所示是普通PC系统中硬件和软件的层次结构示意。
图3是本发明的闪烁ROM控制装置结构的方块图。
图4为装有本发明的闪烁ROM控制装置的PC启动过程的流程图。
图5为本发明通过闪烁ROM控制装置存储在保护的闪烁ROM中的升级过程的流程图。
参考图3，本发明的一个用于控制一个PC记录BIOS的闪烁ROM的装置300包括一个控制器302和一个控制缓冲器304。具有自己的输入/输出地址的控制器302直接由软件控制，例如应用程序及产生一用于控制一芯片激活信号输入到闪烁ROM 310的信号。控制信号有第一控制信号和第二控制信号。最好，第一信号控制信号是低信号而第二控制信号是高信号。
本发明的最佳实施例，控制器302有解码器和一种数据存储装置。解码器检测从PC系统总线的地址总线中分配到它自身的输入/输出地址，当由解码器检测的输入输出地址时，数据存储装置存储从系统总线的数据总线预先设定的码元并且作为控制信号输出存储的数据。这样，当一个预先设定的值被软件存储在数据存储装置中，控制信号继续到这个值变化为另外一个数值为止。最好是数据存储是一D触发器能够输入并存储数据总线的最不重要的码元，并作为控制信号输出存储值。
控制缓冲器304有一输入口，用以输入芯片激活信号及有一连接到闪烁ROM的芯片激活口 CE的输出口，当由控制器302产生的一控制信号CTL第一控制信号时，控制缓冲器304输出输入芯片激活信号，并当CTL是第二控制信号时通过将其改变为不激活而输出输入芯片激活信号。
在本实施例中，输入到控制缓冲器304的闪烁ROM的芯片激活信号是在PCI-ISA桥320中产生的。
图4为本发明具有闪烁ROM300的-PC机初始化的过程。
首先，当PC机的电源打开时，PC机的CPU被初始化，在存储器地址“OFFFF:OOOOh”中BIOS存储的指令被执行(步骤400)，然后，BIOS测出RAM的容量及RAM的可靠性(步骤410)，如果RAM可靠，那么BIOS在RAM区中复制BIOS图象(步骤420和430)。这些步骤之所以是所需的是因为对闪烁ROM的存取时间比RAM较长，因此，在RAM中完成BIOS是有效的。
同样在闪烁ROM中存储处于压缩状态的BIOS图象以减少闪烁ROM所需容量，这样，BIOS指令解压缩被复制到RAM的BIOS图象(步骤440)，解压的BIOS模数被通过“OFFFF-OOOFh”存储在存储器地址“OEXOO:OOOOh“(这里的X是按ROM-BIOS容量可是O至OFh的任意值及存储器地址区域不再为闪烁ROM分配。但是，闪烁ROM根据软件控制可以取代RAM区域以使其中记录的BIOS图象能够被破坏。
在本发明中，为防止在闪烁ROM中存储的BIOS形象以免被破坏，一个闪烁ROM控制装置被用于取消闪烁ROM的芯片激活信号(步骤450)。
然后，被解压的BIOS完成了PC机的初步化过程而且通过读取一个操作系统来启动系统(步骤460)。
当在步骤420中发现RAM问题时，BIOS输出一个“RAM启动失败”或者“系统中止”信息然后停止PC机的运行(步骤470和480)。
图5表明一种本发明的闪烁ROM控制装置300在启动时，PC机存储在闪烁ROM中的BIOS的升级方法。
在本实施例中，BIOS的升级过程是通过应用一个应用程序来实现的，新的BIOS可以通过磁盘或者网络得到。
首先，这个应用程序允许包括在闪烁ROM控制装置300中的控制器302产生一个第一控制信号(步骤500)。然后，主芯片的类型和PC的闪烁ROM被确定而且控制闪烁ROM必须的控制数据也得到了(步骤505到520)。然后，新的BIOS的形象被读入RAM(步骤525)。在闪烁ROM中保存的内容被清除而且RAM中新的BIOS形象被子记录在闪烁ROM中(步骤530和535)。
当闪烁ROM中记录的图象被再次读取并且确定正常时，控制器302产生一个第二控制信号以取消芯片激活信号并且输出一个信号表明启动过程正常完成(步骤540和550)。
如果在步骤505中确定芯片不被支持，在步骤515中闪烁ROM不被支持，或者是在步骤540中出现错误，一个信息会告诉用户没有正常完成启动过程被输出(步骤555)且启动过程被中止。
如上所述，根据本发明，一个存储在闪烁ROM中的BIOS可以免受利用一个广为人知的计算机系统的主芯片技术编制有害程序以破坏在PC的闪烁ROM的BIOS，或者是病毒程序的影响。

Claims (6)

1．一种控制存储个人电脑BIOS的闪烁ROM的装置，其特征在于它包括：
一个由软件控制的控制器产生第一个控制信号或者第二个控制信号以控制所说的闪烁ROM的芯片激活信号；以及
一个控制缓冲器，包括一个输入端口来接收所说的芯片激活信号和一个与所说的闪烁ROM的芯片激活端口相联的输出端口，当所述控制器产生的控制信号是第一控制信号时，由输出上述芯片激活信号，当所述控制器产生的控制信号是第二控制信号时就改变芯片激活信号为不激活状态并且输出改变了的信号。
2．在权利要求1所说的闪烁ROM控制设备，其特征在于所述控制器包括：
一个解码器，用以发现所述个人电脑的系统总线上的地址；还有
一个数据存储方法以存储一个上述系统总线上数据总线上预先确定的字节并且输出上述存储的数据作为上述控制信号，如果说上述输入/输出地址被发现的话。
3．在权利要求2所说的闪烁ROM控制装置，其特征在于所述数据存储装置是一种D触发器存储从所述数据总线上最不重要的码元并且输出存储的值作为所述控制信号输出存储的值。
4．一种保护存储在个人电脑的闪烁ROM中的BIOS的方法，其特征在于所述方法包括几个步骤：
在打开个人电脑电源之后，初始化CPU进行主内存检查；
把一个存储于所述闪烁ROM的BIOS图象拷贝到所述主内存的RAM区域并且为BIOS图象解压。
改变一个所述闪烁ROM的芯片激活信号为无效；以及
通过解压的BIOS完成所述个人电脑的初始化过程并通过读取一个操作系统来进行启动过程，其中拥有所述BIOS的所述闪烁ROM当所述个人电脑初始化时被激活并且当初始化过程结束时取消。
5．一种用于在闪烁ROM存储的个人电脑的BIOS升级方法，该闪烁ROM控制装置被初始化，所述闪烁ROM控制装置具有一个预定输入/输出地址的控制器以产生一个控制信号来控制芯片激活信号和一个控制缓冲器来根据所述控制信号来控制所述芯片激活信号，其特征在于所述方法包括如下步骤：
通过控制所述包括在所述闪烁ROM控制装置的控制器来激活所述芯片激活信号；
确认主芯片类型和所述个人电脑的所述闪烁ROM并且根据所述闪烁ROM确定控制数据；
清除存储在所述闪烁ROM中的内容且在所述闪烁ROM中存储新的BIOS图象；
读取并且确认所述存储的BIOS图象；以及
通过控制所述包括在所述闪烁ROM控制装置中的所说控制器来取消所述芯片激活信号。
6．一个具有存储BIOS图象的闪烁ROM和用于控制所述闪烁ROM的控制器的个人电脑系统，其特征在于当上述个人电脑被初始化时，所述控制器产生所述闪烁ROM，使得在所述闪烁ROM中存储的BIOS形象可以被拷贝到主内存的RAM区域且当所述拷贝操作完成时，取消上述闪烁ROM来保护存储在所述闪烁ROM中的BIOS图象。
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