CN1545654A

CN1545654A - 计算机快速启动方法

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Publication number: CN1545654A
Application number: CNA018235689A
Authority: CN
Inventors: �ž��; 张建辉
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd
Priority date: 2001-08-22
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2021-08-22
Also published as: US20050015215A1; DE60140568D1; EP1426859A1; CN1261868C; US7213139B2; WO2003023610A1; ATE449376T1; EP1426859B1; EP1426859A4

Abstract

一种计算机启动方法，利用计算机系统的内部和外部部件的配置信息以及执行各部件初始化所需信息，对系统各部件进行快速检测和初始化，所述的这些信息预先存储在计算机系统内部。本发明能够对计算机进行快速启动，大幅度降低计算机的启动时间，提高计算机的启动效率，节省用户的等待时间。

Description

计算机快速启动方法技术领域

本发明涉及一种计算机启动方法，特别是一种在计算机启动过程中对系统部件进行快速检测和初始化的方法。背景技术

当前，计算机技术发展十分迅速，无论是在 CPU速度、总线速度、存储设备容量、元器件的集成度、部件的成本等各方面都得到了极大的改善。软件技术也有了突飞猛进的发展，从刚开始的 DOS，发展到几代 WINDOWS 操作系统，还有各种各样功能强大的应用软件。但是个人计算机系统的启动时间却是越来越长，没有根本性的突破。传统的 BIOS在系统启动时需要做许多工作，它首先要对系统内的核心部件进行检测，对周边设备进行初始化，最后对电脑的硬盘进行 "热身—— Warm-up", 而这一过程往往需要 40秒到 1 分钟左右。系统启动时间之所以较长，原因是多方面的，在个人电脑各种部件速度提高、容量增大的同时，集成在一起的器件也越来越多，导致计算机系统的 BIOS (基本输入输出系统）需要对各个部件进行管理，工作量也越来越大，要求也越来越高；比如要进行大量的电源管理的初始化，以及对各部件的初始化， BIOS 本身要进行压缩及解压缩等任务繁重的工作。客户研究表明 PC 使用者经常希望系统启动速度再快一些，不论是冷启动还是从等待状态和休眠状态唤醒。

在用户一般配置的系统都较为稳定、不会经常更换系统部件的实际情况下，这样每次启动时都重新检测这些部件是否存在、如何配置实在没有必要，由于等待计算机的启动而浪费用户大量的时间。计算机系统的启动要经过一系列的检测和初始化工作，例如在个人计算机中的 POST (Power-On Self Test) 过程中，需进行内存的检测和初始化、 CPU 的检测和初始化、硬盘、光驱的检测和初始化、 PCI插卡的检测和初始化、主控芯片的初始化以及一系列外围设备的检测和初始化工作。这些部件的正确初始化是计算机系统工替换页（细则第 26条) 作的基础，因而是必须的。但对于特定用户的一台特定的计算机来说，每一天开机检测和初始化的都是同一组内存，同一组主控芯片，同一个 CPU, 同样的光驱和硬盘，同样的 PCI插卡，同样的外围设备，也就是说，每天计算机系统开机时进行的检测工作时工作内容是相同的，用户每天开机时都在等系统一个部件接一个部件地处理，而在浪费用户时间的是重复性的工作，因为一般计算机的配置是不经常变化的。发明内容

本发明的目的在于为计算机提供一种快速启动方法，从而能够大幅度降低计算机的启动时间，提高计算机的启动效率，节省用户的等待时间。

本发明的技术方案如下：

本发明的一种计算机启动方法是利用计算机系统的内部和外部部件的配置信息以及执行各部件初始化所需信息，对系统各部件进行快速检测和初始化，所述的这些信息预先存储在计算机系统内部。

这些信息可以通过在计算机系统正常的启动过程中对各部件进行检测和初始化而获取，也可以通过其它方式获取并预先存储于计算机内。对于固定配置的计算机设备，这些信息也是固定的，对于需要改变配置的计算机，通过检测而获得的这些信息被改变。

根据本发明的另一种计算机启动方法，包括以下步骤：

( 1 )、第一检测步骤，由计算机检测当前启动是否为快速启动方式或正常启动方式，该启动方式是由用户在一个设置步骤中预先设置的，如果当前启动是快速启动方式，则执行步骤 (3)，如果是正常启动方式，则执行步骤 (2);

(2)、正常启动步骤，对系统部件进行全面的检测和初始化；

(3 )、第二检测步骤，由计算机检测当前启动是否是设置为快速启动方式后的第一次启动，如果当前启动是第一次启动，执行步骤 (4)，否则执行步骤 (5); ,

(4)、正常启动及存储步骤，执行正常启动步骤，获得所述的计算机系统内部和外围部件的配置信息和对执行部件初始化所需信息，并存储在计算机内的非易失性存储器内； (5 )、快速启动步骤，利用由步骤 (4)所获取并存储在该计算机内部的所述信息，快速实现系统部件的检测和初始化。

在本发明中，所述的设置步骤可以是由用户在计算机开机或复位后的一段预定时间内按键盘上一个预设的热键而执行的，按该热键即可进入启动方式之设置界面；当该热键在预定时间内未被按下时，该计算机按上次所设置的启动方式启动。也可采用除热键外的其它方式进入设置界面，例如在计算机运行的过程中的任意时间执行一个设置软件以进入启动方式设置界面。

该设置步骤也可以是在 CMOS 设置界面中设置一个关于启动方式的选项，这样，用户按 CMOS SETUP的热键即可设置启动方式。也可采用其它方式设置启动方式。用户不需每次启动时都设置启动方式，每次设置启动方式后，计算机则按该方式启动，直到设置新的启动方式。

在本发明中，用于信息存储的非易失性存储器可采用系统 BIOS芯片，即可直接将实现本发明的软件与 BIOS软件组合并写入系统 BIOS芯片。优选的是，该非易失性存储器芯片或 BIOS芯片可以采用 FLASH芯片或非动态刷新 RAM存储器芯片。 FLASH芯片即快速擦写存储器，也称为闪烁存储器，它是一种可以整体或分区擦除、按字节重新编程写入的非易失性存储器。

根据本发明的一个实施例，在计算机启动过程中，所述的第一检测步骤包括检测一个根据所述设置步骤而预先设置在计算机内的快速启动标志，当该标志表示按正常启动步骤启动时，按正常的启动过程进行启动。

在本发明的一个实施例中，所述的第二检测步骤包括检测一个预先设置在计算机内的首次启动标志，当该首次启动标志表示当前启动为该计算机被设置为快速启动步骤后的非第一次启动时，利用存储于非易失性存储器中的数据信息进行快速启动。该标志是在所述设置步骤后而被设置的。该标志一般是由计算机自动设置的，当第一次启动完成后，该标志被修改，下一次启动时则可根据该标志识别当前启动为非第一次启动。

在本发明的一个实施例中，在启动过程中，所述的正常启动及存储步骤包括：

( 1 )、检测部件的多个配置参数；

(2)、将检测出的该部件之配置参数写入计算机主板上的非易失性存储器芯片，并写入该部件之控制器中的寄存器中。

在此实施例中，所述的快速启动步骤包括：

( 1 )、从非易失性存储器芯片中读出部件的配置参数；

(2)、将读出的配置参数写入该部件之控制器中的寄存器中；

(3 )、对该部件完成必要的初始化处理。

在本发明的一个实施例中，所述的正常启动及存储步骤包括：

( 1 )、从部件内读出配置参数，根据配置参数进行配置；

(2)、将配置参数写入非易失性存储器芯片。

在该实施例中，所述的快速启动步骤包括：

( 1 )、从系统的非易失性存储器芯片内读出部件的配置参数；

(2)、根据配置参数对该部件进行配置。

在本发明的一个实施例中，在计算机启动过程中，所述的正常启动及存储步骤包括：

( 1 )、对部件进行标准检测，即在正常启动步骤时所完成的检测；

(2)、判定该部件的状态，根据其状态执行相应的初始化程序；

(3 )、保存该部件的状态标志位，并将该状态标志位存入非易失性存储器芯片。

在该实施例中，所述的快速启动步骤包括：

( 1 )、从非易失性存储器芯片中读取部件的状态标志位，根据该状态标志位可调用相应的初始化程序；

(2)、执行该初始化程序，对该部件进行初始化。

以上列出了在启动过程中三种对计算机之部件进行检测和（或）初始化的过程。一般来说，计算机中的各部件都可以采用这三种方式之一。但某些部件可能更适合于采用其中的某一种方式。

在本发明的一个实施例中，所有部件的配置参数或初始化程序标志在被写入非易失性存储器芯片前，都被集中写在计算机的内存中的一段区域中，当所有部件的配置参数或初始化程序标志都被写入内存中的这一段区域时，再统一写入非易失性存储器芯片中的一段区域。

在本发明中，所述的计算机部件可包括中央处理器（CPU)、内部存储器、键盘、鼠标器、 IDE 设备、 SCSI 设备、软盘驱动器、串行通信口、并行通信口、 USB设备，以及外接插卡式或计算机主板内置的声音接口卡、网络接口卡、显示接口卡、调制解调器。因此，本发明适用于任何计算机内部及外围部件。

在本发明的一个实施例中，本发明的方法是在计算机加电自检（POST) 过程中被执行的。

在本发明中，当用户设置计算机采用正常启动方式时，该计算机按正常启动步骤进行启动。因此，本发明之方法可由计算机用户选用或禁用，当计算机禁用该方法时，该计算机按正常启动步骤进行启动，对系统各部件进行全面的检测和初始化。例如，用户可以在计算机开机时的 CMOS SETUP中选用或禁用本发明之功能，以保证在计算机系统配置发生变化时仍执行正常启动步骤。

本发明是基于用户一般情况下通常不开机箱、不对系统硬件的配置进行修改的实际情况，将第一次启动时检测采集到的数据收集起来，集中存放留作备用，以后每次计算机启动时都直接自动采用这些已经存放的数据。当计算机第一次采用本发明之方法进行启动时，按正常启动步骤对计算机系统各部件进行检测和外设初始化工作，其目的是使主算机各部件由上电或复位之后的初始状态变成正常的工作状态，在各部件的初始化完成后，之后将所有外设信息和初始化结果保存在非易失性存储器中， BIOS 引导操作系统并把控制权移交给操作系统。本发明的主要目的是缩短计算机在加电或复位后到操作系统引导前这段工作的时间。在以后启动时， BIOS 不再进行那些重复性的操作，而是直接利用保存在非易失性存储器中的系统各部件的检测信息及初始化信息，完成对各部件的快速检测和初始化，从而进入计算机启动的 "高速公路"。所以计算机在用户设置为快速启动后第一次启动后的开机启动中，整个 POST过程只需要 4至 5秒左右的时间。

本发明对硬件、软件设备均无任何兼容要求，性能稳定可靠。

本发明为用户带来了革命性的开机方式，节省了大量的启动时间，提高了计算机启动效率。附图说明：

图 1是计算机启动的基本流程图；

图 2a和图 2b是本发明之一实施例的流程图；

图 3是本发明之实施例在八种配置的计算机中的正常方式启动与快速方式启动的启动时间比较图。本发明的实施例：

在正常的启动过程中，计算机的启动首先必须经历基本设备自检的过程，习惯上称为 POST 自检过程。这个过程是由计算机系统的基本输入输出系统（BIOS) 来完成的。 BIOS 会依次对系统的各个部件进行必要的检测和初始化，并采用常规的算法，使它们从上电时的不确定状态处于正常的工作状态，然后启动操作系统，至此， POST过程完成。本发明通过硬件本身记录启动过程（如 POST过程）所需的所有信息，把这部分信息存储在专用的存储空间里面，然后在每一次启动的时候直接从专用的存储器中调用这部分信息。这样的话，原来需要经过硬件检测的过程就变成了读取存储器的过程，速度被大大提高。图 1反映了计算机的启动过程，本发明则是通过将每一部件的检测或初始化过程所获取的信息保存、而在下一次启动时调用已保存的信息，并采用相应的并行处理算法，以加快各部件的检测或初始化过程。

本发明的一种最典型的实施例是本申请人在其产品，即联想电脑上实现的快速启动技术。这项技术是为了加快电脑的启动速度而为用户提供的一个新功能。它与传统的 BIOS 启动相比，能够轻松实现快速启动，并节省用户时间，其功能简便易用。在 BIOS的上电自检过程中，可按 DEL键进入 CMOS SETUP; 若该 BIOS支持快速启动，则在 "Advanced BIOS Features ，，中会提供一个选项以设置快速启动；要启用快速启动功能，将该选项设为 "Enabled" 。重新启动计算机，该 BIOS会将当前的系统信息保存下来，并利用这些信息在以后的启动中实现快速启动。

以下具体说明该实施例的实施方案。

在本发明的实施例中，实现快速启动的软件存储在 BIOS 芯片内。在进行系统启动时，即在 POST过程中，如图 2a和图 2b所示， BIOS先判断快速启动功能是否被选用（Enable或 Disable), —般来说，当用户在修改系统配置之前最好将快速启动功能设为 Disable, 关机，修改配置，再开机，将快速启动功能设为 Enable。当快速启动功能被选用后， BIOS 再判断是否是选用快速启动功能后的第一次启动，如果不是，则执行快速启动步骤；如果是第一次启动时，先执行正常启动步骤，系统会进行实现快速启动功能所需的初始化，系统在完成对系统的检测和初始化的同时，也已经完成实现快速启动所需的所有数据采集，初始化完毕，以后每次启动，只需将这些数据自动读出使用即可。

以下举例说明本发明之实施例中对系统各部件的检测或初始化过程。

1、内存检测举例。首先，在正常启动步骤中， BIOS依据一定的算法，对当前系统进行检测，得到当前系统中安装的内存的大小、类型、安装位置等参数。完成了内存的检测后，将这些参数转换成相应的内存控制寄存器的内容的格式，写到内存控制器中的寄存器中，并将这些转换好的内容保存起来，例如写入计算机主板上的 BIOS 芯片。在快速启动步骤时读出这些保存的参数并直接把它们填到内存控制器中的寄存器内，并对内存进行相应的及必要的处理，使之达到正常的工作状，以实现对内存的快速检测。例如，当检测出当前启动是该计算机被设置为快速启动步骤后的第一次启动时，先检测该内存的多个配置参数，例如内存的大小、类型和安装位置；再将检测出的内存之配置参数写入计算机主板上的 BIOS 芯片，并写入该部件之控制器中的寄存器中。当检测出当前启动是该计算机被设置为快速启动步骤后的非第一次启动时，例如是第二次启动时，先从 BIOS 芯片中读出保存的内存配置参数；再将读出的配置参数写入该内存控制器中的寄存器中，对内存进行必要的处理。

2、硬盘检测举例：

硬盘的初始化是根据硬盘的类型和大小以及它们的其它硬件特征对硬盘控制逻辑进行配置。首先 BIOS会从硬盘中读出每一个硬盘的参数表（每一个硬盘的参数表为 256个字，每一个字都有着不同的含义，表达了这个硬盘的硬件特性）， BIOS根据读出的参数进行分析，把各参数转换成硬盘控制逻辑寄存器的格式，填到寄存器中去。 BIOS 会把从硬盘中读到的参数表（对于没有硬盘存在的情况下则存放一个空表）保存起来，快速启动时不再从硬盘中读出参数，而直接把保存的参数表读出来，进行分析，然后把各参数转换成硬盘控制逻辑寄存器的格式，填到寄存器中去。例如，当计算机检测出当前启动是该计算机被设置为快速启动步骤后的第一次启动时，先从硬盘内读出配置参数，并将硬盘配置参数写入 BIOS芯片；这些参数可以通过内存转存至 FLASH存储器；再根据配置参数对硬盘进行配置。当检测出当前启动是该计算机被设置为快速启动步骤后的非第一次启动时，先从系统的 BIOS 芯片内读出配置参数，并放置在内存中；再根据读出的配置参数对硬盘进行配置。或者，也可以将读出的配置参数直接写入硬盘控制器中的寄存器中。

3、鼠标检测举例：

鼠标的检测是这样的：首先对鼠标进行标准检测，在检测当中可能会出现几种情况，在鼠标状态 1的情况下会进行操作 1 (例如执行初始化程序 1 )，在状态 2的情况下会进行操作 2，在状态 3的情况下会进行操作 3。本发明在计算机启动的过程中会根据不同的情况保存不同的鼠标程序的标志位（如在鼠标标志位保存 1、 2、 3 )，在快速启动时，读出鼠标标志位，若是 1，则进行操作 1，若是 2则进行操 2，若是 3 , 则进行操作 3，不再进行査鼠标状态的操作。例如，当检测出当前启动是该计算机被设置为快速启动步骤后的第一次启动时，先对鼠标进行标准检测；判定该鼠标的状态，根据其状态执行相应的初始化程序；保存该鼠标的状态标志位，并将该状态标志位存入 BIOS芯片。当检测出当前启动被设置为快速启动步骤后的非第一次启动时，比如是第二次启动，先从 BIOS 芯片中读取该鼠标的状态标志位，根据该标志调用相应的初始化程序；再执行该初始化程序，对该鼠标进行初始化。

其它部件的快速启动步骤与以上的示例相似，不一一详述。

图 3说明本发明之实施例在八种配置的计算机中的正常方式启动与快速方式启动的启动时间比较。本发明可以实施在加电启动（即冷启动）、按 RESET 启动及键盘复位启动（即热启动）过程。可以看出，无论是哪一种启动方式，在该实施例中的快速启动步骤所耗时间明显快于正常启动步骤，特别是远远快于 "按 Power ON冷启动"和 "按 Reset键热启动"两种方式，其主要原因是正常方式要逐个检查主板上的很多部件设备，例如 DIMM条、 SIO等等，都要等待很长时间，而本实施例采用快速启动方法，大大加快了这些部件的检测速度，达到了又快又稳的目的。另外在热起动时，本发明之实施例也有不俗的表现。当采用一些初始化时间较长的显卡时，本发明的技术发挥受到一定的限制，硬盘、光驱等外围设备的检测等待时间也会影响本发明之技术优势的发挥。

本发明尽管在功能实现上非常复杂，但用户在使用时却非常简单，只需对 CMOS SETUP中的一个开关选项进行设置，就可以方便地进行快速启动。用户只需进入到 CMOS SETUP 中把相应的 "快速启动功能"选项设置成 "Enabled", 保存并重新启动计算机，计算机就会自动地完成实现快速启动的初始化工作，这次启动完成后，屏幕上会出现相应的提示，以表明快速启动功能已成功初始化，以后的系统启动就是令人神往的快速启动了。它把计算机以往需要二十秒以上最少也要十几秒的启动时间缩短在 3-5 秒之内完成。当用户需要更换计算机的配置或进行电脑升级时，比如说换一个硬盘，再增添一个网卡，把 Modem卡也更新换代，则在升级之前，先到 CMOS SETUP 中把 "快速启动功能"设置成 "Disabled", 保存，再关机；进行硬件升级工作；升级工作完成之后，再把该选项设置成 "Enabled", 用户就可以在新的设置下好好享受快速启动所带来的便捷。

在本实施例中，当用户打开机箱更换配置时一定要将 "快速启动功能" 设成 Disabled, 更换完毕后开机再将它设为 Enabled, 这样使用快速启动功能就不会有问题。但是如果用户在 "快速启动功能"为 Enabled 的情况下关机，打开机箱更换内存，再开机时，由于保存在 BIOS 芯片中的快速启动所需信息与计算机当前配置己不相符，可能出现无法开机的现象或者发现内存容量和板上所安装的内存容量不符。若无法开机重复三次以上时，本实施例为处理这一问题，会自动采用非快速启动的方式启动系统，并重新对计算机的配置进行检测，以后的快速启动就是正常的了；若可以开机但内存容量和实际不符，那么系统会工作不正常，会出现死机等现象，此时用户应在 CMOS SETUP中把"快速启动功能 "设成 Disabled,重新启动后再把它设成 Enabled, 系统就会正常工作了。

Claims

权利要求

1、一种计算机启动方法，利用计算机系统的内部和外部部件的配置信息以及执行各部件初始化所需信息，对系统各部件进行快速检测和初始化，所述的这些信息预先存储在计算机系统内部。

2、一种计算机启动方法，包括以下步骤：

( 1 )、第一检测步骤，由计算机检测当前启动是否为快速启动方式或正常启动方式，该启动方式是由用户在一个设置步骤中预先设置的，如果当前启动是快速启动方式，则执行步骤 (3)，如果是正常启动方式，则执行步骤 (2);

(2)、正常启动步骤，对系统部件进行全面的检测和初始化；

(3 )、第二检测步骤，由计算机检测当前启动是否是设置为快速启动方式后的第一次启动，如果当前启动是第一次启动，执行步骤 (4)，否则执行步骤 (5);

(4)、正常启动及存储步骤，执行正常启动步骤，获得所述的计算机系统内部和外围部件的配置信息和对执行部件初始化所需信息，并存储在计算机内的非易失性存储器内；

(5 )、快速启动步骤，利用由步骤 (4)所获取并存储在该计算机内部的所述信息，快速实现系统部件的检测和初始化。

3、根据权利要求 2 所述的计算机启动方法，其中，所述的设置步骤是由用户在计算机开机或复位后的一段预定时间内按键盘上一个预设的热键而执行的；当该热键在预定时间内未被按下时，该计算机按上次所设置的启动方式启动。

4、根据权利要求 2 所述的计算机启动方法，其中，所述的第一检测步骤包括检测一个根据所述设置步骤而预先设置在计算机内的快速启动标志。

5、根据权利要求 2 所述的计算机启动方法，其中，所述的第二检测步骤包括检测一个预先设置在计算机内的的首次启动标志，该标志是在所述设置步骤后而被设置的。

6、根据权利要求 2 所述的计算机启动方法，其中，用于信息存储的非易失性存储器为系统 BIOS芯片。

7、根据权利要求 2或 6所述的计算机启动方法，其中，所述的非易失性存储器芯片为 FLASH芯片或者非动态刷新 RAM芯片。

8、根据权利要求 2 所述的计算机启动方法，其中，所述的正常启动及存储步骤包括：

( 1 )、检测部件的多个配置参数；

(2)、将检测出的该部件之配置参数写入计算机主板上的非易失性存储器，并写入该部件之控制器中的寄存器中。

9、根据权利要求 2或 8所述的计算机启动方法，其中，所述的快速启动步骤包括：

( 1 )、从非易失性存储器中读出部件的配置参数；

(2)、将读出的配置参数写入该部件之控制器中的寄存器中；

(3 )、对该部件进行必要的初始化处理。

10、根据权利要求 2所述的计算机启动方法，其中，所述的正常启动及存储步骤包括：

( 1 )、从部件内读出配置参数，根据配置参数进行配置；

(2)、将配置参数写入非易失性存储器。

11、根据权利要求 2或 10所述的计算机启动方法，其中，所述的快速启动步骤包括：

( 1 )、从系统的非易失性存储器内读出部件的配置参数；

(2)、根据配置参数对该部件进行配置。

12、根据权利要求 2所述的计算机启动方法，其中，所述的正常启动及存储步骤包括-

( 1 )、对部件进行标准检测；

(2)、判定该部件的状态，根据其状态执行相应的初始化程序；

(3 )、保存该部件的状态标志位，并将该状态标志位存入非易失性存储器。

13、根据权利要求 2或 12所述的计算机启动方法，其中，所述的快速启动步骤包括：

( 1 )、从非易失性存储器中读取部件的状态标志位，根据该状态标志位调用相应的初始化程序；

(2)、执行该初始化程序，对该部件进行初始化。

14、根据权利要求 1至 6中任一项所述的计算机启动方法，其中，所有部件的配置信息或初始化所需信息在被写入非易失性存储器前，都被集中写在计算机的内存中的一段区域中，当所有部件的配置参数或初始化程序标志都被写入内存中的这一段区域时，再统一写入非易失性存储器中的一段区域。

15、根据权利要求 1至 6中任一项所述的计算机启动方法，其中所述的计算机部件包括中央处理器（CPU)、内部存储器、键盘、鼠标器、 IDE 设备、 SCSI 设备、软盘驱动器、串行通信口、并行通信口、 USB 设备，以及外接插卡式或计算机主板内置的声音接口卡、网络接口卡、显示接口卡、调制解调器。

16、根据权利要求 1至 6中任一项所述的计算机启动方法，其中，该方法是在计算机加电自检过程中被执行的。