TW201701154A - 開機系統與開機方法 - Google Patents

Abstract

一種用於一電腦之開機系統，該開機系統包含一開機唯讀記憶體及一嵌入式控制器，該開機唯讀記憶體包含儲存一第一開機程式碼之一開機區塊及儲存一第一基本程式碼之一基本區塊，該嵌入式控制器包含儲存一第二開機程式碼之一第一唯讀記憶體，其中，該嵌入式控制器可將該第二開機程式碼載入該開機唯讀記憶體之該開機區塊以覆寫該第一開機程式碼。

Description

開機系統與開機方法

本發明係有關於用於一電腦之開機系統與方法，特別是關於一種藉由內嵌式控制器(Embedded Controller；EC)修復開機唯讀記憶體之開機系統與方法。

以現今之電腦系統而言，用於開機之唯讀記憶體包含一電子抹除式可複寫唯讀記憶體(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory；EEPROM)以及儲存於其中的韌體與資料，例如管理引擎(Management Engine；ME)韌體、統一可延伸韌體介面前初始化(Pre-EFI Initialization；PEI)韌體、基本輸入輸出系統(Basic Input/Output System；BIOS)韌體等。電腦系統依照不同之功能需求可能讀寫開機唯讀記憶體中的資料，例如允許使用者自行更新基本輸入輸出系統韌體，而作業系統、第三方工具或惡意軟體等也可能破壞其中的資料，造成開機唯讀記憶體受損。

當開機唯讀記憶體受損時，傳統的修復方式必須在開機唯讀記憶體中之韌體未被完全破壞的情況下才能實現，例如管理引擎韌體及統一可延伸韌體介面前初始化韌體必須正常運作，方能進行基本輸入輸出系統韌體的修復。若該開機唯讀記憶體中儲存的全部內容皆已損毀或是上述執行修復所必須的韌體毀損，傳統修復 功能即無法運作。此時，解決方式僅能更換整個開機唯讀記憶體，造成使用者的不便以及較高的維修成本。

因此，關於基本輸入輸出系統韌體之修復的先前技術至少存在上述的限制，顯然無法適用於所有開機唯讀記憶體受損的情況。

針對上述先前技術的缺失，本發明運用電腦系統中的內嵌式控制器作為開機唯讀記憶體的燒錄器，使其得以用於修復開機唯讀記憶體所有資料。一般而言，內嵌式控制器係用於控制諸如鍵盤、滑鼠、電池、特定功能按鈕(例如電源與休眠)等周邊設備，以及部分輸入輸出設備(例如傳輸速率相對較慢者，以避免拖累中央處理單元而影響電腦之整體效能)；在筆記型電腦中，內嵌式控制器持續處於開啟狀態，不受開機或關機狀態的影響。藉由將開機必須之程式碼或資料儲存於內嵌式控制器(例如以8051晶片為核心之內嵌式控制器)的唯讀記憶體，並使該內嵌式控制器覆寫該開機唯讀記憶體中之全部或受損部分，即使開機唯讀記憶體中開機必須之韌體或資料已毀損，本發明提出之系統或方法仍可進行修復。

在本說明書以下的內容中，「開機唯讀記憶體」表示儲存有進行電腦開機所需之韌體的唯讀記憶體，而「開機區塊」用於表示在開機唯讀記憶體中儲存開機必須之程式碼(例如前述之統一可延伸韌體介面前初始化階段韌體)的部分，而基本區塊則用於表示儲存並非開機必須之程式碼(例如前述習知修復技術可修復之基本輸入輸出系統韌體)的部分。

本發明之第一態樣係一種開機方法，該開機方法係執 行於具備一嵌入式控制器及一開機唯讀記憶體之電腦，該開機唯讀記憶體包含儲存一第一開機程式碼之一開機區塊及儲存一第一基本程式碼之一基本區塊，該開機方法包含下列步驟：(1)藉由該嵌入式控制器將儲存於一第一唯讀記憶體之一第二開機程式碼載入該開機唯讀記憶體之該開機區塊，以覆寫該第一開機程式碼；(2)藉由一中央處理單元執行該開機唯讀記憶體之該開機區塊中的該第二開機程式碼，以進行該電腦之開機。其中，該第二開機程式碼可經壓縮後儲存於該第一唯讀記憶體，而該嵌入式控制器可將之解壓縮後載入該唯讀記憶體。此外，啟動上述步驟(1)、(2)之步驟例如：(a)該嵌入式控制器檢查該第一開機程式碼之結果為不合法；(b)一中央處理單元執行該開機唯讀記憶體中之該第一開機程式碼而開機失敗；或(c)該嵌入式控制器接收一輸入裝置所傳送之一指令，例如使用者在一鍵盤上操作一預設之按鍵組合。

在上述本發明之第一態樣中，可進一步執行以下步驟：(3a)將儲存於該第一唯讀記憶體或一第二唯讀記憶體之一第二基本程式碼載入該開機唯讀記憶體之該基本區塊，以覆寫該第一基本程式碼；(3b)將儲存於該第一唯讀記憶體或一第二唯讀記憶體之經壓縮之一第二基本程式碼解壓縮並載入該開機唯讀記憶體之該基本區塊，以覆寫該第一基本程式碼；或(3c)將儲存於一儲存媒體之一第二基本程式碼載入該開機唯讀記憶體之該基本區塊，以覆寫該第一基本程式碼，該儲存媒體可例如為一隨身碟或一光碟。然後，中央處理單元除了執行該開機唯讀記憶體中的該第二開機程式碼，並執行該第二基本程式碼，以進行該電腦之開機。上述之第一唯讀記憶體與第二唯讀記憶體可單獨設置於該嵌入式控制器之內 部或外部，或分別設置於該嵌入式控制器之內部及外部。

本發明之第二態樣係一種用於一電腦之開機系統，其包含：一開機唯讀記憶體，該開機唯讀記憶體包含儲存一第一開機程式碼之一開機區塊及儲存一第一基本程式碼之一基本區塊；以及一嵌入式控制器，該嵌入式控制器包含儲存一第二開機程式碼之一第一唯讀記憶體，其中該嵌入式控制器可將該第二開機程式碼載入該開機唯讀記憶體之該開機區塊以覆寫該第一開機程式碼。其中，該第二開機程式碼可經壓縮後儲存於該第一唯讀記憶體，並由該嵌入式控制器在將其載入該開機唯讀記憶體前進行解壓縮。該嵌入式控制器將該第二開機程式碼載入該開機唯讀記憶體之該開機區塊之情境包含(但不限於)：(I)該嵌入式控制器檢查該第一開機程式碼之結果為不合法；(II)一中央處理單元執行該開機唯讀記憶體中之該第一開機程式碼而開機失敗；或(III)接收到一輸入裝置所傳送之一指令，該輸入裝置例如為一鍵盤。

在上述之本發明之第二態樣中，該開機系統可進一步包含一第二唯讀記憶體，該第二唯讀記憶體儲存一第二基本程式碼或經壓縮之該第二基本程式碼，該嵌入式控制器可進一步將該第二基本程式碼載入該開機唯讀記憶體之該基本區塊以覆寫該第一基本程式碼；此外，該第二唯讀記憶體可進一步儲存一第三基本程式碼或經壓縮之該第三基本程式碼，此時該嵌入式控制器可依據例如一輸入裝置所傳送之對應指令而選擇將該第二基本程式碼或該第三基本程式碼載入該開機唯讀記憶體之該基本區塊以覆寫該第一基本程式碼。或者，該嵌入式控制器亦將儲存於一儲存媒體之一第二基本程式碼載入該開機唯讀記憶體之該基本區塊以覆寫該第一 基本程式碼，該儲存媒體可例如為一隨身碟或一光碟。

因此，即使在開機唯讀記憶體之基本開機區塊損壞時，本發明之系統或方法仍允許由使用者操作或由電腦系統自行修復之。相較於先前技術，本發明可避免因開機唯讀記憶體之資料嚴重損壞導致電腦無法使用的不便利以及高維修成本。基於上述之主旨，本發明之具體實施方式將詳述於後。

1‧‧‧開機系統

10‧‧‧中央處理單元

11‧‧‧開機唯讀記憶體

12‧‧‧嵌入式控制器

13‧‧‧第二唯讀記憶體

111‧‧‧開機區塊

112‧‧‧基本區塊

121‧‧‧第一唯讀記憶體

圖1為本發明之開機系統之一具體例之示意圖；圖2為本發明之開機系統之另一具體例之示意圖；圖3為本發明之開機方法之一具體例之流程圖；圖4為本發明之開機方法之另一具體例之流程圖；圖5為本發明之開機方法之另一具體例之流程圖；圖6為本發明之開機方法之另一具體例之流程圖；圖7為本發明之開機方法之另一具體例之流程圖。

依據前述之發明內容，以下配合圖式說明本發明具體實施方式之例示，其中相同或相似之元件或步驟以相同之符號表示之。可以理解的是，各圖式所揭示之架構或流程僅用於輔助說明，不應被解釋為限制實際組成的所有元件或步驟。

圖1為本發明之開機系統之一具體例之示意圖。在圖1中，開機系統1包含一中央處理單元10、一開機唯讀記憶體11及一嵌入式控制器12，且該開機唯讀記憶體11包含儲存一第一開機程式碼之一開機區塊111及儲存一第一基本程式碼之一基本區塊112，而 該嵌入式控制器包含儲存一第二開機程式碼之一第一唯讀記憶體121。在本具體例中，該嵌入式控制器12可將該第二開機程式碼載入該開機唯讀記憶體11之該開機區塊111以覆寫該第一開機程式碼，故即使該開機唯讀記憶體11中之該第一開機程式碼損毀而無法開機時，仍可藉由該嵌入式控制器12修復該開機唯讀記憶體11之該開機區塊111中之程式碼，使該中央處理單元10可執行該開機唯讀記憶體11中之該第二開機程式碼而進行該電腦之開機。此外，該第二開機程式碼可以經壓縮之形式儲存於該第一唯讀記憶體121，在此情況下該嵌入式控制器12係先將經壓縮之該第二開機程式碼解壓縮之後始載入該開機唯讀記憶體11之該開機區塊111以覆寫該第一開機程式碼。

圖2為本發明之開機系統之另一具體例之示意圖。由於開機唯讀記憶體中之開機程式碼通常較小而基本程式碼通常較大，若圖1中之該第一唯讀記憶體121的容量有限(例如4K Byte)，其僅能用於修復該開機唯讀記憶體11之該開機區塊111，而無法修復該開機唯讀記憶體11之該基本區塊112。因此，在圖2中，開機系統1除了包含一開機唯讀記憶體11及一嵌入式控制器12之外，尚包含一第二唯讀記憶體13，亦即對該嵌入式控制器12而言該第二唯讀記憶體13為一外部記憶體。由於該第二唯讀記憶體13具有較大之容量(例如4M Byte或8M Byte)，故可儲存用於修復該開機唯讀記憶體11之該基本區塊112的一第二基本程式碼，使該嵌入式控制器12可將該第二基本程式碼載入該開機唯讀記憶體11之該基本區塊112以覆寫該第一基本程式碼。或者，該第二唯讀記憶體13可儲存經壓縮之該第二基本程式碼，此時該嵌入式控制器12可將經壓縮之該第 二基本程式碼解壓縮後載入該開機唯讀記憶體11之該基本區塊112以覆寫該第一基本程式碼。圖2所示之一第一唯讀記憶體121係以虛線繪製，表示圖2之開機系統可如圖1將一第二開機程式碼儲存於整合於該嵌入式控制器12內之該第一唯讀記憶體121，或將該第二開機程式碼儲存於該第二唯讀記憶體13。同樣地，由於該嵌入式控制器12可具備解壓縮之能力，故該第二開機程式碼亦可以壓縮之形式儲存於該第一唯讀記憶體121或該第二唯讀記憶體13。

基於圖2所揭示之架構，該第二唯讀記憶體13可進一步包含二個區塊，分別儲存該第二基本程式碼及一第三基本程式碼。其中，該第二基本程式碼可例如為出廠時預載且其對應之區塊無法被覆寫，而該第三基本程式碼對應之區塊則可被覆寫，例如可由使用者啟動或由電腦系統自動備份該開機唯讀記憶體11之該基本區塊112最後一次更新前所儲存之基本程式碼。此時，該嵌入式控制器12可在不同情境中自動或被動選擇該第二基本程式碼或該第三基本程式碼載入該開機唯讀記憶體11之該基本區塊112，以覆寫該第一基本程式碼。同樣地，該第二基本程式碼或該第三主程式均可以經壓縮之形式儲存於該第二唯讀記憶體13。

圖3為本發明之開機方法之一具體例之流程圖，此開機方法係執行於具備一開機系統之電腦。該開機系統例如圖1或圖2所示，其包含一嵌入式控制器及一開機唯讀記憶體，且該開機唯讀記憶體包含儲存一第一開機程式碼之一開機區塊及儲存一第一基本程式碼之一基本區塊。在本具體例之開機方法中，步驟S2係藉由該嵌入式控制器將儲存於一唯讀記憶體之一第二開機程式碼載入該開機唯讀記憶體之該開機區塊以覆寫該第一開機程式碼，參照前 述之說明，該唯讀記憶體可整合於該嵌入式控制器中或設置於該嵌入式控制器外。其次，在該第二開機程式碼被載入該開機唯讀記憶體之該開機區塊後，步驟S3係執行該開機唯讀記憶體中之該第二開機程式碼以進行該電腦之開機。依據本具體例之開機方法，即使該開機唯讀記憶體之該開機區塊中之該第一開機程式碼損壞，仍可藉由該嵌入式控制器修復該開機唯讀記憶體，使其得用於進行開機之操作。

再者，圖3所示之開機方法可藉由不同之方式加以啟動。以圖3所示之開機方法為基礎，圖4為本發明之開機方法之另一具體例之流程圖，其中步驟S1a係藉由該嵌入式控制器檢查該第一開機程式碼，當判斷該第一開機程式碼不合法或損毀時，該嵌入式控制器便執行前述步驟S2，在該電腦下一次開機前將儲存於該唯讀記憶體之該第二開機程式碼載入該開機唯讀記憶體之該開機區塊以覆寫該第一開機程式碼。

以圖3所示之開機方法為基礎，圖5為本發明之開機方法之另一具體例之流程圖，其中步驟S1b係該中央處理單元執行該開機唯讀記憶體之該開機區塊中的該第一開機程式碼以進行開機，當該第一開機程式碼之執行失敗時，該嵌入式控制器便執行前述步驟S2，將儲存於該唯讀記憶體之該第二開機程式碼載入該開機唯讀記憶體之該開機區塊以覆寫該第一開機程式碼，然後該中央處理單元執行該開機唯讀記憶體之該開機區塊中的該第二開機程式以進行開機。

以圖3所示之開機方法為基礎，圖6為本發明之開機方法之另一具體例之流程圖，其中步驟S1c係該嵌入式控制器接收一 輸入裝置所傳送之一指令，然後執行前述圖3所示之步驟S2，將儲存於該唯讀記憶體之該第二開機程式碼載入該開機唯讀記憶體之該開機區塊，以覆寫該第一開機程式碼。該指令可例如是由使用者操作該電腦之鍵盤上的特定按鍵或預設按鍵組合而傳送。此外，參照前述說明，圖2之第二唯讀記憶體13可能儲存二個以上之程式碼；若將本具體例配合圖2之架構，則可允許使用者透過不同之指令(例如不同之組合鍵)使該嵌入式控制器選擇不同之開機程式碼而對該開機唯讀記憶體之該開機區塊進行修復或還原。

依據圖3揭示的開機方法，本發明進一步提出可修復該開機唯讀記憶體之該基本區塊的開機方法。圖7為本發明之開機方法之另一具體例之流程圖。其中，除了圖3揭示之步驟S2之外，該嵌入式控制器進一步將儲存於該唯讀記憶體或另一唯讀記憶體之一第二基本程式碼載入該開機唯讀記憶體之一基本區塊以覆寫一第一基本程式碼(步驟S2a)，而該中央處理單元如圖3之步驟S3執行該第二開機程式碼以進行該電腦之開機後，進一步執行該開機唯讀記憶體中之該第二基本程式碼以繼續進行該電腦之開機(步驟S3a)。同樣地，在本具體例中該第二基本程式碼可以經壓縮後儲存於該唯讀記憶體或該另一唯讀記憶體，並藉由嵌入式控制器將之解壓縮後載入該開機唯讀記憶體之該基本區塊。

以上所述之各具體例，僅為本發明實施方式之例示，並非窮盡列舉所有可能之變化。申請人主張之權利範圍如後述申請專利範圍所載，其中各請求項之文義及均等範圍均為本專利之權利範圍所涵蓋，前述發明說明或圖式之內容自不得作為解釋申請專利範圍之限制。

Claims (18)

1. 一種開機方法，該開機方法係執行於具備一嵌入式控制器及一開機唯讀記憶體之電腦，該開機唯讀記憶體包含儲存一第一開機程式碼之一開機區塊及儲存一第一基本程式碼之一基本區塊，該開機方法包含下列步驟：藉由該嵌入式控制器將儲存於一第一唯讀記憶體之一第二開機程式碼載入該開機唯讀記憶體之該開機區塊以覆寫該第一開機程式碼；及藉由一中央處理單元執行該開機唯讀記憶體之該開機區塊中的該第二開機程式碼以進行該電腦之開機。
2. 如申請專利範圍第1項之開機方法，其中，該第二開機程式碼係以經壓縮之形式儲存於該第一唯讀記憶體，並藉由該嵌入式控制器將經壓縮之該第二開機程式碼解壓縮後載入該開機唯讀記憶體之該開機區塊以覆寫該第一開機程式碼。
3. 如申請專利範圍第1項之開機方法，其中，藉由該嵌入式控制器將儲存於該第一唯讀記憶體之該第二開機程式碼載入該開機唯讀記憶體之該開機區塊以覆寫該第一開機程式碼之步驟，係在該嵌入式控制器檢查該第一開機程式碼為不合法之後執行。
4. 如申請專利範圍第1項之開機方法，其中，藉由該嵌入式控制器將儲存於該第一記憶體之該第二開機程式碼載入該開機唯讀記憶體之該開機區塊以覆寫該第一開機程式碼之步驟，係在該開機唯讀記憶體執行該第一開機程式而開機失敗之後執行。
5. 如申請專利範圍第1項之開機方法，其中，藉由該嵌入式控制器將儲存於該第一唯讀記憶體之該第二開機程式碼載入該開機唯 讀記憶體之該開機區塊以覆寫該第一開機程式碼之步驟，係在該嵌入式控制器接收一輸入裝置所傳送之一指令之後執行。
6. 如申請專利範圍第1項之開機方法，進一步包含：藉由該嵌入式控制器將儲存於該第一唯讀記憶體之一第二基本程式碼載入該開機唯讀記憶體之該基本區塊以覆寫該第一基本程式碼；及藉由該中央處理單元於執行該第二開機程式碼後執行該開機唯讀記憶體之該基本區塊中的該第二基本程式碼以進行該電腦之開機。
7. 如申請專利範圍第6項之開機方法，其中，該第二基本程式碼係以經壓縮之形式儲存於該第一唯讀記憶體，並藉由該嵌入式控制器將經壓縮之該第二基本程式碼解壓縮後載入該開機唯讀記憶體之該基本區塊以覆寫該第一基本程式碼。
8. 如申請專利範圍第1項之開機方法，進一步包含：藉由該嵌入式控制器將儲存於一第二唯讀記憶體之一第二基本程式碼載入該開機唯讀記憶體之該基本區塊以覆寫該第一基本程式碼；及藉由該中央處理單元於執行該第二開機程式碼後執行該開機唯讀記憶體之該基本區塊中的該第二基本程式碼以進行該電腦之開機。
9. 如申請專利範圍第8項之開機方法，其中，該第二基本程式碼係以經壓縮之形式儲存於該第二唯讀記憶體，並藉由該嵌入式控制器將經壓縮之該第二基本程式碼解壓縮後載入該開機唯讀記憶體之該基本區塊以覆寫該第一基本程式碼。
10. 如申請專利範圍第8或9項之開機方法，其中，該第一唯讀記憶體係整合於該嵌入式控制器內部，且該第二唯讀記憶體係設置於該嵌入式控制器外部。
11. 如申請專利範圍第1項之開機方法，進一步包含：藉由該中央處理單元於執行該第二開機區塊程式碼後將儲存於一儲存媒體之一第二基本程式碼載入該開機唯讀記憶體之該基本區塊以覆寫該第一基本程式碼；以及藉由該中央處理單元執行該開機唯讀記憶體之該基本區塊中的該第二基本程式碼以進行該電腦之開機。
12. 一種開機系統，包含：一開機唯讀記憶體，該開機唯讀記憶體包含儲存一第一開機程式碼之一開機區塊及儲存一第一基本程式碼之一基本區塊；及一嵌入式控制器，該嵌入式控制器包含儲存一第二開機程式碼之一第一唯讀記憶體，其中，該嵌入式控制器可將該第二開機程式碼載入該開機唯讀記憶體之該開機區塊以覆寫該第一開機程式碼。
13. 如申請專利範圍第12項之開機系統，其中，該第二開機程式碼係以經壓縮之形式儲存於該第一唯讀記憶體，且該嵌入式控制器可將經壓縮之該第二開機程式碼解壓縮後載入該開機唯讀記憶體之該開機區塊以覆寫該第一開機程式碼。
14. 如申請專利範圍第12項之開機系統，其中，該嵌入式控制器可檢查該第一開機程式碼是否失效，並在該第一開機程式碼經檢查為失效後將儲存於該第一唯讀記憶體之該第二開機程式碼載入該開機唯讀記憶體之該開機區塊以覆寫該第一開機程式碼。
15. 如申請專利範圍第12項之開機系統，其中，該嵌入式控制器在一中央處理單元執行該開機唯讀記憶體中之該第一開機程式而開機失敗後，將儲存於該第一唯讀記憶體之該第二開機程式碼載入該開機唯讀記憶體之該開機區塊以覆寫該第一開機程式碼。
16. 如申請專利範圍第12項之開機系統，其中，該嵌入式控制器依據一輸入裝置傳送之一指令將儲存於該第一唯讀記憶體之該第二開機程式碼載入該開機唯讀記憶體之該開機區塊以覆寫該第一開機程式碼。
17. 如申請專利範圍第12項之開機系統，進一步包含一第二唯讀記憶體，該第二唯讀記憶體儲存經壓縮之一第二基本程式碼，該嵌入式控制器可進一步將經壓縮之該第二基本程式碼解壓縮並載入該開機唯讀記憶體之該基本區塊以覆寫該第一基本程式碼。
18. 如申請專利範圍第12項之開機系統，進一步包含一第二唯讀記憶體，該第二唯讀記憶體儲存經壓縮之一第二基本程式碼及一第三基本程式碼，該嵌入式控制器可依據一輸入裝置所傳送之對應指令選擇將經壓縮之該第二基本程式碼或該第三基本程式碼解壓縮並載入該開機唯讀記憶體之該基本區塊以覆寫該第一基本程式碼。