TWI743479B

TWI743479B - 實現可延展基本輸出入系統運作協定的系統與開機方法

Info

Publication number: TWI743479B
Application number: TW108117085A
Authority: TW
Inventors: 王智昇; 李維康
Original assignee: 英商鼎通盛股份有限公司
Priority date: 2019-05-17
Filing date: 2019-05-17
Publication date: 2021-10-21
Also published as: TW202044026A

Abstract

一種實現可延展基本輸出入系統運作協定的系統與開機方法，提供電腦系統中客製化基本輸出入系統的解決方案，提出一個基本輸出入系統運作協定，提供多個資料節點，每個資料節點具有一或多個動作指令，使得系統可以根據客戶提出的客製化需求，在不同資料節點中動作指令之間建立執行路徑，經儲存設定後，可在開機程序中實現此客製化基本輸出入系統。在開機方法中，當系統初始化基本輸出入系統時，將自記憶體取得執行路徑，依照其中執行路徑執行動作指令，實現客製化基本輸出入系統。

Description

實現可延展基本輸出入系統運作協定的系統與開機方法

本發明係有關一種可以客製化基本輸出入系統的電腦系統，特別是指實現可延展的基本輸出入系統運作協定的系統，以及以此運作協定下實現客製化基本輸出入系統的開機方法。

將電腦開啟後，系統準備初始化，首先由基本輸出入系統(BIOS)開始，利用BIOS所記載的系統硬體資訊分別驅動各種週邊硬體，包括決定開機磁區、記憶體配置、輸出入埠的狀態，並開始進入開機自我檢測程序(POST)，包括檢查各連接週邊與設定，如中央處理器、記憶體、鍵盤、滑鼠等裝置的狀態。當根據BIOS所載資訊由開機磁區載入作業系統(OS)之後，開始進入作業系統啟動程序。

為了突破傳統BIOS的限制，於是產生了一種稱為可延伸韌體介面(Extensible Firmware Interface,EFI)基本輸出入系統，EFI後來發展為統一可延伸韌體介面(Unified EFI,UEFI)，此類BIOS除了進行硬體辨識、控制與系統資源掌控外，更有系統地分配儲存空間，其中定義的可延伸韌體介面用以溝通硬體、韌體與作業系統。

可參閱圖1示意顯示可延伸韌體介面基本輸出入系統的架構示意圖。圖中顯示有一基本輸出入系統12，為UEFI/EFI基本輸出入系統，其中可延伸韌體介面(EFI)121用以與作業系統10的作業系統載入器101與硬體14溝通。

不論是傳統BIOS或是所述可延伸韌體介面基本輸出入系統，傳統的方式是由電腦系統設計者或廠商提供一具有固定運行程序的BIOS，若有客戶需要有特別制訂的BIOS，則需要重新設計、編譯以及儲存至相關儲存媒體，對於服務有特定需求的各樣的客戶，並不方便。

為了讓電腦系統廠商提供各種不同客戶對於基本輸出入系統(BIOS)的不同需求，說明書所公開的實現可延展基本輸出入系統運作協定的系統與開機方法提出一個方便客製化基本輸出入的方案，其中主要概念是提出一個基本輸出入系統運作協定，當中根據基本輸出入的運行方式提出多個資料節點，每個資料節點設有一或多個動作指令，可以在不同資料節點中的多個動作指令之間建立執行路徑，實現客製化基本輸出入系統。

實現可延展基本輸出入系統運作協定的系統為應用在一電腦系統中，系統主要元件包括一基本輸出入系統儲存媒體，其中儲存一基本輸出入系統(BIOS)之韌體程式，包括一非揮發性記憶體，其中儲存一執行路徑設定檔，執行路徑設定檔記載多個資料節點中多個動作指令的一執行路徑，用以實現一客製化的基本輸出入系統，包括一儲存單元，載有執行於電腦系統的作業系統的作業程式，以及一開機系統，用以載入基本輸出入系統與作業程式，以執行開機程序，在此電腦系統中執行所述的開機方法。

優選地，所述的執行路徑設定檔記載多個資料節點與多個動作指令，這是定義在一可延展基本輸出入系統運作協定中，其中各資料節點設有一或多個動作指令，以依照一客製化需求建立所述的執行路徑。

所述可延展基本輸出入系統運作協定定義的多個資料節點為基本輸出入系統運行一開機自我檢測(POST)時的多種控制功能，各資料節點中的一或多個動作指令為驅動對應的控制功能的一或多個指令。

在開機方法中，於開啟電腦系統時，執行開機程序，此時載入客製化的基本輸出入系統的韌體程式，包括載入所述的執行路徑設定檔，並運行一解析程式，之後，可以解析程式自執行路徑設定檔解析得出多個資料節點，並引入執行路徑，這個執行路徑記載了多個資料節點的多個動作指令之間的一執行順序，接著可以根據此執行路徑執行所述執行路徑設定檔所記載的多個資料節點的多個動作指令，以實現客製化的基本輸出入系統，經完成初始化電腦系統後，進入作業系統。

進一步地，以電腦系統中的一非揮發性記憶體儲存執行路徑設定檔，以於開機程序中自非揮發性記憶體載入執行路徑設定檔。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

12:基本輸出入系統

121:可延伸韌體介面

10:作業系統

101:作業系統載入器

14:硬體

20:非揮發性記憶體

201:可延伸韌體介面基本輸出入系統

203:解析程式

205:執行路徑設定檔

206:運作協定資料檔

22:硬碟裝置

221:開機系統硬碟區塊

24:開機系統

A,B,C,D,E:資料節點

A1,A2,B1,B2,B3,C1,C2,D1,D2,D3,D4,E1,E2:動作指令

步驟S501~S513:實現可延展基本輸出入系統運作協定的開機流程

步驟S601~S607:實現可延展基本輸出入系統運作協定的範例流程

步驟S701~S705:實現可延展基本輸出入系統運作協定的範例流程

圖1示意顯示習知技術可延伸韌體介面基本輸出入系統的架構示意圖；圖2顯示實現可延展基本輸出入系統運作協定的系統的基本輸出入系統的實施例架構示意圖；圖3顯示可延展基本輸出入系統的運作協定的實施例示意圖之一；圖4顯示可延展基本輸出入系統的運作協定的實施例示意圖之二；圖5顯示實現可延展基本輸出入系統運作協定的開機方法實施例流程圖；圖6顯示實現可延展基本輸出入系統運作協定的開機方法範例之一流程圖；圖7顯示實現可延展基本輸出入系統運作協定的開機方法範例之二流程圖。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

說明書公開一種實現可延展基本輸出入系統的運作協定的系統與開機方法，提出一個可延展基本輸出入系統運作協定，用以客製化電腦系統中的基本輸出入系統，能夠提供根據客戶需求設定客製化參數的基本輸出入系統。

基本輸出入系統(BIOS)是電腦系統開機後最初直接與其硬體裝置溝通的介面，其功能包括儲存電腦系統中硬體電路(如處理器、記憶體、晶片組、I/O、週邊設備等)的初始化設定值，能提供電腦系統初始化各硬體裝置的服務，使得電腦系統開機時，執行開機自我檢測(Power-On Self Test，POST)，以執行系統檢測、設定與初始化各硬體電路的工作。

如此，所述可延展基本輸出入系統運作協定定義了多個資料節點，根據實施例之一，係以資料結構定義基本輸出入系統運行所述開機自我檢測時的多種控制功能，例如開機過程中的顯示功能、安全性檢驗、快速開機、記憶體配置等，而各資料節點則設有一或多個動作指令，這些可為驅動某控制功能的指令，建立一運作協定資料檔，為提供客製化基本輸出入的一種運作協定。

圖2顯示實現可延展基本輸出入系統運作協定的系統的基本輸出入系統的實施例架構示意圖。

圖示為實現可延展基本輸出入系統運作協定的電腦系統的主要元件，其中設有一非揮發性記憶體20，比如一種採用序列周邊介面(SPI)的快閃記憶體(flash)，其中載有一可延伸韌體介面基本輸出入系統(UEFI/EFI BIOS)201之韌體程式。可延伸韌體介面基本輸出入系統201內可設有一解析程式203，這是運行所述可延展基本輸出入系統運作協定的軟體程式，解析程式203可於電腦系統的一開機程序中執行，用以解析出執行路徑設定檔205中記載的執行路徑，並以此實現客製化的基本輸出入系統。所述執行路徑設定檔205儲存在電腦系統中任一非揮發性記憶體中，如快閃記憶體(flash memory)，或是硬碟裝置22的某個記憶區塊中，其中儲存的執行路徑設定檔205記載多個資料節點中多個動作指令的一執行路徑，用以實現一客製化的基本輸出入系統。在此一提的是，根據一實施例，執行路徑設定檔係以一加密程序加密後儲存至非揮發性記憶體中，可防止他人設法去理解開機的程序。

電腦系統設有儲存程式碼的儲存單元，如圖顯示的硬碟裝置22，亦可以其他非揮發性記憶體儲存，載有一執行於電腦系統的作業系統的作業程式，相關作業程式即載於此硬碟裝置22中的開機系統硬碟區塊221中。電腦系統設有開機系統24，當電腦系統開機時載入可延伸韌體介面基本輸出入系統201與作業程式後，將執行開機系統24之開機程序，完成開機後。

根據可延展基本輸出入系統運作協定的實施例，可延展基本輸出入系統運作協定定義多個資料節點，每個資料節點設有一或多個動作指令，根據一實施例，多個資料節點可為基本輸出入系統運行一開機自我檢測(POST)時的多種控制功能，如上述開機過程中的顯示功能、安全性檢驗、快速開機、記憶體配置等，而各資料節點中設定了一或多個動作指令，這一或多個動作指令可為驅動對應的控制功能的一或多個指令。

舉例來說，所述開機自我檢測的程序為檢測電腦系統中各項硬體組件與設定，檢測的項目如中央處理器(CPU)、記憶體(如RAM)、晶片組、顯示卡、輸出入埠以及各式輸入裝置(如鍵盤、滑鼠)的狀態，這些檢測項目以及各硬體電路初始化的動作形成可延展基本輸出入系統運作協定中各資料節點代表的控制功能，而各控制功能中的指令則是用來驅動各元件的參數指令。而這些資料節點可以一運作協定資料檔206儲存，實現可延展基本輸出入系統運作協定，實現客製化基本輸出入系統。在此一提的是，實現運作協定資料檔206可以是一個除存在特定儲存媒體中的檔案，於開機時可由BIOS去讀取解析；或是可以實作在BIOS的程式碼中。

資料節點的實施範例可參考圖3所示的實施例示意圖，以下描述之範例僅用於解釋可延展基本輸出入系統運作協定，並非用於限制發明的範圍。

圖中顯示有多個資料節點A,B,C,D,E，分別代表基本輸出入系統中的控制功能，其中各資料節點中具有一或多個動作指令，為驅動各控制功能的一或多個指令(A1,A2,B1,B2,B3,C1,C2,D1,D2,D3,D4,E1,E2)。

舉例來說，所示資料節點A設有動作指令A1與A2，資料節點A表示的控制功能為「控制系統開機過程的顯示輸出」，其中動作指令A1為「使用內建顯示卡輸出」，動作指令A2表示「使用外接顯示卡輸出」。如此，資料節點A提供客製化基本輸出入系統初始化顯示輸出時，能夠控制以內建顯示卡輸出或是以外接顯示卡輸出。

所示資料節點B表示的控制功能為「控制系統安全性檢驗功能」，其中動作指令B1為「關閉系統安全性檢驗功能」、B2為「啟用系統安全性檢驗功能」，以及B3為「啟用系統安全性檢驗功能並進入開發者模式」。如此，資料節點B提供控制安全性檢驗功能的設定，可依照客戶需求提供關閉此系統安全性檢驗的功能(B1)、啟用此功能(B2)或是啟用此功能並進入開發者模式(B3)。

所示資料節點C的控制功能為「控制是否啟用快速開機功能」，其中動作指令C1為「啟用快速開機功能」以及C2為「關閉快速開機功能」。如此可以提供客戶選擇是否在開機程序中啟用快速開機功能。

所示資料節點D的控制功能為「控制內接顯示卡可使用的記憶體容量」，其中動作指令D1設定內接顯示卡可使用記憶體容量為「256MB」、D2設為「512MB」、D3設為「1GB」以及D4設為「2GB」。節點資料D可讓客戶依照需求客製化設定內接顯示卡可使用的記憶體大小。

所示資料節點E的控制功能為「控制內接顯示卡的功能」，其中動作指令E1為「啟用內接顯示卡」，E2則為「關閉內接顯示卡」。資料節點E即提供客戶設定是否啟用內接顯示卡。

根據圖3顯示的範例，用戶根據客製化需求，利用所述可延展基本輸出入系統運作協定定義出BIOS運行時其中各控制功能，其中連線可以表示一種執行順序，並且不限於圖示從A到E的前後關係。根據客戶需求在資料節點A,B,C,D與E之間建立一執行路徑，此例顯示執行路徑設定檔記載的執行路徑如下，順序執行資料節點A的動作指令A1、資料節點B的動作指令B2、資料節點C的動作指令C2、資料節點D的動作指令D4以及資料節點E的動作指令E1。對照上述範例，此客製化基本輸出入系統初始化系統的順序先是使用內建顯示卡輸出(A1)，接著是啟用系統安全性檢驗功能(B2)、關閉快速開機功能(C2)、設定內接顯示卡可使用記憶體容量為2GB(D4)，以及最後啟用內接顯示卡(E1)。

根據以上範例描述，圖4顯示了另一客製化基本輸出入系統的實施例示意圖。

此例顯示客戶依照需求使用了資料節點A,B,C與E，並分別選擇使用其中的動作指令A2、B1、C1與E2，並沒有提出對資料節點D的選項。根據圖4顯示的客製化基本輸出入系統的範例，在資料節點A,B,C,E之間建立的執行路徑代表的控制功能為，設定使用外接顯示卡輸出(A2)、關閉系統安全性檢驗功能(B1)、啟用快速開機功能(C1)，以及關閉內接顯示卡(E2)。

圖5接著顯示實現可延展基本輸出入系統運作協定的開機方法實施例流程圖，當使用者應用可延展基本輸出入系統運作協定，已根據一需求選擇了資料節點以及其中的動作指令，並設定多個動作指令前後執行的順序後，將其中執行路徑，包括各動作功能，可經編譯後形成一執行路徑設定檔，並儲存在特定非揮發性記憶體，可以包括原本儲存BIOS韌體程式的儲存媒體、電腦系統的硬碟、某個快閃記憶體，或是其他。

另外，根據一實施例，此執行路徑設定檔可以通過加密並設定密碼後儲存至非揮發性記憶體，一旦電腦系統啟動後進入開機程序，可以通過解析程式(如圖2，203)的輔助，要求驗證使用者身份，經過驗證(如密碼)才能順利取出執行路徑，以執行客製化基本輸出入系統。

根據圖中流程，先開啟電腦系統(步驟S501)，進入一開機程序，此時載入BIOS韌體程式(步驟S503)，自指定的非揮發性記憶體載入依據一客製化需求建立的執行路徑設定檔，並運行一解析程式(步驟S505)。之後，執行解析程式，可自執行路徑設定檔解析得出多個資料節點(步驟S507)，並引入其中記載的執行路徑(步驟S509)，接著即根據執行路徑所記載，開始初始化系統(步驟S511)，其中能根據執行路徑執行上述執行路徑設定檔所記載的多個資料節點的多個動作指令，如此即實現客製化的基本輸出入系統。

在一實施例中，這部分依照執行路徑順序執行的動作指令可以為開機自我檢測時的多種控制功能，並在最後完成開機程序與初始化系統(步驟S513)，進入作業程式。

圖6與圖7分別描述根據可延展基本輸出入系統運作協定設定開機流程的開機程序範例。

在圖6中，在進入電腦系統的開機程序中，開始運行客製化基本輸出入系統，根據執行路徑的設定，使用內建顯示卡做顯示輸出(步驟S601)，並在安全性檢驗的項目中，設定執行系統安全性檢驗功能(步驟S603)，但繞過快速開機功能(步驟S605)，在最後內建顯卡設定時，選擇使用2GB大小的記憶體(步驟S607)。

圖7則顯示另一範例，此範例表達一個開機程序的需求，顯示的客製化基本輸出入系統在開機程序中，在設定顯示卡的部分，設定關閉內建顯示卡，僅使用外接顯示卡(步驟S701)，並繞過系統安全性檢驗功能(步驟S703)，之後啟用快速開機功能(步驟S705)，以能快速完成開機程序。

根據上述可延展基本輸出入系統的運作協定系統與開機方法的實施例揭露內容，其技術目的是要能通過整合BIOS各項功能所提出的運作協定，提供客戶客製化使用BIOS中的功能，提供不同客戶(使用者)的需求初始化BIOS以形成不同的系統環境，卻不用針對每個需求重新編譯BIOS。在建立執行路徑設定檔時，還可選擇以加密方式保護開機程序，使得他人無法理解開機的程序。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

A,B,C,D,E:資料節點

A1,A2,B1,B2,B3,C1,C2,D1,D2,D3,D4,E1,E2:動作指令

Claims

一種開機方法，包括：開啟一電腦系統，執行一開機程序；執行一解析程式，要求驗證一使用者的身份；經驗證該使用者的身份後，自一非揮發性記憶體載入一客製化的基本輸出入系統的韌體程式，包括載入一執行路徑設定檔，並運行該解析程式，該執行路徑設定檔係以一加密程序加密後儲存至該非揮發性記憶體中；以該解析程式自該執行路徑設定檔解析得出多個資料節點，並引入一執行路徑；根據該執行路徑執行該執行路徑設定檔所記載的該多個資料節點的多個動作指令，以在不用重新編譯該基本輸出入系統的情況下針對不同使用者的需求實現該客製化的基本輸出入系統；以及經完成初始化該電腦系統後，進入一作業系統。
如請求項1所述的開機方法，其中該執行路徑設定檔記載該多個資料節點與該多個動作指令為定義在一可延展基本輸出入系統運作協定中，其中各資料節點設有一或多個動作指令，以依照一客製化需求建立該執行路徑。
如請求項2所述的開機方法，其中該可延展基本輸出入系統運作協定定義的該多個資料節點為該基本輸出入系統運行一開機自我檢測時的多種控制功能，各資料節點中的該一或多個動作指令為驅動對應的控制功能的一或多個指令。
一種實現可延展基本輸出入系統運作協定的系統，應用於一電腦系統，包括：一基本輸出入系統儲存媒體，其中儲存一基本輸出入系統之韌體程式；一非揮發性記憶體，其中儲存一執行路徑設定檔，其中記載多個資料節點中多個動作指令的一執行路徑，用以實現一客製化的基本輸出入系統；一儲存單元，載有一執行於該電腦系統的作業系統的作業程式；一開機系統，載入該基本輸出入系統與該作業程式以執行一開機程序；其中，該電腦系統執行之一開機方法包括：開啟該電腦系統，執行該開機程序；執行一解析程式，要求驗證一使用者的身份；經驗證該使用者的身份後，自該非揮發性記憶體載入該客製化的基本輸出入系統的韌體程式，包括載入該執行路徑設定檔，並運行該解析程式，該執行路徑設定檔係以一加密程序加密後儲存至該非揮發性記憶體中；以該解析程式自該執行路徑設定檔解析得出該多個資料節點，並引入該執行路徑；根據該執行路徑執行該執行路徑設定檔所記載的該多個資料節點的該多個動作指令，以在不用重新編譯該基本輸出入系統的情況下針對不同使用者的需求實現該客製化的基本輸出入系統；以及經完成初始化該電腦系統後，進入該作業系統。
如請求項4所述的實現可延展基本輸出入系統運作協定的系統，其中該執行路徑設定檔記載該多個資料節點與該多個動作指令為定義在一可延展基本輸出入系統運作協定中，其中各資料節點設有一或多個動作指令，以依照一客製化需求建立該執行路徑。
如請求項5所述的實現可延展基本輸出入系統運作協定的系統，其中該可延展基本輸出入系統運作協定定義的該多個資料節點為該基本輸出入系統運行一開機自我檢測時的多種控制功能，各資料節點中的該一或多個動作指令為驅動對應的控制功能的一或多個指令。
如請求項4至6中任一項所述的實現可延展基本輸出入系統運作協定的系統，其中該執行路徑記載該多個資料節點的該多個動作指令之間的一執行順序。