TWI750215B

TWI750215B - Bios切換裝置

Info

Publication number: TWI750215B
Application number: TW106129578A
Authority: TW
Inventors: 韓應賢
Original assignee: 英業達股份有限公司
Priority date: 2017-08-30
Filing date: 2017-08-30
Publication date: 2021-12-21
Also published as: TW201913363A

Abstract

一種適用於伺服器的BIOS切換裝置，包括：切換模組、複雜可編程邏輯器件、儲存模組及基板管理控制器。切換模組具有處於第一位置或第二位置的可移動的切換元件及多個硬體腳位，當切換元件位於第二位置時將前述硬體腳位一併設置為低邏輯準位，當切換元件位於第一位置時不改變前述硬體腳位之邏輯準位。硬體腳位為複雜可編程邏輯器件之輸入訊號，複雜可編程邏輯器件之輸出訊號為第一邏輯準位或第二邏輯準位。基板管理控制器根據可編程邏輯器件之輸出訊號之邏輯準位選擇性地執行位於儲存模組的第一BIOS或第二BIOS。

Description

BIOS切換裝置

本發明係關於一種BIOS切換裝置，特別是一種用於伺服器的BIOS切換裝置。

基本輸入輸出系統（Basic Input/Output System，BIOS）係業界標準的韌體介面，屬於最底層也最直接的硬體設置與控制。一般而言，在電腦啟動電源之後，BIOS將保存系統設置訊息、執行系統自我檢測（Power On Self Test）程式、系統啟動開機程式（Bootstrap）以及引導作業系統載入至主記憶體。是以BIOS在電腦啟動過程中扮演舉足輕重的角色，對於故障容忍率低的伺服器，BIOS的重要性尤為之甚。

實務上，BIOS係儲存在伺服器或個人電腦主機板上的唯讀記憶體（Read Only Memory，ROM）中。然而，若是ROM中儲存的BIOS影像（image）損壞，將導致整個系統無法正確讀取BIOS程式，因而無法順利完成開機程序，造成不可預期的損失。但就現階段已知的伺服器設計而言，在ROM晶片中往往只存有一組BIOS程式。一旦晶片中的BIOS程式有些微毀損，則使用此伺服器的終端用戶只能選擇返廠維修。再者，考慮現實中伺服器的售後服務場景，終端用戶通常不允許維修工程師更換損壞的ROM元件，故此只剩下更換整台伺服器的選項。如此一來，除了增加維修人員的不便，售後維護的成本更因此提高。

有鑑於此，本發明提出一個BIOS切換裝置，在不改變硬體設計電路的基礎上，另外增加一路韌體影像存放於ROM中，藉此解決前述BIOS程式損壞導致伺服器無法開機的問題。本發明所提出的一種BIOS切換裝置，當BIOS正常執行的時候，終端用戶可透過文字選單介面選擇執行一般BIOS或備份BIOS；當一般BIOS因故毀損時，終端用戶可藉由撥動切換裝置以改變硬體腳位的邏輯準位，在伺服器內部則透過CPLD和BMC的輔助，實現切換至備份BIOS執行系統開機的功效。

依據本發明一實施例之BIOS切換裝置適用於伺服器，所述的BIOS切換裝置包括：切換模組、複雜可編程邏輯器件、儲存模組及基板管理控制器。切換模組具有切換元件、第一位置、第二位置及複數個硬體腳位，切換元件可移動地處於第一位置或第二位置其中之一，若切換元件位於第二位置，則前述所有硬體腳位被一併設置為低邏輯準位，若切換元件位於第一位置，則前述所有硬體腳位不改變原本的邏輯準位。複雜可編程邏輯器件（Complex Programmable Logic Device，CPLD）電性連接至切換模組，其中CPLD的邏輯輸入訊號包括切換模組之硬體腳位，CPLD依據這些邏輯輸入訊號產生邏輯輸出訊號，且此邏輯輸出訊號之邏輯準位為第一邏輯準位或第二邏輯準位。儲存模組用以儲存第一BIOS和第二BIOS。基板管理控制器（Baseboard Management Controller，BMC）電性連接儲存模組及CPLD以接收CPLD的邏輯輸出訊號並依據此邏輯輸出訊號選擇性地執行儲存模組的第一BIOS或第二BIOS。若邏輯輸出訊號為第一邏輯準位，則BMC從儲存模組中執行第一BIOS，若邏輯輸出訊號為第二邏輯準位，則BMC從儲存模組中執行第二BIOS。

依據本發明一實施例之BIOS切換裝置，其中所述的多個硬體腳位包括：韌體鎖定腳位、系統配置狀態腳位以及啟動模式腳位。若韌體鎖定腳位係低邏輯準位，則代表BIOS無法配置。若系統配置狀態腳位係低邏輯準位，則代表系統配置異常。若啟動模式腳位係低邏輯準位，則代表系統以傳統模式開機。若伺服器正常開機，則上述韌體鎖定腳位、系統配置狀態腳位及啟動模式腳位皆為高邏輯準位。

依據本發明一實施例之BIOS切換裝置，其中儲存模組為可程式唯讀記憶體、可抹除可編程唯讀記憶體、一次編程唯讀記憶體、電子抹除式可複寫記憶體或快閃記憶體。

依據本發明一實施例之BIOS切換裝置，其中第二BIOS為第一BIOS的備份檔案。

依據本發明一實施例之BIOS切換裝置，其中更包括顯示模組及鍵盤輸入模組，顯示模組及鍵盤輸入模組皆電性連接至基板管理控制器，顯示模組以文字選單方式呈現第一BIOS及第二BIOS之選項列表，鍵盤輸入模組用以選擇第一BIOS選項或第二BIOS選項，並產生一選擇訊號傳送至基板管理控制器，基板管理控制器執行選擇訊號所指定之第一BIOS或第二BIOS，而不依據邏輯輸出訊號運作。

依據本發明一實施例之BIOS切換裝置，其中基板管理控制器更包括位址儲存單元，用於儲存第一儲存位址及第二儲存位址，第一儲存位址係第一BIOS位於儲存模組的起始存放位址，第二儲存位址係第二BIOS位於儲存模組的起始存放位址。位址儲存單元係暫存器。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參考圖1，其係繪示本發明一實施例中BIOS切換裝置1的示意圖，包括切換模組10、複雜可編程邏輯器件（Complex Programmable Logic Device，CPLD）20、儲存模組40及基板管理控制器（Baseboard Management Controller，BMC）40。

切換模組10例如係指撥開關（Dip Switch）或波動開關（Seesaw Switch），切換模組10具有切換元件12、第一位置12a、第二位置12b、以及複數個硬體腳位14、16及18。切換元件12可移動地處於兩個位置12a與12b其中之一。實務上，使用者手指撥動切換元件12以調整切換元件12所處的位置。

在本發明一實施例中，切換模組10可控制三個硬體腳位（14，16及18）的邏輯準位。這三個硬體腳位（14，16及18）分別為：韌體鎖定腳位14（BIOS_CONFIG_LOCK_N）、系統配置狀態腳位16（INVALIDATE_SYSTEM_CONFIG_N）以及啟動模式腳位18（LEGACY_BOOT_MODE_N）。

若韌體鎖定腳位14為低邏輯準位，代表使用者因為在載入BIOS時，因為輸出了錯誤的BIOS密碼，導致BIOS鎖住，無法配置也無法執行後續的開機程序。若系統配置狀態腳位16為低邏輯準位，代表系統配置不正常。BIOS的啟動模式分為統一可延伸韌體介面（Unified Extensible Firmware Interface, UEFI）模式和傳統（Legacy）模式兩種。Legacy模式係傳統BIOS的引導方式，每次讀取的數據量及讀取速度皆小於UEFI模式。承上所述，若啟動模式腳位18為低邏輯準位，代表為Legacy模式，Legacy模式於實務上即所謂的磁碟作業系統（Disk Operating System，DOS）啟動模式。

前述三個硬體腳位（14，16及18）之預設邏輯準位皆為高邏輯準位，而當系統進入不正常模式時，則需要由使用者將前述三個硬體腳位（14，16及18）由高邏輯準位切換至低邏輯準位。具體方式如圖1所示，當切換元件12位於第二位置12b時，前述三個硬體腳位（14，16及18）的邏輯準位一併被設置為低邏輯準位。另需特別說明的是：當切換元件12為第一位置12a時，硬體腳位（14，16及18）的邏輯準位並不因此改變。

複雜可編程邏輯器件20可用來實現各種運算和組合邏輯（Combination Logic），在本發明一實施例中，複雜可編程邏輯器件20的輸入包括前述三個硬體腳位（14，16及18），複雜可編程邏輯器件20進一步根據這三個硬體腳位（14，16及18）的邏輯準位產生一邏輯輸出訊號，此輸入訊號具有第一邏輯準位和第二邏輯準位。在本發明一實施例中，第一邏輯準位係高準位，第二邏輯準位係低準位。當前述三個硬體腳位（14，16及18）其中任一者為高邏輯準位時，複雜可編程邏輯器件20產生的邏輯輸出訊號皆為第一邏輯準位，即高準位。若前述三個硬體腳位（14，16及18）皆為低邏輯準位，則複雜可編程邏輯器件20產生的邏輯輸出訊號係第二邏輯準位，即低準位。

儲存模組40中存放第一BIOS 42和第二BIOS 44等兩組BIOS程式。在本發明一實施例中，這兩組BIOS程式完全相同，且第一BIOS 42為主要BIOS，第二BIOS 44為備份BIOS。實務上，第一BIOS 42和第二BIOS 44亦可為內容不同的程式，本發明不以「兩者BIOS內容必須相同或相異」作為限制。所述的儲存模組40例如係程式唯讀記憶體（Programmable Read Only Memory，PROM）、可抹除可編程唯讀記憶體（Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM）、一次編程唯讀記憶體（One Time Programmable Read Only Memory，OTPROM）、電子抹除式可複寫記憶體（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，EEPROM）或快閃記憶體（Flash memory）。

基板管理控制器30與儲存模組40及複雜可編程邏輯器件20兩者皆具有電性連接關係。基板管理控制器30根據複雜可編程邏輯器件20的輸出訊號決定要到儲存模組40的哪個部分讀取BIOS。當邏輯輸出訊號為第一邏輯準位，即高準位，則BMC選擇執行第一BIOS 42，即正常狀態的BIOS。當邏輯輸出訊號為第二邏輯準位，即低準位，則BMC選擇執行第二BIOS 44，即備份狀態的BIOS。

實務上，當使用者發現伺服器無法正常開機，可使用本發明在上述實施例中述及的BIOS切換裝置1，將開關從第一位置12a切換到第二位置12b以啟用備份BIOS的開機流程。而當系統正常開機時，為了保持相容性，亦需要一種切換BIOS的方式。請參考圖2，在本發明一實施例中，BIOS切換裝置1更包括顯示模組和鍵盤輸入模組。實務上，顯示模組例如係螢幕，鍵盤輸入模組例如係鍵盤。在正常開機時，在基板管理控制器30載入一般BIOS或備份BIOS之前，於顯示模組以文字方式顯示一選單，選單包括一般BIOS及備份BIOS兩個選項。使用者得以操作鍵盤輸入模組選擇兩個選項其中之一，而後基板管理控制器30將根據使用者所選擇的選項載入對應的BIOS，而不依據複雜可編程邏輯器件20發送至基板管理控制器30的邏輯輸入訊號決定啟用哪一種BIOS，以避免使用者所選擇的選項與硬體開關所選擇的選項兩者不同可能導致的系統衝突。另外，本發明一實施例中，基板管理控制器30包括一個由暫存器（Register File）組成的位址儲存單元，其中儲存第一BIOS 42的起始位址和第二BIOS 44的起始位址，當基板管理控制器30接收到由複雜可編程邏輯器件20送來的邏輯輸出訊號後，基板管理控制器30根據邏輯輸出訊號決定載入哪一個BIOS的起始位址開始執行對應的BIOS程式。

綜上所述，本發明提出一個BIOS切換裝置1，在不更動硬體電路設計的前提下，在儲存模組40中增加一個備份BIOS（第二BIOS 44）。如此當預設BIOS（第一BIOS 42）毀損時，終端用戶或維修人員可輕易地透過波動開關或指撥開關切換到備份BIOS（第二BIOS 44）執行，繼續伺服器的正常開機流程，因此提升整體工作的效率，同時降低伺服器售後維修的成本。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1‧‧‧BIOS切換裝置10‧‧‧切換模組12‧‧‧切換元件12a‧‧‧第一位置12b‧‧‧第二位置14‧‧‧韌體鎖定腳位16‧‧‧系統配置狀態腳位18‧‧‧啟動模式腳位20‧‧‧複雜可編程邏輯器件30‧‧‧基板管理控制器40‧‧‧儲存模組42‧‧‧第一BIOS44‧‧‧第二BIOS

圖1係依據本發明一實施例所繪示的BIOS切換裝置示意圖。圖2係依據本發明一實施例所繪示的文字選單介面示意圖。

1‧‧‧BIOS切換裝置

10‧‧‧切換模組

12‧‧‧切換元件

12a‧‧‧第一位置

12b‧‧‧第二位置

14‧‧‧韌體鎖定腳位

16‧‧‧系統配置狀態腳位

18‧‧‧啟動模式腳位

20‧‧‧複雜可編程邏輯器件

30‧‧‧基板管理控制器

40‧‧‧儲存模組

42‧‧‧第一BIOS

44‧‧‧第二BIOS

Claims

一種BIOS切換裝置，適用於一伺服器，包括：一切換模組，具有一切換元件、一第一位置、一第二位置及複數個硬體腳位，該切換元件可移動地處於該第一位置或該第二位置其中之一，其中當該切換元件位於該第二位置時該些硬體腳位被一併設置為低邏輯準位，當該切換元件位於該第一位置時未改變該些硬體腳位之邏輯準位；一複雜可編程邏輯器件，電性連接該切換模組，其中該切換模組之該些硬體腳位係為該複雜可編程邏輯器件之邏輯輸入訊號，該複雜可編程邏輯器件依據該些邏輯輸入訊號產生一邏輯輸出訊號，其中該邏輯輸出訊號之邏輯準位為一第一邏輯準位或一第二邏輯準位；一儲存模組，用以儲存一第一BIOS和一第二BIOS；以及一基板管理控制器，電性連接該儲存模組及該複雜可編程邏輯器件，並接收該邏輯輸出訊號，該基板管理控制器選擇性地依據該邏輯輸出訊號執行該第一BIOS或該第二BIOS其中之一者，其中當該邏輯輸出訊號為第一邏輯準位，該基板管理控制器從該儲存模組中執行該第一BIOS，當該邏輯輸出訊號為該第二邏輯準位，該基板管理控制器從該儲存模組中執行該第二BIOS；其中該些硬體腳位包括：一韌體鎖定腳位，當該韌體鎖定腳位係低邏輯準位時，用以指示BIOS無法配置；一系統配置狀態腳位，當該系統配置狀態腳位係低邏輯準位時，用以指示系統配置異常；以及一啟動模式腳位，當該啟動模式腳位係低邏輯準位時，用以指示該系統以傳統模式開機。
如請求項1所述之BIOS切換裝置，其中當該伺服器正常開機時，該韌體鎖定腳位、該系統配置狀態腳位及該啟動模式腳位皆係高邏輯準位。
如請求項1所述之BIOS切換裝置，其中該儲存模組為可程式唯讀記憶體、可抹除可編程唯讀記憶體、一次編程唯讀記憶體、電子抹除式可複寫唯讀記憶體或快閃記憶體。
如請求項1所述之BIOS切換裝置，其中該第二BIOS為該第一BIOS之備份檔案。
如請求項1所述之BIOS切換裝置，更包括一顯示模組及一鍵盤輸入模組，該顯示模組及該鍵盤輸入模組皆電性連接至該基板管理控制器，該顯示模組以文字選單方式呈現該第一BIOS及該第二BIOS之選項列表，該鍵盤輸入模組用以選擇該第一BIOS選項或該第二BIOS選項，並產生一選擇訊號傳送至該基板管理控制器，該基板管理控制器執行該選擇訊號所指定之該第一BIOS或該第二BIOS而不依據該邏輯輸出訊號運作。
如請求項1所述之BIOS切換裝置，其中該基板管理控制器更包括一位址儲存單元，用於儲存一第一儲存位址及一第二儲存位址，該第一儲存位址係該第一BIOS位於該儲存模組的起始存放位址，該第一儲存位址係該第二BIOS位於該儲存模組的起始存放位址。
如請求項6所述之BIOS切換裝置，其中該位址儲存單元係為一暫存器。