CMOS工作原理
通常,486以及486档次以下电脑的BIOS芯片基本上均是EPROM芯片,而586以及PⅡ、PⅢ档次的BIOS芯片基本上均是EEPROM。另外我们也可以从BIOS芯片上的型号来识别:像27C010、27C512等以“27”打头的芯片均是EPROM,而28C010、29C010、29C020、29C040等,均为EEPROM,其中28C010是128K×8,即1M比特并行EEPROM,29C010是128K×8(1M比特)、29C020是256K×8(2M比特)、29C040是512K×8(4M比特)的FLASH ROM。串行EEPROM在计算机主板上较少见,而提供这些芯片的厂家多为MX、WINBOND、ATMEL等厂家。应注意的是:不同厂家生产的芯片命名方式不同。以上介绍的芯片是以ATMEL公司的产品为例。
下面我们以当前最常见的AT29C020为例,介绍一下BIOS的工作原理和程序的烧录过程。
AT29C020是ATMEL公司生产的256K×8的FLASH ROM芯片,采用单5V供电,由于AT29C020的容量为256K×8,所以需要18根地址线来寻址,也即图中A0~A17,而其输出是8位并行输出,需要8位双向数据线,即图中D0~D7,另外图中还有几个用于控制芯片工作状态的引脚。“we”引脚是控制芯片写入的使能端,“oe”引脚是控制芯片输出数据的使能端,这两个引脚控制芯片在选中后的工作状态,“ce”引脚为芯片的片选端。当处理器需要对该芯片进行读写操作时,首先必须选中该芯片,即在“ce”端送出低电平,然后,再根据是读指令还是写指令,而将相应的“we”引脚或“oe”引脚拉至低电平,同时处理器要通过A0~A17地址线送出待读取或写入芯片指定的存储单元的地址,AT29C020芯片就将该存储单元中的数据读出到数据线D0~D7上或者将数据线D0~D7上的数据写入到指定的存储单元中,从而就完成了一次读或写操作。
&nbs???搯癩???′??????p; 当上电后,计算机即从BIOS芯片中读取出指令代码进行系统硬件的自检(含BIOS程序完整性检验、RAM可读写性检验、进行CPU、DMA控制器等部件测试)。对PnP设备进行检测和确认,然后依次从各个PnP部件上读出相应部件正常工作所需的系统资源数据等配置信息。BIOS中的PnP模块试图建立不冲突的资源分配表,使得所有的部件都能正常地工作。配置完成之后,系统要将所有的配置数据即ESCD--Extended System Config Data写入BIOS中,这就是为什么我们在开机时看到主机启动进入Windows前出现一系列检测:配置内存、硬盘、光驱、声卡等,而后出现的“UPDATE ESCD..SUCCESSED”等提示信息。所有这些检测完成后,BIOS将系统控制权移交给系统的引导模块,由它完成操作系统的装入。
什么是CMOS-IC?
金属-氧化物-半导体(Metal-Oxide-Semiconductor)结构的晶体管简称MOS晶体管,有P型MOS管和N型MOS管之分。由 MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路,而由PMOS管和NMOS管共同构成的互补型MOS集成电路即为 CMOS-IC( Complementary MOS Integrated Circuit)。
CMOS集成电路的性能特点
为什么CMOS电路的直流功耗几近于零?
JEDEC最低工业标准
JEDEC最低标准是电子工业协会(EIA)联合电子器件工程委员会(JEDEC)主持下制定的CMOS集成电路的最大额定范围和静态参数的最低工业标准。下表即为JEDEC制定的CMOS集成电路的最大额定范围:
电源电压
VDD~VSS
18 ~ -0.5
V(DC)
直流输入电流
IIN
士10
mA(DC)
输入电压
VI
VSS ≤VI ≤ VDD+0.5
V(DC)
器件功耗
PD
200
mw
工作温度范围
T
-55~125(陶封),-40~85(塑封)
0C
存储温度范围
TSTG
-65 ~ 150
0C
输入/输出信号规则
主要封装形式
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