Tại sao chip ROM của BIOS không được tạo bằng công nghệ CMOS?

Sau khi đọc khóa học phần cứng máy tính trên BIOS / CMOS, tôi vẫn không thể xác định lý do tại sao chip ROM của BIOS không được xây dựng bằng công nghệ CMOS và tại sao nó được kết nối với một chip riêng gọi là "CMOS" để lưu trữ thông tin cấu hình.

Đây là từ ghi chú bài giảng :

Các chương trình được lưu trữ trên chip BIOS hệ thống, trong khi dữ liệu có thể thay đổi được lưu trữ trên chip CMOS

Nhóm phần cứng CMOS : Phần cứng phổ biến, cần thiết nhưng có thể thay đổi - RAM, ổ cứng, ổ đĩa mềm, cổng nối tiếp và song song

Tôi biết rằng BIOS được lưu trữ trong một bộ nhớ flash và công nghệ MOS MOS CMOS tiêu hao ít năng lượng hơn so với các triển khai khác.

Tại sao chỉ ROM ROM không sử dụng CMOS, như các thiết bị lưu trữ khác - lợi thế chính xác là gì? Và tại sao thông tin cấu hình BIOS không thể được lưu trữ trong chip ROM của chính nó thay vì "chip CMOS"?

Bạn đang trộn lẫn công nghệ triển khai với các thuật ngữ thông tục cho chức năng.

CMOS - Chất bán dẫn oxit kim loại bổ sung - là phương pháp tạo ra logic và mạch liên quan bằng cách sử dụng cả bóng bán dẫn hiệu ứng trường N-Channel và P-Channel. Một trong những đặc điểm xác định của nó là tiêu thụ năng lượng tĩnh cực thấp - năng lượng hầu như chỉ được sử dụng khi thay đổi trạng thái. Do đó, chip bộ nhớ tĩnh CMOS có thể giữ lại nội dung của nó trong nhiều năm trên pin và là nơi thuận tiện để lưu trữ thông tin bán cố định.

BIOS và mã khởi động liên quan thường được lưu trữ trong các thiết bị PROM hoặc EPROM. Các EPROM trong kỷ nguyên của PC IBM thường được chế tạo bằng các công nghệ tiền CMOS như NMOS, nhưng điểm khác biệt quan trọng là chúng không thể ghi được khi cài đặt trong máy tính, mà chỉ trong một lập trình viên đặc biệt. Hơn nữa, trong khi nhiều hệ thống và bản sao hiện đại sử dụng EPROM, các phiên bản sản xuất thực tế của IBM-PC đã sử dụng các Prom không thể lập trình lại rẻ hơn (các sơ đồ chân thường tương thích trong sử dụng).

Thiết kế PC-AT sau đó đã thêm bộ nhớ CMOS hỗ trợ pin để lưu trữ các cài đặt có thể tùy chỉnh và cũng có thể (có lẽ trong cùng một thiết bị) đồng hồ thời gian thực liên tục. Điều này đã được người dùng cuối gọi chung là CMOS, mặc dù tất nhiên đó chỉ là một cách sử dụng cụ thể được kích hoạt bởi công nghệ chip lan truyền nhanh chóng.

Tất nhiên ngày nay chúng ta không còn sử dụng E / Proms song song cho BIOS nữa mà thay vào đó sử dụng flash NOR nối tiếp và chuyển nội dung vào RAM nhanh hơn để thực thi. Chip FLASH hiện đại là trong thực tế làm bằng công nghệ CMOS có nguồn gốc từ. Và chúng thường có thể được lập trình lại trong mạch. Điều này thực sự tùy thuộc vào nhà thiết kế hệ thống nếu họ muốn đưa thông tin cấu hình bán cố định vào RAM được hỗ trợ bằng pin hoặc trong đèn flash có thể lập trình lại - người dùng cuối hoặc hệ điều hành sau khởi động có thể có ít khả năng hiển thị thực tế.

Nhưng ngay cả khi đèn flash được sử dụng cho cài đặt, thông thường vẫn sẽ là đồng hồ thời gian thực năng lượng thấp, luôn chạy bằng pin.

Quay lại khi PC lần đầu tiên được phát minh, hầu hết logic trên nó là các chip NMOS và TTL ngốn điện. CMOS rất mới và các mạch duy nhất trong PC sử dụng nó được kết hợp với những thứ cần chạy bằng pin khi tắt nguồn, chẳng hạn như RAM cấu hình và đồng hồ thời gian thực.

Ngày nay, gần như tất cả logic là CMOS, bao gồm CPU ngốn pin và EEPROM flash giữ BIOS. Vì vậy, theo một nghĩa nào đó, câu hỏi của bạn dựa trên tiền đề không hợp lệ - EEPROM flash là CMOS. Tuy nhiên, vì bất kỳ lý do gì, thuật ngữ "CMOS" trong PC vẫn chỉ đề cập đến các chức năng RAM và RTC.

Nếu bạn hỏi tại sao BIOS không được lưu trữ trong RAM dễ bay hơi thay vì flash không dễ bay hơi, thì đó là do pin bị hỏng và việc xóa BIOS sẽ "làm hỏng" máy tính một cách hiệu quả, đòi hỏi phải có phần cứng chuyên dụng để hoạt động trở lại.

Tôi nghĩ rằng bạn đang nhầm lẫn hai cách sử dụng từ viết tắt "CMOS". Có những con chip được chế tạo hoàn toàn bằng công nghệ bóng bán dẫn bổ sung MOS. Trên thực tế, hầu hết tất cả các chip ngày nay đều được chế tạo theo cách này bao gồm phần lớn mạch điều khiển kỹ thuật số trên chip Flash.

Việc sử dụng CMOS khác vẫn tồn tại trong ngành công nghiệp PC kể từ những ngày đầu tiên đề cập đến chip lưu trữ một số cài đặt và đồng hồ thời gian thực với pin đi kèm. Quay trở lại những ngày đó (đầu thập niên 80), phần lớn các chip lớn trong PC là công nghệ NMOS và các chip logic linh tinh là logic bóng bán dẫn lưỡng cực (TTL, LSTTL, v.v.). Chip CMOS duy nhất được sử dụng là chip RTC và do đó được gọi là "CMOS".

Ngày nay, RTC không còn là một con chip riêng biệt trên thiết bị kiến ​​trúc PC. Thay vào đó, nó được tích hợp ngay trong chipset bo mạch chủ (được sản xuất với mạch MOS bổ sung). Rất hiếm khi bất kỳ BIOS nào ngày nay sử dụng RAM được hỗ trợ pin trong phần RTC của chipset để lưu trữ cài đặt. Thay vào đó, BIOS sử dụng một vài trang của thiết bị lưu trữ SPI Flash để lưu các cài đặt của nó theo cách không biến động. Như vậy, có những cài đặt tối thiểu bị mất trong PC khi pin hết hoặc bị ngắt kết nối. Các cài đặt tối thiểu bị mất khi loại bỏ năng lượng pin là một số cài đặt kiểm soát hoạt động cấp nguồn và thiết lập lại của chipset và trên thực tế thậm chí không được lưu trữ trong các tế bào RAM chạy bằng pin mà thay vào đó là các chốt lật có năng lượng thấp đặc biệt được cung cấp từ đồng xu pin di động.

Xem thêm /superuser/989499/what-does-a-cmos-chip-look-like : điều này cung cấp cho chúng tôi một liên kết tiện dụng đến bảng dữ liệu MC146818 ban đầu .

Con chip này được ánh xạ bộ nhớ và cung cấp các vị trí 64 byte. 14 trong số này là dành cho đồng hồ, phần còn lại là RAM đa năng. Toàn bộ con chip được giữ bằng pin trong khi PC tắt, để giữ cho đồng hồ thời gian thực tích tắc.