为主板打造双BIOS系统

互联网 | 编辑: 2000-06-21 11:56:37

为了避免BIOS损坏造成的麻烦,主板生产厂家纷纷推出新型保护BIOS芯片的主板,如技嘉的GA-BX2000一直到新出的GA-6WXM7主板上,采用了技嘉科技专利的Dual BIOS TM(双BIOS)技术,给我们提供了一种保护主板BIOS的新方法,一片BIOS芯片损坏,可以用另一片中的内容来恢复,从而有效地防护主板攻击型病毒对主板的伤害;微星公司则提出"SafeBIOS"的概念,强调不见得非要配备两块BIOS才能有效解决BIOS的中毒问题,它是在主板上配备容量较普通主板大一倍的4MB BIOS,此BIOS划分为两个隔开的区域,若主板上开机区域内的资料受损,将由另一区的BIOS启动,并自动修复受损区域的BIOS;博登公司则提出截然不同的解决方法,该公司推出了首创便携式BIOS的作法--AIR BUS,把一块BIOS芯片内建在一张小卡上,如果主板上的BIOS遭病毒侵入,可将此卡插入主板上专用的插槽,由此卡上的BIOS启动,并自动修复主板上的BIOS。受种种厂家推出的新技术的启发,电脑发烧友们也发挥自己的优势,或用编程器,自已备份BIOS内容,或者把BIOS写到"坚固"的EPROM中,那么,如果不具备编程器,有没有其它花钱少,见效快的方法来预防BIOS损坏呢?有没有万无一失的方法来修复损坏的BIOS呢?下面让我们开始自行为主板加装双BIOS吧。

一、 BIOS芯片基础:

我们知道,基本输入输出系统(BIOS)与其它软件相同,都需要存储器做载体,只不过这种载体不是常见的随机存储器(RAM),为了保证系统的稳定,必须首先保证BIOS的稳定,因此,它使用的是只读存储器(ROM)。目前主板上常见的ROM主要是ATMEL的27、28、29三个系列。其中27系列所用的就是EPROM,在很多486年代的老主板上都可以找到,而目前主要用于显示卡的BIOS。EPROM有两种,一种是不带窗口的,它的编程是硬件形式的,是一次性的,不可逆的,它的价格较低。另一种是带窗口的EPROM芯片,这种EPROM可以用紫外线来擦除原有的Firmware,并用专用的读写器来更新它的Firmware。这一操作过程需要特殊的器材,技术要求也比较专业,因此,操作方法鲜为人知。

现在的主板几乎都采用Flash ROM(快闪ROM),它其实就是一种可快速读写的EEPROM(电擦写可编程ROM),它是一种在一定的电压、电流条件下,可对其Firmware进行更新的集成电路块。28系列的Flash ROM则多见于奔腾和多能奔腾的时代,是上一代的产品,它最显著的特点就是读写操作的电压是不同的,因此可以对BIOS进行跳线保护,通过跳线选择,平时使用低电压保证读取的基本要求,需要改写时,使用跳线提升电压至12V进行擦除,这一系列中常见的ROM块有28F010(128K)、20F020(256K)等几种,可见于华硕的TX-97系列的586级别的主板,听起来虽然有点昨日黄花,但由现在的CIH肆虐看来,这其实是一个不错的主意。同时,28F系列的芯片是分块的,如28F010将内部的128K内存分为几个块,其中的BOOT BLOCK块必须要VPP=12V、PR#=12V才能编程,从而有效地保护BIOS启动区。29系列的Flash ROM芯片相对简单,由于其单电压设计,读写都采用5V电压,因此只动用软件就可以完成读写Firmware的操作,这一特性和运用,使原本深藏在计算机内部不为人知的BIOS,一下子"暴露"在了我们面前,并为我们免费获得对新硬件的支持、修正BIOS代码错误成为可能。但给用户提供方便的同时带来的却是系统安全的隐患。目前几乎所有主流主板的BIOS用的都是它,而它也正是CIH病毒攻击主板的主要目标,这个系列常见的ROM块有:29LV512(64K)、29C010(128K)、29C020(256K)、29EE020(256K)等。

在主板说明书中,主板厂商还列出了Flash ROM 芯片的容量,其中有1M和2M两种容量的型号。这里,"M"的单位是指"Mbit"(兆数据位)。1M的Flash ROM实际能存储的容量为1Mbit/8=128Kbyte(1Byte=8bit),2M的芯片为256K。以上这些技术参数都可以通过芯片正面的编号来区分,这个编号是严格遵循通用集成电路块编号规则标注的。如图,这台湾Winbond(华邦ROM芯片,芯片编号为"29C020"。前两位"29"表明这是一块5V读写的Flash ROM,后面的"020"代表容量为2Mbit。再如一块Intel生产的Flash ROM芯片,它的芯片编号为"28E001",由此我们可知该芯片是5V读、12V写、容量为1Mbit的Flash ROM。另外,和其它标准的集成电路的管脚排列相同,ROM芯片的管脚排列也是正对芯片表面标注的型号(此时芯片的缺口在左边),左下方为第一脚,管脚序号依次向右逆时针排列。如图为各种类型和型号芯片的管脚定义。从图中可以看出,各芯片的管脚是相互兼容的,综合比较不同类型的芯片,实际上工作速度也相当,功耗差不多,如果不考虑编程的因素,在一定的程度上是可以替换的。

Flash ROM有两种不同的封装形式,前面我们看到的都是采用DIP形式封装的芯片,另一种封装形式的Flash ROM,这种小型的封装形式可以减少占用主板的空间,从而可提高主板的集成度,缩小主板尺寸,但同时,它又因为具有与众不同的封装形式,如果一旦升级BIOS失败,将很难修复。

二、 双芯片的理论基础:

图1 图2

如图1是常见Flash ROM管脚示意图和主要管脚说明,在此我们要借助的是芯片的第22脚,该管脚是芯片的片选端#CE,当该管脚处于不同的电平时,可决定芯片被选中(工作)与否。经实验(心痛呀,主板上的BIOS芯片被我来回插拨,焊来焊去),我们得知,当片选端#CE处于低电平时(接地),芯片被选中;如果该端被接到高电平,则该芯片没有被选中不工作,芯片所有数据线处于高阻状态,不会对其它芯片的工作造成影响。如果我们在主板原BIOS芯片的基础上,另行配备一片后备芯片,并用拨动开关控制二个芯片的片选端,切换二个芯片工作与否,如此,便可使主板具备双BIOS功能,如果因种种原因,其中的一片损坏,可以用另外一片启动机器,并修复受损的芯片。同时也使系统从此拥有最简便最容易操作的备份、修复工具。工作原理图见图2,在图中用拨动开关来控制两个BIOS芯片的片选端的状态,当拨动开关打到1的位置,芯片1的片选端#CE是低电平,芯片1被选中工作;当拨动开关打到2的位置时,芯片2的片选端#CE是低电平,芯片2被选中工作。图中的两个电阻是嵌位电阻,用于当片选端#CE悬空时,被拉至高电位。平时一个芯片工作,另一个芯片不工作,不工作芯片的数据线处于高阻状态,两个芯片的工作可以随时切换。另外,我们要说明一点的是,对于我们常见的EPROM、EEPROM、FLASH ROM三类ROM芯片,在读状态下,三类芯片管脚的状态是相同的,只是在写状态时,不同类型的芯片的相应管脚要加上不同的编程电压。平时主板上的BIOS只是处于读的状态,因而是可以互换的,这为我们方便灵活地运用双BIOS系统提供了有利的条件。如果工作原理你明白了,其实下面的操作你都可以不看,DIY双BIOS系统就没问题了,剩下的只是装配、焊接技巧问题罢了。

三、 双BIOS系统特点:

加装的装置与原IC大小相当,高度有所增加。适用所有BIOS 为DIP32包装的主机板并可用于其它周边设备的BIOS备份。如果把切换开关安装固定在主机面板的适当位置,则平时使用时,不用拆机箱也能切换BIOS。同其它类型的编程器相比,该方法的最大优点是价格低廉,使用方便,由于具备了强有力的后备芯片,可以无后顾之忧地在线升级芯片,并可以安全地修复受损(被CIH破坏或升级失败而导致受损)的芯片。

四、 准备配件:

图3 图4

制作双BIOS系统需要另行购买的配件有:DIP32管座一个,如图3、切换开关(单刀双掷)一个、三芯的排线若干(我用的是红、黑、绿三色线)、一片和主板BIOS同容量的芯片,如图4(以上电子市场有售)。确定主板上BIOS芯片的容量,根据BIOS ROM的容量来购买要备份的相同容量的芯片。例如:27C010、27C1001,28F010、28F001,29C010、29E011、29EE010等,尽管芯片的生产厂家不同,芯片的类型不同,但都是1M的ROM芯片。一般的爱好者可购买FLASH ROM芯片即29C系列的芯片,可使今后的操作简单一些,对于超级DIYer,还可以购买EPROM,就是那种芯片正面带玻璃窗口的芯片,型号以27打头,如27C020是2M的EPROM芯片。因为相比来说,EPROM要较Flash ROM可靠些,用做系统备份更安全。因为现在主板上的BIOS大多是以1M或者2M为主,因此,下面的操作具体以这两种容量的芯片为例来说明。图4是一片2M的FLASH ROM芯片。

五、 装置安装:

首先要牵扯到焊接,首先找一把尖嘴的电烙铁,并加装可靠的接地线,要注意的是必须是真正的地线,而不能简单地把接地线接在自来水管、暖气管之类的物体上,如果不具备接地条件,可在电烙铁达到合适的温度后,拨下用余热焊接,从而避免使脆弱的BIOS芯片受被击穿的风险。如果焊接技术不过关,一定不要勉为其难,可请有经验的电子爱好者代劳。这一点一定要注意了,否则击穿了芯片可不要找我哟!另外,要注意,在主机带电时,千万不要插拨芯片(对于ATX电源而言,即使已关机,主板上实际上还带电)。可靠的作法是:需要插拨芯片时,不仅要关机,还要把电源插头从插座上拨下来。

步骤1、您必须先辨认,您的主机板上的BIOS IC为DIP(双列直插式)的封装,并且不是直接焊死在主板上的(尽管焊死的可解焊)。否则的话,下面的操作就请免了。

步骤2、将主机板上的BIOS与管座分离(使用小型一字起子,左右平均翘起,不要用力太大)。

图5
图6
图7
图8

步骤3、把管座跨在从主板上拆下的BIOS芯片(以下称芯片1)上,看清了,是管座在上,芯片在下,而不是把芯片插在管座上。注意芯片的缺口要和管座的缺口对应,仔细把二者的管脚对齐,然后把管脚对应焊好,焊接时要焊焊停停,不要一气呵成,以防芯片过热损坏。焊接时第22号管脚不要焊接,把管座的管脚和芯片的管脚分开,不要相互接触,留待下面的操作,焊接完毕的组件见图5;把另购来的另一片BIOS芯片(以下称芯片2)插在管座上,整个装配过程示意图见图6。把绿色线焊在芯片1的第22号管脚,红色线焊在管座的第22号管脚上,把两个10K电阻分别焊在芯片1第22脚和第32脚、管座的第22脚和第32脚上,注意电阻在芯片管脚的焊接位置,不要妨碍芯片将来的接插,处理好绝缘,滴一滴热熔胶,把引线的焊接部位固定好,把这两根线留足一定的长度后,分别焊在拨动开关的1脚和3脚上,另外一根黑线,一端焊在拨动开关的2脚上,另一端焊在芯片1的第16脚上(芯片的接地线),拨动开关焊接示意图见图7。仔细读懂上面一段话并对比上面的原理图,千万不要操作失误,否则我就无地自容了。全部焊接完毕的成品图见图8。

步骤4、仔细对照检查,再三检查无误后,将双BIOS系统插回原来位置(特别要注意方向,有IC的那一边要朝主板管座缺口方向)。 在机内适当位置安装固定好切换开关,开关的引脚不要同主板及机内其它的配件和电路相碰。

六、使用双BIOS系统:

1、使用双BIOS系统来备份同一块主板的BIOS,从此不怕CIH。

首先将双BIOS系统安装好,并选择用芯片1来开机(使用双BIOS系统的切换开关来选择,双BIOS系统切换开关:选择1为原主机板的BIOS即芯片1工作,选择2为双BIOS系统新增加的BIOS工作,即芯片2工作)。

开机后,使用AWDFLASH升级程序(以AWARD的BIOS为例)将第一个BIOS的内容备份下来。将切换开关切到芯片2(双BIOS系统上新加的ROM),并使用AWDFLASH升级程序将刚刚备份下来的内容烧录到芯片2上,操作过程中不关机。重新开机 (RESET) 来测试看看是否正常,如果可以正常使用即备份成功,如果无法使用也没关系,检查一下不能成功的原因,排除后,将开关切回原先的ROM,启动机器后,再做一次。

另外,在平时的使用过程中,可以使用双BIOS系统来测试新版的BIOS与您系统是否稳定相容。比如,在做升级时,只升级双BIOS系统的芯片1,等到您觉得厂商新版BIOS码,和您主机板相兼容时,可再将芯片2升级。如果测试结果不相容,切换到芯片2,用芯片2启动机器,按上面的方法恢复原来BIOS的内容即可。

2、使用双BIOS装置来修复不同主板的BIOS。

首先要利用上面的方法作好自己主板的BIOS备份(就是要双BIOS系统上的ROM都能开机),以防后面的操作有失误。关机后,将其它受损主板的BIOS IC插到双BIOS系统上,代替芯片2,用芯片1启动机器,开机后切换到另一颗ROM并执行FLASH升级程序来烧入即可。注意该操作和热拔插过程绝对不同。平时的热拔插,是在开机后,拨下原机的BIOS芯片,然后把待修复的BIOS芯片带电插在主板的BIOS插座上,由于是在带电的状态下操作,在BIOS的热拔插过程中,芯片各管脚的电位各不相同,脆弱的芯片极有可能因受电流、电压冲击而在热拔插的一瞬间损坏,好多爱好者已碰上这倒霉的事故了,要知道,热拔插在电子设备的操作中是严格禁止的,更何况更精密、更娇嫩的主机板。而采用双BIOS系统,切换的只是芯片的片选端,是切换芯片正常的操作,绝对不会有危险的!哈哈,双BIOS系统原来是热拔插族的救星!(注意:有些主板会检查BIOS内容,有时,无法备份不同主机板的BIOS)。

如果找不到一样的主板也无妨碍,你可以寻找一块可以正常工作的主板,启动后,将正常工作的BIOS芯片取下,然后将升级失败的BIOS芯片换到主板上,使用一个正确BIOS版本擦写出入你主的BIOS芯片中去。擦写时要注意屏屏蔽掉BIOS版本的主板一致性的检查。

不过,需要注意的是,可能有的主板并不一定支持擦写你升级失败的BIOS芯片,最常见的原因在于芯片擦写的电压不同和BIOS芯片的种类不同,这时就需要寻找一款和你的BIOS芯片相同的主板了。

3、双芯片的魔术

双BIOS系统中的芯片1和芯片2不一定全用FLASH ROM芯片,我们还可以搭配成FLASH ROM和EPROM,或者FLASH ROM和EEPROM的组合,平时用EPROM芯片工作,让主机不再怕CIH,要升级时,切换到FLASH ROM芯片,以充分发挥并享用高版本BIOS的性能。

最后要重申:对主板BIOS的任何操作都可能使机器瘫痪,并花费比维修其它受损配件更多的精力来修复,对BIOS动手术有风险,千万要慎重!(这不是广告语!)

为主板加装双BIOS芯片,让您的主机板摇身一变,马上具备双BIOS功能,再也不怕病毒破坏与升级失败。这在当今尤其是CIH横行的年代更有着特殊的意义。

欢迎到我的小屋--BIOS专页坐坐:http://bios.533.net 。

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