基于PC主板下一代BIOS的研究与开发

摘要

PC的发展已经经历了二十多年的历史,无论是处理器、主板架构还是上层的操作系统软件,都已经发生了翻天覆地的变化,但是主板上的固件代码-BIOS的整体体系架构却在这二十多年来几乎未作变动,依然保留着其固有的缺陷以及其他随着技术发展而增添的大大小小的弊端.随着技术的发展,人们对BIOS系统提出了越来越多的新需求,传统BIOS的终结不可避免,下一代的BIOS将会更加快速和简便.研发下一代BIOS的活动在国外早就已经展开,而且一些已经取得了很大成果,如Intel的EFI、Phoenix的FirstBIOS等,而国内却依然尚未感受到市场需求和科技发展的紧迫性,在这方面开展的工作很滞后.本课题针对传统BIOS的弊端以及下一代BIOS所应具备的特点提出了比传统BIOS效率更优、规模更精简的解决方案,设计并研发实现了MiniBIOS系统.论文围绕着BIOS开发过程中出现的关键技术问题展开了讨论,对BIOS的研发进行了较为深入的研究.

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注释表

第一章绪论

1.1 BIOS在计算机系统软件中的地位和功能

1.1.1 BIOS的重要性

1.1.2 BIOS的功能组成

1.2课题背景

1.2.1传统BIOS的弊端

1.2.2 BIOS研究的国内外现状及发展趋势

1.2.3开发MiniBIOS的意义和目标

1.3论文研究内容及论文结构

第二章BIOS开发的基本概论与规范

2.1硬件体系结构

2.1.1中央处理器

2.1.2 DRAM控制器

2.1.3系统芯片组

2.2总线协议

2.2.1 PCI总线

2.2.2 ATA总线

2.2.3 SMBUS总线

第三章MiniBIOS的总体设计

3.1 MiniBIOS体系结构设计

3.1.1平台层

3.1.2总线层

3.1.3设备层

3.1.4应用层

3.2系统代码运行流程图

3.3源代码的目录维护

3.4开发平台与测试环境

第四章MiniBIOS中PCI协议的实现

4.1 PCI配置空间

4.1.1配置空间的结构

4.1.2配置空间的功能

4.1.3配置空间访问方式

4.2 MiniBIOS中PCI总线驱动的编程实现

4.2.1 PCI设备数据结构

4.2.2 PCI总线枚举

4.2.3 PCI总线资源配置

第五章MiniBIOS中系统引导模块的设计与实现

5.1 MiniBIOS引导模块工作原理

5.2 MiniBIOS引导模块的设计

5.3 ATA协议实现

5.3.1 ATA协议概述

5.3.2 ATA协议模块的编程实现

5.4 EXT2文件系统实现

5.4.1 EXT2文件系统概述

5.4.2 EXT2文件系统数据结构

5.4.3 EXT2文件系统的编程实现

5.5引导协议实现

5.5.1 Linux/i386引导协议

5.5.2引导协议数据结构设计

5.5.3启动内核实现流程

第六章系统总结与展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果