Чому ROM-чіп BIOS не виготовлений за технологією CMOS?

Прочитавши курс комп'ютерного обладнання на BIOS / CMOS, я все ще не можу визначити причину, чому чіп ROM ROM не побудований за допомогою технології CMOS, і чому він підключений до окремої мікросхеми під назвою "CMOS" для зберігання інформація про конфігурацію.

Це з конспекту лекції :

Програми зберігаються на системному чіпі BIOS, тоді як змінні дані зберігаються на чіпі CMOS

Група обладнання CMOS : Устаткування, яке є загальним, необхідним, але може змінюватися - ОЗУ, жорсткі диски, дискети, послідовний і паралельний порти

Я знаю, що BIOS зберігається у флеш-пам'яті, і що технологія CMOS MOSFET розсіює менше енергії в порівнянні з іншими реалізаціями.

Чому лише BIOS ROM не використовує CMOS, як і інші пристрої зберігання даних - у чому саме перевага? І чому інформація про конфігурацію BIOS не може зберігатися у власному чіпі ROM, а не в "чіпі CMOS"?

Ви змішуєте технологію впровадження з розмовними термінами щодо функціональності.

CMOS - Комплементарний напівпровідник металевих оксидів - це метод створення логічної та пов'язаної схеми з використанням як транзисторів N-Channel, так і P-Channel з польовим ефектом. Однією з його визначальних характеристик є надзвичайно низьке статичне споживання електроенергії - потужність майже використовується лише при зміні стану. Як результат, мікросхем статичної пам'яті CMOS може роками зберігати його вміст на акумуляторі, і є зручним місцем для зберігання напівперманентної інформації.

BIOS та пов'язаний з ним код запуску традиційно зберігаються на пристроях PROM або EPROM. EPROM в епоху IBM PC зазвичай робили в технологіях до CMOS, таких як NMOS, але критичне відмінність полягає в тому, що вони зазвичай не записуються під час встановлення в комп'ютер, а лише у спеціальному програмісті. Крім того, хоча багато сучасних систем та клонів використовували EPROM, фактичні виробничі версії IBM-PC використовували дешевші непрограмовані PROM (розробки, як правило, сумісні у використанні).

Потім дизайн PC-AT додав CMOS-пам’ять, що підтримується батареєю, для зберігання налаштованих налаштувань, а також (можливо, на тому ж пристрої) постійний годинник у режимі реального часу. Кінцеві користувачі це розмовно називають CMOS, хоча, звичайно, це було лише певне використання, що забезпечується швидко розвивається чіповою технологією.

Сьогодні, звичайно, ми більше не використовуємо паралельні E / PROM для BIOS, а скористаємося послідовним спалахом NOR і передаємо вміст у більш швидку ОЗУ для виконання. Сучасні чіпи FLASH є насправді зроблені з CMOS-похідних технологій. І вони, як правило, можуть бути перепрограмовані в ланцюзі. Дійсному дизайнеру системи дуже важливо, якщо вони хочуть розмістити напівпостійну інформацію про конфігурацію в оперативній пам'яті, що підтримується батареєю, або в перепрограмуваному спалаху - кінцевий користувач або операційна система після завантаження може мати незначну фактичну видимість для розрізнення.

Але навіть якщо для налаштувань використовується спалах, як правило, годинник у режимі реального часу з низькою потужністю продовжує працювати від акумулятора.

Коли ще вперше був винайдений ПК, більшість логіки на ньому полягали в потужності мікросхеми NMOS і TTL. CMOS був дуже новим, і єдині схеми на ПК, які використовували його, були пов'язані з речами, які потребували роботи від акумулятора при відключенні живлення, наприклад, ОЗУ з конфігурацією та годинник у режимі реального часу.

В даний час майже вся логіка - це CMOS, включаючи процесор, що працює на потужність, і флеш-EEPROM, що містить BIOS. Тож у певному сенсі ваше питання ґрунтується на недійсному приміщенні - спалах EEPROM - це CMOS. Однак з будь-якої причини термін "CMOS" в ПК все ще відноситься лише до оперативної пам'яті та RTC-функцій.

Якщо ви запитуєте, чому BIOS зберігається не в енергонезалежній оперативній пам’яті, а не в енергонезалежній спалаху, це тому, що батареї виходять з ладу, а стирання BIOS ефективно «замурує» комп'ютер, і для його повторного використання потрібне спеціалізоване обладнання.

Я думаю, що ви плутаєте два використання абревіатури "CMOS". Є мікросхеми, побудовані повністю з допоміжної транзисторної технології MOS. Насправді майже всі мікросхеми в цей час побудовані таким чином, включаючи більшу частину цифрових схем управління на мікросхемі Flash.

Інше використання CMOS зберігається в індустрії ПК з найдавніших днів для позначення мікросхеми, яка зберігала деякі налаштування, та годинника в реальному часі з приєднаною батареєю. Ще в ті часи (на початку 80-х) основна частина великих мікросхем в ПК була технологією NMOS, а різні логічні мікросхеми були біполярною транзисторною логікою (TTL, LSTTL тощо). Єдиним використовуваним чіпом CMOS був мікросхем RTC, який став відомим як "CMOS".

У ці дні RTC вже не є окремим чіпом на пристрої архітектури ПК. Натомість він вбудований прямо в чіпсет материнської плати (яка, до речі, виробляється з додатковою схемою MOS). Рідко коли-небудь BIOS в цей час використовує застарілу операційну пам’ять, підтримувану батареєю, в частині RTC чіпсету для зберігання налаштувань. Натомість BIOS використовує кілька сторінок накопичувача SPI Flash для збереження його параметрів енергонезалежним способом. Тому такі мінімальні налаштування втрачаються на ПК, коли акумулятор розряджається або відключається. Мінімальні налаштування, які втрачаються при вилученні живлення від акумулятора, є певними, які контролюють активацію та відновлення поведінки чіпсету, а насправді навіть не зберігаються в осередках оперативної пам'яті, що працюють від акумулятора, а натомість у спеціальних засувках фліпфлопу низької потужності, які живляться від монети стільниковий акумулятор.

Дивіться також /superuser/989499/what-does-a-cmos-chip-look-like : це дає нам зручне посилання на оригінальний лист даних MC146818 .

Цей чіп був відображений у пам'яті та надав 64 байтові місця. 14 з них були для годинника, а решта залишала пам'ять загального призначення. Під час вимкнення ПК весь чіп працював від акумулятора, щоб годинник в режимі реального часу тикав.