Bios & Chipset

1. Bios & Chipset

2. BIOS • ย่อมาจาก Basic Input Output System ประกอบด้วยสองส่วนคือ • โปรแกรมใน ROM • โปรแกรมใน CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)

3. การทำงานของ BIOS • เมื่อคอมพิวเตอร์ PC ถูกรีเซต (Power-on Reset) จะกระโดดไปทำงานที่ตำแหน่ง FFFFF จากนั้นจะถูกสั่งให้ไปทำงานในส่วนของการตรวจสอบระบบ (POST หรือ Power-On Self-Test)

4. การตั้งค่า BIOS • ในการติดตั้งเครื่องใหม่ ควรจดค่าที่ตั้งเอาไว้ก่อนการแก้ไขเสมอ โดยปกติค่าดีฟอลต์จะมีอยู่สองระดับคือ • power-on default (ระบบทำงานช้าที่สุด) • setup default (ค่ากลาง ๆ ) • การ Upgrade BIOS สามารถทำได้ถ้า ROM เป็นแบบ flash BIOS

5. การตั้งค่า BIOS จะประกอบด้วย 8 กลุ่ม • Standard เป็นการติดตั้งอุปกรณ์มาตรฐาน • Advanced กำหนดค่าที่มีผลต่อการทำงานของเครื่อง • Chipset ส่วนใหญ่มักเป็นการตั้งความเร็วระหว่างชิปเซตกับ RAM • Plug&Play PCI • Integrated Peripheral • Power Managementกำหนดให้ PC ทำงานในโหมดประหยัดพลังงาน • Hard Disk Utility • Password

6. ผู้ผลิต BIOS • Compag, IBM, HP • Award, AMI และ Phoenix

7. ชิปเซต(Chipset) • เป็นส่วนหนึ่งที่จะกำหนดว่าเมนบอร์ดนี้จะใช้กับซีพียูรุ่นใดได้บ้าง • เป็นตัวบอกว่าจะต่อหน่วยความจำได้สูงสุดเท่าใด • การทำงานของชิปเซตแยกออกเป็นสองส่วน • North Bridge อยู่บน FSB ใช้สำหรับติดต่อกับ แคช,RAM และ AGP • South Bridge

8. ความเป็นมา • การทำงานบน Motherboard ในอดีส จะประกอบด้วยไอซีดังนี้ • ส่วนควบคุมบัส (Bus Controller) • แอดเดรสบัฟเฟอร์ (Address Buffer) • ดาต้าบัฟเฟอร์ (Data Buffer) • ส่วนควบคุมอินเตอร์รัปต์ (Interrupt Controller) • ส่วนควบคุม DMA (DMA Controller) • ในรุ่น 286 จะเรียกว่าเป็นชิพเซ็ตรุ่นแรก (First Generation)

9. หน้าที่ของชิพเซ็ต 1. สนับสนุนการทำงานของ CPU 2. สนับสนุนความเร็วของ CPU 3. สนับสนุน Multi-Processor 4. สนับสนุนการทำงานของ Cache Memory • สนับสนุนขนาดของ Cache Memory • สนับสนุนชนิดของ Cache Memory • สนับสนุนการเขียนข้อมูลลง Cache • การจัดหน่วยความจำในการใช้ Cache

10. หน้าที่ของชิพเซ็ต (ต่อ) 5. สนับสนุนหน่วยความจำ DRAM • ขนาดของ DRAM สูงสุด • เทคโนโลยีของ DRAM • สนับสนุนการตรวจสอบ Parity • ควบคุมจังหวะการทำงานของหน่วยความจำ • ความสามารถในการตรวจพบหน่วยความจำ (Memory Auto detection)

11. หน้าที่ของชิพเซ็ต (ต่อ) 6. ควบคุมการทำงานของอุปกรณ์เพอริเฟอรัลและ I/O Bus • สนับสนุนชนิดของ I/O ที่ใช้ • ดูแลการทำงานของ Hard Disk Controller • ควบคุมระบบอินเตอร์รัปต์ • สนับสนุนระบบ USB • สนับสนุน AGP • สนับสนุน Plug-And-Play หรือ Pnp • สนับสนุน Power Management

12. องค์ประกอบของชิปเซ็ต • System Controller • Memory Controller • Address Buffer • Data Buffer • Peripheral Controller

13. System Controller • วงจรกำเนิดสัญญาณนาฬิกา (Clock Generator) • ระบบ Reset • สร้างสัญญาณควบคุมบัส (Bus Controller) • เป็นทางผ่านของสัญญาณร้องขอการติดต่อกับโปรเซสเซอร์ • ปัจจุบันเรียกชิปเซตพวกนี้ว่า North Bridge โดยรุ่นแรก ๆ ได้แก่เบอร์ 82C201 , 82C211 เป็นต้น

14. Memory Controller • ใช้ในการสร้าง Page หน่วยความจำ • ใช้เป็น Cache Controller • จัดการ Data Cache • จัดการ Tag RAM

15. Address Buffer • ใช้ขับกระแสให้กับแอดเดรสของหน่วยความจำที่ต้องการติดต่อ

16. Data Buffer • เป็นตัวขับข้อมูลจากโปรเซสเซอร์ไปยังปลายทาง

17. Peripheral Controller ชื่อเต็มคือ Intergrated Peripheral Controller หรือ IPC เป็นชิปที่มีความสำคัญรองมาจาก System Controller • Interrupt Controller • DMA Controller • Timer/Counter • DMA Page Register • Real Time Clock

18. ชิปเซตสำหรับ 80486 ถือว่าเป็นชิปเชตยุคที่ 3 • สนับสนุนการใช้งานระบบ Local Bus และ ISA Bus • ชิปในรุ่นนี้ส่วนใหญ่มีสองตัวคือ • ทำหน้าที่เป็น System Controller,Memory Controller และ Address/Data Buffer ในตัวเดียวกัน • ทำหน้าที่เป็น Peripheral Controller ชิปเซตรุ่นนี้มีรหัสเรียกว่า 82350 Chipset

19. ชิปเซตยุคที่ 5 ออกแบบมาเพื่อรองรับเทคโนโลยีใหม่ 2 ประการได้แก่ เทคโนโลยีของระบบบัส และเทคโนโลยีของไมโครโปรเซสเซอร์ โครงสร้างการทำงานถูกออกแบบมาให้ใช้กับระบบบัสของ PCI โดยมีการเชื่อมต่อที่เรียกว่า PCI Bridge โดยแบ่งการทำงานออกเป็น 3 ส่วน

20. ส่วนที่ 1 • เป็นการเชื่อมต่อระหว่างโปรเซสเซอร์กับหน่วยความจำหลัก โดยมีชิปเซตที่เรียกว่า North Bridge ทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมอัตราความเร็วในการสื่อสารข้อมูลผ่าน North Bridge กับ System Bus • ส่วนที่ 2 • เป็นส่วนเชื่อมต่อกับ PCI Bus โดยอาศัย North Bridge และลดความเร็วลงเหลือ 33 MHz • ส่วนที่ 3 • เป็นส่วนที่เชื่อมโยงกับกับ I/O ที่เป็น 8 บิต และ 16 บิต ชิปเซ็ตส่วนนี้เรียกว่า South Bridge • การสังเกตว่าชิปตัวใดเป็น North Bridge หรือ South Bridge ให้ดูที่ตัวอักษร ถ้าลงท้ายด้วย “X” จะเป็น North Bridge ถ้าลงท้ายด้วย “B” จะเป็น South Bridge

21. ชิปเซต North Bridge • หน้าที่การทำงานหลักของชิปเซตประเภทนี้ได้แก่ • Host Interface • สื่อสารไปกลับระหว่าง North Bridge กับโปรเซสเซอร์ผ่าน Front Side Bus • DRAM Interface • Cache Interface • PCI Interface • การจัดการ Clock และ Power Management • AGP Interface

22. ชิปเซต South Bridge เป็นชิปเซตที่ควบคุมการทำงานของ I/O และเป็นสะพานเชื่อมโยงระหว่าง PCI Bus กับ ISA Bus โดยประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ ดังนี้ • PCI Bus Interface • System Reset • Interrupt • System Power Management • Timer/Counter • DMA • Universal Serial Interface (USB) • ISA Bus Interface • IDE Interface • Real Time Clock (RTC)

23. ชิปเซตยุคที่ 6 • เป็นชิปเซตที่สนับสนุน Pentium และปรับปรุงให้มีประสิทธภาพดีขึ้น โดยใช้กับ Pentium II/III และ Celeron • มีการบรรจุระบบเสียงเข้าไปในชิปเซต

24. ชิปเซตยุคใหม่ • เลิกใช้ PCI Bridge Architecture (Socket 7) เนื่องจากระบบนี้ไม่สอดคล้องกับระบบบัสที่มีความเร็วสูง เช่น 133 MHz • ใช้สถาปัตยกรรมแบบ Hub Architecture เช่นชิปเซตตระกูล i800 โดยการเชื่อมต่อกับส่วนต่าง ๆ จะใช้ topology ที่มีลักษณะฮับ

25. ชิปเซตสำหรับ Pentium 4 • ของ Intel ตัวแรกคือ i850 ที่ทำงานด้วยความเร็วบัส 400 MHz รองรับหน่วยความจำแบบ RDRAM แต่ต้องใส่ครั้งละ 2 แผง • ต่อมาได้เพิ่มความเร็วบัสเป็น 533 MHz และชิปเซตที่ออกมาจะมีตัว E ตามหลัง

27. อินเทลเซนตริโน • อินเทล เซนตริโน โมบายล์ เทคโนโลยี (Intel Centrino Mobile Technology) ได้พัฒนาออกไป 3 โมดูล ได้แก่ เพนเทียม M ที่มีชื่อว่า Banias, Intel 855 Chipset family และ ไวไฟ (Wi-Fi) โมดูล • การทำงานที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น (อินเทล เพนเทียม M) • ยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ (อินเทล 855 ชิปเซต) • การเชื่อมต่อแบบไร้สาย (อินเทล PRO/Wireless เน็ตเวิร์ก คอนเน็กชัน)

28. สถาปัตยกรรม เพนเทียม M • เพนเทียม M มีชื่อโค้ดเนมว่า Banias ใช้เทคโนโลยี 0.13 ไมครอน และใช้ทรานซิสเตอร์ 77 ล้านตัว • ทำงานแปดทิศทางด้วยแคช L2 ขนาด 1 MB และแคช L1 ขนาด 32kB

29. ชิปเซตตระกูล 855 • ได้แก่ อินเทล 855PM (Odem) และ 855GM (Montara-GM) เป็นชิปเซตที่ออกแบบมาให้ทำงานในโหมดประหยัดพลังงาน ประหยัดระบบบัสของโปรเซสเซอร์และหน่วยความจำ

30. อินเทล Pro/Wireless เน็ตเวิร์ก • ความสามารถทางด้านการสื่อสารไร้สาย สนัสนุนมาตรฐาน 802.11b WLAN และการเชื่อมต่อแบบไร้สายจากเน็ตเวอร์ก WLAN เช่น hot spots เป็นต้น