專利名稱：可快速激活計算機系統(tǒng)的開機方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計算機系統(tǒng)的開機方法，尤其涉及一種可快速激活計算機系統(tǒng)的開機方法，通過預先使能高速緩存，大幅縮短初始化芯片組與系統(tǒng)內(nèi)存所需的時間，而可有效達到計算機系統(tǒng)快速開機的目的。
背景技術(shù)：
在分秒必爭的信息時代里，計算機設備的執(zhí)行速率是消費者選購的指針，同時也是銷售價格的定價標準之一，因此，信息業(yè)者無不致力于計算機執(zhí)行速率的提升。隨著計算機設備在使用上的機動性需求，一般使用者往往希望在一按下電源鍵之后，計算機設備能快速地完成開機過程，而可一下子就進入到操作系統(tǒng)，以供使用者能開始操作計算機并執(zhí)行其所需的作業(yè)。因此，如何加速計算機系統(tǒng)開機速率已是目前眾所期待的技術(shù)。
一般計算機系統(tǒng)的主要組件配置方式如圖1所示。一般計算機系統(tǒng)10主要包含有一中央處理單元(CPU)11、一包含有北橋芯片151及南橋芯片153的芯片組15。其中，北橋芯片151連接CPU 11及南橋芯片153，另連接有一系統(tǒng)內(nèi)存17及圖形加速端口(AGP)191。南橋芯片153則連接一只讀存儲器(ROM)13、硬盤機194與其它外圍裝置，如光驅(qū)195、音效裝置196、串行總線192及輸入輸出裝置193等。而一般計算機系統(tǒng)10中，其CPU 11則尚可連接至少一高速緩存(cache)18，可用以暫存CPU 11運算時所需的數(shù)據(jù)，以提高系統(tǒng)運作的速率。
由于整個系統(tǒng)構(gòu)件繁多、功能復雜，要使計算機系統(tǒng)10能正確運作，必須利用CPU 11執(zhí)行一連串的硬件偵測、測試及初始化的程序，而執(zhí)行這些程序所需的程序代碼稱為基本輸入輸出系統(tǒng)(Basic Input Output System；BIOS)133，為防止不當?shù)男薷幕蚋鼊佣鴮е孪到y(tǒng)產(chǎn)生錯誤，甚至無法激活，一般將之儲存于只讀存儲器13中。
當系統(tǒng)電源激活后，首先被執(zhí)行的為BIOS 133中的開機自我測試(Power On Self Test；POST)程序。該POST程序包含有一連串的子程序，每個子程序依順序執(zhí)行，分別對其相對應的硬設備進行測試及初始化程序，待各個硬設備都處于正常運作狀態(tài)后，計算機系統(tǒng)10再加載一操作系統(tǒng)，以提供使用者所需的操作接口。
由于只讀存儲器一般以ISA總線131或LPC總線連接于南橋芯片153，在沒有任何系統(tǒng)內(nèi)存可以使用的情況下，CPU 11在執(zhí)行POST程序時，必須通過該ISA總線131或LPC總線來來回回一筆一筆地讀取儲存于該只讀存儲器13內(nèi)的BIOS 133數(shù)據(jù)，以對相關(guān)硬設備進行測試及初始化程序，而ISA總線131的傳輸速率最快也只能達8.33Hz，就算使用LPC總線也只能提升到33MHz，相對于現(xiàn)今系統(tǒng)的運作速率實在是太慢了，因此，計算機系統(tǒng)10在開機過程中，便必須耗費很多時間在ISA總線131上作數(shù)據(jù)傳輸。
請參閱圖2，公知的計算機系統(tǒng)的開機流程圖；如圖所示，其主要實施步驟包括有由使用者開啟計算機系統(tǒng)的電源201；系統(tǒng)電源激活后，再由CPU去存取并執(zhí)行BIOS內(nèi)的POST程序202；隨即初始化芯片組203，即，對北橋芯片與南橋芯片執(zhí)行初始化的動作；接著CPU再通過該北橋芯片的電氣連接而檢測該計算機系統(tǒng)上的系統(tǒng)內(nèi)存，并且執(zhí)行初始化的動作204；緊接著該CPU便開始對高速緩存執(zhí)行初始化的程序205。
到該高速緩存初始化完成后，CPU便可通過系統(tǒng)內(nèi)存與高速緩存的輔助，而對其他外圍設備執(zhí)行初始化的動作206，如圖形加速端口、串行總線、輸入輸出裝置、硬盤機、光驅(qū)及音訊裝置等等；而最后加載一操作系統(tǒng)而完成開機程序207。
由上述的公知技術(shù)得知，該CPU在對該芯片組及該系統(tǒng)內(nèi)存進行初始化時，該CPU僅能通過該ISA總線來來回回一筆一筆地讀取只讀存儲器中BIOS內(nèi)所需的相關(guān)數(shù)據(jù)，因而延長硬設備的初始化作業(yè)及系統(tǒng)開機所需的時間，在現(xiàn)今分秒必爭的社會中，實為不可忽視的時間浪費。

發(fā)明內(nèi)容
為此，如何針對上述公知的計算機系統(tǒng)開機作業(yè)流程所存在的缺點，以設計出一種計算機系統(tǒng)的開機方法，尤其涉及一種可快速激活計算機系統(tǒng)的開機方法，通過使能(enable)高速緩存，使得在初始化芯片組與系統(tǒng)內(nèi)存之際，CPU能直接將所需數(shù)據(jù)從只讀存儲器中讀出且存入高速緩存內(nèi)，以供CPU隨時讀取，進而加速計算機系統(tǒng)開機速率，此即為本發(fā)明的發(fā)明重點。
本發(fā)明的主要目的，在于提供一種可快速激活計算機系統(tǒng)的開機方法，其主要是在芯片組與內(nèi)存初始化之前，先將高速緩存使能，使得CPU在對芯片組與系統(tǒng)內(nèi)存執(zhí)行初始化之際，能得到高速緩存的輔助，進而達到加速計算機系統(tǒng)開機的目的。
本發(fā)明的次要目的，在于提供一種可快速激活計算機系統(tǒng)的開機方法，其主要是通過將高速緩存使能，使得CPU能將讀取BIOS內(nèi)的所需數(shù)據(jù)儲存于高速緩存內(nèi)，而不必重復地通過ISA總線讀取BIOS內(nèi)的數(shù)據(jù)，而可減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間，進而縮短計算機開機所耗費的時間。
本發(fā)明的又一目的，在于提供一種可快速激活計算機系統(tǒng)的開機方法，其主要是于完成芯片組與系統(tǒng)內(nèi)存之后，將高速緩存禁能，再進行高速緩存初始化的動作，可使系統(tǒng)回歸一般的正常開機程序，以防止系統(tǒng)發(fā)生錯誤。
為達成上述目的，本發(fā)明提供一種可快速激活計算機系統(tǒng)的開機方法，其中該計算機系統(tǒng)包含有一中央處理單元、一高速緩存、一芯片組、一系統(tǒng)內(nèi)存、一包含有基本輸入輸出系統(tǒng)的只讀存儲器及多個外圍設備，該開機方法的主要實施步驟包括有開啟電源；使能(enable)該高速緩存；執(zhí)行該芯片組的初始化動作；執(zhí)行初始化該系統(tǒng)內(nèi)存的初始化動作；禁能(disable)該高速緩存；執(zhí)行該高速緩存的初始化動作；執(zhí)行該外圍設備的初始化動作；及加載一操作系統(tǒng)。


圖1為一計算機系統(tǒng)的主要組件方塊示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)的計算機系統(tǒng)的開機流程圖；圖3為本發(fā)明一較佳實施例的計算機系統(tǒng)開機作業(yè)流程圖；及圖4為本發(fā)明一較佳實施例初始化系統(tǒng)內(nèi)存的流程圖。
其中，附圖標記10 計算機系統(tǒng) 11 CPU13 BIOS 131 ISA總線線15 芯片組 151 北橋芯片
153 南橋芯片 17 系統(tǒng)內(nèi)存18 高速緩存 191 AGP192 串行總線 193 輸入輸出裝置194 硬盤機195 光驅(qū)196 音效裝置具體實施方式
為使本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的特征、結(jié)構(gòu)、方法及所達成的功效有進一步的了解與認識，現(xiàn)以較佳的實施例及配合詳細的說明，說明如下首先，請參閱圖3，為本發(fā)明一較佳實施例的計算機系統(tǒng)開機作業(yè)流程圖；如圖所示，當使用者開啟一計算機系統(tǒng)的電源開關(guān)301時，在電流與電壓穩(wěn)定供應后，其接續(xù)而來的開機作業(yè)程序是由中央處理單元(CPU)去存取并執(zhí)行儲存于一只讀存儲器(ROM)內(nèi)的基本輸入輸出系統(tǒng)(BIOS)中的開機自我測試(POST)程序302。其中，該POST程序包含有多個子程序，而在本發(fā)明中，其首先執(zhí)行的是將一高速緩存(cache)使能(步驟303)，使得該高速緩存得以發(fā)揮其快速暫存數(shù)據(jù)的功能。
自步驟303之后，CPU便可在高速緩存的輔助之下開始對芯片組執(zhí)行初始化動作304；完成該芯片組初始化動作后，隨即對系統(tǒng)內(nèi)存執(zhí)行初始化的程序305。至此，該計算機系統(tǒng)便可開始運用系統(tǒng)內(nèi)存，其可運用的記憶空間大幅增加，而可助益其后續(xù)各項指令的執(zhí)行速度。
緊接著，本實施例的開機方法是執(zhí)行一將該高速緩存禁能的步驟306，以使計算機系統(tǒng)回歸到一般開機程序中應有的狀態(tài)，可防止系統(tǒng)產(chǎn)生無法預測的錯誤；之后，再對該高速緩存執(zhí)行初始化的動作307。至此，該CPU便可通過內(nèi)存與高速緩存的輔助而快速執(zhí)行后續(xù)外圍設備的初始化動作308，使得該計算機系統(tǒng)得以完成硬設備的測試，而在最后將一操作系統(tǒng)加載309，并完成計算機系統(tǒng)的開機作業(yè)。
在一般計算機系統(tǒng)的作業(yè)設計上，當CPU欲讀取數(shù)據(jù)時，首先會到高速緩存中搜尋，若高速緩存中沒有該筆數(shù)據(jù)，則會到系統(tǒng)內(nèi)存中尋找；如果在系統(tǒng)內(nèi)存中還是找不到該筆數(shù)據(jù)，這時才會到該筆數(shù)據(jù)儲存地址所在的儲存媒體(如硬盤、只讀存儲器等)中讀取所需的數(shù)據(jù)。故而可由上述得知，在步驟303將高速緩存使能之后，CPU在初始化該芯片組與該內(nèi)存時，便可得到該高速緩存的輔助。
當CPU到只讀存儲器讀取數(shù)據(jù)時，即可將所讀取的數(shù)據(jù)連同該筆數(shù)據(jù)后續(xù)的數(shù)筆數(shù)據(jù)一并儲存到高速緩存內(nèi)。如此，CPU在進行芯片組及系統(tǒng)內(nèi)存的初始化動作時，可直接在高速緩存中讀取所需的數(shù)據(jù)，而不必重復地通過ISA總線去只讀存儲器內(nèi)尋找所需之數(shù)據(jù)，因此可有效縮減數(shù)據(jù)傳輸所必須耗費的時間，進而大幅加速計算機系統(tǒng)開機的速率。
其次，請參閱圖4，為本發(fā)明一較佳實施例初始化系統(tǒng)內(nèi)存的流程圖。一般計算機系統(tǒng)中所使用的系統(tǒng)內(nèi)存為隨機存取內(nèi)存(Random Access Memory；RAM)，例如動態(tài)隨機存取內(nèi)存(Dynamic RAM；DRAM)、靜態(tài)隨機存取內(nèi)存(Static RAM；SRAM)、同步動態(tài)隨機存取內(nèi)存(Synchronous DRAM；SDRAM)、雙倍數(shù)據(jù)傳輸率(Double Date Rate；DDR)的隨機存取內(nèi)存、第二代雙倍數(shù)據(jù)傳輸率(DDR II)的隨機存取內(nèi)存等，及其它類型的隨機存取內(nèi)存。
當計算機系統(tǒng)的系統(tǒng)內(nèi)存是采用雙倍數(shù)據(jù)傳輸率隨機存取內(nèi)存(如DDR-SDRAM)或第二代雙倍數(shù)據(jù)傳輸率隨機存取內(nèi)存(如DDR II-SDRAM)時，則系統(tǒng)內(nèi)存的初始化動作還需包含如圖所示的實施步驟，其主要包含有檢測系統(tǒng)內(nèi)存的硬件信息351；設定系統(tǒng)內(nèi)存的相關(guān)參數(shù)353；及進行雙向數(shù)據(jù)激發(fā)信號(Bi-directional data strobe；DQS)的輸入輸出延遲的調(diào)整355。
其中，在系統(tǒng)內(nèi)存設定相關(guān)參數(shù)值及調(diào)整DQS輸入輸出延遲的階段，CPU必須讀取存放在BIOS內(nèi)的大量數(shù)據(jù)，甚至必須執(zhí)行儲存在BIOS中的相關(guān)程序，通過該程序的運算以求得DQS的輸入與輸出的延遲值，進而將其調(diào)整到所需求的值。在這種情況之下，如果還是使用傳統(tǒng)的開機流程，將使CPU在執(zhí)行運算期間必須來來回回通過ISA總線等慢速總線，一次一筆數(shù)據(jù)或一個指令的讀取BIOS中的數(shù)據(jù)或程序代碼，其所耗費的時間將會相當可觀。
因此，若采用本發(fā)明的開機方法，該CPU在執(zhí)行此運算時便能有效得到該高速緩存之輔助，使得計算機系統(tǒng)的開機時間明顯縮短。根據(jù)目前的測試數(shù)據(jù)顯示，本發(fā)明的開機方法在進行芯片組與系統(tǒng)內(nèi)存期間，其作業(yè)速率可較傳統(tǒng)開機方法提高約6到40倍左右，實可謂計算機系統(tǒng)開機技術(shù)的一大突破。
在本發(fā)明的開機方法中，其所運用的高速緩存可選擇為第一級高速緩存(L1 cache)、第二級高速緩存(L2 cache)、第三級高速緩存(L3 cache)及其組合式的其中之一，均可達到加速激活計算機系統(tǒng)的功效。
綜上所述，可知本發(fā)明是涉及一種計算機系統(tǒng)的開機方法，尤其涉及一種可快速激活計算機系統(tǒng)的開機方法，通過預先使能高速緩存，大幅縮短初始化芯片組與系統(tǒng)內(nèi)存所需的時間，而可有效達到計算機系統(tǒng)快速開機的目的。
當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種可快速激活計算機系統(tǒng)的開機方法，所述計算機系統(tǒng)包含有一中央處理單元、一高速緩存、一芯片組、一系統(tǒng)內(nèi)存、一包含有基本輸入輸出系統(tǒng)的只讀存儲器及多個外圍設備，其特征在于，所述開機方法的實施步驟包括有開啟電源；使能所述高速緩存；執(zhí)行所述芯片組的初始化動作；執(zhí)行所述系統(tǒng)內(nèi)存的初始化動作；禁能所述高速緩存；執(zhí)行所述高速緩存的初始化動作；執(zhí)行所述外圍設備的初始化動作；及加載一操作系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的開機方法，其特征在于所述高速緩存可選擇為第一級高速緩存、第二級高速緩存、第三級高速緩存及其組合式的其中之一。
3.如權(quán)利要求1所述的開機方法，其特征在于所述芯片組是包括有一北橋芯片及一南橋芯片。
4.如權(quán)利要求1所述的開機方法，其特征在于所述系統(tǒng)內(nèi)存是可選擇為靜態(tài)隨機存取內(nèi)存、動態(tài)隨機存取內(nèi)存、同步動態(tài)隨機存取內(nèi)存、雙倍數(shù)據(jù)傳輸率隨機存取內(nèi)存、第二代雙倍數(shù)據(jù)傳輸率隨機存取內(nèi)存及其它隨機存取內(nèi)存的其中之一。
5.如權(quán)利要求1所述的開機方法，其特征在于，所述初始化系統(tǒng)內(nèi)存的步驟包含有下列步驟檢測所述系統(tǒng)內(nèi)存；設定所述系統(tǒng)內(nèi)存的相關(guān)參數(shù)；及進行雙向數(shù)據(jù)激發(fā)信號輸入輸出延遲的調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種計算機系統(tǒng)的開機方法，尤其涉及一種可快速激活計算機系統(tǒng)的開機方法，其主要實施步驟是在系統(tǒng)激活電源之后，由中央處理器存取只讀存儲器中的基本輸入輸出系統(tǒng)并執(zhí)行其中的開機自我測試程序時，首先使能一高速緩存，通過高速緩存的輔助，可快速執(zhí)行芯片組及系統(tǒng)內(nèi)存的初始化動作；完成系統(tǒng)內(nèi)存的初始化動作后，則禁能高速緩存，使系統(tǒng)回復正常狀態(tài)；接著，再執(zhí)行對高速緩存的初始化動作以及后續(xù)外圍設備的初始化動作而完成開機程序，如此即可在確保系統(tǒng)穩(wěn)定性的情況下達到快速開機的目的。
文檔編號G06F9/445GK1702620SQ20051008040
公開日2005年11月30日 申請日期2005年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月1日
發(fā)明者何寬瑞 申請人:威盛電子股份有限公司