硬件信号引脚定义和功能

3.2.2　BIOS硬件信号引脚定义和功能

1．BIOS信号引脚定义和功能

图3-7为28脚BIOS芯片（W29C020）引脚图，图3-7（a）是长方形封装形式的芯片，图3-7（b）是接近正方形的面积更小的Flash ROM芯片。

BIOS芯片虽然有很多型号，而且封装类型也有不同，但是芯片的信号功能是完全一样的。图中W29C020芯片的功能说明见表3-1。可以看出，BIOS芯片管脚按功能可分成四大部分，分别为电源脚、地址脚、数据脚和控制脚。其中的地址脚、数据脚和控制脚分别和主板的地址总线、数据总线、控制总线相连。在控制脚中，WE#信号和OE#信号为控制芯片写入、输出数据的使能端，CE#信号为芯片的片选端，当处理器需要对该芯片进行读写操作时，首先必须选中该芯片，即在信号CE#输出低电平时，然后，再根据指令是读指令还是写指令，将相应的OE#信号或WE#信号拉至低电平，同时处理器要通过地址线送出待读取或写入芯片指定存储单元的地址，把该存储单元中的数据读出或者将数据线上的数据写入到指定的存储单元中，完成一次读或写操作。

图3-7　BIOS芯片引脚图

表3-1　BIOS信号引脚功能说明

2．FWH硬件信号引脚定义和功能

在PIV主板上，BIOS使用了另外一个名称FWH（固件中心），它的功能和原来的BIOS芯片相同。FWH芯片以Intel 82802芯片为例，图3-8为FWH芯片的信号引脚图，图3-8（a）为32脚PLCC的封装图，图3-8（b）为40脚TSOP的封装图。芯片的信号功能说明见表3-2。FWH芯片虽然和上面提到的BIOS芯片管脚上有些不同，但是它们所完成的功能却是完全相同的。

图3-8　FWH芯片引脚

表3-2　FWH芯片信号功能说明

（续表）

在表3-2中提到了Intel 82802（FWH）芯片的两种工作状态，即普通工作模式（FWH模式）和高速存储器编程模式（A/A Mux模式）。一般的FWH只提供前面的普通工作模式，只有少数芯片提供两种模式。后一种工作模式不要求学员掌握。

3．BIOS相关电路图

（1）BIOS芯片电路图

图3-9为南北桥体系结构主板的BIOS芯片电路引脚连接图。从图中可以看出，BIOS芯片主要有几类引脚即控制引脚、地址引脚、数据引脚、电源引脚。控制类的引脚WE#、OE#、CE#、RP#通过控制总线由芯片组南桥芯片控制选通和工作状态；18位地址引脚（A0～A17）与主板的20位地址总线（A0～A19）的低18位相连；8位数据信号通过X-bus与ULTRA I/O芯片相连，通过ADDR总线与IOAPIC芯片相连（IOAPIC是中断控制芯片，它的数据线和地址线分别通过主线同BIOS芯片相连）；电源引脚分别接供电电路。需要注意的是VPP和RP#这两个引脚，这两个引脚的作用是配合写信号。当VPP为+12V、RP#为低电平时可以写入BIOS ROM。这两个引脚在早期的主板上是通过跳线的方法控制的，而比较新的主板，可以通过程序来控制这两个引脚的电压，从而进行写操作。另外需要注意的是引脚A17，这个引脚受跳线控制，当跳线JP21的2-3接通时，芯片工作于正常状态（Read Only），当跳线JP21的2-1接通时，芯片工作于覆盖状态（RECOVERY）。

图3-9　BIOS芯片电路图

维修检测时，首先检测BIOS的工作电源，电源引脚在BIOS引脚图中有详细说明，检测CE#信号，开机时跳变，然后检测WE#、OE#等控制信号是否正常工作，检测BIOS的数据地址线的信号，测量BIOS采用静态和动态两种测量方法。

（2）FWH的电路图

图3-10为中心体系结构主板的FWH芯片电路，为815A主板的FWH芯片电路连接图。正如前面讲到的，FWH芯片虽然在引脚和设计上与传统的BIOS芯片不同，但是所完成的功能却是和BIOS芯片完全相同的，即存放一些BIOS信息，所以FWH的芯片引脚也可以分为控制类、电源类、输入/输出类。

FWH芯片的RST#引脚与INIT#引脚都是复位信号，RST#引脚与其他芯片和接口的RST#连接在一起，如ICH芯片、Super I/O芯片等。而INIT#引脚与ICH芯片的INIT引脚和INT引脚相连，并受ICH芯片控制。

FWH芯片的CLK引脚连接到时钟发生芯片的PCI时钟信号中，像815A主板，这个引脚连接到时钟芯片的PCI_2引脚。而810E主板的这个引脚连接到时钟芯片的PCI_6引脚。

FWH芯片的TBL#直接被置高电平，WE#引脚连接了一个跳线，这两个引脚都是用于写保护作用的引脚。从图中可以看出，如果跳线JP8不连接，即1-2断路，那么WP#信号为低电平；如果跳线JP8连接，即1-2短接，那么WP#信号为VCC高电平。从FWH的引脚定义可以看出，如果想要改写ROM里的内容，低位地址里的内容可以通过加跳线的方法来由程序改写，而高位内容的改写则需要由程序控制改写。

FWH芯片的FWH0～FWH4引脚分别与ICH芯片和MULTI I/O相连。其中FWH0～FWH3分别与ICH芯片和MULTI I/O芯片的LOAD_FWH0～LOAD_FWH3引脚相连作为输入/输出接口；FWH4与ICH芯片和MULTI I/O芯片的LFRAME信号相连，作为帧信号。

因为只有一片FWH芯片，所以将FWH芯片的ID0～ID3引脚直接与地短接，即输入信号为“0000”。

FWH芯片的FGPI0～FGPI4引脚是多功能输入引脚，如图中所示，FGPI0与FGPI1分别与IDE1与IDE2接口的第34针相连。FWH芯片的WP#信号与跳线相连，如果要对FWH芯片进行写操作的话，应将跳线摘去，即与地短接，如果不摘去跳线，电压为VCC电压，FWH芯片处于写保护状态。FWH的维修检测过程和BIOS检测过程基本相同。

4．BIOS代换原则

当BIOS存储器不能读写时，就要更换BIOS芯片。BIOS代换原则，实质上是BIOS存储器的代换原则，BIOS程序之间一般不能代换。如果具备以下的条件，BIOS是可以进行互换的：

（1）芯片引脚数量相同。

（2）封装形式相同。

（3）BIOS容量相同。

（4）芯片引脚功能一一对应。

如果采用封装格式和容量不同的BIOS代替时，则需要根据电路图的升级方案代换。