Depois de ler um curso de hardware de computador no BIOS / CMOS, ainda não consigo determinar o motivo pelo qual o chip ROM do BIOS não foi construído usando a tecnologia CMOS e por que ele está conectado a um chip separado chamado "CMOS" para armazenar o informações de configuração.
Os programas são armazenados no chip do BIOS do sistema, enquanto os dados alteráveis são armazenados no chip CMOS
Grupo de hardware do CMOS : Hardware comum, necessário, mas que pode ser alterado - RAM, discos rígidos, unidades de disquete, portas seriais e paralelas
Sei que o BIOS está armazenado em uma memória flash e que a tecnologia CMOS MOSFET dissipa menos energia em comparação com outras implementações.
Por que é apenas a ROM do BIOS que não usa o CMOS, como outros dispositivos de armazenamento - qual é exatamente a vantagem? E por que as informações de configuração do BIOS não podem ser armazenadas em seu próprio chip ROM em vez do "chip CMOS"?
Respostas:
Você está misturando tecnologia de implementação com termos coloquiais de funcionalidade.
O CMOS - Complementary Metal Oxide Semiconductor - é um método de fabricação de circuitos lógicos e relacionados, usando transistores de efeito de campo de canal N e canal P. Uma de suas características definidoras é o consumo de energia estática extremamente baixo - a energia é usada apenas quando se muda de estado. Como resultado, um chip de memória estática CMOS pode reter seu conteúdo por anos com uma bateria e é um local útil para armazenar informações semi-permanentes.
O BIOS e o código de inicialização relacionado são tradicionalmente armazenados em dispositivos PROM ou EPROM. As EPROMs na era do PC IBM eram tipicamente feitas em tecnologias pré-CMOS como NMOS, mas a distinção crítica é que elas não eram graváveis quando instaladas no computador, mas apenas em um programador especial. Além disso, enquanto muitos sistemas e clones contemporâneos usavam EPROMs, as versões atuais de produção do IBM-PC usavam PROMs não reprogramáveis e baratas (as pinagens eram normalmente compatíveis em uso).
O design do PC-AT adicionou uma memória CMOS com bateria para armazenar configurações personalizáveis e também (talvez no mesmo dispositivo) um relógio em tempo real persistente. Isso passou a ser coloquialmente referido pelos usuários finais como CMOS, embora fosse apenas um uso específico permitido por uma tecnologia de chip que se espalhava rapidamente.
Hoje, é claro que não usamos mais E / PROMs paralelos para BIOS, mas usamos flash NOR serial e transferimos o conteúdo para uma RAM mais rápida para execução. Os chips FLASH modernos são feitos de tecnologias derivadas de CMOS. E eles geralmente podem ser reprogramados em circuito. Depende realmente do projetista do sistema se eles quiserem colocar informações de configuração semi-permanentes em uma RAM com bateria ou em flash reprogramável - o usuário final ou o sistema operacional pós-inicialização pode ter pouca visibilidade real de uma distinção.
Mas mesmo que o flash seja usado para as configurações, normalmente ainda haverá um relógio em tempo real de baixa energia que continua funcionando com a bateria.
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Na época em que o PC foi inventado, a maior parte da lógica era de chips NMOS e TTL com muita energia. O CMOS era muito novo e os únicos circuitos no PC que o usavam estavam associados a coisas que precisavam funcionar com a bateria quando a energia estava desligada, como a RAM de configuração e o relógio em tempo real.
Atualmente, quase toda a lógica é CMOS, incluindo a CPU que consome muita energia e a EEPROM flash que contém o BIOS. Portanto, de certa forma, sua pergunta é baseada em uma premissa inválida - a EEPROM flash é CMOS. No entanto, por qualquer motivo, o termo "CMOS" em um PC ainda se refere apenas às funções RAM e RTC.
Se você está perguntando por que o BIOS não está armazenado em RAM volátil e não em flash não volátil, é porque as baterias falham e a exclusão do BIOS efetivamente "bloqueará" o computador, exigindo hardware especializado para que ele volte a funcionar.
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Eu acho que você está confundindo dois usos da sigla "CMOS". Existem chips construídos inteiramente com a tecnologia complementar de transistor MOS. De fato, quase todos os chips hoje em dia são construídos dessa maneira, incluindo grande parte dos circuitos de controle digital em um chip Flash.
O outro uso do CMOS persiste na indústria de PCs desde os primeiros dias para se referir ao chip que armazenava algumas configurações e ao relógio em tempo real com uma bateria conectada. Naqueles dias (início dos anos 80), a maior parte dos chips grandes em um PC era de tecnologia NMOS e os chips lógicos diversos eram lógicos bipolares de transistor (TTL, LSTTL, etc.). O único chip CMOS usado foi o chip RTC e ficou conhecido como "o CMOS".
Atualmente, o RTC não é mais um chip separado em um dispositivo de arquitetura de PC. Em vez disso, ele está embutido no chipset da placa-mãe (que aliás é produzido com circuitos MOS complementares). É raro que qualquer BIOS hoje em dia use a RAM antiga suportada por bateria na parte RTC do chipset para armazenar as configurações. Em vez disso, o BIOS usa algumas páginas do dispositivo de armazenamento SPI Flash para salvar suas configurações de maneira não volátil. Como tal, existem configurações mínimas que são perdidas em um PC quando a bateria acaba ou é desconectada. As configurações mínimas perdidas na remoção da energia da bateria são certas que controlam o comportamento de inicialização e redefinem o chipset e, de fato, nem são armazenadas em células RAM alimentadas por bateria, mas sim em travas especiais de flip-flop de baixa energia que são alimentadas pela moeda bateria de celular.
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Consulte também /superuser/989499/what-does-a-cmos-chip-look-like : isso nos fornece um link útil para a folha de dados MC146818 original .
Esse chip foi mapeado na memória e forneceu locais de 64 bytes. 14 deles eram para o relógio, deixando o restante como RAM de uso geral. Todo o chip foi mantido alimentado pela bateria enquanto o PC estava desligado, a fim de manter o relógio em tempo real.
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