¿Por qué el chip ROM del BIOS no está hecho con tecnología CMOS?

Está mezclando la tecnología de implementación con términos coloquiales para la funcionalidad.

CMOS (Semiconductor de óxido metálico complementario) es un método para crear circuitos lógicos y relacionados que utilizan transistores de efecto de campo de canal N y canal P Una de sus características definitorias es el consumo de energía estática extremadamente bajo: la energía se usa casi solo cuando se cambia de estado. Como resultado, un chip de memoria estática CMOS puede retener su contenido durante años en una batería, y es un lugar práctico para almacenar información semipermanente.

El BIOS y el código de inicio relacionado se han almacenado tradicionalmente en dispositivos PROM o EPROM. Las EPROM en la era de la PC de IBM se creaban normalmente en tecnologías pre-CMOS como NMOS, pero la distinción crítica es que estas no se podían escribir normalmente cuando estaban instaladas en la computadora, sino solo en un programador especial. Además, mientras que muchos sistemas y clones contemporáneos usaban EPROM, las versiones de producción reales de IBM-PC usaban PROM más baratas no reprogramables (los pinouts eran generalmente compatibles en su uso).

El diseño de PC-AT luego agregó una memoria CMOS con respaldo de batería para almacenar configuraciones personalizables, y también (quizás en el mismo dispositivo) un reloj de tiempo real persistente. Esto llegó a ser conocido coloquialmente por los usuarios finales como CMOS, aunque, por supuesto, solo fue un uso particular habilitado por una tecnología de chip de rápida expansión.

Hoy, por supuesto, ya no utilizamos E / PROM paralelas para BIOS, sino que utilizamos flash serie NOR y transferimos el contenido a una memoria RAM más rápida para su ejecución. Los chips FLASH modernos están , de hecho, están hechos de tecnologías derivadas de CMOS. Y típicamente se pueden reprogramar en circuito. Realmente depende del diseñador del sistema si quieren poner información de configuración semipermanente en una memoria RAM con respaldo de batería, o en una memoria flash reprogramable: el usuario final o el sistema operativo posterior al arranque puede tener poca visibilidad real en una distinción.

Pero incluso si se usa el flash para la configuración, normalmente habrá un reloj en tiempo real de baja potencia que seguirá funcionando con la batería.

Cuando se inventó la PC por primera vez, la mayor parte de la lógica estaba en los chips NMOS y TTL que consumían mucha energía. CMOS era muy nuevo y los únicos circuitos en la PC que lo usaban estaban asociados con cosas que necesitaban funcionar con batería cuando la alimentación estaba apagada, como la configuración de la memoria RAM y el reloj en tiempo real.

Hoy en día, casi toda la lógica es CMOS, incluida la CPU que consume mucha energía y la memoria flash EEPROM que contiene la BIOS. En cierto sentido, su pregunta se basa en una premisa no válida: el flash EEPROM is CMOS. Sin embargo, por el motivo que sea, el término "CMOS" en una PC aún se refiere a las funciones de RAM y RTC.

Si se pregunta por qué la BIOS no se almacena en una memoria RAM volátil en lugar de en un flash no volátil, eso se debe a que las baterías fallan, y al borrar la BIOS se podría "bloquear" la computadora, lo que requiere hardware especializado para que vuelva a funcionar.

Creo que estás confundiendo dos usos del acrónimo "CMOS". Hay chips construidos completamente de la tecnología de transistor MOS complementaria. De hecho, casi todos los chips en estos días se construyen de esta manera, incluyendo gran parte de los circuitos de control digital en un chip Flash.

El otro uso de CMOS ha persistido en la industria de las PC desde los primeros días para referirse al chip que almacenaba algunas configuraciones y al reloj de tiempo real con una batería adjunta. En aquellos días (principios de los 80), la mayor parte de los chips grandes en una PC eran tecnología NMOS y los chips lógicos misceláneos eran una lógica de transistor bipolar (TTL, LSTTL, etc.). El único chip CMOS utilizado fue el chip RTC, por lo que se conoció como "el CMOS".

En estos días, el RTC ya no es un chip separado en un dispositivo de arquitectura de PC. En su lugar, está integrado directamente en el conjunto de chips de la placa base (que, por cierto, se produce con circuitos MOS complementarios). Es raro que alguna BIOS en estos días use la memoria RAM con respaldo de batería heredada en la parte RTC del chipset para almacenar la configuración. En su lugar, el BIOS usa algunas páginas del dispositivo de almacenamiento SPI Flash para guardar sus configuraciones de una manera no volátil. Como tal, hay una configuración mínima que se pierde en una PC cuando la batería se agota o se desconecta. Las configuraciones mínimas que se pierden con la extracción de energía de la batería son algunas que controlan el comportamiento de encendido y restablecimiento del conjunto de chips y, de hecho, ni siquiera se almacenan en celdas de RAM alimentadas por batería, sino en pestillos especiales de poca potencia que se alimentan desde la moneda batería de la célula.

Vea también enlace : esto nos proporciona un enlace útil a la hoja de datos MC146818 original.

Este chip se asignó en memoria y se proporcionaron ubicaciones de 64 bytes. 14 de estos fueron para el reloj, dejando el resto como RAM de propósito general. Todo el chip se mantuvo alimentado por la batería mientras la PC estaba apagada, con el fin de mantener el reloj en tiempo real.