[发明专利]一种基于一体计算机的UEFI固件实现方法

说明书

技术领域

本发明属于本发明属于计算机固件技术领域，涉及一种基于一体计算机的UEFI固件的实现方法。

背景技术

UEFI(Unified Extensible Firmware Interface，统一的可扩展固件接口)是一种计算机固件(或称为BIOS)的接口规范，也是关于固件的最主要的工业标准。UEFI规范最初是面向Intel公司的Itanium和X86处理器进行制定的，但是UEFI规范本身是与处理器架构无关的，目前已经应用于X86、Itanium、ARM等处理器平台。符合UEFI规范的计算机固件(以下简称UEFI固件)相对于传统的固件有很多优越性，目前主流的X86商用计算机系统基本上都是采用了UEFI固件。

飞腾1500A(FT)是由国防科学技术大学研制的国产通用中央处理器，采用ARM V8指令集，采用国际先进的28nm工艺流片，具有高性能、低功耗特点，关键技术国内领先，可实现对Intel中高端“至强”服务器芯片的代替。飞腾1500A系列目前包括4核和16核两款产品，4核处理器芯片主要面向桌面终端和轻量级服务器应用领域，适用于构建台式终端、一体机、便携笔记本、微服务器等产品。16核处理器芯片面向服务器应用领域，适用于构建网络前端接入服务器、事务处理服务器、邮件服务器等产品。

U-BOOT是一款开源固件，支持多个处理器系列，如PowerPC、ARM、X86、MIPS等，飞腾厂商采用U-BOOT作为调试处理器的固件，并应用在飞腾笔记本解决方案中。但U-BOOT与常规的UEFI计算机固件相比存在很多不足， 主要表现在：U-BOOT项目在计算机工业界很少有厂家使用U-BOOT或对其进行支持，因此U-BOOT无法进行规范化和得到发展；不像UEFI固件支持最新的计算机技术，U-BOOT代码对很多技术规范都不支持，无法实现对一些常见功能的支持，比如ACPI(目前最为通用的电源管理技术)、GRUB(目前最为通用的操作系统内核加载器)等；与UEFI固件相比，U-BOOT没有采用模块化方法进行设计实现，可扩展性不强，开发维护也不方便。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于一体计算机的UEFI固件的实现方法。根据这个方法，可以在飞腾1500A一体计算机上实现出符合国际主流UEFI固件规范、可扩展性强、功能完善的固件产品，以支持飞腾1500A一体计算机的正常启动和运行。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：UEFI固件分为硬件抽象层、固件核心层、设备协议层以及固件应用层。

硬件抽象层包括处理器驱动模块、芯片组驱动模块和外设驱动模块，处理器驱动模块对笔记本中处理器和内存进行初始化，并提供访问处理器和内存的接口；芯片组驱动模块对笔记本硬件平台中南北桥芯片进行初始化，包括桥片本身和各个外设控制器的初始化和资源分配工作，并提供访问南北桥的接口；外设驱动模块驱动笔记本主板上连接的外设。

固件核心层包括固件核心加载模块、固件核心模块和基础架构功能模块，固件核心加载模块加载固件核心模块，并为其准备运行环境；固件核心模块建立UEFI规范中的启动服务Boot Service和运行时服务Runtime Service表，加载、运行固件核心层中的其他模块，管理固件核心层中各模块之间的交互，管理笔记本中内存，实现和维护时钟中断和事件机制，实现和维护固件应用的特权级 机制，实现UEFI规范中定义的Protocol的管理机制，实现UEFI规范要求实现的机制和功能；基础架构功能模块实现UEFI规范中的体系结构协议Architectural Protocol，基础架构功能模块包括多个功能模块，每个模块实现一个Architectural Protocol；每个Architectural Protocol包含一些基础服务接口，供固件中的其他功能模块调用。

设备协议层包括总线协议模块和网络协议栈模块，总线协议模块实现各种总线协议，并通过UEFI规范中的Protocol机制发布总线的访问接口；网络协议栈模块实现网络协议栈。