UEFI BIOS电源管理研究和应用

发布时间：2020-07-03 19:09

【摘要】：UEFI (Unified Extensible Firmware Interface)由于支持新技术的应用和使用模式的创新,并且它相对于原有的BIOS(Basic Input Output System)系统更加开放和标准化,因此得到了英特尔、微软、超微等公司的大力推广。但是,目前UEFI的发展还未解决下面两个问题:一方面,由于UEFI和传统的BIOS不支持其自身环境下的电源管理功能,另一方面UEFI环境或是传统BIOS环境和操作系统环境之间的切换时间较长。因此它给一些应用的推广带来了技术上的困难。本文结合软硬件两方面技术的特点,为开放的创新应用模式构建技术平台,主要实现两个目标:一是研究如何在UEFI环境下实现系统级别的电源管理;二是在系统睡眠唤醒后,不直接进入操作系统,而是通过重新创建并进入UEFI环境(S3 UEFI)来支持新的应用模式。本文的研究使用了英特尔的笔记本开发电路板用作开发验证平台,完成了如下主要工作任务。 1)实现了系统睡眠唤醒后重新构建UEFI环境,进入到UEFI Shell。而在该环境工作结束后,可以退出UEFI Shell,并继续原来的操作系统唤醒过程,回到操作系统后各设备均能正常使用。 2)在该S3 UEFI环境下实现了网络协议栈功能,并且可以运行UEFI Shell下的应用程序,实现了FTP下载数据到磁盘的应用模式。 3)在该环境下实现了系统电源管理功能,通过利用软件控制处理器、PCI设备、磁盘设备等,结合网络下载特定的使用模式,优化了系统的电源管理功能。 4)测试该电路板包括直流电源转换器在内的各主要部件的功耗分布,从而了解系统各部件功耗分布在整体功耗中的比重。 5)比较了S3 UEFI环境和不同操作系统,例如Win7,WinXP,Linux下的功耗。在相同的使用模式下,对比整体系统功耗,通过数据表明本研究的系统整体功耗低于操作系统下的功耗。实验结果表明,本研究的功耗低于其他操作系统至少在17%以上,并且可以在UEFI环境和操作系统环境之间快速切换,从而创造新的使用模式。这是由于在商业模式上,该使用模式主要由电脑品牌商控制,从而不依赖于特定的操作系统。例如:可以在UEFI环境下做病毒扫描,网络下载和备份等应用,从而达到优于操作系统下的电源管理功能,使得品牌电脑厂商可以做到产品差异化。由于UEFI是开放的工业标准,从而可以做到不同厂家软件的兼容性,鼓励更多的应用在该环境下运行。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP368.1
【图文】：

UEFI BIOS电源管理研究和应用

测量电路板实物图比例:84%Figure3-3ThePhotooftheMeasurementMotherboardRatio:84%

包格式,以太网

UEFI BIOS 电源管理研究和应用想的实现，考虑了 BIOS 环境面向过程的特点，同时也减小了 C++语言不必要的时间和空间上的开销，加快了启动速度和节省了 Flash 上的存储空间。图 4-5 中左边是网络协议栈。最下面是千兆网络适配器硬件，负责网络传输物理包的传输。硬件上一层是PCI总线为枚举到的网卡所安装的PCI IO Protocol，该层 Protocol 支持对硬件接口的操作，例如 PCI 配置空间访问、I/O 读写封装为函数调用，方便在各种架构移植，例如 IA32、X64 或者 IA64。

【引证文献】