给主板加装双BIOS系统真的不可行吗？ 张泽 张彤 2000年 第25期 　　《电脑报》18期上王庆东先生的《为主板加装双BIOS系统》（以下简称《双》）的文章刊出后，接连出现了几篇有关加装失败的文章，这使我们对此产生了兴趣，经过理论分析和实践证明，我们认为加装双BIOS是可行的，但原文存在一些问题，特此撰文参加讨论。 　　本来我们非常赞成王先生的方案，早在“双BIOS主板”出现之初，我们就讨论过能否将普通主板改为双BIOS。讨论结果与王先生的方案类似，将新增的ROM叠在原来ROM上（即除了片选端以外的端子全部并联），通过控制片选信号，来实现双BIOS切换。其实这种做法并非王先生首创，在电子设备中，尤其是数字电路、计算机领域，这个电路被广泛运用（只是很少能见到两片电路叠焊在一起的），可以说如果没有这种电路，就没有计算机。你也许会在遥控电视机的电路图中找到类似电路，电路中CE的作用除了片选控制外同时还起到了扩展地址位的作用，如把两片1K RAM经这样连接，就相当于一片2K RAM，CE端成为2K RAM的最高地址位，你可以发现RAM1、RAM2的数据端、地址端及读写控制等全部是并接的，这与王先生的方案如出一辙。所以王先生的方案应该是可行的。 　　至于上拉电阻的问题需要从数字电路基础知识说起，上拉电阻等效电路如^25030205a^1。现在的存储器电路一般都是MOS管组成的，MOS管是接近理想状态的压控源，其输入电阻在几十兆以上，输入端几乎呈绝缘状态，以至于输入端可以因沉积大量静电荷而被击穿，所以MOS电路应放置于消电袋内，或将电路各脚短接，而安装、调试时，工具、烙铁甚至桌面都要接地，同时操作者要佩戴接地腕带。当然，现在的MOS电路一般都有输入保护，最简单的办法就是加一只耐压较低的二极管（稳压管），当电压高于二极管击穿电压后，就无法再升高，若有反向电压，二极管也会马上导通从而保证MOS管输入端不被击穿。22期《也谈给主板加装双BIOS系统》文章中测量结果就很像保护二极管的特性。MOS管如此高的输入电阻，使电源从上拉电阻流入MOS输入端的电流微乎其微，所以上拉电阻的阻值大小与MOS管无关，需要考虑的是当开关闭合时，流过电阻的电流是否能让电源、电阻、开关等承受得了，一般只要大于1K就可以了，（假设电源为5V，电阻为1K，电流仅为5mA，）在实际应用中一般上拉电阻取值在4.7K～47K之间。 　　上拉电阻电路绝非从书本上抄来的“理想电路”，它在数字电路中也广泛应用，不信看你的主板上，一般都有几个像^25030205b^的元件，特征是管脚为单数（5脚、9脚等），其内部电路如^25030205d^，可以看出其中集成了多个电阻，而这些都是上拉电阻。 　　当然王先生的电路并不完整，严格地说还应有图1所示的电容C，C的作用是抑制干扰信号和防止在开关切换瞬间产生的触点抖动，但由于在本电路中R的阻值不大且开关均在BIOS ROM不工作、甚至是关机时切换，所以没有C电路也能正常工作。若要加此电容，需注意R与C不可同时取得过大（C<5μf），否则就变成“延时开关”了。 　　综上所述“双BIOS”系统在理论上是可行的，在实践中是否可行呢，我们决心一试。 　　首先，我们拿单位里闲置多年的两台486开刀，两台电脑的BIOS ROM都是27C1001 EPROM，并可以互换使用，但其中一片BIOS中的CMOS设置画面被修改过（是在《电脑报》相关文章鼓动下的首批试验品），这是辨认双BIOS成功与否的重要标志。按照《双》文章中电路搭好，将两片ROM的22脚翘起，插回主板，开机，电脑正常启动，进入CMOS一看“AWARD……”一切正常（这是未修改过的一片BIOS），关机，转换开关，再开机，仍然启动正常，进CMOS，哇，“ZHANG ZE……”BIOS已经变成另一片，成功了（应该是意料之中）。 　　有了第一次成功，我们决定作进一步尝试。因为双BIOS的目的是刷新BIOS，而EPROM是无法这样刷的，所以我决定在我的磐英P2－133A上实验。回家将原来用作备份的2M EPROM作为芯片1（见《双》文），焊好电阻、开关，插上原机上的29C020，插回主板，检查无误，开机（转换开关置于芯片1），直觉告诉我不妙！果然显示器开始“眨眼睛”，硬盘自检后再无动静，这情景就像BIOS刷新失败后一样。关机，拔下双BIOS，将FLASH ROM单独插回主板，开机，嘿嘿，“能源之星”又回来了，这才松了一口气，拔下FLASH，将芯片1连插座一起插回主板，开机，又是黑屏，难道是EPROM坏了？但将接在22脚CE端开关拆去，并插回插座后，又能启动。如此结果宣告双BIOS系统初步实验失败，21、22期文章中所述情况并非偶然。 　　那么为什么理论上可行的电路，会无法工作，甚至损坏ROM呢？我们只好再回到理论分析，造成芯片损坏可能有三种情况，一是电源问题，如电压升高、反向等，显然与我们无关；二是输入电压过高击穿芯片的输入电路，看来也不可能（再重申一遍，一般情况下MOS电路输入只与电压有关，与电流无关）；三是输出电流过大烧毁芯片。可以看出最有可能的是第三种情况，一片ROM只有数据线与输出有关，所以我们重点看数据端口。数据端又称输入/输出端（I/O），其内部电路对于不懂电子的普通读者可能看起来很复杂，不如将它放在理想状态下，这时读有效的存储器数据端相当于一些转换开关，当输出高电平时，相当于开关与电源接通，而低电平时开关与地接通。芯片1、芯片2的I/O，正常时一定只能有一片电路呈输出有效状态，这是由片选端和读写控制端共同控制的，如果有两片以上输出有效，就可能烧毁电路，具体说明：假使芯片1、芯片2同时呈读有效状态（由于反向器的存在，这种情况不会发生），芯片1的D1端输出高电平，芯片2端的D1却正好输出低电平，由于它们并接，相当于在电源与地之间有了一根短路线，当然这根“短路线”的“熔断电流”只有几百毫安甚至更低，这对于大功率的开关电源是“小菜”，所以“短路线”被轻而易举地烧断了，你甚至感觉不到温升。当然，实际情况下，输出电路有一定内阻，可能还有短路保护电路，而且输出的是脉冲信号，所以未必损坏器件，但是造成数据紊乱是肯定的。所以说排除了人为原因（焊接、安装问题）外，BIOS无法启动肯定与片选信号的错乱有关，经仔细分析王先生的文章，认为其中有两个问题：一个是电路设计漏洞，ROM 22脚经过切换开关直接入地（接16脚），而检查主板上BIOS插座22脚并非直接接地。为此我们进行了进一步检测，用万用表测22脚电压，在开机后只有几个很短时间的低电平而随后一直维持高电平，由此可知，BIOS ROM的读有效只有开机时维持很短时间，其他均被CE端的高电平屏蔽，而王先生的方案中忽略了这一点，让ROM CE端（无论哪一片）始终有效，而在主板上除了BIOS ROM外还有一片RAM用于存放CMOS讯息（记忆电池就是为它准备的），两片存储器不能同时为读状态，而双BIOS电路却将BIOS ROM的CE端状态，始终被置为有效，当系统发出读指令时ROM与RAM同时发送信号，如此ROM与RAM“硬碰硬”，就算不损坏器件，系统出错也在所难免。当然因主板电路未必相同，所写入的程序也不尽相同，所以完全可能在有的主板上能正常工作（可能王先生就是碰到这种情况），我们在486上的实验可能也是碰巧通过的。 　　另一问题是《双》文中遗漏了需将两片ROM 22脚都翘起的说明，再加上《双》文中图6给人的错觉，而如果不将芯片1的22脚翘起，就会造成芯片1的22脚受到系统和切换开关的双重控制，这将非常危险，除了前述损坏ROM、RAM外还可能损坏控制芯片（因为控制芯片输出的高电平，可能被切换开关强制接地）。对于精通硬件和数字电路的读者相信不难发现此问题；但对其不熟悉的读者，哎，在此只能奉劝一句，“没有金刚钻，就别揽瓷器活。” 　　根据所发现的问题，我们作了如下改动，并重新进行了实验，如^25030205c^3，在芯片1下再加一个32脚插座，注意芯片1的22脚应翘起，将原焊于16脚的接地线（黑线），改接新加插座的22脚（注意焊接技巧），如此一来这个“怪物”又高了一层，将它插回主板，开机，一切正常，BIOS日期08/15/99，这是EPROM的BIOS版本，说明第一步已经成功，在进入Windows后转换开关，重新启动，这一次同样正常启动，再看日期已变为12/15/99，说明已变成了FLASH ROM，一切正常，为保险起见，又刷了一次BIOS也同样成功，后来又将两片ROM分别单独启动多次，均未出现启动失败，至此“双BIOS系统”实验成功了。 　　有了超级武器，真是“有恃无恐”，用它刷了几次BIOS，真是既快又安全，确实不同凡响！真希望各位能与我们同享此快乐，请打消对双BIOS的疑虑吧！ 　　我们的e－mail:zezhang@990.net，欢迎各位朋友来信探讨，同时也可提供双BIOS成品，欢迎来信垂旬。