CMOS

CMOS

CMOS é a abreviação de "Complementary Metal Oxide Semiconductor".

O CMOS é uma pequena área de memória volátil, alimentada por uma bateria, que é usada para gravar as configurações do Setup da placa mãe.

Como elas (as configurações) representam um pequeno volume de informações, ele é bem pequeno em capacidade. Assim como a memória RAM principal, ele é volátil, de forma que as configurações são perdidas quando a alimentação elétrica é cortada. Por isso, toda placa-mãe inclui uma bateria, que mantém as configurações quando o micro é desligado.

A mesma bateria alimenta também o relógio de tempo real (real time clock), que, apesar do nome pomposo, é um relógio digital comum, que é o responsável por manter atualizada a hora do sistema, mesmo quando o micro é desligado.

O principal motivo das configurações do Setup serem armazenadas no CMOS, ao invés de serem diretamente gravadas no chip de memória Flash (não volátil) que armazena o BIOS é justamente permitir que você possa zerar as configurações do Setup (removendo a bateria, ou mudando a posição do jumper) em casos onde o micro deixar de inicializar por causa de alguma configuração incorreta.

Um caso clássico é tentar fazer um overclock muito agressivo e o processador passar a travar logo no início do boot, sem que você tenha chance de entrar no setup e desfazer a alteração. Atualmente basta zerar o setup para que tudo volte ao normal, mas, se as configurações fossem armazenadas na memória Flash, a coisa seria mais complicada.

Para zerar o CMOS, você precisa apenas cortar o fornecimento de energia para ele. Existem duas formas de fazer isso. A primeira é (com o micro desligado) remover a bateria da placa-mãe e usar uma moeda para fechar um curto entre os dois contatos da bateria durante 15 segundos. Isso garante que qualquer carga remanescente seja eliminada e o CMOS seja realmente apagado. A segunda é usar o jumper "Clear CMOS", que fica sempre posicionado próximo à bateria. Ele possui duas posições possíveis, uma para uso normal e outra para apagar o CMOS ("discharge", ou "clear CMOS"). Basta mudá-lo de posição durante 15 segundos e depois recolocá-lo na posição original.

Uma dica é que muitas placas vêm de fábrica com o jumper na posição "discharge", para evitar que a carga da bateria seja consumida enquanto a placa fica em estoque. Ao montar o micro, você precisa se lembrar de verificar e, caso necessário, mudar a posição do jumper, caso contrário a placa não funciona, ou exibe uma mensagem de erro durante o boot e não salva as configurações do Setup.

CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor, em português semicondutor de metal-óxido complementar) é uma tecnologia empregada na fabricação de circuitos integrados, englobando elementos de lógica digital (portas lógicas, flip-flops, contadores, decodificadores, etc.), microprocessadores, microcontroladores, memórias RAM, etc. A tecnologia do CMOS é também utilizada para produção de circuitos analógicos como sensores de imagem, conversores de sinal e transceptores, utilizados largamente na comunicação. O CMOS foi patenteado em 1963 por Frank Wanlass.

O "complementary" em seu nome vem do fato dessa tecnologia utilizar os dois tipos de transistores MOSFET, o MOSFET canal N e o MOSFET canal P, de tal modo que um deles "complementa" o outro na necessidade de se produzir funções lógicas.

A CMOS é hoje a tecnologia mais largamente usada na fabricação de CIs. As principais vantagens dos circuitos integrados CMOS são o baixíssimo consumo de energia (que leva à baixa dissipação de calor) e a possibilidade de alta densidade de integração, em comparação com outras tecnologias, e.g. TTL. Outro ponto a destacar é a boa relação sinal-ruído devido à baixa interferência dos sinais eletrônicos. Devido a tais características, circuitos CMOS são também largamente utilizados em calculadoras, relógios digitais, e outros dispositivos alimentados por pequenas baterias, bem como uma importante opção para tradutores de sinais luminosos. Apesar dessas vantagens do CMOS, ele continua sendo mais lento que o TTL.

No jargão dos computadores, é comum usar o termo "CMOS" para se referir a uma determinada área de memória, onde ficam guardadas informações sobre os periféricos instalados e a configuração inicial do computador, além do relógio e calendário. Como a memória e o relógio precisam ser preservados mesmo com o computador desligado, são alimentados por uma pequena bateria de lítio, e somente a tecnologia CMOS pode produzir dispositivos com um consumo baixo o suficiente para esse propósito. A memória e relógio estão embutidos em um circuito integrado fabricado com tecnologia CMOS, levando ao uso equivocado do nome.

Um sensor CMOS, em particular, é um componente eletrônico em estado sólido que converte a luz num padrão de cargas elétricas que se traduz em dados digitais. CMOS é usado comumente em câmeras digitais e que tem sido utilizado como uma alternativa mais barata aos sensores do tipo CCD.

O que é Firmware?

O Firmware é um conjunto de programas que vêm de fábrica armazenados na Memória ROM. Cada um desses programas presentes no chip possuem uma função específica.

Os componentes do Firmware são:

·         BIOS – Conhecido como Sistema Básico de Entrada e Saída, é responsável por ensinar ao processador do computador a operar com dispositivos básicos como o HD e a unidade de DVD.
Ou seja, a BIOS funciona como espécie de “instrutor” para o processador, passa as instruções  iniciais para fazer  o processador funcionar.

·         SETUP (configuração) – é um programa responsável por alterar os parâmetros armazenados na memória de configuração (CMOS).
Como vimos acima, o BIOS vêm com as instruções. O SETUP é o programa que permite ao usuário de fazer alterações em algumas dessas instruções permitidas pela BIOS.

·         CMOS (memória de configuração) – As informações manipuladas e alteradas no SETUP são armazenadas única e exclusivamente na CMOS (memória de configuração) do computador.
Exemplo de informações que são armazenadas na memória ROM: Hora e data do computador.

·         POST  (Power On Self Test, Autoteste) é o programa responsável pelo autoteste que é executado toda vez que ligamos o computador. Todos os componentes principais do computador são testados pelo POST, tais como Memória RAM, processador e teclado.

QUAL É A FUNÇÃO DA MEMÓRIA CMOS, BIOS, SETUP, POST DA PLACA MÃE?

 

CMOS:

CMOS significa "Complementary Metal Oxide Semicondutor". Nos primeiros PCs, como os antigos XTs e alguns 286s, todos os dados referentes à configuração dos endereços de IRQ, quantidade e velocidade das memórias, HDs instalados, etc. eram configurados através de jumpers na placa mãe. Não é preciso dizer que a configuração de tais jumpers era um trabalho extremamente complicado. Para facilitar a vida dos usuários, foi criado o Setup, que permite configurar facilmente o sistema.

A função do CMOS, uma pequena quantidade de memória RAM, de geralmente 128 ou 256 bytes, é armazenar os dados do Setup para que estes não sejam perdidos quando desligamos a máquina. Toda vez que o micro é inicializado, o BIOS lê estes valores e opera de acordo com eles. Porém, justamente por ser um tipo de memória RAM, o CMOS é volátil, ou seja: seus valores são perdidos quando ele deixa de ser carregado eletricamente. Justamente por isso, é usada na placa mãe uma pequena bateria que se destina a alimentar o CMOS. Claro que esta bateria não dura para sempre, de modo que periodicamente, a cada 2 ou 3 anos, é preciso trocá-la.

BIOS (Basic Input/Output System):

É um software gravado em um chip da placa-mãe, onde se encontram as informações básicas para que o sistema entre em funcionamento (boot). Ele roda uma série de rotinas, que testam rapidamente cada item do sistema, como memória, placa de vídeo, teclado, drives, etc. O software do Bios é feito sob medida para sua placa-mãe e chipset, para que possa realmente controlar o boot da máquina e possa rodar todos os testes.

SETUP: 

O setup é o programa a qual o usuário tem acesso para modificar as configurações da BIOS de acordo com o sistema implementado (de acordo com o hardware instalado na sua máquina, como memória, hard-drives, cache, etc) e de acordo com o seu desejo de modificar endereços do tipo IRQ ou DMA, etc. Esses dados ficam gravados no CMOS (Complementary Metal Oxide Semicondutor), que é uma memória RAM embutida geralmente no chip da BIOS e que dificilmente ultrapassa os 128 bytes. Essa memória é volátil, ou seja, ela só se mantém ali se for constantemente alimentada com energia. Por isso, existe uma bateria que a alimenta, e que precisa periodicamente ser trocada. Mas não se preocupe com isso, pois essa bateria dura de 5 a 10 anos, e até lá provavelmente você já trocou sua placa-mãe.

POST (Power on self test):

Quando ligado, a BIOS faz vários testes no hardware instalado para ver se está tudo bem. Começa pelas memórias, processador e placa-mãe, depois vídeo, discos, etc. Caso você ligue seu computador e não apareça nada no vídeo, é provável que seja um problema de memória ou de processador. Esse teste é feito a cada boot que seu computador dá.

Típico primeiro estágio de um POST

O POST (em inglês: power-on self-test; tradução livre: autoteste de inicialização) é uma sequência de testes ao hardware de um computador, realizada pelo BIOS, responsável por verificar preliminarmente se o sistema se encontra em estado operacional. Se for detectado algum problema durante o POST o BIOS emite uma certa sequência de bipes sonoros, que podem mudar de acordo com o fabricante da placa-mãe. É o primeiro passo de um processo mais abrangente designado Initial Program Load (IPL), booting ou bootstrapping.

Alguns dos testes do POST incluem:

·         Identificação da configuração instalada;

·         Inicialização de todos os dispositivos periféricos de apoio da placa-mãe;

·         Inicialização da placa de vídeo;

·         Teste de memória,

·         Detecção de teclado;

·         Carregamento do sistema operacional para memória;

·         Entrega do controle do microprocessador ao sistema operacional.

Funcionamento

Típico segundo estágio

Ao ligar o computador, um sinal elétrico percorre um caminho programado até a CPU, passando pela placa-mãe (motherboard). A CPU encontra e ativa o programa de inicialização no BIOS da ROM. O qual conduz o POST (Power ON Self Test).

A CPU então ativa o programa de inicialização do sistema básico de entrada e saída (BIOS) do PC que inicia uma série de testes de verificação do sistema. O Chamado POST.

A CPU, comandada pelo POST, faz um teste de si mesma e do próprio programa POST.

A CPU envia sinais através do sistema de barramentos BUS, o circuito onde todos os componentes se acoplam e verifica se estão funcionando.

A CPU testa então a memória da placa de vídeo e os sinais de vídeo que controlam o monitor. O BIOS da placa de vídeo passa a fazer parte do BIOS total do sistema e da configuração da memória.

Em seguida testa os chips da memória RAM. São gravados dados em cada chip e depois é lido cada byte enviado. A comparação do que é enviado e gravado na RAM e o que é lido é feito para certificar que a memória funciona corretamente.

A CPU verifica se o teclado está conectado corretamente. Se houver algum curto-circuito ou tecla pressionada é enviada uma mensagem de erro.

O POST envia sinais até os discos através de barramentos específicos. A resposta aos sinais indica quais drives estão disponíveis.

Os resultados obtidos nos testes são confrontados com os dados gravados na CMOS. Que é onde ficam armazenadas as informações oficiais dos dispositivos instalados. Quaisquer modificações devem ser atualizadas na CMOS através do programa Setup.

Algumas placas de expansão, como algumas controladoras de disco, contêm seus próprios BIOS, os quais são reconhecidos e passarão a fazer parte do BIOS do sistema e da configuração da memória. O boot passará para a fase de carregamento do Sistema Operacional. Ele é enviado para a memória RAM e passa a comandar as operações da máquina. Nessa fase o Sistema Operacional tem o controle do microprocessador.

Além de detectar o hardware instalado, a função do POST é verificar se tudo está funcionando corretamente. Caso seja detectado algum problema em um componente vital para o funcionamento do sistema, como as memórias, processador ou placa de vídeo, o BIOS emitirá uma certa sequência de bipes sonoros, alertando sobre o problema. Problemas menores, como conflitos de endereços, problemas com o teclado, ou falhas do disco rígido serão mostrados na forma de mensagens na tela.

Bipes

O código de bipes varia de acordo com a marca do BIOS (Award ou AMI, por exemplo) podendo também haver pequenas mudanças de uma placa mãe para outra. Geralmente, o manual da placa mãe traz uma tabela com as sequências de bipes usadas. As instruções a seguir servem como referência:

Bipes do POST
Quantidade de Bipes	Significado
Bipe curto	POST Normal, sistema em funcionamento
2 bipes curtos	Erro no POST, um código de erro é mostrado na tela.
Sem bipes	Problema no sistema, fonte de alimentação, de CPU desconectada, ou do som desconectado.
Bipe contínuo	Problema na fonte de alimentação, no sistema ou no teclado.
Bipes curtos repetidos	Fonte de alimentação ou problema no sistema ou no teclado.
1 longo bipe, 1 curto bipe	Sistema com problema.
1 bipe longo, 2 bipes curtos	Adaptador de vídeo com problema.
3 bipes longos	Falha nos primeiros 64 KB da memória RAM (Base 64k memory failure). Foi detectado um problema grave nos primeiros 64 KB da memória RAM.
4 bipes Longos	Timer não operacional: O Timer 1 não está operacional ou não detectou a memória RAM.
5 bipes	Erro no processador.
7 bipes	Processor exception (interrupt error): o processador gera uma interrupção.
8 bipes	Erro na memória da placa de vídeo (display memory error).
9 bipes	Erro na memória ROM (ROM checksum error).