CN1506813A - 从海量存储设备中可靠和安全地更新和恢复固件 - Google Patents

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Abstract

使用从一个海量存储设备的一个受保护区域中运行的一个工具更新或恢复一个计算机***中的***固件(BIOS)的***、方法、以及软件。这避免了标准的操作***环境，并且排除了损害或删除所需文件的可能性。把包含***固件(BIOS)的拷贝和一个用于向***EEPROM或闪速ROM写入的固件更新工具的文件传送给海量存储设备。一旦传送了文件，则例如在Host Protected Area中保护在海量存储设备上的包含这些文件的区域。在保护或锁定海量存储设备的这个区域之后，如果固件损坏了，则***固件或引导工具以恢复模式引导标准的操作***或者是从Host Protected Area中运行固件更新工具。这允许固件更新工具运行于在计算机***的标准操作环境之外的并且独立于它的环境中。在一个终端用户需要更新***固件的情况下，一个应用程序被用来向固件更新工具提供一个新的固件图像。这个应用程序然后请求***引导在下一个引导区上的更新工具。

Description

从海量存储设备中可靠和 安全地更新和恢复固件
技术领域
本发明通常涉及计算机***和相关方法，并且更特别地涉及从一个海量存储设备中可靠地和安全地更新和恢复***固件的***、方法、和软件。
背景技术
有许多能从在***主操作***的环境中运行的磁盘的一个未保护区域中更新一台个人计算机的***固件的工具。该工具能够从包含DOS的软驱中运行。然而，这要求终端用户能够生成一个可引导的软驱。
“引导块(Boot Block)”是从不被更新的一块主***固件(BIOS)。BootBlock的用途是确定***的固件(BIOS)中的其它部分是否被损坏了。在确定***固件是好的之后，Boot Block把控制权传递给用于剩余的POST(Power-OnSelf-Test，开机自检)初始化的主***固件。另一方面，如果***的固件损坏了，则Boot Block通过从某种形式的存储介质或软盘中加载所需要的工具和文件，提供一个机构以把***固件恢复到已知的工作型式(Version)。
Protected Area Run Time Extension Services Standard(ANSI BSR NC1TS-346)提供了一个用于在硬盘驱动器上的被称作服务区域的专用区域中存储数据的机构。这个标准还提供了一种用于从一个服务区域中引导操作***的方法。
已知的现有技术呈现出了许多缺点。例如，如果把一个***固件编程到EEPROM或闪速ROM中的处理过程被过早地中断或终止了，则能够使该***不能用。有许多可能事件，其能够导致所述两种事件中的一种发生。
当前的工具必须在主操作***的环境中执行，在该环境下工具可以不必具有足够的控制权以防止任务切换。这能够妨碍为编程EEPROM或闪速ROM设备所需要的时间紧急的事件。另一个可能的问题是操作***具有对***电源的控制权。如果操作***电源管理方案确定需要把***放置到睡眠状态或是关闭***，则它能够过早地除去电源，终止编程处理过程。
大多数的危机恢复方案要求用户预先创建一个包含所需要的恢复文件和工具的软盘。软盘设备具有相对小的空间量，并且仅仅固件图像就接近于软盘的大小。这为将来的扩展留下了很小的空间。
由于主操作***中的文件***在该***被制造时可能是未知的，或者是可以在该***发货之后被改变，所以假定危机恢复文件将在硬盘驱动器上是不可能的。即使文件***是已知的，它的复杂性也可能要求比装载在EEPROM或闪速ROM中的Boot Block区域中的代码更多的代码。
此外，其它操作***的文件***可能包含这样的知识产权，即如果存取它的代码包含在Boot Block中则必须被授权。而且，把危机恢复文件置于主操作***的文件***中还把它们暴露给了可能改变或删除该文件的恶意软件(诸如病毒)。
因此，本发明的一个目的是提供从一个海量存储设备中可靠地和安全地更新和恢复***固件的***、方法、和软件。
发明内容
为了实现上述及其它目的，本发明提供了用于通过使用从一个海量存储设备或非易失性存储设备、例如象硬盘驱动器的一个受保护区域中运行一个工具、来更新或恢复一个计算机***、诸如个人计算机的***固件(BIOS)的***、方法和软件。这避免了标准的操作***环境，并且排除了损害或删除所需文件的可能性。在固件被损坏的情况下，计算机***处于恢复模式中，并且从受保护区域中运行一个工具以恢复***固件的一个已知的工作型式。
本发明可以象下文这样被实现。在制造计算机***期间，把包含***固件(BIOS)的拷贝和一个用于向***EEPROM或闪速ROM写入的固件更新工具的文件传送给海量存储设备或硬盘驱动器。一旦该文件被传送了，就能够诸如通过使用ATA规范中的“Host Protected Area”特征设置、或其它可用的机构来保护在硬盘驱动器上包含这些文件的区域。
在保护或锁定硬盘驱动器中的这个区域之后，***固件或引导工具引导标准的操作***或者是从Host Protected Area(主机保护区)中运行固件更新工具。这允许固件更新工具运行于在计算机***的标准操作环境之外的并且独立于它的环境中。
在一个终端用户需要更新***固件的情况下，利用一个应用程序来向固件更新工具提供一个新的固件图像。然后，该应用程序请求***引导在下一个引导区上的更新工具。
附图说明
通过参考下列结合附图给出的详细说明，本发明的各种特征和优点可以被更容易地理解，在附图中相似的参考数字表示相似的结构单元，并且其中：
图1是说明了一个示范性个人计算机***的方框图，该个人计算机***实现了依据本发明原理的一种从一个海量存储设备中可靠地和安全地更新和恢复***固件的方法；以及
图2是一个说明了依据本发明原理的一种示范性方法和软件代码的流程图。
具体实施方式
参见附图，图1是说明了一个示范性计算机***10、诸如个人计算机***10的方框图，该***10实现了一种从一个包含一个辅助的非易失性存储设备20的海量存储设备20中可靠地和安全地更新和恢复***固件的方法30。计算机***10包含一个连接到一个关键性的非易失性存储设备12的中央处理单元(CPU)11。关键性的非易失性存储设备12可以是闪速存储器(flash memory)、只读存储器(ROM)可编程只读存储器(PROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、或其它的CPU 11能够使用以执行初始的一一组指令的设备或技术。
CPU 11还连接到一个***存储器13、诸如随机存取存储器13。CPU 11可以经由一条***总线14、例如象***组件互连(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线14连接到辅助的非易失性存储设备20。辅助的非易失性存储设备20可以是硬盘驱动器、压缩磁盘(CD)驱动器、数字视频磁盘(DVD)驱动器、软盘驱动器、Zip驱动器、SuperDisk驱动器、磁光盘驱动器、Jazz驱动器、高密度软盘(HiFD)驱动器、闪速存储器、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、或者任何其它能够在断电条件下保持数据的设备或技术。
关键性的非易失性存储设备12中的第一部分存储可操作用于初始化CPU 11和***存储器13的初始化代码。关键性的非易失性存储设备12中的第二部分存储包含一个任务列表的分派管理器，其中该任务必须执行以完全地初始化计算机***10。分派管理器可操作用于有选择地加载和重复地执行与计算机的完全初始化有关的许多任务。
在操作中，当计算机***10被打开时，运行初始化代码以初始化CPU 11和***存储器13。然后把分派管理器加载到***存储器13中。分派管理器执行包含在其中的任务列表，以使所有需要的固件(BIOS模块)被加载到***存储器13中而且必须被执行。
分派管理器确定每个需要的BIOS模块是否在***存储器13中，并且如果不是的话，则查找、加载和执行每个需要的BIOS模块。BIOS模块可以位于关键性的非易失性存储设备12(闪速存储器)或辅助的非易失性存储设备20、包含以上标识的关键性的或辅助的非易失性存储设备20中的任何一个中。
下面参见图2，它是一个说明了依据本发明原理的一种示范性方法30和软件代码的详细的流程图。所述示范性方法30包含下列步骤。
引导计算机***10，并且引导块接受CPU控制31。确定固件是否损坏了32。如果固件没有损坏(否)，则运行正常的POST(Power-On Self-Test，开机自检)过程33。然后，请求引导一个固件更新工具34，如果固件更新工具34没有被运行(否)，则引导操作***35，并且使一个新的固件图像对更新工具可利用36。请求***引导在计算机***10的下一个引导程序(Boot)上的固件更新工具37。然后重置计算机***38。
如果确定固件损坏了(是)32，则进入固件危机恢复模式41。从一个受保护区域中运行固件更新工具42。用一个先前已知的工作图像恢复固件43。然后重置计算机***38。
如果运行了固件更新工具34(是)，则从受保护区域中运行固件更新工具45。用一个新的固件图像更新固件46。然后重置计算机***38。
因此，在制造计算机***10的期间，把包含***固件(BIOS)的拷贝和用于向***EEPROM或闪速ROM写入的固件更新工具的文件传送给硬盘驱动器20。一旦该文件被传送了，就能够诸如通过使用ATA规范中的“Host ProtectedArea”特征设置、或其它机构来保护在硬盘驱动器20上的包含这些文件的区域。在保护或锁定硬盘驱动器20中的这个区域之后，***固件或引导工具引导标准的操作***或者是从Host Protected Area(主机保护区)中运行固件更新工具。这允许该工具运行于在个人计算机10的标准操作环境之外的并且独立于它的环境中。
在一个终端用户需要更新***固件的情况下，一个应用程序被用来向固件更新工具提供一个新的固件图像。这个应用程序然后请求***引导在下一个引导区上的更新工具。本发明实现了下述优点。
从一个硬盘驱动器20的一个受保护区域中更新或恢复一个***的固件，有几个优点。
能够从硬盘驱动器20的一个受保护区域中运行的固件更新工具能够防止在更新之前损坏或者损害新的***文件。此外，不需要预先创建和维护一个危机恢复软盘。这对于终端用户来说使得恢复处理过程更加可靠和简单。
更新***固件的该方法提供了一个免于正常的操作***任务切换和/或电源管理中断的操作环境，其中电源管理中断能够导致更新失败并且使***不能用。这个受控的环境提供了对EEPROM或闪速ROM编程处理过程的关键性时序的更大的控制权。
由于硬盘中的受保护区域通常不能被终端用户和主操作***访问，所以能够根据需要布置该文件而不必担忧删除或损害，由于能够预先确切地已知需要的文件在硬盘上的什么位置，所以这能够减小固件更新工具的复杂性。由于为Boot Block提供的相对小的EEPROM或闪速ROM的空间量而产生的减少了的容量，所以这是有用的。
本发明中的某些特征被认为是新的和新颖的。例如，本发明保护了固件更新处理过程不***作***中断，以及需要的文件不被终端用户或恶意软件删除或篡改。本发明还提供了一个对终端用户来说更简单的用于固件恢复的机构，是因为它们不必创建和维护一个危机恢复软盘。
本发明还允许，以一种与它们存在于主操作***的文件***中相比更容易被引导块存取的方式，把固件和工具文件布置在硬盘驱动器20上。这允许恢复代码更简单。现在从一个诸如NT文件***(NTFS)的专有文件***中从一个损坏的ROM中恢复甚至是不可能的，其中NTFS是一个由微软公司开发的用于Windows NT操作***的文件***。
因此，已经公开了实现嵌入式的控制器固件更新的***、方法和软件。应当理解，以上描述的实施例仅仅是说明了表示了本发明原理的应用的许多特殊实施例中的某些。显然，能够由本领域技术人员很容易地设计出很多其它的方案，而没有背离本发明的范围。

Claims (6)

1.一个用于嵌入式控制器固件更新的***，包含：
(1)一个中央处理单元(CPU)；
(2)一个连接到CPU的***存储器；
(3)一个关键性的非易失性存储设备，连接到CPU，存储包含了基本输入/输出***(BIOS)和一个分派管理器的初始化代码，其中基本输入/输出***(BIOS)可操作用于初始化CPU和***存储器，而分派管理器包含一个执行以完全地初始化计算机***的任务列表，而且分派管理器可操作用于有选择地加载和重复地执行与计算机的初始化有关的许多任务；
(4)一个辅助的非易失性存储设备，连接到CPU，并且在断电条件下保持数据；以及
(5)布置在关键性的非易失性存储设备上的、提供了嵌入式控制器固件更新的软件，其包含：
一个包含嵌入式控制器固件的代码部分；
一个是包含一个闪速工具的BIOS的一部分的代码部分；
一个引导计算机的代码部分；
一个在引导计算机期间运行闪速工具以把一个新的固件图像以及一个嵌入式控制器更新算法或过程写入到计算机的一个***BIOS存储区中的代码部分；
一个重新引导计算机的代码部分；以及
一个在重新引导计算机期间使***BIOS运行更新算法或过程的代码部分，该更新算法或过程把新的固件图像写入到计算机的一个嵌入式控制器固件存储区中。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于：闪速工具包含一个在Windows操作***下运行的闪速工具。
3.一种用于和一个计算机***一起使用的、提供嵌入式控制器固件更新的方法，其中该计算机***具有一个基本输入/输出***(BIOS)和一个操作***，该方法包含以下步骤：
提供嵌入式控制器固件作为BIOS的一部分；
提供一个闪速工具作为BIOS的一部分；
引导个人计算机***；
在引导期间，使闪速工具把一个新的固件图像以及一个嵌入式控制器更新算法写入到个人计算机***的一个***BIOS存储区中；
重新引导个人计算机***；
在重新引导期间，使***BIOS运行更新算法；以及
使更新算法把新的固件图像写入到个人计算机***的一个嵌入式控制器固件存储区中。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：操作***是一个Windows操作***，而且闪速工具是在Windows操作***下运行的工具。
5.一种用于和一个计算机***一起使用的、提供嵌入式控制器固件更新的软件，其中该计算机***具有一个基本输入/输出***(BIOS)和一个操作***，该软件包含：
一个包含嵌入式控制器固件的代码部分；
一个是包含一个闪速工具的BIOS的一部分的代码部分；
一个引导计算机的代码部分；
一个在引导计算机期间运行闪速工具以把一个新的固件图像以及一个嵌入式控制器更新算法或过程写入到计算机的一个***BIOS存储区中的代码部分；
一个重新引导计算机的代码部分；以及
一个在重新引导计算机期间使***BIOS运行更新算法或过程的代码部分，该更新算法或过程把新的固件图像写入到计算机的一个嵌入式控制器固件存储区中。
6.如权利要求5所述的软件，其特征在于：操作***是一个Windows操作***，而且闪速工具是在Windows操作***下运行的工具。
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