TW455806B - Method for supporting USB input devices through BIOS - Google Patents
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Description
Λ5 580 6 … i. n __案號88121121月 日 修正_ 五、發明說明(1) 【發明的應用範圍】 本發明係有關一種透過BIOS支援USB輸入裝置之方 法’特別是應用在沒有鍵盤控制器(KB C)的個人電腦架構 之下,而當作業系統不支援U S B鍵盤及滑鼠驅動程式時, 本發明仍可透過BIOS支援現有的USB鍵盤及滑鼠輸入裝 置。 【發明背景】 一般而言,電腦在開機的時候,必須要做一些啟動時 的管理程序,即所謂的基本輸入輸出系統(B a s i c I η p u t 0 u t p u t S y s t e m, B I 0 S ),例如電腦啟動時的自我測試程 式(Power-on Self-test,POST)、以及磁碟機、鍵盤、 螢幕等低階硬體設定,並提供一些常駐服務程式 (Service routine )供電腦中的韌體要控制硬體時使 用。現今之基本輸入輸出系統可儲存於電壓消除式可程式 唯讀記憶體(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory, EEPR0M)或可消除式可程式唯讀記憶 體(Erasable Programmable Read Only Memory, EPROM )中,以提供使用者可適時地更新内部資料。 目前一般的個人電腦架構中鍵盤控制器是位於一個超 級輸入/輸出晶片(Super I/O chipset)中,而BIOS在支 援U S B鍵盤及滑鼠輸入裝置時,必須藉由超級輸入/輸出晶 片上之鍵盤控制器(Keyboard Controller, KBC),其上 有一位址60h的輸入/輸出埠(I/O port),當60h輸入資料 時將產生硬體中斷要求IRQ1或IRQ12,才可呼叫到IRQ1或 1 RQ 1 2的服務程式。但是,當為了提昇個人電腦整體效能
4 5 5 80 6 案號 88121121 % 月 a 修正 五、發明說明(2) 及降低價格的考量下所提出之Free PC,將只有約8MHz的 屬於 ISA(Industrial Standard Architect)架構的超級輸 入/輸出晶片拿掉,取而代之的鍵盤及滑鼠控制器是33MHz PCI(Peripheral Component Interface)架構的USB 控制 器。因此,除了可降低價格之外,且效率可由8 M Hz提昇至 33MHz,效率提再了四倍。此時,必須以USB鍵盤及滑鼠取 代傳統的個人電腦第二代系統(PS/2 )鍵盤及滑鼠,由於 沒有鍵盤控制器可藉由輸入60h位址資料而發出I.RQ1及 IRQ12的硬體中斷要求,所以目前的支援USB鍵盤及滑鼠輸 入裝置的BIOS將無法再支援USB鍵盤及滑鼠。 此外,若是於BIOS中,直接以USB鍵盤及滑鼠服務程 式支援USB鍵盤及滑鼠,所需要修改BIOS部份很多,可能 導致B I 0 S中有潛在的問題且此作法無法支援所有的作業系 統,例如W i η d 〇 w s N T 4. 0作業系統。因此,必須解決的問 題為:在電腦少了超級輸入/輸出晶片(也就是鍵盤控制 器)之後,BIOS如何支援USB鍵盤及滑鼠輸入裝置。 【發明之目的及概述】 本發明主要的目的即是要提供一種當主機板沒有鍵盤 控制器的系統中仍可以透過BIOS支援USB輸入裝置之方 法,特別是應用在缺乏支援U S B鍵盤及滑鼠輸入裝置驅動 程式的作業系統之下,仍可使用現有的U S B鍵盤及滑鼠輸 入裝置,達到作業系統可向下相容之目的,且可支援目前 市面上一般的晶月組,而僅只需修改少部份韌體即可達 成。 根據本發明所揭露的透過BIOS支援USB輸入裝置之方
A5 5 80 6 题人" ___案號88121121_年月 曰 欲$ 五、發明說明(3) 法,係應用於主機板中沒有鍵盤控制器,仍可透過β〗〇s使 用USB鍵盤及滑鼠輸入裝置,其步驟包括: 在POST初始化USB控制器時設定USB的中斷為系統管理 中斷(SMI) ’並且位址6 0h及64h的輸出/輸入也&產 生系統管理中斷訊號; 當使用者按下USB鍵盤或移動USB滑鼠時,產生系統管 理中斷訊號而進入系統管理記憶體(s y s t e m 、' Management Memory)中的USB月艮務程式; 抓取USB鍵盤或滑鼠輸入裝置之輸入資料,且判斷輸 入資料類別; 依據輸入資料類別將輸入資料轉換成一般傳統鍵盤或 滑鼠資料格式’使I R Q 1及I R Q 1 2的服務程式或驅動 程式可正確辨別的傳統袼式資料; 藉由南橋上之通用型輸出接腳接到一南橋的8259可程 式化中斷控制器(Programmable Interrupt Controller)晶片上,以產生相對應之11^1或11^12 硬體中斷要求; 當鍵盤或滑鼠的服務程式或驅動程式透過位址6 0 h抓 取傳統鍵盤或滑鼠資料時又產生系統管理中斷訊號 而進入系統管理記憶體中的U S B服務程式; 首先釋放通用型輸出接腳之使用權以釋放IRQ1或 I RQ 1 2 ;然後將之前轉換的傳統格式資料放入位於 系統管理記憶體中,中央處理器(C P U )狀態儲存區 (State Saved Area)的累加暫存器(al)位址内; 以及
45580 6 u _案號88121121 必9.Π.卑-j-、月 日 修正_ 五、發明說明(4)
判斷是否尚有其他資料,若有,則跳至藉由通用型輸 出接腳產生相對應硬體中斷要求之步驟,若無,則 結束D 而在硬體上,利用南橋SB之兩根通用型輸出接腳,分 別連接至位於南橋本身上的一 8 2 5 9可程式化中斷控制器晶 片,再配合更改少部份B I 0 S内部ϋ S B服務程式,以分別模 擬產生硬體中斷要求I RQ 1及I RQ 1 2,藉此,即可在不影響 作業系統運作的情況下,將USB鍵盤或滑鼠的資料.轉換為 傳統鍵盤或滑鼠的資料,正確的提供給鍵盤或滑鼠的服務 程式或驅動程式。 如此,只需修改少部份韌體,而不需增加任何硬體上 的成本,即可在沒有鍵盤控制器下繼續支援鍵盤及滑鼠的 使用,特別是不支援U S B鍵盤及滑鼠輸入裝置驅動程式的 作業系統下。 有關本發明之詳細内容及技術,茲就配合圖式說明如 下: 【圖式簡單說明】 第1圖,係為本發明之硬體線路圖;以及 第2圖,係為本發明所揭露的透過B I 0 S支援U S B鍵盤及滑 鼠輸入裝置方法之流程圖。 【發明之詳細說明】 首先,在通用串列匯流排控制器初始化(U S B controller initialization ) a 夺,JL 尚未進行鍵盤 (Keyboard )與滑鼠(Μ o u s e )測試之前,先將存取位址 60h與64h、以及藉由USB硬體中斷可產生系統管理中斷
4 5 5 B 0 ^ .ϋ:、| ii __案號 88121121_年月日_修正_ 五、發明說明(5) C S Μ I, System Management Interrupt )訊號的功能i句先 打開。 接者’請參閱「第1圖」所示,係為本發明之硬體線 路圖。為達成在沒有鍵盤控制器(KBC, Keyboard Controller)下’仍可支援USB鍵盤及滑鼠使用之目的, 本發明在硬體上利用南橋10 (SB, South Bridge)之兩根 通用型輸出接腳(General Purpose Output Pin) A 12與 B 13 ’分別接至位於南橋IQ本身上的一片8259可程式化令 斷控制器晶片 11 (PIC, Programmable Interface Controller)上’依情況分別產生中斷要求irqi及 IRQ12,但預設值是不產生任何之中斷要求(irq)。 在一般目前所廣為使用的計算機系統(圖中未示), CPU係透過CPU匯流排與北橋NB (North bridge,為一晶片 組)相連接;而北橋除了與記憶體(可以是SDRAM、
E D 0 R A Μ等記憶體)相接之外,更透過A G P匯流排與A G P V G A 卡相連。此外,北橋則經由P C I匯流排與南橋相接,用以 傳遞資料與訊息;而南橋除了與硬碟(HDD )、光碟機 (CD ROM 或 DVD ROM)、通用 _列匯流排(Universal Serial Bus,USB)、輸入裝置晶片組相接,用以存取或 輸入資料之外,更分別透過X D 匯流排與I S A匯流排,以分 別與基本輸入輸出系統及聲頻裝置(Aud i 〇,例如音效卡 )相接。 當B I 0 S下指令給位址6 0 h及6 4 h去測試鍵盤及鍵盤控制 器時’若在前述之Free PC上由於沒有鍵盤控制器,所以 測試鍵盤時會發生錯誤,而本發明由於任何對於位址6 〇 h
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4 5 5 80 B 一年 _案號 88121121 五、發明說明(6) 及64h的輸入/輸出動作,將產生一系統管理中斷訊號進入 系統管理記憶體中而被B I 0 S U S B服務程式所捕捉到,進而 模擬鍵盤控制器的動作,如此,系統就不會因為找不到鍵 盤控制器而產生錯誤訊息。 又如「第2圖」所示,係為根據本發明所揭露的透過 B I 0 S支援U S B鍵盤及滑鼠輸入裝置方法之流程,係應用於 沒有鍵盤控制器之狀況下,由B I 〇S支援USB鍵盤及滑鼠輸 入裝置之使用。當使用者按下USB鍵盤或移動USB滑氣時 (步驟200〜201),先產生系統管理中斷訊號而進入系統 管理記憶體中,其步驟還包括: (1)藉由 USB 服務程式(USB Service Routine)由記 憶體中抓取USB鍵盤或滑鼠輸入裝置之輸入資料,且判斷 輸入資料類別(步驟2 0 2 ); (2 )藉由U S B服務程式依據輸入資料類別將輸入資料轉 換成一般傳統格式資料,使I RQ 1或I RQ 1 2中斷服務程式及 作業系統鍵盤或滑鼠驅動程式可正確讀取的傳統格式資料 (步驟2 0 3 ); (3) 藉由南橋上之通用型輸出接腳GPO pin A或GP0 p i η B接到一位於南橋本身的8 2 5 9可程式化中斷控制器晶 片上,以產生相對應之硬體中斷要求IRQ1或IRQ12,而進 入I RQ 1或I RQ 1 2服務程式或驅動程式(步驟2 0 4 ); (4) 藉由輸入裝置之中斷服務程式輪入位址60h資料取 得傳統格式資料的動作而產生系統管理中斷訊號又進入系 統管理記憶體中(步驟2 〇 5 ); (5) USB服務程式產生以下兩個動作:丨.釋放
第9頁 ii ii 年 m 案號 8812Π21 五、發明說明(7) (De-assert )通用型輸出接腳GPO pin a或GP〇 . 使用權以釋放IRQ1或IRQ12 ;以及2·將傳統格 ” in al,60h”之程式碼所產生的系統管理中轳=猎由 服務程式,將之前轉換的資料放入一位於 \二進入USB 中,中央處理器狀態儲存區的累加暫器” 官理記憶體 位址內’則當系統管理中斷蛀 (hglster ) 判斷位址6〇h内之資料是否J2 ΐ 制器之狀態以 理中斷訊號進入時以也將產生系統管 並將資料放入一位於争續W矣擬位址6〇h被取走的狀態, 儲存區的累加暫存器aVK理記+憶體中,,央處理器狀Ϊ 鲚營理中斷埕彳社古 (R e S 1 s t e r )位址内,因此,當系
務程式可以二:確的J 裝置中斷服務程式時,J 因為沒有鍵盤控制器而;= ;資料,如此就不會 * - ? I判田斷二否尚有其他資料(步驟2 0 7 ),若有,則跳 (:驟二)^'輸二接腳產生相對應硬體中斷要求之步驟 (乂 %2 04 ),右無,則結束(步驟2 0 8 )。 :”USB鍵盤及滑氣輪入裝置時,鍵盤或滑鼠會傳送一
J 輸入貢料訊號,在資料傳送結束時,會產生一中斷要求而 進入系統管理記憶體(SMM, System Management Mem〇ry 、)中的USB。服務程式,USB服務程式由記憶體中抓取此筆資 料後’判斷其來源是為鍵盤碼(Keyb〇ard C〇de )或是滑 鼠碼(Mouse Code )’再將其轉換成傳統格式的鍵盤碼或 滑鼠碼,當動作結束前,依其資料來源’便對通用塑輸出
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案號88121121 年 修正_ 五、發明說明(8) 接腳A或B下達指令’以產生相對應之irqi或IRQ12啤叫鍵 盤或滑鼠服務程式或作業系統之驅動程式。 此時,鍵盤或滑鼠服務程式或作業系統之驅動程式對 位址6 0 h或6 4 h輸入資料時,會產生系統管理中斷訊號進入 系統管理記憶體中’而使B I 〇S取得控制權。因此,將轉換 後之傳統格式資料放入位於系統管理記憶體中,中央處理 器狀態儲存區的a 1累加暫存器位址内,當系統管理中斷模 式結束時’就可以讓鍵盤或滑鼠之服務程式得到正確的資 料,以完成模擬產生IRQ1或IRQ12硬體中斷要求之動作, 同時,釋放通用型輸出接腳A或B之使用權,以免產生無法 繼續下一個動作之情形。 在上述流程中,在B I 0 S内部僅需修改兩個部份:(1 ) 配合硬體上之設計,藉由通用型輸出接腳A或B產生相對應 之硬體中斷要求IRQ1或IRQ12 ;以及(2)藉由通用型輸出接 腳A或B的高/低(0/1)值以釋放及產生通用型輸出接腳a 或B之使用權。 藉著上述方法,即可將USB鍵盤及滑鼠的資料在没有 做大部份B I 0 S修改及特別硬體支援下,適用於沒有鍵盤控 制器的個人電腦架構中。 【發明之效果】 根據本發明所揭露的透過BIOS支援USB鍵盤及滑鼠輸 入裝置與在沒有鍵盤控制器裝置之方法,其效果為: 1 .完全支援USB鍵盤及滑鼠輸入裝置於任何的作業系統 中,如D 0 S或W i n d 〇 w s 3 . 1作業系統,達到作業系統可 向下相容之目的;
第11頁
4 5 5 80 6 _案號 88121121_年月日__ 五、發明說明(9) 2 _可支援目前市面上一般的晶片組,且只需修改韌體 (Firmware )即可達到目的,不需增加任何硬體 (H/W, Hardware)上的成本,並且使用者不會感覺 到任何的變化;以及 3 ·在減少了超級輸入/輸出晶片後,系統執行效率可提 高為一般電腦系統執行速率的四倍,故若能增加支援 舊有作業系統下之操作,將可有更廣的適用性。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上,然其並非用 以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精 神和範圍内,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖示符號說明】 10 南橋 1 1 8 2 5 9可程式化中斷控制器晶片
1' 2 通用型輸出接腳A
13 通用型輸出接腳B
第12頁
Claims (2)
- λ5 580 6 ___塞號 88121121__年 / 月"马-—^--- 六、申請專利範圍 1 · 一種透過BIOS支援USB輸入裝置之方法’係應用於主 機板無鍵盤控制器(KBC),而BIOS仍可支援USB輸入 裝置’其步驟包括: 使用者使用該U S B輸入裝置時產生一系統管理中斷訊 號(S Μ I ),而進入一系統管理記憶體(s Μ Μ )中; USB服務程式抓取該USB輸入裝置之輸入資料,且判 斷該輸入資料類別; 依據該輪入資料類別將該輸入資料轉換成一般傳統格 式資料,使中斷服務程式或作業系統驅動程式可正 確讀取該傳統格式資料; 藉由南橋(SB )上之一通用型輸出接腳接到該南橋上 的8 2 5 9可程式化中斷控制器晶片上’以產生相對應 之硬體中斷要求(I RQ ),當離開系統管理中斷模 式則進入該中斷服務程式; 該中斷服務程式透過位址6 〇 h抓取該資料時,產生該 系統管理中斷訊號而進入該系統管理記憶體中; 該USB服務程式先釋放該通用型輸出接腳之使用權以 释放該硬體中斷要求,再將轉換後的該傳統格式資 料放入仅於該系統管理記憶體中,中央處理哭能 儲f區的累加暫存器(a 1 )位址内;以及 W 判ί ΐ Z尚有其他資料’若有,則跳至產生相對應硬 肢:崎要求之該步驟,若無,則結束。 2 . ^申=專利範圍第χ項所述透過M〇s支援USB 置之方法,其中該USB輪入裝置係指USB鍵盤翰入裝 (Keyb〇ard ) 0第13頁 4 5 580 6
- 89. I It ^ Q 索號 88121121_ 牟 ----^- 六、申請專利範圍 3 .如申請專利範園第2項所述透過支援USB輸入裝 置之方法,其中對應該USB鍵盤所產生之該硬體中斷 要求為IRQ1。 4 ·如申請專利範圍第1項所述透過BIOS支援USB輸入裝 置之方法,且中該USB輸入裝置係指滑鼠(Mouse )。 ’、 5 *如申請專利範圍第&項所述透過BIOS支援USB輸入裝 置之方法,其中對應該USB滑鼠所產生之該硬體中,斷 0 要求為I RQ 1 2。 如申請專利範圍第1項所述透過B I 0 S支援U S B輸入裝 、置之方法,其中,該中斷服務程式取得該傳統格式S ,敌入該暫存器内之步驟,係藉由"i n a 1,6 0 h 之程 7 .式碼達成。 $申請專利範圍第6項所述透過BIOS支援USB輸入裝 ^方法,其中在該步驟之後還包括該中斷服務程式 知該鍵盤控制器狀態之步驟,係藉由"i n a 1,6 4 h11 之·程式碼達成。 …
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Date | Code | Title | Description |
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GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent | ||
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |