Flexible BIOS Konfiguration
Embedded Computermodule lassen sich in nahezu allen industriellen PC-Anwendungen einsetzen. Das BIOS dieser Module sollte sich flexibel an die jeweilige Umgebung anpassen lassen. Displayanpassungen, kundenspezifische Default-Einstellungen, ein Bootlogo oder das Verbergen einzelner Einstellungen im BIOS Setup können Systemintegratoren mit Hilfe eines speziell für diesen Zweck entwickelten Utilities nun ganz einfach selbst erledigen.
Wenn Computer in der Industrie, also abseits von Büroanwendungen, zum Einsatz kommen, ist stets auch eine spezielle Funktionalität gefordert. Um sich genau auf diese fokusieren zu können, greifen Entwickler gerne auf embedded Computermodul wie z.B. COM Express, XTX oder ETX und kombinieren diese mit anwendungsspezifischem Basisboard. Somit entstehen trotz identischem Modul unterschiedliche Gesamtlösungen, auch in Sachen BIOS-Anforderungen.
Von einem embedded BIOS wird einerseits erwartet alle Features aktueller Desktop, Server und Notebook Lösungen aufweisen, andererseits sollte es sich aber auch flexibel an unterschiedlichste Anwendungen wie z. B. Verkaufsautomaten, Infoterminals, Industriesteuerung, Kommunikationslösung oder eines medizinischen Gerätes anpassen lassen.
Bootlogo
Bei vielem embedded PC Anwendungen ist die zugrunde liegende PC Technologie für den Endanwender nicht sichtbar. Dazu werden die typischen PC BIOS Meldungen beim Start des Rechners durch das Einblenden eines Logos unterdrückt, bzw. die Hintergrundbeleuchtung des Displays erst bei gestarteter Anwendung eingeschaltet.
Anstatt beim COM Hersteller deshalb ein kundenspezifisches BIOS anzufordern, kann mit Hilfe von CGUTIL ein beliebiges Logo im jpg Format vom vom Systementwickler selbst ins BIOS des embedded PC integriert werden.
Default CMOS Einstellungen
Viele Anwendungen erfordern spezielle BIOS Grundeinstellungen. Hier können z.B. On-Board Schnittstellen abgeschaltet werden um zusätzliche Systemresourcen für spezielle Hardware auf einem Basisboard zu gewinnen, fixe PCI Interrupts zugewiesen werden oder ein bestimmtes LCD Display anstatt eines Monitors bereits beim Systemstart zu verwenden.
Bei den allermeisten kundenspezifischen BIOS Versionen handelt es sich lediglich um eine Änderung dieser CMOS Default Einstellungen. Dies ist nun nicht mehr notwendig.
Das Utility CGUTIL erlaubt es, die Defaults sämtlicher BIOS Einstellungen anzupassen. Diese geänderten Grundeinstellungen werden dann beim erstmaligen Start des Rechners bzw. mittels „Load CMOS Default“ Menu im BIOS Setup in den CMOS Speicher eingelesen. Damit sind die für die Anwendung notwendigen Grundeinstellungen sichergestellt.
BIOS Erweiterung
Bereits vor dem Laden des Betriebssystems kann es notwendig sein, kundenspezifische Programmteile auszuführen. Das congatec embedded BIOS erlaubt das Einbinden sog. OEM BIOS Module, welche dann zu bestimmten Zeitpunkten während des BIOS POST geladen und ausgeführt werden. Typische Beispiele für derartige OEM Module sind eigene Boot-Loader, Pre-Boot Software Checks, eine User Authentifizierung durchführen oder einfach das Initialisieren von Hardware auf dem Baseboard. Es können mehrere OEM-Module eingefügt werden, einzige Limitierung ist der im Flash verfügbare Speicherplatz. In diesem Falle ist es nötig, eindeutige Modul IDs und Revisionen zu vergeben um ein überschreiben zu verhindern. Dank dieser Funktionalität hat der Systemintegrator bereits zum Zeitpunkt des Bootvorganges die Möglichkeit, anwendungsspezifische Software einzubinden ohne sich mit dem BIOS Source Code vertraut machen zu müssen.
Änderungen im BIOS Setup
CGUTIL geht aber noch einen großen Schritt weiter. Optionen und Menüs im BIOS Setup können eingeschränkt werden. Den Systemintegratoren ist es somit möglich, dem Endanwender bestimmte Änderungen zu erlauben sowie einzelne Optionen entweder ganz auszublenden oder auf „read-only“ zu setzen. CGUTL zeigt dazu den kompletten Menübaum des BIOS Setups an und erlaubt das Modifizieren jeder einzelnen Option.
Typische Anwendungsbeispiele sind das komplette Ausblenden von für die Applikation absolut notwendigen Einstellungen. Somit wird verhindert, dass der Endanwender durch das Verstellen dieser Werte das System in einen undefinierten Zustand umkonfiguriert. Beispiel: Ein im ACPI Mode installiertes Betriebssystem startet nicht mehr ordentlich wenn die ACPI Option im BIOS Setup deaktiviert wird. Auch eine Einschränkung der möglichen Optionen ist möglich. Gute Beispiele hierfür sind die „ACPI Trip Points“ für aktive und passive Kühlung. Wenn die hohen Temperaturwerte ausgeblendet sind, wird verhindert, dass ein für das System kritischer Zustand erreicht wird, sprich der Lüfter zu spät einschaltet bzw. der Prozessor zu spät damit beginnt durch Throttling seine Verlustleistung zu reduzieren.
Alle Menüpunkte im BIOS Setup können für Anwender eingeschränkt werden
Write Protection
Ein Schutz dieser Einstellungen darf natürlich nicht fehlen. Sobald im BIOS Setup ein Passwortschutz aktiviert ist, kann ohne der Eingabe dieses Passwortes kein neues BIOS ins Flash geladen und auch keine der oben beschriebenen Änderungen angewandt werden. Somit ist sichergestellt, dass die vordefinierten BIOS Einstellungen weder bewusst, noch durch irgendwelche Fehlfunktionen umgangen werden können.
EPI – VESA EDIT 1.3
Durch die Erweiterung des EDID 1.3 (Extended Display Identification Data) Standards um einige wenige Zusatzdaten, kann das embedded BIOS sämtliche Flatpanel-Displays automatisch erkennen und das Timing entsprechend einstellen. Das BIOS liest die EPI-Daten aus einem I²C EEPROM oder einem reservierten BIOS-Flash-Bereich aus und interpretiert diese vom Grafikcontroller unabhängigen Daten. Die Austauschbarkeit von Displays, aber auch von Computermodulen ist damit gegeben.
Mit dem in CGUTIL integrierten EPI Datensatz Generator lassen sich auf Basis von Display Datenblatt Informationen die zugehörigen EPI Datensätze sehr einfach erzeugen. Die umständliche Datensatzgenerierung mittels Hex-Editoren gehört somit der Vergangenheit an. Bis zu drei unterschiedliche Displaydatensätze können im BIOS Flash ablegt werden. Diese selbst angepassten und ins BIOS integrierten Displays stehen dann neben den vordefinierten Displays im BIOS Setup zur Auswahl bereit.
Menü innerhalb des CGOS Tools zur Erzeugung von EPI Daten.
Paneleinstellungen innerhalb des BIOS Setups
Tools
congatec stellt mit dem frei verfügbaren Utility CGUTIL ein leistungsfähiges Werkzeug für die BIOS Konfiguration zur Verfügung. Mit dessen Hilfe können die meisten typischen Anpassungen vom Anwender selbst durchgeführt werden. Das Utility kann zum einen direkt auf dem Zielsystem angewendet werden, andererseits ist es auch möglich, an einem beliebigen Entwicklungs-Rechner ein komplett neues BIOS ROM Image zu erstellen, welches dann per automatisierbarem Batch-Prozess in der Fertigung auf die Systeme aufgespielt werden kann. Neben Bootlogo, CMOS Default Einstellungen und BIOS Setup Konfiguration können auch EPI Datensätze, die zur Automatischen Displayerkennung benötigt werden erstellt und gespeichert werden. CGUTIL ist für Windows, DOS, LINUX und QNX verfügbar.
Alle diese Funktionen ermöglichen eine schnelle, flexible und kostenlose Konfiguration des congatec Embedded BIOS. Im reibungslosen Zusammenspiel mit den COM Modulen der Standards COM Express, XTX und ETX kommen Anwender schneller zu ausgereiften und innovativen Komplettlösungen.
Autor:
Dipl. Ing. (FH) Alexander Oberneder
studierte Elektrotechnik, Schwerpunkt Mikroelektronik an der FH Landshut. Er begann seine Karriere als Test-Ingenieur bei der Firma Ruf Automotive GmbH (jetzt Bourns Sensor GmbH), in der er für die Entwicklung von Testsystemen verantwortlich war. Seit Januar 2006 ist er als Applikationsingenieur bei der Firma congatec AG für Partner und Kunden aus dem Gebiet EMEA zuständig. |
