測(cè)井地面采集面板單板機(jī)BIOS的修改與應(yīng)用

羅永林,劉似晏,聶春明

(中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司遼河分公司,遼寧盤(pán)錦124011)

0 引 言

測(cè)井地面采集面板使用大量單板機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)控制和采集,如ECLIPS-5700采集箱體中MVME162 PA-344SE單板機(jī)、LOGIQ采集箱體中的單板機(jī)以及絞車(chē)面板中的各種單板機(jī)。系統(tǒng)當(dāng)前的硬件配置和用戶(hù)設(shè)定參數(shù)都保存在CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)中。CMOS是可讀寫(xiě)的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random Access Memory,RAM)芯片,由3 V鈕扣鋰電池供電。當(dāng)電池電能耗盡時(shí),存放在CMOS中的數(shù)據(jù)會(huì)丟失,開(kāi)機(jī)時(shí)CMOS校驗(yàn)和出現(xiàn)錯(cuò)誤,CMOS的數(shù)據(jù)會(huì)被BIOS中的系統(tǒng)設(shè)置程序自動(dòng)加載成出廠默認(rèn)值,用戶(hù)在COMS中設(shè)置的顯示器類(lèi)型、中斷、DMA等參數(shù)發(fā)生變化,單板機(jī)無(wú)法按照用戶(hù)的設(shè)置指定和分配系統(tǒng)資源,設(shè)備無(wú)法正常工作。一般采用更換鈕扣電池、重新設(shè)置CMOS的方法來(lái)解決此類(lèi)問(wèn)題。由于測(cè)井地面采集面板的單板機(jī)與其他采集控制卡集成在一個(gè)箱體中,有些測(cè)井地面采集面板沒(méi)有現(xiàn)成的顯示器接口和鍵盤(pán)接口,不方便電池更換及CMOS設(shè)置;并且更換電池后,電能耗盡時(shí)此類(lèi)問(wèn)題將重復(fù)出現(xiàn)。

該文采用修改基本輸入輸出系統(tǒng)(Basic Input Output System,BIOS)參數(shù)的方法,將BIOS中的系統(tǒng)設(shè)置程序的默認(rèn)值修改為測(cè)井地面采集面板需要的配置參數(shù)值,當(dāng)后備電池電能耗盡、重啟系統(tǒng)時(shí),BIOS自動(dòng)將系統(tǒng)設(shè)置的默認(rèn)值加載到CMOS存儲(chǔ)器中,這時(shí)CMOS中的內(nèi)容就是用戶(hù)需要的參數(shù)值,測(cè)井地面采集面板不會(huì)因?yàn)殡姵仉娔芎谋M而不能正常工作。通過(guò)修改BIOS參數(shù)的方法,可以大大減少測(cè)井地面采集面板的故障率。

1 單板機(jī)控制設(shè)備在CMOS電能耗盡時(shí)的故障現(xiàn)象

單板機(jī)電池電能耗盡后,測(cè)井地面采集面板開(kāi)機(jī)會(huì)出現(xiàn)各種故障。CMOS電能耗盡時(shí),帶有液晶屏的測(cè)井地面采集面板會(huì)提示故障信息,沒(méi)有液晶屏的測(cè)井地面采集面板無(wú)法提示故障信息。

CMOS電池電能耗盡后引起的故障種類(lèi)很多,大致可以歸納為3類(lèi)。①系統(tǒng)無(wú)法正常啟動(dòng),在屏幕上會(huì)提示一些錯(cuò)誤信息,如下:Floppy disk(S) fail (40),CMOS checksum error-Defaults loaded,Press F1 continue,Del to enter setup。②CMOS設(shè)置被恢復(fù)成出廠默認(rèn)值,顯示器的類(lèi)型、分辨率不正確,造成液晶屏無(wú)法正常顯示,會(huì)出現(xiàn)花屏現(xiàn)象。③用戶(hù)指定的中斷、DMA等控制參數(shù)會(huì)發(fā)生變化,使用單板機(jī)的設(shè)備無(wú)法按照用戶(hù)的設(shè)置正確地控制系統(tǒng)工作,造成測(cè)井地面采集面板癱瘓;常常表現(xiàn)為在基地做生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)設(shè)備工作正常,而到了施工現(xiàn)場(chǎng)再開(kāi)機(jī)設(shè)備工作出現(xiàn)異常;或者好用的設(shè)備在停用一段時(shí)間后,開(kāi)機(jī)運(yùn)行不能正常工作。

出現(xiàn)以上問(wèn)題,首先要檢查CMOS鈕扣電池是否有電,如果電池沒(méi)電可以通過(guò)更換鈕扣電池、重新設(shè)置CMOS的方法進(jìn)行修復(fù)。但是現(xiàn)場(chǎng)大多數(shù)用戶(hù)不具備完成這種修復(fù)工作的能力,導(dǎo)致占井時(shí)間增加、測(cè)井效率降低;即使具備更換鈕扣電池、重新設(shè)置CMOS的能力,電池電能耗盡后又會(huì)出現(xiàn)同樣故障。該文提出的修改BIOS的方法可以永久解決此類(lèi)問(wèn)題。

2 修改單板機(jī)BIOS的方法

BIOS是主板上的一塊電可擦除只讀存儲(chǔ)器(EPROM或EEPROM)芯片,里面裝有系統(tǒng)重要信息和系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置程序(BIOS Setup程序)。CMOS是主板上的一塊可讀寫(xiě)的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random Access Memory,RAM)芯片,保存的是關(guān)于系統(tǒng)配置的具體參數(shù)。通過(guò)BIOS中的設(shè)置程序即可對(duì)CMOS參數(shù)進(jìn)行修改。

單板機(jī)出廠時(shí),BIOS會(huì)駐留一組系統(tǒng)默認(rèn)值。當(dāng)后備電池電能耗盡后CMOS存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)丟失時(shí),BIOS設(shè)置程序會(huì)將系統(tǒng)默認(rèn)值加載到CMOS存儲(chǔ)器中,單板機(jī)在啟動(dòng)時(shí)會(huì)按照CMOS的默認(rèn)值控制單板機(jī)的啟動(dòng)和資源分配,這些自動(dòng)分配的資源并不能滿(mǎn)足測(cè)井地面采集面板的需求。

通過(guò)專(zhuān)用工具可以讀取BIOS EPROM的內(nèi)容,根據(jù)用戶(hù)需要將BIOS的系統(tǒng)默認(rèn)值修改為測(cè)井地面采集面板需要的配置參數(shù),然后通過(guò)專(zhuān)用工具將新的配置參數(shù)寫(xiě)回BIOS EPROM中。即使CMOS內(nèi)容丟失了,開(kāi)機(jī)時(shí)加載到CMOS中的系統(tǒng)默認(rèn)值也會(huì)和用戶(hù)設(shè)置的值一致,測(cè)井地面采集面板仍能正常工作。

3 BIOS的分類(lèi)和修改工具

市面上廣泛使用的BIOS類(lèi)型主要有Award BIOS、AMI BIOS、Phoenix BIOS、Insyde。目前各種測(cè)井地面采集面板中使用的單板機(jī)其BIOS絕大多數(shù)是Award BIOS,其修改程序包括:BIOS讀取和刷新程序(AWDFLASH.EXE),識(shí)別BIOS版本的程序(CTBIOS.EXE),可顯示、導(dǎo)入、導(dǎo)出及修改BIOS文件的程序(CBROM.EXE),對(duì)BIOS的二進(jìn)制文件內(nèi)容進(jìn)行修改的程序(MODBIN.EXE)。

在修改BIOS系統(tǒng)設(shè)置程序的默認(rèn)值時(shí),需要用到AWDFLASH.EXE和MODBIN.EXE這2個(gè)程序。由于BIOS的版本和使用的EPROM芯片型號(hào)不同,其讀取和刷新程序的版本也不一樣。開(kāi)機(jī)時(shí)屏幕上會(huì)顯示BIOS的版本號(hào),應(yīng)根據(jù)顯示的版本號(hào)和BIOS EPROM的型號(hào)確定需要使用的刷新和修改程序。在對(duì)單板機(jī)BIOS進(jìn)行刷新時(shí),要求技術(shù)人員必須對(duì)修改工具的使用非常熟悉,否則會(huì)造成單板機(jī)無(wú)法工作。

4 修改BIOS的步驟

在測(cè)井系統(tǒng)中,不同種類(lèi)的測(cè)井地面采集面板,即使使用同一種單板機(jī),其CMOS設(shè)置的參數(shù)也不同。技術(shù)人員必須明確測(cè)井地面采集面板中各接口電路需要使用的單板機(jī)資源,才能根據(jù)面板的資源需求,正確地修改BIOS出廠默認(rèn)值。

哈里伯頓公司LOGIQ地面系統(tǒng)的測(cè)井地面采集面板(DIMP)和絞車(chē)面板(SDDP)使用同一款單板機(jī),以DIMP、SDDP面板為例,說(shuō)明如何修改BIOS。DIMP及SDDP面板內(nèi)部都嵌入了各種采集卡、控制卡和通訊卡,其接口電路的中斷、DMA通道都是固定的,如果有液晶屏,屏幕的類(lèi)型和分辨率也是固定的。在修改BIOS時(shí),測(cè)井地面采集面板中的各種接口卡需要占用的資源必須保留,不能被其他設(shè)備占用,測(cè)井地面采集面板才能正常工作(見(jiàn)表1、表2)。

表1 DIMP測(cè)井地面采集面板單板機(jī)需要保留的資源

表2 SDDP絞車(chē)面板單板機(jī)需要保留的資源

對(duì)單板機(jī)BIOS進(jìn)行修改時(shí),芯片設(shè)置默認(rèn)值(Chipset Setup Default)選項(xiàng)中必須保留這些中斷和DMA,不能被系統(tǒng)自動(dòng)分配給其他設(shè)備使用。BIOS的修改分5步進(jìn)行。

(1)準(zhǔn)備工作。將一塊閃存卡制作成DOS引導(dǎo)盤(pán),將AWDFLASH.EXE、MODBIN.EXE程序拷貝到閃存卡中;打開(kāi)DIMP采集箱體,將鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、顯示器連接到單板機(jī)上,并將閃存卡插到單板機(jī)的閃存卡槽中。

(2)BIOS EPROM的讀取和保存。打開(kāi)單板機(jī)供電電源,在純DOS環(huán)境下運(yùn)行AWDFLASH.EXE程序。顯示“File Name to Program:”,輸入刷新BIOS的二進(jìn)制文件,按回車(chē)健,顯示“Save Current BIOS as:”,輸入文件名稱(chēng)dimp.bin,回車(chē)后開(kāi)始讀取單板機(jī)BIOS EPROM的內(nèi)容,并保存到dimp.bin文件中(見(jiàn)圖1)。

圖1 讀取單板機(jī)BIOS和刷新BIOS

(3)運(yùn)行修改BIOS的程序,加載讀取的BIOS數(shù)據(jù)。在純DOS環(huán)境下運(yùn)行MODBIN.EXE程序,將光標(biāo)移到“Load File”選項(xiàng),選擇讀取的BIOS文件并回車(chē),將dimp.bin二進(jìn)制文件加載到MODBIN.EXE程序中(見(jiàn)圖2);然后按“↓”鍵,將光標(biāo)移到“Chipset Setup Default”位置并回車(chē),進(jìn)入BIOS設(shè)置程序的出廠默認(rèn)值設(shè)置界面(見(jiàn)圖3)。

圖2 MODBIN.EXE程序主界面

(4)將BIOS中設(shè)置程序的默認(rèn)值修改為用戶(hù)需要的配置參數(shù)。在“Chipset Setup Default”界面,利用“PgUp/PgDn”鍵進(jìn)行翻頁(yè),利用“+/-”鍵進(jìn)行設(shè)置,將各頁(yè)的“BIOS Default”和“Setup Default”中的各項(xiàng)內(nèi)容修改為表1所要求的設(shè)置;在指定中斷、DMA時(shí),確認(rèn)各頁(yè)內(nèi)容設(shè)置正確,沒(méi)有沖突,按回車(chē)鍵,回到圖2所示界面;按“↑”鍵選中“Update File”并回車(chē),將更新后的內(nèi)容寫(xiě)回dimp.bin文件。

(5)將修改后BIOS設(shè)置程序的默認(rèn)值寫(xiě)入EPROM。在純DOS環(huán)境下再次運(yùn)行AWDFLASH.EXE程序(見(jiàn)圖1)。在“File Name To Program:”對(duì)應(yīng)的文本框中輸入“dimp.bin”,將修改后的文件寫(xiě)回BIOS EPROM芯片。

經(jīng)過(guò)以上步驟就將單板機(jī)BIOS設(shè)置程序的默認(rèn)值修改成DIMP采集面板需要的配置參數(shù)。利用同樣的方法和步驟,可以對(duì)SDDP面板中單板機(jī)的BIOS按照表2進(jìn)行修改。

測(cè)井地面采集面板使用的單板機(jī)雖然種類(lèi)不同,但都可以使用同樣的方法對(duì)BIOS默認(rèn)值進(jìn)行修改。根據(jù)BIOS的版本選用相應(yīng)版本的修改工具,解決鈕扣電池電能耗盡后CMOS設(shè)置丟失的問(wèn)題。

5 應(yīng)用情況

利用上述修改單板機(jī)BIOS的方法,將單板機(jī)BIOS中設(shè)置程序的默認(rèn)值改為當(dāng)前系統(tǒng)需要的CMOS參數(shù),在單板機(jī)的CMOS電池電能耗盡重啟系統(tǒng)時(shí),就會(huì)被恢復(fù)成系統(tǒng)默認(rèn)配置參數(shù),該配置參數(shù)值和當(dāng)前系統(tǒng)所需設(shè)置一致。即使電池電能耗盡,系統(tǒng)仍能正常工作。

目前已對(duì)ECLIPS-5700系統(tǒng)中的5712絞車(chē)面板和EXCELL-2000系統(tǒng)中的DEMP面板、SDDP絞車(chē)面板中的單板機(jī)BIOS進(jìn)行了修改。修改后這些面板不再出現(xiàn)因紐扣電池電能耗盡導(dǎo)致花屏、測(cè)井地面采集面板無(wú)法正常工作的問(wèn)題。

6 結(jié) 論

(1)本文介紹的BIOS修改方法,在電池電能耗盡時(shí),CMOS的參數(shù)仍保持為用戶(hù)所需的設(shè)置值,不影響系統(tǒng)工作。

(2)該方法應(yīng)用于測(cè)井地面采集面板,經(jīng)過(guò)驗(yàn)證,減少了故障率,提高了施工效率。這種修改BIOS默認(rèn)設(shè)置參數(shù)的方法適合多種測(cè)井地面采集面板,是解決電池電能耗盡導(dǎo)致設(shè)備故障的有效手段。