ARM處理器已經(jīng)在智能手機(jī)市場占主導(dǎo)地位,，并越來越成為整個嵌入式領(lǐng)域的主流。最近,，ARM處理器也進(jìn)軍服務(wù)器領(lǐng)域,，追求計算連續(xù)性,。
然而，歷史上,，ARM系統(tǒng)沒有一個預(yù)引導(dǎo)固件的標(biāo)準(zhǔn),。這使得每個設(shè)計都有自己獨特的與所引導(dǎo)的操作系統(tǒng)緊密結(jié)合的模式。這種傳統(tǒng)的方法意味著固件開發(fā)者必須保持完全不同的代碼庫,，即使系統(tǒng)可能使用的外圍設(shè)備（網(wǎng)絡(luò),，SATA接口，USB控制器等）和整個設(shè)計功能集是相同的,。傳統(tǒng)的ARM設(shè)計依賴諸如UBoot,，Redboot，或?qū)Ｓ熊浖榆浖?/div>
如何有效地開發(fā)生產(chǎn)這些產(chǎn)品來滿足快捷上市需求已成為一個挑戰(zhàn),。很有必要用某種形式的融合固件基礎(chǔ)設(shè)施來實現(xiàn)代碼重用的最大化,，使這些產(chǎn)品可在有限的工程資源條件下實現(xiàn)更快推上市場，并同時添加創(chuàng)新功能,。
統(tǒng)一可擴(kuò)展固件接口（UEFI）對ARM系統(tǒng)的預(yù)引導(dǎo)固件是一個新機(jī)遇,。 UEFI負(fù)責(zé)定義操作系統(tǒng)和系統(tǒng)固件之間以及固件驅(qū)動程序和系統(tǒng)固件之間的接口。此外,，UEFI的平臺初始化（PI）負(fù)責(zé)定義固件到芯片之間和固件內(nèi)部的接口,。 UEFI是處理器架構(gòu)無關(guān)。
ARM公司,，蘋果,，惠普和微軟的專家們一起確定了UEFI的ARM綁定。這樣,，使用UEFI就可以最大限度地實現(xiàn)不同設(shè)計間的代碼重用,，包括那些使用不同的處理器架構(gòu)的設(shè)計。
歷史
在UEFI之前,，有EFI（可擴(kuò)展固件接口）,。EFI最初創(chuàng)立于1998年，為的是讓使用英特爾安騰處理器的系統(tǒng)擺脫BIOS對設(shè)計大型計算機(jī)的束縛,，例如,，BIOS對原有8259中斷控制器的依賴，僅有64K的IO端口空間,，僅有192K的OptionROM執(zhí)行空間,，單一的PCI段組,。所有這些都影響系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。我們也預(yù)見到將要遇到的2.2TB主引導(dǎo)記錄（MBR）硬盤驅(qū)動器分區(qū)限制,，并定義了新的GUID分區(qū)表（GPT）格式,。
在擺脫束縛的同時，EFI還采用了一個模塊化的,，靈活的可擴(kuò)展體系結(jié)構(gòu),，并使用高層次的編程語言。創(chuàng)建EFI時就考慮到它應(yīng)與處理器架構(gòu)無關(guān),，當(dāng)時就支持安騰,，x86和一個與處理器無關(guān)的字節(jié)代碼，叫EFI字節(jié)代碼（EBC）,。
EFI是一個英特爾公司擁有的規(guī)范定義操作系統(tǒng)和系統(tǒng)固件之間，以及設(shè)備引導(dǎo)驅(qū)動程序和系統(tǒng)固件之間的接口,。英特爾還創(chuàng)建了“框架”來定義系統(tǒng)固件內(nèi)部接口以使EFI的實現(xiàn)進(jìn)一步模塊化,。
2005年，計算機(jī)行業(yè)決定組建UEFI論壇來規(guī)范EFI和“框架”所涵蓋的接口,。英特爾貢獻(xiàn)了EFI和“框架”規(guī)范給UEFI論壇作為新的起點,。名稱從EFI變?yōu)閁EFI（U為統(tǒng)一的縮寫）標(biāo)志著定義、推廣和使用的任務(wù)從此落在業(yè)界的肩膀上,。
Figure 1: The UEFI Forum
由UEFI論壇定義的第一個規(guī)范（UEFI 2.0）在AMD和英特爾的幫助下定義了x64處理器的綁定,。 “框架”也演變成了平臺初始化（PI）規(guī)范。UEFI的ARM綁定作為UEFI 2.3規(guī)范的一部分于2009年公布,。
開源社區(qū)“tianocore.org”于2004年開始,，采用BSD許可證。隨著ARM綁定的公布,，蘋果和惠普向tianocore.org貢獻(xiàn)了UEFI的參考實現(xiàn),，其中對Beagle Board（beagleboard.org）的一個實現(xiàn)，使硅片供應(yīng)商可為他們的硬件提供UEFI的驅(qū)動程序,。 ARM公司近日貢獻(xiàn)了使用Cortex A9 多核處理器的Versatile Express參考平臺的核心代碼,，以及
· 修復(fù)了ARM GCC工具鏈的構(gòu)建環(huán)境
· ARM的RealView仿真底板代碼的更新
· 新的包含ARM參考平臺通用組件的ArmPlatformPkg
· 支持TrustZone控制器
· 支持多核
· 支持PL18x MMC卡控制器
· 一個特制的啟動設(shè)備選擇BDS庫以支持直接啟動Linux
有關(guān)在ARM上實現(xiàn)UEFI的優(yōu)越性和UEFI論壇組織結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明，請見下回分解,。
現(xiàn)在我將探討它,，特別是在ARM的系統(tǒng)上的優(yōu)越性。我也會更詳細(xì)地描述UEFI論壇的組織結(jié)構(gòu),。
優(yōu)越性
盡管現(xiàn)有的ARM預(yù)引導(dǎo)固件并沒有BIOS的束縛,，使用UEFI標(biāo)準(zhǔn)對ARM預(yù)引導(dǎo)固件仍有很多優(yōu)越性。 OEM / ODM廠商一直在試圖降低開發(fā)成本,。代碼共享是在預(yù)引導(dǎo)固件領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)這目標(biāo)的一種方式,。
ARM和x86都注重計算連續(xù)性,，UEFI不僅使得在ARM產(chǎn)品之間或在x86產(chǎn)品之間代碼共享，還可以讓代碼在不同處理器架構(gòu)的產(chǎn)品之間共享,。產(chǎn)品可以共享外圍設(shè)備（網(wǎng)絡(luò),，SATA，USB控制器等）,，以及眾多的設(shè)計功能集,。
圖2顯示了從x86到ARM的一個移植有99.42％的代碼不需要更改。
圖2: ARM移植中添加和更改的程序行數(shù)
模塊化的UEFI技術(shù)還可以使芯片廠商能夠為自己的硬件提供驅(qū)動程序,。這使得OEM / ODM廠商能夠靈活地使用來自不同供應(yīng)商的模塊,，擴(kuò)大了選擇余地。
UEFI在ARM的實現(xiàn)提供了真正獨立于操作系統(tǒng)的啟動解決方案,，而其他大多數(shù)現(xiàn)有的ARM啟動解決方案（UBoot,，小內(nèi)核等）是與他們的支持操作系統(tǒng)相耦合的。對計算連續(xù)性的追求也包括支持Windows和Linux等多個操作系統(tǒng),。
把預(yù)引導(dǎo)固件標(biāo)準(zhǔn)化于UEFI也使?jié)撛诘莫毩⒐碳?yīng)商能夠進(jìn)入市場提供支持,。這將有可能讓這些廠商為多個客戶提供支持，有效地部署模塊,，并提供可擴(kuò)展的共同解決方案,。這種標(biāo)準(zhǔn)化也將減少芯片廠商的開發(fā)成本，現(xiàn)在他們只需要支持一種類型的驅(qū)動程序給所有的OEM/ ODM來整合,。這可以提高驗證效率和調(diào)試的能力,。
對于操作系統(tǒng)廠商，這種標(biāo)準(zhǔn)化使它們能夠集中在同一個引導(dǎo)程序方面的投資,。這種標(biāo)準(zhǔn)化也將為獨立軟件開發(fā)商提供新的創(chuàng)新的機(jī)會,。
組織結(jié)構(gòu)
UEFI論壇是一個非贏利的合作貿(mào)易組織，旨在促進(jìn)和管理UEFI標(biāo)準(zhǔn),。 AMD,，安邁，蘋果,，戴爾,，惠普，IBM,，系微,，英特爾，聯(lián)想,，微軟和鳳凰科技是發(fā)起人在董事會任職,。 ARM公司，博通,，博科,，ARCI,，Emulex，富士通,，鴻海,，浪潮，LSI,，百敖軟件,，日電，英偉達(dá),，甲骨文,，QLogic，桑迪亞國家實驗室,，希捷,，東芝，威盛和威睿是貢獻(xiàn)者成員,，還有130多個公司和個人的使用者成員,。這是在預(yù)引導(dǎo)固件行業(yè)最廣泛的行業(yè)代表。
如圖3所示,，論壇有四個工作組。發(fā)起者和貢獻(xiàn)者有機(jī)會在這些工作組貢獻(xiàn)和施加影響：
圖3: UEFI 論壇組織結(jié)構(gòu)圖
工業(yè)通訊工作組（ICWG）
ICWG旨在通過教育,，宣傳和營銷各種方案使業(yè)界對UEFI規(guī)范有清楚的認(rèn)識并鼓勵業(yè)界普及其使用,。ICWG與ODM和OEM，產(chǎn)業(yè)界的合作伙伴,，技術(shù)聯(lián)盟/協(xié)會團(tuán)體同行,，以及行業(yè)媒體進(jìn)行交流和協(xié)作，以達(dá)到他們對UEFI的認(rèn)識和廣泛采納,。
ICWG負(fù)責(zé)有關(guān)UEFI論壇進(jìn)展和成功的對外交流,。這個工作組將制定如新聞稿，新聞文章,，白皮書,，演示文稿，相關(guān)文件等必要的技術(shù)和市場營銷方式,。
ICWG將幫助指引會員公司的營銷和新聞發(fā)布,，以確保信息內(nèi)容及相關(guān)UEFI活動的時間安排上的一致性。
平臺初始化工作組（PIWG）
該工作組的范圍如下：PI規(guī)范和其他由工作組的大多數(shù)商定的相關(guān)規(guī)范,。這些規(guī)范的實現(xiàn)是作為固件在UEFI規(guī)范的界面層之下提供計算機(jī)系統(tǒng)初始化服務(wù),。PI的實現(xiàn)不是UEFI規(guī)范的必須。
UEFI規(guī)范工作組（USWG）
該工作組的范圍是管理和發(fā)展的“統(tǒng)一可擴(kuò)展固件接口”規(guī)范的定義,。該規(guī)范的目的是定義在平臺固件和操作系統(tǒng)軟件之間的控制轉(zhuǎn)移中使用的編程接口和相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和約定,。此外,，操作系統(tǒng)啟動前環(huán)境中附加卡適配器引導(dǎo)支持，制造測試和自動化等的編程接口需要也在考慮的范圍,。
為支持主要規(guī)范工作,，該工作組還被授權(quán)編寫“UEFI的驅(qū)動程序作者指南”及任何類似的材料，這將有助于在UEFI產(chǎn)品的開發(fā),。
UEFI測試工作組（UTWG）
該小組負(fù)責(zé)（1）制作和維護(hù)UEFI自我認(rèn)證測試套件,，（2）認(rèn)可開源的平臺初始化規(guī)范的自我認(rèn)證為測試套件和（3）組織UEFI的插拔大會活動和培訓(xùn)。
每個工作組可組建子團(tuán)隊來就特定專題召集專家對某些界面和功能深入探討,。例如,，USWG有一個網(wǎng)絡(luò)子團(tuán)隊專職網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的協(xié)議，包括對IPv6的支持,，一個安全子團(tuán)隊專職與安全相關(guān)的協(xié)議,，一個配置子團(tuán)隊專職人機(jī)接口基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)的協(xié)議。當(dāng)然,，還有一個ARM綁定子團(tuán)隊來定義UEFI2.3規(guī)范中的ARM綁定,。 ARM公司，蘋果,，惠普,，微軟和鳳凰科技是該子團(tuán)隊的主要成員。
關(guān)于作者
魏東是惠普公司的高管級杰出技術(shù)專家和策略家,。他是IEEE的資深會員,。他有領(lǐng)導(dǎo)業(yè)界創(chuàng)新和標(biāo)準(zhǔn)化的豐富經(jīng)驗。他是UEFI論壇的副董事長（行政總裁）和測試工作組主席,。他也是在ACPI5.0 國際標(biāo)準(zhǔn)組織的秘書,。作為惠普UEFI和ACPI的總設(shè)計師，他負(fù)責(zé) 為使用x64, x86, ARM, ia64 and PA-RISC處理器的系統(tǒng)定義硬件,，BIOS固件和操作系統(tǒng)的平臺接口,。他經(jīng)常在惠普世界，惠普技術(shù)論壇,，英特爾開發(fā)者論壇,，微軟Windows硬件大會，ARM開發(fā)研討會,，和PCI會議上發(fā)表演講,。他擁有主管級工商管理，電子工程,，和物理學(xué)的碩士學(xué)位,。
本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外，轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,，并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點,。轉(zhuǎn)載的所有的文章,、圖片、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有,。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無法一一聯(lián)系確認(rèn)版權(quán)者,。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題,，請及時通過電子郵件或電話通知我們,，以便迅速采取適當(dāng)措施，避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失,。聯(lián)系電話：010-82306118,；郵箱：[email protected]。