Autodiagnóstico al encender

En las primeras versiones de la BIOS, hasta principios del milenio, el POST realizaba una prueba exhaustiva de todos los dispositivos, incluyendo una prueba completa de memoria. Este diseño de IBM se inspiró en sus sistemas mainframe, que realizaban una prueba completa de hardware como parte del proceso de arranque en frío. A medida que la plataforma de PC evolucionó hacia un dispositivo de consumo más común, las características de alta fiabilidad inspiradas en mainframes y minicomputadoras, como la memoria de paridad y la prueba exhaustiva de memoria en cada POST, se eliminaron de la mayoría de los modelos. El crecimiento exponencial del tamaño de la memoria de las PC, impulsado por la igualmente exponencial caída de los precios de la memoria, también influyó, ya que la duración de una prueba de memoria con una CPU determinada es directamente proporcional al tamaño de la memoria.

El IBM PC original podía equiparse con tan solo 16 KB de RAM y normalmente tenía entre 64 y 640 KB; dependiendo de la cantidad de memoria instalada, el procesador 8088 de 4,77 MHz del ordenador requería entre 5 segundos y 1,5 minutos para completar el POST y no había forma de omitirlo. A partir del IBM XT , se mostraba un recuento de memoria durante el POST en lugar de una pantalla en blanco. ^{[ 2 ]} Un PC moderno con una velocidad de bus de alrededor de 1 GHz y un bus de 32 bits podría ser 2000x o incluso 5000x más rápido, pero podría tener muchos más gigabytes de memoria. Dado que los tiempos de arranque son una preocupación mayor ahora que en la década de 1980, la prueba de memoria de 30 a 60 segundos añade un retraso indeseado para una ventaja de confianza que la mayoría de los usuarios no perciben como un coste que valga la pena. La mayoría de las BIOS de PC clonadas permitían al usuario omitir la comprobación de RAM POST pulsando una tecla, y los equipos más modernos (de la década de 2000 en adelante) a menudo no realizaban ninguna prueba de RAM a menos que se habilitara mediante la configuración de la BIOS. Además, la DRAM moderna es significativamente más fiable que la DRAM de la década de 1980.

Durante el POST, la BIOS debe integrar múltiples estándares e iniciativas que compiten, cambian e incluso son mutuamente excluyentes para la matriz de hardware y sistemas operativos que se espera que la PC admita, aunque como máximo solo se muestran pruebas de memoria simples y la pantalla de configuración. Las principales funciones de la BIOS principal durante el POST incluyen:

• verificar los registros de la CPU
• verificar la integridad del propio código BIOS
• Verificar algunos componentes básicos como DMA, temporizador y controlador de interrupciones.
• Inicializar, dimensionar y verificar la memoria principal del sistema.
• inicializar BIOS
• transferir el control a otras BIOS de extensión especializadas (si están instaladas)
• identificar, organizar y seleccionar qué dispositivos están disponibles para el arranque.

Las funciones anteriores las proporciona el POST en todas las versiones de BIOS, desde la primera. En versiones posteriores de BIOS, el POST también:

• inicializar el chipset
• Descubrir, inicializar y catalogar todos los buses y dispositivos del sistema.
• Proporcionar una interfaz de usuario para la configuración del sistema.
• construir el entorno del sistema que requiera el sistema operativo de destino.

En las primeras versiones de la BIOS, el POST no organizaba ni seleccionaba los dispositivos de arranque; simplemente identificaba las unidades de disquete o los discos duros, y el sistema siempre intentaba arrancar en ese orden.

La BIOS inicia su POST cuando se reinicia la CPU . La primera ubicación de memoria a la que la CPU intenta acceder se conoce como vector de reinicio . En caso de un reinicio forzado , el puente norte dirigirá una solicitud de búsqueda de código a la BIOS ubicada en la memoria flash del sistema . Para un arranque en caliente , la BIOS estará ubicada en la ubicación correcta en la RAM y el puente norte dirigirá la llamada al vector de reinicio a la RAM. En los primeros sistemas de PC, antes de que los chipsets fueran estándar, la ROM de la BIOS se ubicaba en un rango de direcciones que incluía el vector de reinicio, y la BIOS se ejecutaba directamente desde la ROM. Por eso, la ROM de la BIOS de la placa base se encuentra en el segmento F000 en el mapa de memoria convencional .

Durante el proceso POST de una BIOS moderna, una de las primeras cosas que debe hacer es determinar el motivo de su ejecución. Por ejemplo, en un arranque en frío, puede que necesite ejecutar todas sus funciones. Sin embargo, si el sistema admite métodos de ahorro de energía o arranque rápido, la BIOS puede omitir la detección de dispositivos POST estándar y simplemente programar los dispositivos a partir de una tabla de dispositivos del sistema precargada.

Como parte de la secuencia de inicio, las rutinas POST pueden mostrar un mensaje al usuario solicitando que presione una tecla para acceder a las funciones de configuración integradas de la BIOS. Esto permite al usuario configurar diversas opciones específicas de la placa base antes de que se cargue el sistema operativo. Si no se presiona ninguna tecla, la POST continuará con la secuencia de arranque necesaria para cargar el sistema operativo instalado.

Muchas implementaciones modernas de BIOS y UEFI muestran el logotipo del fabricante durante el POST y ocultan las pantallas de texto clásicas, salvo que se produzca un error. La pantalla de texto suele poder activarse en la configuración de la BIOS desactivando la opción "Arranque silencioso".

La BIOS original de IBM proporcionaba información de diagnóstico POST mediante la salida de un número al puerto de E/S 0x80 (en algunos casos, no era posible visualizar la información en pantalla). Se generaban tanto indicadores de progreso como códigos de error; en caso de un fallo que no generara un código, el código de la última operación exitosa estaba disponible para ayudar a diagnosticar el problema. Mediante un analizador lógico o una tarjeta POST dedicada (una tarjeta de interfaz que muestra la salida del puerto 0x80 en una pequeña pantalla ),un técnico podía determinar el origen del problema. Una vez que el sistema operativo se ejecuta en el ordenador, el código mostrado por dicha tarjeta puede perder su significado, ya que algunos sistemas operativos, como Linux , utilizan el puerto 0x80 para operaciones de temporización de E/S. Los códigos numéricos reales para las posibles etapas y condiciones de error difieren entre los distintos proveedores de BIOS. Los códigos para diferentes versiones de BIOS de un mismo proveedor también pueden variar, aunque muchos códigos permanecen sin cambios en las distintas versiones.

Las BIOS posteriores utilizaban una secuencia de pitidos provenientes del altavoz del PC conectado a la placa base (si estaba presente y funcionaba) para indicar códigos de error. Algunos fabricantes desarrollaron variantes o mejoras propias, como el D-Bracket de MSI . Los códigos de pitidos del POST varían según el fabricante.

La información sobre códigos numéricos y de pitidos está disponible en los fabricantes de BIOS y placas base. Existen sitios web que recopilan códigos para muchas BIOS. ^{[ 3 ]}

Los Mac fabricados antes de 1987, al fallar el POST, se bloqueaban silenciosamente sin emitir ningún sonido y se congelaban, mostrando una cadena hexadecimal y un icono de "Mac triste" en la pantalla, si funcionaban. Los Mac fabricados después de 1987 pero antes de 1998, al fallar el POST, se detenían inmediatamente con un " sonido de muerte ", que varía según el modelo; puede ser un simple pitido, el sonido de un choque de coche, el sonido de cristales rotos, un breve tono musical, etc. En la pantalla, si funcionaba, aparecerá el icono de "Mac triste", junto con dos cadenas hexadecimales, que permiten identificar el problema. Algunos Mac fabricados durante ese mismo período no utilizaban un sonido de muerte como los Mac fabricados antes de 1987, pero conservaban el mismo formato que aquellos que sí lo utilizaban, como la presencia del icono de "Mac triste" y las dos cadenas hexadecimales en la pantalla. Los Mac antiguos basados ​​en la arquitectura PCI anteriores a 1998 no muestran el icono de "Mac triste" ni las cadenas hexadecimales en pantalla, y solo reproducen el sonido de la muerte.

Cuando Apple presentó el iMac en 1998, supuso un cambio radical respecto a otros Mac de la época. El iMac inició la producción de los Mac del Nuevo Mundo , como se les conoce; los Mac del Nuevo Mundo, como el iMac G3 , Power Macintosh G3 (azul y blanco) , Power Mac G4 (gráficos PCI) , PowerBook G3 (teclado bronce) y PowerBook G3 (FireWire) , cargan la ROM de Mac OS desde el disco duro. En caso de un error que no sea un fallo grave de hardware, muestran la misma pantalla que se ve al mantener pulsadas las teclas ⌘ Command+ ⌥ Option+ O+F al arrancar, pero con el mensaje de error en lugar del indicador "0 >". En caso de un fallo grave de hardware, emiten estos pitidos: ^{[ 5 ]}

Los códigos de pitidos se revisaron en octubre de 1999. ^{[ 6 ]} Además, en algunos modelos, el LED de encendido parpadeará a ritmo.

Con la introducción de las Mac basadas en Intel que utilizan UEFI , los tonos de inicio se modificaron nuevamente. ^{[ 7 ] [ 8 ]} Estos tonos no están presentes en las Mac basadas en Intel equipadas con un chip de seguridad T2 , ^{[ 7 ]} ya que manejan el proceso POST de manera diferente a las que no tienen un chip de seguridad T2.

La transición de Mac a Apple Silicon marcó un cambio radical en el proceso POST de las Mac. A diferencia de la mayoría de las Mac basadas en Intel con UEFI, las Mac basadas en Apple Silicon usan una ROM de arranque que carga el gestor de arranque de bajo nivel (LLB), similar al firmware del iPhone y el iPad . No se utilizan códigos de pitidos ni tonos audibles para indicar fallos de hardware, al igual que las Mac basadas en Intel equipadas con un chip de seguridad T2. En caso de un error que no sea un fallo de hardware crítico, se mostrará un signo de exclamación en la pantalla o el dispositivo entrará en modo de actualización de firmware del dispositivo (DFU). En caso de un fallo de hardware crítico, no se proporciona ninguna señal de audio ni visual. Además, en algunos modelos, el LED de encendido parpadeará rítmicamente.

El sistema Amiga realiza los siguientes pasos al arrancar:

1. Se retrasa el inicio de las pruebas una fracción de segundo para permitir que el hardware se estabilice.
2. Salta al código ROM en la tarjeta de diagnóstico (si se encuentra).
3. Deshabilita y borra todas las interrupciones y el acceso directo a memoria (DMA).
4. Enciende la pantalla.
5. Comprueba la configuración general del hardware. Si la pantalla permanece en gris claro y las pruebas continúan, el hardware funciona correctamente. Si se produce un error, el sistema se detiene.
6. Realiza una prueba de suma de verificación en las ROM.

Si el sistema falla la prueba de la ROM, la pantalla se pone roja y el sistema se detiene.

Casi todos los modelos de Amiga presentan la misma secuencia de colores al encenderse: pantalla negra, gris oscuro, pantallas de color gris claro que llenan toda la pantalla del monitor en una rápida sucesión (los Amiga suelen tardar entre 2 y 3 segundos en encenderse e iniciarse). ^{[ 9 ]}

Los teclados de los modelos históricos de Amiga no eran propietarios como ocurría en los inicios de la informática, sino que, de forma más práctica, se basaban en el estándar internacional ANSI / ISO 8859-1 . El teclado en sí era un dispositivo inteligente con su propio procesador y 4 kilobytes de RAM para almacenar en búfer la secuencia de teclas pulsadas; de esta forma, podía comunicarse con el usuario si detectaba un fallo, haciendo parpadear su LED principal secuencialmente.