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笔记EC芯片(Embeded Controller,嵌入式控制器)作用的介绍

. 2015-10-12 02:55:32 | 知识编号: 112858

知识点分析:

笔记本EC芯片(Embeded Controller,嵌入式控制器)作用的介绍。

操作步骤:


EC(Embeded Controller,嵌入式控制器)是一个16位单片机,这是笔记本电脑中独具特色的部分,正是因为EC的使用,体现出了笔记本电脑与普通台式电脑的一个重要区别。


在台式电脑中,键盘和鼠标是独立与系统主机的,其一般标准的PS/2或USB端口与主机系统连接。而在笔记本电脑中,为了实现便携的目的。必然要使用内置键盘(矩阵译码型键盘)和内置鼠标(如触摸板、指点杆都属于内置鼠标设备)。为此我们需要专门的键盘控制器,笔记本的专用EC正是具备了这个功能。


而且,笔记本电脑设计的一个最重要的问题就是要使系统更加省电,增加电池的续航能力,既要有良好的散热性能,又要尽量减少系统的噪音,所以要根据温度,控制CPU风扇的停转。笔记本电脑的一些电源管理,如笔记本进入待机或关机模式,外部电源系统的电力调度。智能电池的电力检测,充放电任务。以及一些实用的快捷按纽。这些重要的功能都是由EC来完成的。


实际上,笔记本的EC是传统的KBC(Keyboard controller,键盘控制器)的延伸,它具备了KBC和嵌入式控制两个部分功能。


EC目前普遍应用在具备智能型节电功能的笔记本电脑设计中,它担负着笔记本内置键盘、触摸板(TOUCHPAD)、笔记本电池智能充放电管理以及温度监控等任务。EC在笔记本电脑的便携、智能化、个性化设计中起到了重要的作用。


它内部本身也有一定容量的Flash来存储EC的代码。EC在系统中的地位绝不次于南北桥,在系统开启的过程中,EC控制着绝大多数重要信号的时序。在笔记本中,EC是一直开着的,无论你是在开机或者是关机状态,除非你把电池和Adapter完全卸除。


在关机状态下,EC一直保持运行,并在等待用户的开机信息。而在开机后,EC更作为键盘控制器,充电指示灯以及风扇等设备的控制,它甚至控制着系统的待机、休眠等状态。


现在的EC有两种架构,即BIOS的FLASH通过X-BUS接到EC,然后EC通过LPC接到南桥,一般这种情况下EC的代码也是放在FLASH中的,也就是和BIOS共用一个FLASH。另一种的则是比较新的架构,EC和FLASH共同接到LPC总线上,一般它只使用EC内部的 ROM。至于LPC总线,它是INTEL当初为了取代低速落后的X-BUS而推出的总线标准。

EC上一般都含有键盘控制器,所以也称KBC(Keyboard Controller)。那EC和BIOS在系统中的工作到底有什么牵连呢?在这里我们先简单的分析一下,具体的过程在本文的最后会详细介绍。


在系统关机的时候,只有RTC部分和EC部分在运行。RTC部分维持着计算机的时钟和CMOS设置信息,而EC则在等待用户按开机键。在检测到用户按开机键后,EC会通知整个系统把电源打开(这部分在最后详细介绍)。CPU被RESET(复位)后,会去读BIOS内一个特定地址内的指令(其实是一个跳转指令,这个地址是由CPU硬件设定的)。


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这里开始分两种情况,对于上图左边的结构:CPU发出的这个地址通过FSB到北桥,然后通过HUB- LINK到南桥,通过LPC到EC,再通过X-BUS一直到达BIOS。在CPU读到所发出的地址内的指令后,执行它被RESET后的第一个指令。在这个系统中,EC起到了桥接BIOS和南桥(或者说整个系统)的作用。对于上图右边的结构:在这地址南桥后,会直接通过LPC到BIOS,不需要EC的桥接。


这里需要说明的是,对于台式机而言,一般是不需要EC的。这里原因有很多:比如台式机本身的ATX电源就具有一定的智能功能,他已经能受操作系统控制来实现待机、休眠的状态;其次由于笔记本的键盘不能直接接到PS/2接口,而必须接到EC之上;还有就是笔记本有更多的小功能,比如充电指示灯、WIFI指示灯、Fn等很多特殊的功能,而且笔记本必须支持电池的充放电等功能,而智能充放电则需要EC的支持;另外,笔记本TFT屏幕的开关时序也必须由EC控制。这些原因导致了笔记本使用EC来做内部管理的必要性。


总体来说,EC和BIOS都处于机器的最底层。EC是一个单独的处理器,在开机前和开机过程中对整个系统起着全局的管理。而BIOS是在等EC把内部的物理环境初始化后才开始运行的。

如果说BIOS 是底层系统的话,那EC 似乎更加底层。在南桥上还有一个功能块就是电源管理单元(PM,Power Management)。一般来说,他和EC来共同配合完成。这里包括从开机(power button)键按下后,启动,待机,休眠,关机的全部功能。还包括对背光亮度,声音等的控制等等。


至于现在Intel的Speed Step技术,也有部分功能是透过南桥来实现的(南桥发送SLP、STPCLK(sleep,Stop Clock)来实现睡眠、深睡眠等)。这部分的设计比较简单,只需要点到点的连接南桥和CPU即可。通过EC BIOS(底层软件部分)与EC芯片(硬件电路设计部分)的结合,可以发挥出更多的创意与设计弹性,在温度监控与电源管理上达到更加的自动化。使我们的笔记本电脑为用户提供更多的附加值。

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