EC 的架構

-
EC 的架構
科技的演進，PC系統架構由8位元演進到64位元，處理器和系統裝置的介面也由並列連接改為串列連接。EC和系統的連接介面，也會隨著系統架構變動而改變它的連接介面。因此，在本篇文章以說明EC和系統的連接介面及提供的功能讓初學者更了解EC在系統中扮演的角色。
  • 系統架構
EC和系統BIOS連接的方法有二種，一是Independence BIOS 另一種是Share BIOS不同之處在於Independence BIOS是BIOS和EC的Firmware存在各自獨立的FLASH也就是說EC Chip需要包含FLASH；Share BIOS是指BIOS和EC的Firmware存在同一個BIOS FLASH。


    • PC XT/AT
PC XT/AT的系統架構用於16位元的CPU。採用並列資料傳輸的設計，16位元的CPU需要16條位址/資料線。當時有串列傳輸和並列傳輸二派，因為系統的速度並不快，16條位址/資料硬體傳輸上的遲延不會導致資料錯誤，加上串列傳輸的速度太慢。所以採用並列傳輸。EC就像PC的週邊設備 [ ex:印表機 ] 一樣連結在 PC XT/AT的位址/資料線上。

 

 

    • PCI / LPC / ISA Flash
PCI的系統架構用於32位元的CPU。在系統上還是採用並列資料傳輸的設計，對於8/16位元速度慢的週邊配備改採用LPC[ Low Pin Count ] 使用PCI的傳輸協定，但是做了一些修改，將32位元改為16位元，32條的位址/資料線改為4條位址/資料線，所以傳送一筆資料約需要17個CLOCK才能完成。

因為EC是8位元的PC週邊設備，因此採用LPC和PC連結。但是，EC和FLASH的連接介面並沒有改變。 

      

    • PCI Express / LPC / SPI Flash
在CPU速度一直加快及記憶體一直加大的PC系統上，PCI的系統架構並列資料傳輸的設計，不管是加快傳輸速度或是由32位元增加到64位元傳輸，皆很難避免資料因硬體傳輸上的遲延導致資料錯誤，因此系統改採用串列傳輸的PCI Express。因為PCI Express對8/16位元的週邊還是採用LPC的介面。因此，PC和EC的介面並沒有改變。但是EC為了減少佔據系統的空間，EC修改FLASH傳輸介面為SPI串列傳輸。

 


    • PCI Express / eSPI / SPI Flash
除了CPU速度加快及記憶體加大的PC系統，節省電源的要求愈來愈被看重。系統由 3.3V 的 LPC 調整為 1.8V 的 eSPI，




留言

張貼留言

這個網誌中的熱門文章

EC 所需知識 - SMBUS

-
圖片
EC 所需知識 軟體工程師的第一步，先把相關的規範(Specification)了解清楚，就像開發一套軟體之前要先了解需求，才能做出一套符合需求的體。相同的EC工程師就是需要把 LPC / SMBUS / PS2 / Smart Battery 的相關知識，清楚明瞭再進下一步。 SMBUS SMBus [System Management Bus] 是由Intel所制訂的，主要由兩條線組成，其一為CLOCK線，另一條為DATA線。其作用是讓系統監控者透過SMBus來蒐集系統上裝置的資訊如電池的容量、CPU的溫度等，讓系統監控者可以依照所得的資訊通知作業系統做電源管理的處理。在筆記型電腦系統中的ACPI-EC為SMBus的主控者 [Host] 來蒐集SMBus上的裝置資訊回報給作業系統，讓作業系統依使用者的設定做系統電源的管理。 SMBus相關的規格包含SMBus、Smart Selector、Smart Charger及Smart Battery都是ACPI-EC工程師需要瞭解的規格，以下的章節將會詳盡的介紹各個規格的資訊。 SMBUS Specification Hardware Define SMBUS 的硬體線路 –SMBUS由二條線所組成，所有的SMBUS的裝置都並聯在SMBUS上，因此，SMBUS上的所有裝置都需要使用Open collection 或者 Open drain才允許跨接在SMBUS上面，因此線路上必須加上提升電阻來確認SMBUS上的訊號可以正確無誤的傳遞。 如同上圖，有時侯  SMBUS  上會有不同 VDD 的裝置，所以一般在輸入接腳會加稽納二極體保護裝置。不過大部分的作法，會使用電壓緩衝IC來處理不同電壓的 I2C 裝置。  SMBUS電氣上的要求 名稱 說明 值域 單位 下限 上限 VIL 輸入低電位 0.8 V VIH 輸入高電位 2.1 VDD V VOL 輸出為低電位 0.4 V IPULLUP 提升電流值 100 350 uA VDD 工作電壓 2.7 5.5 V SMBUS的時脈要求 名稱 說明 值域 單位
閱讀完整內容

EC 所需知識 - KBC

-
EC 所需知識 軟體工程師的第一步，先把相關的規範(Specification)了解清楚，就像開發一套軟體之前要先了解需求，才能做出一套符合需求的體。相同的EC工程師就是需要把 LPC / SMBUS / PS2 / KBC 等相關知識，清楚明瞭再進下一步。 Keyboard Controller 最早的鍵盤控制器是Intel 8042，主要包含四個暫存器和三個I/O控制埠，四個暫存器分別為一個BYTE的輸入緩衝暫存器、一個BYTE的輸出緩衝器、一個狀態暫存器及一個控制暫存器。 三個I/O控制埠的定義如下表： PORT #1 Port 1 [ Input Port ] Pin Name Function 0 P10 Keyboard Data [PS/2] 1 P11 Mouse Data [PS/2] 2 P12 3 P13 4 P14 External ROM 1:Enable  0:Disable 5 P15 Manufacturing Setting 1:Enable 0:Disable 6 P16 Display Type Switch 1:Color 0:Monochrome 7 P17 Keyboard Inhibit Switch 1:Enable 0:Disable PORT #2 Port 2 [ Output Port ] Pin Name Function 0 P20 System Reset 1:Nornal 0:Reset  1 P21 Gate A20 2 P22 Mouse Data [PS/2] 1:Pull Data low 0:High –Z 3 P23 Mouse Clock [PS/2] 1:Pull Data low 0:High –Z 4 P24 Input Buffer Full / Keyboard IBF interrupt [PS/2] 1:Assert IRQ 1 0:De-assert IRQ1 5 P25 Output Buffer Empty / Mouse IBF interrupt [PS/2] 1:Assert IRQ 12 0:De-assert IRQ12 6 P26 Keyboard Clock 1:Pull Clock low 0:High Z 7 P27 Keyboar
閱讀完整內容

EC 所需知識 - LPC

-
圖片
EC 所需知識 軟體工程師的第一步，先把相關的規範(Specification)了解清楚，就像開發一套軟體之前要先了解需求，才能做出一套符合需求的體。相同的EC工程師就是需要把 LPC / SMBUS / PS2 / Smart Battery 的相關知識，清楚明瞭再進下一步。 LPC Specification 本章節介紹以LPC Interface為主，讓讀者可以從中瞭解LPC Interface 的動作原理及腳位作用。當LPC Interface發生問題時，才能籍著對LPC Interface的瞭解來可以找到問題的解決方法。 LPC的特性 相容於舊系統的 X-BUS 介面 可以定址到 4GB，並且BIOS不受1MB的限制，記憶裝置也不受16MB的限制。 在作業系統上不需要特別安裝驅動程式即可正確運作。 在I/O或MEMORY指令會花費較長的時間，可以要考LPC加入等待狀態 LPC支援的裝置 SUPER I/O – 軟碟控制介面、IR、KBC Audio – AC97 記憶裝置 – BIOS Flash 系統管理控制器 [System Manager Controller ] LPC的方塊圖 系統的指令由CPU傳給HOST-Bridge [ 北橋晶片 ] 經 PCI Bus 傳給 PCI-Bridge [ 南橋晶片 ] 也是上圖的HOST，HOST再將PCI的指令指轉為LPC的指令傳到LPC的裝置，完成指令的傳遞。 LPC的硬體腳位 Signal Direction Description Peripheral Host LAD[3:0] I/O I/O 多功能腳位。可為指令、位址及資料 LFRAME# I O 表示LPC指令的開始傳遞及結束 LRESET# I I PCI介面的RESET信號 LCLK I I LPC介面的信號來源 [ 33MHz ] LDRQ# O I 支援DMA及要取得PCI Bus的控制權才會使用 SERIRQ I/O I/O LPC裝置的中斷信號，假如使用IRQ12的裝置要發出中斷信號在第12的CLCOK時，拉LOW即為IRQ12 CLKRUN# OD I/O
閱讀完整內容