EC : LPC Module

ESPI/LPC/ISA Module 

EC 的 LPC Module 是透過 ESPI/LPC/ISA 介面和系統晶片組(Chipset)及中央處理器(CPU)溝通，每一個 LPC Module 都會擁有特定的 I/O 和 記憶體，CPU會透過持定的IO或記憶體和 LPC Module做初始化,設定，指令或資料的傳送的。LPC Module 會依要求的新增，這一章節先介紹最必要的二個 LPC Module，分別是 KBC Module 和 PM Module。

KBC Module

KBC Module (Keyboard Controller Module) 鍵盤控制器，主要是用來按制鍵盤(包含 EC 晶片內含的 Matrix 掃描及舊的 PS2 介面鍵盤) 和滑鼠 (包含 PS2 介面的 Touchpad 和 Mouse) 等裝置。

KBC Module 的 IO Port 為 IO Port 60H/64H，系統晶片會經 IO Port 60H/64H 傳送指令或資料給 KBC Module，再經 KBC Module 依指令要求執行服務程式或資料傳送到 Touchpad，Mouse 及 Keyboard等裝置。

系統收送指令和資料的流程：

• 系統收送指令和資料之前會先讀取 PORT 64H 取得 KBC Module 狀態。
• 指令傳送-系統會經由 PORT 64H 傳送指令給 KBC Module，狀態位元A2為0 。
• 資料傳送-系統會經由 PORT 60H 傳送資料給 KBC Module，狀態位元A2為1 。
• 資料讀取-系統會經由讀取 PORT 60H 來取得 KBC Module 回傳的資料。

KBC Module 的內部方塊圖：

在系統傳送指令或資料給KBC Modue，因為DBBIN為一個位元組的緩衝區塊，所以接收到指令或資料送到DBBIN後，KBC Module的IBF (Input Buffer Full)位元就會被設定並且產生IBF中斷傳送給ICU (Interrupt Control Unit)，中斷訊號啟動了中斷服務程式，在中斷服務程式內讀取指令或資料後，同時IBF的旗標就會被清除，並由主要服務程式完成IBF的中斷請求。

當KBC Modue傳送資料給系統時，因為DBBOUT為一個位元組的緩衝器，所以在KBC Modue傳送資料給DBBOUT後，KBC Module的OBF (Output Buffer Full)位元就會被設定，並產生OBF傳送給ICU，同時核心處理器會產生中斷向量告知系統，鍵盤的資料會產生IRQ1；滑鼠的資料會產生IRQ12。在系統讀取資料後，OBF的旗標會同時被清除。

KBC Module 暫存器：

• DBBOUT – 資料輸出緩衝區，由核心處理器傳送資料給系統。
• DBBIN – 資料輸入緩衝區，由系統傳送資料給核心處理器。
• COMMAND – 指令輸入緩衝區，由系統傳送指令給核心處理器。
• STATUS – 讀取核心處理器輸入緩衝區的狀態

KBC Module的中斷產生方塊圖：

KBC Module提供二種方法來產生IRQ中斷，一種是由硬體自動產生中斷觸發訊號，由 IRQM 來控制脈波寬度及 IRQ POL來控制訊號的輸出極性。

另一種是由 IRQxB 直接控制輸出訊號。一般系統是採用硬體自動產生中斷來觸發系統，中斷觸發的寬度為4Cycle。

PM Module

Power Management Channels Module提供了兩個通道和系統溝通，一個PORT 62H/66H做為ACPI Embedded Controller Interface；另一個PORT 68H/6CH 做為EC Firmware用來偵測錯誤及應用程式呼叫。

系統收送指令和資料的流程：

• 系統收送指令和資料之前會先讀取PORT 66H/6CH取得KBC Module狀態。
• 指令傳送-系統會經由 PORT 66H/6CH 傳送指令給PM Module ，狀態位元A2為0 。
• 資料傳送-系統會經由 PORT 62H/68H 傳送資料給PM Module ，狀態位元A2為1 。
• 資料讀取-系統會經由讀取PORT 62H/68H 來取得PM Module回傳的資料。 

PM Module的內部方塊圖：

PM Module和KBC Module是一樣在DBBIN和DBBOUT都是一個位元組的緩衝區，所以接收到指令或資料送到DBBIN後，PM Module的IBF [Input Buffer Full]位元就會被設定並且產生IBF傳送給ICU [Interrupt Control Unit]，當指令或資料傳送到中斷服務程式同時IBF的旗標就會被清除，並由中斷服務程式完成IBF的中斷請求。

在PM Module傳送資料給DBBOUT後，PM Module的OBF [Output Buffer Full]位元就會被設定，並產生OBF傳送給ICU，同時核心處理器會產生中斷向量告知系統，中斷向量可以是IRQ或SMI或SCI。在系統讀取資料後，OBF的旗標會同時被清除。

PM Module提供了兩種產生觸發訊號的模組，第一種模組是和KBC Module相似，只是中斷觸發信號除了可以是IRQ或SMI或SCI。有一個限制是只有Power Channel 1 [PORT 62H/66H]才可以使用這一種模組，其方塊圖如下：

當觸發資料送到HIPMnDO，EC可以去依照HIPM1IE的設定產生中斷觸發訊號，若將HIPM1IE的IRQE位元設為HIGH，即可產生IRQ觸發系統。若把HIPM1IE的SMIE位元設為HIGH，HIPM1IE的SMIPOL來控制訊號的輸出極性，產生SMI#觸發系統。若把HIPM1IE的SCIE位元設為HIGH，HIPM1IE的SCIPOL來控制訊號的輸出極性，產生SCI#觸發系統。

第二種模組為增強型的PM Module，這種模組就沒有限制必需要為那一個Power channel 才可以使用這個模組，但是 Power Channel 2 預設為加強型PM Module。其方塊圖如下： 

如果使用HIPMnDO產生IRQ中斷觸發訊號的話，和第一種模組並沒有差異。但是若要採用SMI#來觸發系統的話，只需把資料傳送到HIPMnDOM，中斷信號經由HIPMnIE的HSMIE來選擇PLMM的HIPMnIC或者HIPMnIC的SMIB的中斷觸發信號，再經HIPMnIE的SMIE控制，由HIPMnIC的SMIPOL決定輸出極性，再把中斷觸發信號送出。相同地，若要採用SCI#來觸發系統的話，只需把資料傳送到HIPMnDOC，中斷信號經由HIPMnIE的HSCIE來選擇PLMC的HIPMnCTL或者HIPMnIC的SCIB的中斷觸發信號，再經HIPMnIE的SCIE控制，由HIPMnIC的SCIPOL決定輸出極性，再把中斷觸發信號送出。

此外，當增強型的PM Module經由HIPMnDIC讀取資料或指令，PM Module的IBF被清除，同時會產生中斷給ICU及和OBF的路徑一樣產生SCI#觸發系統。只是增強型的PM Module用在Power Channel 1 [PORT 62/66]可以減少很多Firmware Code去產生SCI#的中斷觸發信號，但是Phoenix KBC/EC Firmware並沒有採用。若用於Power Channel 2做為應用程式介面，一般都把中斷觸發信號關閉，所以一直沒有運用在實務上。