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1.嵌入式控制器EC概述

嵌入式控制器EC是挂在CPU的LPC（Low Pin Count）总线下的一颗嵌入主控芯片，嵌入式控制器的目的是帮助计算机（主要是笔记本）管理低速外设，像触摸板、矩阵键盘等，当然最重要的是计算机通过EC来做电源管理，在笔记本电脑中，电源管理尤为重要，不仅仅需要控制开关机的电源，还要控机笔记本做休眠挂起即之后的唤醒。EC就像计算机的隐形管家，在电脑的正常运行中起到了至关重要的作用。

接下来列举一下我们所使用的商用笔记本电脑都有哪些功能是通过EC来实现的。

开关机的上下电时序控制（GPIO）；

休眠挂起的上下电时序控制（GPIO）；

开关机按键（GPIO）;

笔记本开合盖检测（GPIO）;

电源灯、大小写灯、数字灯的控制（GPIO）;

笔记本电池的充放电控制（SMBUS）；

CPU/GPU/主板温度检测功能（SMBUS）;

散热风扇智能温控（PWM/TACH）;

笔记本键盘（KBC键盘控制器）；

触摸板（PS/2）；

电压检测（ADC）;

通过框图的最上端LPC总线与CPU的LPC总线相连，EC通过LPC总线与操作系统或BIOS进行通信，最上端的SERIRQ是用于向CPU发送串行中断信号的。

在框图中有两条总线，Internal Bus(内部总线)，EC Bus(EC总线)。内部总线用于CPU的LPC总线对内部总线下外挂的各个逻辑设备（KBC/PMC/UART等）的访问，也可以用于各个逻辑设备之间的通信。EC总线则用于EC下面各个功能模块间、EC下模块与内部总线下的逻辑设备间的通信。

芯片中的最重要的部分是EC8032的部分，他是一个MSC-51系列的单片机，对EC的编程和对51单片机的编程几乎是一样的。后面在代码框架讲解中会提到。

当EC芯片上电后，8032微处理器将从SPI Flash的0x0000地址中取出固件（代码）运行，下面列出了EC中最常用的矩阵键盘，PS/2触摸板、主机接口0x60/0x64等功能。

通用I/O端口由寄存器控制的独立I/O管脚组成。

在EC中有十组通用GPIO，分别是GPIOA—GPIOJ，每组GPIO有8个pin脚，总共是80个pin脚。

在EC芯片上电后，代码执行的第一步复位后初始化Reset_Initialization()函数中就会首先配置这80个pin的工作模式。有以下几种工作模式：

输入模式；

上拉输出模式；

下拉输出模式；

复用为其他工作方式（例如PWM、ADC、UART等）；

在上下电时序控制中，完全是由GPIO来控制的，首先按照CPU厂商提供的各设备的上电时序图，EC控制各个电源及设备的复位，这一部分的控制引脚都是配置为输出模式。而各个电源的PowerGood信号则需要将相应的引脚配置为输入模式。

电源灯、大小写灯、数字灯的控制也是将相应的引脚配置为输出模式。

开关机按键、开合盖霍尔传感器、适配器拔插信号在代码中则需要定义为输入模式，并添加相应的事件函数，当有相应动作产生时，需要进入事件处理函数中执行相应的控制。例如适配器插入后需要控制充放电芯片对电池进行充电，切换为适配器对笔记本电脑进行供电，并通过LPC总线通知操作系统。

在笔记本电脑中一般会用到两个SMBus接口，一个接口用于与智能锂电池、一个用于CPU、GPU和主板等温度传感器温度监控。

SMBus为I2C协议的子集，SMBus协议帧在I2C定义的通用帧格式基础上针对事务的不同进行了更加确定的定义。

通过SMBCLK和SMBDAT信号引脚来进行通信，与I2C通信协议的CLK与DATA引脚的通信方式是相似的。

在笔记本中PWM一般有两个用处，一个用于控制风扇的风速，一个用于显示屏的亮度调节。

TACH则是用于监控风扇的转速，用于风扇的智能调速。

KBC作为一个逻辑设备挂在LPC总线下，操作系统或BIOS可以通过LPC的0x60/0x64与EC进行通信，KBC在EC与操作系统或BIOS的通信过程中起到了非常重要的作用。矩阵键盘、PS/2触摸板的数据都是通过KBC提供的0x60和0x64端口上报给操作系统或BIOS的。详细的通信过程可以通过《8.嵌入式控制器（Embedded Controller，EC）学习 操作系统或BIOS通过KBC（0x60/0x64）和PMC(0x62/0x66)对EC ram进行读写》博文了解。

只用作PS/2触摸板，数据最终是通过KBC的0x60和0x64端口上报操作系统或BIOS。通信细节参考博文：《5.嵌入式控制器（Embedded Controller，EC）学习 PS/2协议》《6.嵌入式控制器（Embedded Controller，EC）学习 嵌入式控制器EC中的PS/2触摸板的通信过程》

在EC中GPI0—GPI7这8个引脚可以配置为ADC工作模式，用于监测主板的各个电压。

本文作为嵌入式控制器EC开发的总体概述，介绍了EC中各个部分的功能，简单的介绍了相关的开发方式，在本专栏中的后续章节中将详细介绍开发流程。