筆記本硬件結構1

第1頁(yè)：BIOS EC 電源管理之間的關(guān)系
# Q0 ^8 x! C. D2 V8 S! B; o& j: B
　　所所開(kāi)篇：今天是本系列教程的下篇，到今天工程師權威揭密系列的教程就告一段落了。隨后大家可以通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)我們的專(zhuān)題頁(yè)面來(lái)隨時(shí)溫故知新，下面一起來(lái)看下篇吧。
+ p5 M, _+ P" T6 p
　　我們常會(huì )聽(tīng)到某些高手說(shuō)“改一下COMS設置”云云，我們現在就來(lái)談?wù)凚IOS（CMOS）。

& x3 {/ _2 [, m, I. ^　　BIOS（Basic Input/Output System，基本輸入輸出系統）在整個(gè)系統中的地位是非常重要的，它實(shí)現了底層硬件和上層操作系統的橋梁。比如你現在從光盤(pán)拷貝一個(gè)文件到硬盤(pán)，您只需知道“復制、粘貼”的指令就行了，您不必知道它具體是如何從光盤(pán)讀取，然后如何寫(xiě)入硬盤(pán)。對于操作系統來(lái)說(shuō)也只需要向BIOS發(fā)出指令即可，而不必知道光盤(pán)是如何讀，硬盤(pán)是如何寫(xiě)的。BIOS構建了操作系統和底層硬件的橋梁。
' o: |# a2 D5 ?- f6 a$ A3 z1 T
　　而我們平時(shí)說(shuō)的BIOS設定僅僅是談到了其軟件的設定，比如設置啟動(dòng)順序、禁用/啟用一些功能等等。但這里有一個(gè)問(wèn)題，在硬件上，BIOS是如何實(shí)現的呢？畢竟，軟件是運行在硬件平臺上的吧？這里我們不能不提的就是EC。
+ Z% Z$ R0 o# N


; E+ u1 P0 A7 s- e7 \7 l


這是日立H8的DEMO板和其宣傳畫(huà)
3 B, T$ m# v% n/ M* D
5 R4 ~0 L& w* P" ]6 J
WINBOND的EC
4 {! \2 j4 W4 b
% {" e/ z% w# Y* G　　EC（Embed Controller，嵌入式控制器）是一個(gè)16位單片機，它內部本身也有一定容量的Flash來(lái)存儲EC的代碼。EC在系統中的地位絕不次于南北橋，在系統開(kāi)啟的過(guò)程中，EC控制著(zhù)絕大多數重要信號的時(shí)序。在筆記本中，EC是一直開(kāi)著(zhù)的，無(wú)論你是在開(kāi)機或者是關(guān)機狀態(tài)，除非你把電池和Adapter完全卸除。

　　在關(guān)機狀態(tài)下，EC一直保持運行，并在等待用戶(hù)的開(kāi)機信息。而在開(kāi)機后，EC更作為鍵盤(pán)控制器，充電指示燈以及風(fēng)扇等設備的控制，它甚至控制著(zhù)系統的待機、休眠等狀態(tài)。主流筆記本系統中，EC在系統架構中的地位如下圖：

6 x! ^8 B- t+ B; \+ D, R8 u4 }
4 J- m: B% f& G3 B; W- j$ h6 D現在的EC有兩種架構，上圖左邊是比較傳統的，即BIOS的FLASH通過(guò)X-BUS接到EC，然后EC通過(guò)LPC接到南橋，一般這種情況下EC的代碼也是放在FLASH中的，也就是和BIOS共用一個(gè)FLASH。右邊的則是比較新的架構，EC和FLASH共同接到LPC總線(xiàn)上，一般它只使用EC內部的ROM。至于LPC總線(xiàn)，它是INTEL當初為了取代低速落后的X-BUS而推出的總線(xiàn)標準。
0 w2 {0 g* v' B8 o
9 [2 H: W9 i+ ]　　EC上一般都含有鍵盤(pán)控制器，所以也稱(chēng)KBC(Keyboard Controller)。

　　那EC和BIOS在系統中的工作到底有什么牽連呢？在這里我們先簡(jiǎn)單的分析一下，具體的過(guò)程在本文的最后會(huì )詳細介紹。
: ?, i! K3 R9 K1 Q0 z
/ K, ^5 x( u; a9 b+ s　　在系統關(guān)機的時(shí)候，只有RTC部分和EC部分在運行。RTC部分維持著(zhù)計算機的時(shí)鐘和CMOS設置信息，而EC則在等待用戶(hù)按開(kāi)機鍵。在檢測到用戶(hù)按開(kāi)機鍵后，EC會(huì )通知整個(gè)系統把電源打開(kāi)（這部分在最后詳細介紹）。CPU被RESET后，會(huì )去讀BIOS內一個(gè)特定地址內的指令（其實(shí)是一個(gè)跳轉指令，這個(gè)地址是由CPU硬件設定的）。
/ @4 i( d0 z4 l- W4 K
$ M7 ~  ?& z4 T" B5 I5 w0 P: K　　這里開(kāi)始分兩種情況，對于上圖左邊的結構：CPU發(fā)出的這個(gè)地址通過(guò)FSB到北橋，然后通過(guò)HUB-LINK到南橋，通過(guò)LPC到EC，再通過(guò)X-BUS一直到達BIOS。在CPU讀到所發(fā)出的地址內的指令后，執行它被RESET后的第一個(gè)指令。在這個(gè)系統中，EC起到了橋接BIOS和南橋（或者說(shuō)整個(gè)系統）的作用。
  o! g  z3 }& \: o
8 K* t! F, O' L1 {! c7 e　　對于上圖右邊的結構：在這地址南橋后，會(huì )直接通過(guò)LPC到BIOS，不需要EC的橋接。

% D$ r3 I# _' t" X- m! R　　這里需要說(shuō)明的是，對于臺式機而言，一般是不需要EC的。這里原因有很多：比如臺式機本身的ATX電源就具有一定的智能功能，他已經(jīng)能受操作系統控制來(lái)實(shí)現待機、休眠的狀態(tài)；其次由于筆記本的鍵盤(pán)不能直接接到PS/2接口，而必須接到EC之上；還有就是筆記本有更多的小功能，比如充電指示燈、WIFI指示燈、Fn等很多特殊的功能，而且筆記本必須支持電池的充放電等功能，而智能充放電則需要EC的支持；另外，筆記本TFT屏幕的開(kāi)關(guān)時(shí)序也必須由EC控制。這些原因導致了筆記本使用EC來(lái)做內部管理的必要性。

　　總體來(lái)說(shuō)，EC和BIOS都處于機器的最底層。EC是一個(gè)單獨的處理器，在開(kāi)機前和開(kāi)機過(guò)程中對整個(gè)系統起著(zhù)全局的管理。而B(niǎo)IOS是在等EC把內部的物理環(huán)境初始化后才開(kāi)始運行的。
0 R# ~* g$ [3 _
　　看到這里，我想大家也明白EC到底是呵方神圣。如果說(shuō)BIOS 是底層系統的話(huà)，那EC 似乎更加底層。

2 x8 {5 [/ q& H/ R　　在南橋上還有一個(gè)功能塊就是電源管理單元（PM，Power Management）。
4 [: e" b, G! ^( d/ s1 y
　　一般來(lái)說(shuō)，他和EC來(lái)共同配合完成。這里包括從開(kāi)機（power button）鍵按下后，啟動(dòng)，待機，休眠，關(guān)機的全部功能。還包括對背光亮度，聲音等的控制等等。

　　至于現在Intel的Speed Step技術(shù)，也有部分功能是透過(guò)南橋來(lái)實(shí)現的（南橋發(fā)送SLP、STPCLK（sleep，Stop Clock）來(lái)實(shí)現睡眠、深睡眠等）。

5 d* Z4 t& i! j6 V# `4 R# F# c　　這部分的設計比較簡(jiǎn)單，只需要點(diǎn)到點(diǎn)的連接南橋和CPU即可。

[ 本帖最后由 巴州 于 2007-2-22 18:29 編輯 ]

好．呀．呀．呀頂．．．．．

多謝樓主分享

不錯,好貼子,多多分享

好啊,值得學(xué)習班!