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1、 SuperI OIntroduction Department ICP SWAuthor StevenWang2012 7 30 内容提要 SuperI O的基本定义 SuperI O的基本组成 SuperI O各组成部分的作用 SuperI O的基本定义 SuperI O芯片也叫I O芯片 因为在南桥这样的高速设备和串行 并行接口 软盘驱动器及键盘鼠标等大量低速设备之间必定存在速度的不匹配 而需要经过转换和管理 而SuperI O芯片则完成了该功能 Superinput output超级输入输出控制器 通过LPC lowpincount 总线与南桥进行通信 其本身就是一个MCU 可以独立控
2、制输入输出设备 开机过程中完成CLOCK判断 目前我们主要使用的SuperIO芯片的品牌主要有winbond ITE联阳半导体 Fintek精拓科技等 这里主要介绍Fintek公司的F81866芯片的部分功能 F81866SuperIO的一些基本默认设置 其他品牌IO的config方式 WinbondW82627SFW83977ITE LPC接口 LPC负责南桥 SuperIO及BIOS之间的通信 Clock SuperIOclock的判断 首先查阅F81866资料了解ClockSelectRegister中几种频率 由CLKIN去原理图中找出HW所设定的默认值 从中我们可以知道默认clock
3、为48M SuperI O的基本组成 H WMonitorFDCParallelportKBCUARTGPIOACPI HardwareMonitor HardwareMonitor是一个应用程序读出所有计算机访问硬件传感器的测量值 该程序可以显示测量值 也可以存储和导出读数 通过它可以访问以下数据 不同地点的temperature读数 cpuandsystemtemperature 智能风扇控制 风扇转速侦测和风扇控制输出 电压监控 3 3V 5V V core NB SB DDR下面主要介绍HWM对于温度和CPU风扇转速的监控 通过RU工具在DOS下读取F81866芯片上H WMonito
4、r的CPU温度 系统温度 风扇转速的监控值 为了启用配置 首先向地址入口写入87H两次 查阅F81866的资料可知 60H和61H分别是基址的高位和低位寄存器 向逻辑设备寄存器的地址入口07H输入04H来选择HardwareMonitor的配置寄存器 从基址寄存器60H 61H我们能读到H WMonitor的地址入口是0295H 间接的知道它的数据端是0296H 从硬件分析 确定CPU温度寄存器地址 类似的可以知道系统温度 风扇转速的地址 查阅F81866的资料可知 CPU和系统的温度信息地址分别是7EH和74H 风扇的转速信息分为高位和低位分别放在A0H和A1H中存储 从RU工具中我们可以清
5、楚的读出CPU和系统的温度 以及CPU风扇的转速值 对于风扇的转速我们可以通过公式RPM 1 5 106 count转换为每分钟多少转的形式 风扇转速控制 smartfan F81866提供了两种风扇速度控制方法 1 DACFANCONTROL2 PWMDUTYCYCLE 两种模式去控制风扇速度 1 ManualmodeFormanualmode itgenerallyactsasthesoftwarefanspeedcontrol 2 Automode Stage Linear 在Automode下 F81866提供相关的CPU GPU的温度变化或系统自动风扇速度控制 F81866可提供4个
6、温度边界和5个区间 每个区间都有其相关的风扇转速计数 所有这些值 应首先由BIOS设置 Stageautomode在这种模式下 风扇在每个温度区间保持相同的风扇转速 并且有两种类型的风扇转速设置 PWMDutyandRPM 1 Stageautomode PWMDuty Setthetemperaturelimitsas70 C 60 C 50 C 40 Candthedutyas100 90 80 70 60 2 Stageautomode RPM Setthetemperatureas70 C 60 C 50 C 40 Candthecorrespondingfanspeedis6 000
7、RPM 5 400RPM 4 800RPM 4 200RPM and3 600RPMLinearautomodeF81866也支持Linearautomode 风扇转速与温度呈线性增加或减少 同样也有模式 PWMDutyandRPM 1 Linearautomode PWMDuty Setthetemperatureas70 C 60 C 50 C 40 Candthedutyis100 80 70 60 and50 2 Linearautomode RPM Setthetemperatureas70 C 60 C 50 C 40 Candthecorrespondingfanspeedis6
8、 000RPM 4 800RPM 4 200RPM 3 600RPMand3 000RPM 风扇控制机理 从硬件图简单了解如何采集上述三项数据的传感监测 查阅F81866资料可知 F81866温度监控硬件图 查阅SA38资料可知 SA38智能风扇控制硬件图 图中 FANIO1作为转速侦测端 FANOUT1作为转速控制端 FDC FDC Floppydiskcontroller 提供了一个主处理器和软驱之间的接口 FDC的配置由软件和一系列的配置寄存器来处理 从LogicDeviceNumberRegister可以得知选择FDC设备的配置寄存器的数据口是00H 进入FDC设备寄存器可知0 dis
9、ableFDC 1 enableFDC 基址地址是03F0H 则数据口是03F1H Parallelport Parallelport在F81866中支持兼容并行端口 SPP 双向并行端口 BPP 增强型并行端口 EPP 扩展功能并行端口 ECP 四种模式 通过DIR可以控制它的输入 输出模式 从LogicDeviceNumberRegister可知 03H用于选择Parallelportdeviceconfigurationregisters 进入并口设备寄存器可知0 disable 1 enable 基址地址是0378H 则数据口是0379H KBC KBC Keyboardcontrol
10、ler 电路提供的功能包括一个键盘和一个PS2鼠标 控制器从键盘和鼠标接受串行数据 检查校验后将这些数据输出到其输出缓冲区 从它的读写命令中可以了解一些基本设置 由LogicDeviceNumberRegister可知 05H用于选择KBCdeviceconfigurationregisters 进入并口设备寄存器可知0 disable 1 enable 基址地址是60H 则数据口是61H 其数据口地址 命令口地址 4 KBC支持键盘鼠标的唤醒功能 唤醒的条件由唤醒控制寄存器控制 UART F81866提供达到6个UARTports和支持IRQ共享系统中的应用 UART用于并行格式和串行格式之
11、间的数据转换 UART在传输时将并行数据转换成串行数据 在接收端又将串行数据转换成并行数据 串行格式由一个起始位 随后5 8个数据位 一个奇偶校验位和编程中的停止位组成 UART包含完整的调制解调控制能力和一个中断系统 它们通过FIFO模式来减少主机的中断数量 接收器和发射器都有一个128 byteFIFO UART控制寄存器控制和定义异步协议的数据通信 包括数据长度 停止位 校验和波特率选择 UARTdeviceregister主要有ReceiverBufferRegister DivisorLatch TransmitterHoldingRegister InterruptEnableRe
12、gister FIFOControlRegister LineControlRegister MODEMControlRegister LineStatusRegister MODEMStatusRegister ScratchRegister 通过LineControlRegister可以了解UART数据传送的结构 由LogicDeviceNumberRegister可知 10H 15H分别用于选择UART1 UART6deviceconfigurationregisters 由UARTDeviceConfigurationRegisters可知 UART1 UART4的基址分别是03F8H
13、 02F8H 03E8H 02E8H UART功能选择 UART3 INDEX27HBIT0 0INDEX29HBIT5 4 01ONLYSIN3 SOUT3availableINDEX29HBIT5 4 10ONLYSIN3 SOUT3 RTS3 availableINDEX29HBIT5 4 11FULLUART UART4 INDEX27HBIT0 0INDEX29HBIT7 6 01ONLYSIN4 SOUT4availableINDEX29HBIT7 6 10ONLYSIN4 SOUT4 RTS4 availableINDEX29HBIT7 6 11FULLUART UART5 IN
14、DEX27HBIT3 2 00INDEX28HBIT3 2 01ONLYSIN5 SOUT5availableINDEX28HBIT3 2 10ONLYSIN5 SOUT5 RTS5 availableINDEX28HBIT3 2 11FULLUART UART6 INDEX27HBIT3 2 00INDEX28HBIT1 0 01ONLYSIN6 SOUT6availableINDEX28HBIT1 0 10ONLYSIN6 SOUT6 RTS6 availableINDEX28HBIT1 0 11FULLUART UART1 UART2arepurepins GPIO F81866共拥有7
15、2个引脚的GPIO 所有GPIO支持数字IO的输入 输出控制 控制输出数据 输入状态和高 低电平 脉冲 开漏 推拉功能选择 GPIO0 x和GPIO1x支持中断状态 GPIO0 xGPIO1xGPIO5x和GPIO8x有不同的SIRQ通道 由LogicDeviceNumberRegister可知 06H用于选择GPIOdeviceconfigurationregisters 配置寄存器的基址是60H 由基址地址可以得知各个GPIO的数据入口 ACPI ACPI是控制电脑电源的系统 它允许电脑制造商和用户去决定电源的使用动态 ACPI首要关注的几个状态是S0 S1 S3 S4和S5 S0是全功率状态 电脑工作时就在这个状态 其他几个状态反映了不同的电源状态 S1状态是CPU停止工作其他设备仍处于加电状态 S3状态是虽然处理器断电 但最后的程序状态被存储在内存中 S4是内存停止使用 但上个状态存储在硬盘中 S5就是通常所说的关机状态 比较S3和S4 因为内存的读取速度快 电脑可以快速回到全功率状态 而硬盘的读取速度慢 所以要花更长的时间才能回到全功率状态 ACPI包含三个子项 1 PowerControl2 IntelPowerSavingFunction3 EUPowerSavingFunction THEENDTHANKS
