笔记本硬件结构1

第1页：BIOS EC 电源管理之间的关系

　　所所开篇：今天是本系列教程的下篇，到今天工程师权威揭密系列的教程就告一段落了。随后大家可以通过访问我们的专题页面来随时温故知新，下面一起来看下篇吧。

　　我们常会听到某些高手说“改一下COMS设置”云云，我们现在就来谈谈BIOS（CMOS）。

9 r: v' _9 c  M# q; @　　BIOS（Basic Input/Output System，基本输入输出系统）在整个系统中的地位是非常重要的，它实现了底层硬件和上层操作系统的桥梁。比如你现在从光盘拷贝一个文件到硬盘，您只需知道“复制、粘贴”的指令就行了，您不必知道它具体是如何从光盘读取，然后如何写入硬盘。对于操作系统来说也只需要向BIOS发出指令即可，而不必知道光盘是如何读，硬盘是如何写的。BIOS构建了操作系统和底层硬件的桥梁。

  Q0 I6 B6 w/ @$ Q* Z* D　　而我们平时说的BIOS设定仅仅是谈到了其软件的设定，比如设置启动顺序、禁用/启用一些功能等等。但这里有一个问题，在硬件上，BIOS是如何实现的呢？毕竟，软件是运行在硬件平台上的吧？这里我们不能不提的就是EC。
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这是日立H8的DEMO板和其宣传画
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: B! T8 g5 ]6 u$ ?WINBOND的EC

　　EC（Embed Controller，嵌入式控制器）是一个16位单片机，它内部本身也有一定容量的Flash来存储EC的代码。EC在系统中的地位绝不次于南北桥，在系统开启的过程中，EC控制着绝大多数重要信号的时序。在笔记本中，EC是一直开着的，无论你是在开机或者是关机状态，除非你把电池和Adapter完全卸除。
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5 `/ U1 ^) ~" C( Q　　在关机状态下，EC一直保持运行，并在等待用户的开机信息。而在开机后，EC更作为键盘控制器，充电指示灯以及风扇等设备的控制，它甚至控制着系统的待机、休眠等状态。主流笔记本系统中，EC在系统架构中的地位如下图：

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现在的EC有两种架构，上图左边是比较传统的，即BIOS的FLASH通过X-BUS接到EC，然后EC通过LPC接到南桥，一般这种情况下EC的代码也是放在FLASH中的，也就是和BIOS共用一个FLASH。右边的则是比较新的架构，EC和FLASH共同接到LPC总线上，一般它只使用EC内部的ROM。至于LPC总线，它是INTEL当初为了取代低速落后的X-BUS而推出的总线标准。
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　　EC上一般都含有键盘控制器，所以也称KBC(Keyboard Controller)。
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2 Q9 Z5 M8 L# V/ x' P2 ]2 p$ p　　那EC和BIOS在系统中的工作到底有什么牵连呢？在这里我们先简单的分析一下，具体的过程在本文的最后会详细介绍。
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" w5 H/ N/ M2 U# H, K5 h& I& F　　在系统关机的时候，只有RTC部分和EC部分在运行。RTC部分维持着计算机的时钟和CMOS设置信息，而EC则在等待用户按开机键。在检测到用户按开机键后，EC会通知整个系统把电源打开（这部分在最后详细介绍）。CPU被RESET后，会去读BIOS内一个特定地址内的指令（其实是一个跳转指令，这个地址是由CPU硬件设定的）。

1 S6 z/ b' k7 O" C　　这里开始分两种情况，对于上图左边的结构：CPU发出的这个地址通过FSB到北桥，然后通过HUB-LINK到南桥，通过LPC到EC，再通过X-BUS一直到达BIOS。在CPU读到所发出的地址内的指令后，执行它被RESET后的第一个指令。在这个系统中，EC起到了桥接BIOS和南桥（或者说整个系统）的作用。
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1 V# a5 y, j8 |1 b　　对于上图右边的结构：在这地址南桥后，会直接通过LPC到BIOS，不需要EC的桥接。

& W: U# D" K  ~. |0 [  a　　这里需要说明的是，对于台式机而言，一般是不需要EC的。这里原因有很多：比如台式机本身的ATX电源就具有一定的智能功能，他已经能受操作系统控制来实现待机、休眠的状态；其次由于笔记本的键盘不能直接接到PS/2接口，而必须接到EC之上；还有就是笔记本有更多的小功能，比如充电指示灯、WIFI指示灯、Fn等很多特殊的功能，而且笔记本必须支持电池的充放电等功能，而智能充放电则需要EC的支持；另外，笔记本TFT屏幕的开关时序也必须由EC控制。这些原因导致了笔记本使用EC来做内部管理的必要性。
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　　总体来说，EC和BIOS都处于机器的最底层。EC是一个单独的处理器，在开机前和开机过程中对整个系统起着全局的管理。而BIOS是在等EC把内部的物理环境初始化后才开始运行的。

7 z& m8 H# T+ P  @  Q, }7 S3 F$ W　　看到这里，我想大家也明白EC到底是呵方神圣。如果说BIOS 是底层系统的话，那EC 似乎更加底层。
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　　在南桥上还有一个功能块就是电源管理单元（PM，Power Management）。

　　一般来说，他和EC来共同配合完成。这里包括从开机（power button）键按下后，启动，待机，休眠，关机的全部功能。还包括对背光亮度，声音等的控制等等。

6 W+ @( H% l" C  d% G　　至于现在Intel的Speed Step技术，也有部分功能是透过南桥来实现的（南桥发送SLP、STPCLK（sleep，Stop Clock）来实现睡眠、深睡眠等）。
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# g% M( }1 s* a; \# b" x; c　　这部分的设计比较简单，只需要点到点的连接南桥和CPU即可。

[ 本帖最后由 巴州 于 2007-2-22 18:29 编辑 ]

好．呀．呀．呀顶．．．．．

多谢楼主分享

不错,好贴子,多多分享

好啊,值得学习班!