EC修炼之道—SMBUS

 

SMBUS在EC firmware中占有重要的地位，我们先来看一下它的应用：（1）电池模块需要它来通信，如SmartBattery IC以及ChargeIC。（2）平台各个温度获取，通过与温度传感器，SMBUSLINK1，或显卡芯片的SMUBS相连，来读取其温度值。（3）CPU及内存调压，使用SMBUS接口的调压芯片，控制它的电压，使其得到更好的performance。（4）监测平板的方向，重力传感器也是SMBUS接口，先调好合适的灵敏度，然后根据其数据，来决定屏幕显示的方向。

 

1 SMBUS硬件接口

 

         从此图可以看出，SMBUS由两线组成。SCL是时钟线，由Master来控制，SDA是数据线，Slave设备靠此线来采集数据。

         SMBUS设计采用主从结构，即传输时需要有一个Master设备，一个Slave设备。Master发命令，Slave设备对其命令进行响应。

 

2 SMBUS数据传输

 

可以把SMBUS数据传输粗略地分为字节，字，块的传输。各项又可分为写传输和读传输。如字节传输，我们可以向Slave的某个寄存器写一个字节，也可以从该寄存器读一个字节。其读写时序是不一样的，下面图示为字节的读和写：

由图可以看出，写字节和读字节协议是不一样的。

写字节为：

1）起始信号

2）送地址写

3）送寄存器

4）送数据

5）结束信号

读字节为：

1）  起始信号

2）  送地址写

3）  送寄存器

4）  起始信号

5）  送地址读

6）  读数据

7）  结束信号

 

 

2.1 起始信号

当CLOCK线是高电平时，DATA线从高电平向低电平切换，为起始信号。

即:

CLOCK:=1

DATA:=1

DATA:=0

 

2.2 结束信号

         当CLOCK线是高电平，DATA线从低电平向高电平切换，为停止信号。

         即：

         CLOCK:=1

         DATA:=0

         DATA:=1

 

2.3 应答信号

在发送1个BYTE后，第9个时钟周期，当CLOCK线为高电平，采集到的DATA线为低电平时，说明SLAVE设备应答成功，返之没有应答。

即：

         CLOCK:=1

         If(DATA=0)  then

                   ACK

         Else

                   NACK

 

2.4 送数据

SMBUS传输数据时，采用MSB方式，即先送高位再送低位。每次传输数据以字节为一组。即使是块传输协议时，也是一个字节接一个字节地传输N次。因其为串行方式，一次只能传输一个位，所以一个字节要传输8次。传输的数据是以CLOCK为高电平时采集DATA的电平，DATA为高电平，传输的数据为1，否则为0。

假设数据为TransferData，描述如下：

For i:=0 to 7 do

begin

         CLOCK := 0;

         If ((TransferData SHL i)  and $80) then

                   DATA := 1

         Else

                   DATA:=0

                   CLOCK:= 1

End

 

2.5 读数据

读数据和写数据时，数据的采集是一样的。

采集数据放在ReadData中，即：

For i:=7 downto 0do

Begin

         CLOCK:=0

         DELAY_FOR_SLAVE_PREPARE_DATA

         CLOCK:=1

         ReadData = (ReadData or ( DATA SHL i))

end

 

3 EC代码接口

 

Vendor厂商基本上把逻辑代码都已经写好，并留有OEM接口（SMBUS数组）。我们要做的事一般有两件。第一件，在OEM接口填好初始化数据和运行时数据，初始化数据用于设定SLAVE设备使其符合我们平台的需求，或SALVE设备某个寄存器值是固定的，读一次便可一劳永逸，运行时数据用于实时监控SLAVE设备的现有状态。第二件，EC定时读取实时读出的数据，如果触发某个条件，便执行相应的代码，如CPU温度达到调节风扇转速的临界点。