隨著超大規模集成電路的不斷發展,芯片的功能也愈發集中,在電子產品的系統中“各司其職” 。在一個電子產品的硬件系統中,通常都是多個芯片協同工作,所以芯片之間的通訊總線就是必不可少的。
嵌入式開發中常見的 I2C、SPI、UART、USB等,都是芯片間的通訊總線。不同協議的通訊總線,是為了解決不同場景、不同需求的數據通訊。筆記本電腦作為一個電子產品, CPU(中央處理器) 和 EC(嵌入式控制器) 之間的通訊也是必不可少的,目前主流的通訊總線有 LPC 和 eSPI。
EC 能夠作為一顆專用 MCU,應用在筆記本電腦主板設計中。因為 它是一顆攜帶 eSPI/LPC 外設的專用 MCU。EC 主要的任務就是協助 CPU ,管理一些低速輸入設備,采集電池參數、控制主板溫度。EC采集到的低速外設信息,就會通過eSPI/LPC傳遞給CPU。
01
LPC通訊總線
?
LPC全稱LowPinCountBus,即精簡引腳總線,由Intel在1998年引入PC產品,相較于ISA總線,LPC 引腳少,速度快。LPC總線用于低速設備(BIOS Flash,Super I/O,TPM)和主板上南橋的連接。
LPC總線支持如下類型通訊 Cycle:
02
eSPI 通訊總線
?
eSPI 全稱 Enhanced Serial Peripheral Interface,即增強型串行外設接口。eSPI 是為了替代 LPC 而設計。相較于 LPC 總線,eSPI 總線有如下優勢:
? 引腳更少,僅 8 個物理引腳
? 功耗更低,電壓 1.8V 即可運行
? 速度更快,20-66MHz
? 功能更多,支持 VW、OOB、Flash 等功能
eSPI 通訊總線標準就是根據 SPI 通訊總線標準修改而來。從物理層看,eSPI 總線比SPI 總線多了Rset#、Alert#兩個信號,以滿足Host復位Slave,Slave向Host發送通訊請求。其他信號,Data-IO、CLK、CS# 沒有差異。因此可以說,eSPI 總線和 SPI 總線的物理層完全一致。
如下圖所示,是一個 SPI Master 和一個 SPI Slave 的連接框圖。如下圖所示,是一個 eSPI Host 和一個 eSPI Slave 的連接框圖。
和 SPI 總線一樣,eSPI 也支持一主多從,利用 CS# 信號選擇不同的 Slave 完成通訊。如下圖所示,是一個 eSPI Host和多個 eSPI Slave 的連接框圖。
從協議層看,eSPI 和 SPI 通訊協議最主要的差異是,Master 發送和接收之間必須插入一個 TAR 信號,占用 2 個 CLK。即 Master 發送數據轉為 Slave 發送數據時,要有一個明顯的切換過程。
03
eSPI 高級功能
?
通過 eSPI 自定義的命令集,邏輯上可以把 eSPI 通訊總線劃分出 4 個數據通道。分別是:Peripheral Channel,VirtualWire Channel,OOB Channel,Flash Channel,以便完成不同類型數據的傳輸。
如下圖所示,是 eSPI Host 和 eSPI Slave 直接通訊的邏輯框圖。
PeripheralChannel(外設通道),兼容 LPC 總線上的 Memory Cycle,I/O Cycle 通訊。
VirtualWire Channel(虛擬線通道),進一步減少了 PCH和EC的物理引腳連接,從而降低功耗。
OOB Channel(帶外通訊通道)承載 Smbus、PECI等協議。
Flash Channel(Flash通道)傳遞 FLash“讀/寫/擦” 操作指令及數據,以支持 MAFs 和 SAFs 兩種Flash連接模式。
04
CSC2E101
?
芯海科技CSC2E101是一款高度集成的,可靈活配置嵌入式控制器(Embedded Controller),是筆記本電腦、平板電腦、臺式機主板上的核心芯片。
CSC2E101采用 32bit 內核,最高主頻 60MHz,75DMIPS,內置512K片上Flash作為用戶固件存儲區域,192KSRAM可以滿足客戶豐富應用開發的需求。除此之外,該芯片還內置AES/SHA/RSA/ECC硬件安全引擎,為固件安全啟動和數據安全提供了堅實基礎。
CSC2E101 的 eSPI 模塊的設計高度集成,在 HOST 初始化 eSPI 階段,無需EC固件參與芯片硬件即可自動完成。對于 Peripheral Channel,VirtualWire Channel,OOB Channel,Flash Channel,芯片均提供一組訪問寄存器,由 EC 固件管控,完成相應功能。
CSC2E101具備豐富的硬件資源,完善的開發工具鏈,穩定的應用示例,多途徑調試手段,為客戶快速導入項目提供了有力的保障。
CSC2E101是中國大陸首顆通過Intel PCL認證,率先達到國際行業標準、獲得國際認可的國產EC產品。在2022年度“硬核中國芯”評選中,CSC2E101因率先打破海外龍頭企業壟斷、填補國產EC自主研發的行業空白,榮獲“2022年度最佳MCU芯片”桂冠。
此外,憑藉CSC2E101等PC系列產品的出色表現,芯海科技摘取由中國計算機學會工控機專委會、中國工業計算機大會組委會聯合頒發的“2022中國工業計算機領域年度先鋒企業”。
未來,芯海科技將堅持模擬信號鏈+MCU雙平臺技術優勢,持續構建PC產品生態,通過持續創新,為國產計算機與通信市場提供安全可靠的產品。
-
芯片
+關注
關注
455文章
50731瀏覽量
423196 -
總線
+關注
關注
10文章
2878瀏覽量
88055
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論