EC键盘操作.doc

原创我所知道的EC=Keyboard我所知道的EC=Keyboard# k9 s% O# U& M: 8 ?1.Keyboard Introduction Keyboard是PC架构中的一个重要组成部分。在常见的PC系统中主板上都有一颗专用的8042接口芯片去处理(现在被集成进了SB中)，8042控制keyboard的整个工作过程，包括加电自检键盘扫描码的缓冲以及与chipset沟通。在NB上这部分工作都有EC负责，它有一个keyboard controller，它扮演8042相似的角色。NB都有一个内置Keyboard，这个keyboard是由EC控制的。Keyboard和touchpad都是EC内置的一个部分，它们按照ps2协议工作，最终的数据通过EC送给host。常见的102 key的键盘如下图1所示：2+ O3 t* _( Ru5 i% I, 2 l SScan code and Make & Break8 / V9 P/ v- |7 * 1 W5 f+ & |+0 n6 P9 n& Z6 E. R当键盘上有键被按下，键盘将产生扫描码（scan code），scan code有两种Make code和Break code，也就是通常所说的通码和断码。每一个按键都有一个唯一的Make code和Break code。当一个键被按下就会产生Make code，松开时就会产生一个Break code。Scan code一共有三套称之为set1、set2、set3，PS2接口键盘默认使用set2。EC收到set2 scan code以后会将它转化为set1送给host。Set1的scan code中标准按键的Scan code Make code和Break code都只有一个字节，Make code和BreakCode的差别就在最高位。Make code最高位为0，Break code最高位为1。 W! F+ P. A的scan code如下图1所示:A keyMake codeBreak codeSet11Eh+ h. T& q# y9 |1 i9EhSet21ChF0h,1ChSet31ChF0h,1Ch) _* C4 c- V+ X , - I* D/ _- * ! s, E4 b- 图23.How Does Keyboard Work? 6 Key board功能虽然比较简单，只是让用户可以输入一些字符而已，可是它的工作原理却不简单。从一个键被按下到操作系统识别它并送给其他的driver或者AP，中间经历了很多道工序。键盘是一种矩阵结构，每一个键都有一个行地址和列地址，用户按下键以后,EC获得该按键的matrix address，EC将该address转化为matrix value然后判断该键的类型是特殊功能键还是标准按键，然后采用不同的方法将matrix value转成Set2，最后在转成Set1 value送给host，host收到就可以送给其它需要的程序了。其完整的工作流程如下图3所示： # v7 y& c- n9 C, h- _* x4$ ?6 N3 D8 |3 uT$ GCustomized# B. h_ L1 R, b% B) ) LHot KeyNB上有一些被称为Hot Key（热键）的东东，比如用户可以按Fn+F4/F5调整亮度等。这些是如何实现的呢？既然key board部分是由EC FW处理，那定制这些特殊功能键就不是什么难事了。Fn没有scan code但是它有matrix address 所以EC收到该键按下后置一个flag，后续检测到F1-F12 被按下后，EC发一个Q_EVENT（什么是Q_EVENT?后续会详细描述J）给Host,Host就可以和EC通信了。如此便可以定制出各种各样的功能了。# ?0 n) J9 t0 p8 m, p# v: t& w. 4 X0 _- u/ l& l/ i- 9 i5 ; a ?A1 c4 n( f _* u5 v$ J# 0 f, f- gIO Port Command Host通过60h，64h这两个ports和Keyboard进行通信，其中60h被称为数据端口，64h为命令端口。Host对EC发命令是通过64h port实现的命令分别为：% MA _9 _( X% q# x# a& x% J- w/ eCommandDescriptionEDh设置LED。Keyboard收到此命令后，一个LED设置会话开始。Keyboard首先回复一个ACK（FAh），然后等待从60h端口写入的LED设置字节，如果等到一个，则再次回复一个ACK，然后根据此字节设置LED。然后接着等待。直到等到一个非LED设置字节(高位被设置)，此时LED设置会话结束。EEh诊断Echo。此命令纯粹为了检测Keyboard是否正常，如果正常，当Keyboard收到此命令后，将会回复一个EEh字节。F0h选择Scan code set。Keyboard系统共可能有3个Scan code set。当Keyboard收到此命令后，将回复一个ACK，然后等待一个来自于60h端口的Scan code set代码。系统必须在此命令之后发送给Keyboard一个Scan code set代码。当Keyboard收到此代码后，将再次回复一个ACK，然后将Scan code set设置为收到的Scan code set代码所要求的。F2h读取Keyboard ID。由于EC芯片后不仅仅能够接Keyboard。此命令是为了读取后所接的设备ID。设备ID为2个字节，Keyboard ID为83ABh。当键盘收到此命令后，会首先回复一个ACK，然后，将2字节的Keyboard ID一个一个回复回去。F3h设置Typematic Rate/Delay。当Keyboard收到此命令后，将回复一个ACK。然后等待来自于60h的设置字节。一旦收到，将回复一个ACK，然后将Keyboard Rate/Delay设置为相应的值。, I/ ) i& K. X( ! t: c+ r. WF4h清理键盘的Output Buffer。一旦Keyboard收到此命令，将会将Output buffer清空，然后回复一个ACK。然后继续接受Keyboard的击键。F5h设置默认状态(w/Disable)。一旦Keyboard收到此命令，将会将Keyboard完全初始化成默认状态。之前所有对它的设置都将失效Output buffer被清空，Typematic Rate/Delay被设置成默认值。然后回复一个ACK，接着等待下一个命令。需要注意的是，这个命令被执行后，键盘的击键接受是禁止的。如果想让键盘接受击键输入，必须Enable Keyboard。F6h设置默认状态。和F5命令唯一不同的是，当此命令被执行之后，键盘的击键接收是允许的。FEhResend。如果Keyboard收到此命令，则必须将刚才发送到Output Register中的数据重新发送一遍。当系统检测到一个来自于Keyboard的错误之后，可以使用自命令让Keyboard重新发送刚才发送的字节。FFhReset Keyboard。如果Keyboard收到此命令，则首先回复一个ACK，然后启动自身的Reset程序，并进行自身基本正确性检测（BAT-Basic Assurance Test）。等这一切结束之后，将返回给系统一个单字节的结束码（AAh=Success, FCh=Failed），并将键盘的Scan code set设置为2。20h准备读取芯片的Command Byte；其行为是将当前Command Byte的内容放置于Output Register中，下一个从60H端口的读操作将会将其读取出来。60h准备写入EC芯片的Command Byte；下一个通过60h写入的字节将会被放入Command Byte。A4h测试一下键盘密码是否被设置；测试结果放置在Output Register，然后可以通过60h读取出来。测试结果可以有两种值：FAh=密码被设置；F1h=没有密码。A5h设置键盘密码。其结果被按照顺序通过60h端口一个一个被放置在Input Register中。密码的最后是一个空字节（内容为0）。A6h让密码生效。在发布这个命令之前，必须首先使用A5h命令设置密码。AAh自检。诊断结果放置在Output Register中，可以通过60h读取。55h=OK。ADh禁止键盘接口。Command Byte的bit-4被设置。当此命令被发布后，Keyboard将被禁止发送数据到Output Register。AEh打开键盘接口。Command Byte的bit-4被清除。当此命令被发布后，Keyboard将被允许发送数据到Output Register。C0h准备读取Input Port。Input Port的内容被放置于Output Register中，随后可以通过60h端口读取。D0h准备读取Outport端口。结果被放在Output Register中，随后通过60h端口读取出来。D1h准备写Output端口。随后通过60h端口写入的字节，会被放置在Output Port中。D2h准备写数据到Output Register中。随后通过60h写入到Input Register的字节会被放入到Output Register中，此功能被用来模拟来自于Keyboard发送的数据。如果中断被允许，则会触发一个中断。) U2 K- x; Q1 Yl! C: A.上面的表格就是EC支持的全部的command。那么如何向EC发一个命令呢？在向端口60h，64h写任何信息之前，EC输入缓冲区必须为空。读取64h获得状态，然后检查bit1，如果是0表示buffer为空可写，否则为满不能写入。Example：4 B) H+ g4 ( ( Q& _9 tin 9 Y5 w1 N: 7 e( d9 Hal,64h* O7 f% L% a T7 S0 ftest/ r1 X* v; x& H+ O% Pal,2: y/ + h* p 6 z, N9 + xjz4 - 0 ?! U l3 w: P9 nsend_cmd# ! q6 / k* s( - Iretsend_cmd:1 v7 R( q8 q5 C* k. H4 Z- dmov. z) j: E% I; q) l, Ibl,adh1 L; J7 / s4 Y2 K7 o9 Kout 64h,bl# r9 Y1 U# 1 . # i o如何从EC端读取数据呢？读取任何信息之前，必须检查控制器输出缓冲区状态，以确定可以读取一个字节。读取64h bit0如果是1表示buffer为满可读，否则为空不能读取。Example：5 f# d8 r) 4 t3 f3 d F) N( xn, ?- e( pin( w& t6 c) g$ E I; |al，64h j4 # i) T1 E9 H Itest8 h; C( Wu! ) J- Bal，15 i8 r3 n7 e- wjnz4 n0 n7 u1 L J1 Z) z5 read_key_ready; s- l4 R2 d8 $ ret 5 t) 9 f* a ?read_key_ready:. T% R( J8 V+ L F+ N W0 iin, O$ v. z H, j& Qal,60h- N* _9 d0 B, D2 |- d/ b& MStatus Register（状态寄存器）的状态位如下所述：Bit7: PARITY-EVEN(P_E): 从键盘获得的数据奇偶校验错误- B! * Uj# J% Q6 / R) ?Bit6: RCV-TMOUT(R_T): 接收超时，置1 H$ J( ) R7 s2 H7 W6 j$ T, h& v3 nBit5: TRANS_TMOUT(T_T): 发送超时，置11 m: _# A% w( q1 8 mBit4: KYBD_INH(K_I): 为1键盘没有被禁止。为0键盘被禁止。J( B- ! m |8 j4 A, nBit3: CMD_DATA(C_D): 为1输入缓冲器中的内容为命令，0输入缓冲器中的内容为数据。+ c5 : R# ENC, kBit2: SYS_FLAG(S_F): 系统标志，加电启动置0，自检通过后置1; a; _ t5 X3 p& Y, o* ?/ B6 jBit1: INPUT_BUF_FULL(I_B_F): 输入缓冲器满置1，i8042 取走后置0( n! z j, y/ R+ h$ NBitO: OUT_BUF_FULL(O_B_F): 输出缓冲器满置1，CPU读取后置0- 2 i; $ K8 oi9 c( P62 g4 L8 z* R& 5 S9 ?Co-Work With USB Keyboard & u* W, R9 Z7 B8 d1 E! r3 k3 g大家可能会觉得Usb keyboard好像和EC没什么关系，其实不然。Usb keyboard在Legacy mode需要将数据送给EC，由EC在送给Host。（借腹生子哈哈）。完整的流程如图4所示：) D6 w3 P 2 c: c2 q1 x- x V: c t# R. G- k P5 y4 O ! o* H0 w* C* c p% y0 e5 F: f# W) b! e - w6 j1 u4 # o! U5 T( s1 G当usb keyboard有数据输入，BIOS将数据转化并通过D2 command将数据送给EC，EC通过IRQ1通知Host，Host再下来读取。一小弟刚开始学习EC，用的是ITE的8511，收益匪浅，但是还有几个疑问，5 m9 G, v, X4 p+ T+ % K/ k8 t- 0 W1. peter老师提到，按下Fn后，ec要设置flag，是在哪里设置flag呢？如何去查看这个flag？4 _3 c3 D9 t6 ?# 6 m2. 有了flag后，按下fn功能组合键，比如说Fn+F2，应该能够抓到scancode吧？这个scancode与单纯的F2键的set2 scancode一样吗？9 L% Q r ?0 |3. Fn+Fx功能键的调节功能是如何实现的呢？是Q_EVent吗？$ t2 o/ O$ C h/ g8 X4. 为什么有些Fn组合键的功能可以不需要应用程序（进入OS的那种）就可以实现，而有些需要有驱动程序的支持呢？这两种组合功能键实现上有什么区别？二：1.peter老师说的这个flag,应该是code里设置的，定义一个BYTE，一般存overlay,Fn,Numlock,ctrl,alt,shift这些flag.! H: e/ x* zn0 C# 2.单纯按F2，一定有ccancode，但是Fn+F2这个要不要发scancode，要看这个功能需不需要，假设我要做LCD/CRT Switch，EC要发query event，不用发scancode5 O* G* F4 J$ t# z, , W Q- j2 S3.调节功能你指得是什么呢？Query event是需要通知上层就发，asl对应的method会作处理% Z7 r; O& Y. o) i4 a% _v9 m! X4.对EC来说，就是判断按下了什么键，你要EC怎么处理完全随你！% B4