Super_IO介绍

1、Super I/O Introduction Department: ICP/SW Author: Steven Wang 2012.7.30内容提要内容提要 Super I/O的基本定义 Super I/O的基本组成 Super I/O各组成部分的作用Super I/O的基本定义的基本定义 Super I/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Super I/O芯片则完成了该功能。 Super input/output 超级输入输出控制器 通过LPC（low pin count）总线

2、与南桥进行通信 其本身就是一个MCU，可以独立控制输入输出设备 开机过程中完成CLOCK判断目前我们主要使用的Super IO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。F81866 Super IO的一些基本默认设置其他品牌IO的config方式 WinbondW82627SFW83977 ITE LPC接口接口LPC负责南桥，Super IO及BIOS之间的通信ClockSuper IO clock 的判断，首先查阅F81866资料了解Clock Select Register中几种频率，由CLKIN去

3、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为48M。Super I/O的基本组成的基本组成 H/W Monitor FDC Parallel port KBC UART GPIO ACPIHardware Monitor Hardware Monitor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（cpu and system temperature） 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

4、/ 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/W Monitor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Hardware Monitor的配置寄存器。从基址寄存器60H、61H我们能读到H/W Monitor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

5、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=1.5106/ count转换为每分钟多少转的形式。风扇转速控制(smart fan)F81866提供了两种风扇速度控制方法： 1.DAC FAN CONTROL 2. PWM DUTY CYCLE 两种模式去控制风扇速度： 1.Manual mode For manual mode, it generally acts as the software fan spe

6、ed control. 2. Auto mode (Stage & Linear) 在Auto mode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。Stage auto mode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： PWM Duty and RPM %。 (1) Stage auto mode (PWM Duty)Set the temperature limits as 70C, 60C, 50C,

7、 40C and the duty as 100%, 90%, 80%, 70%, 60% (2) Stage auto mode (RPM %)Set the temperature as 70C, 60C, 50C, 40C and the corresponding fan speed is 6,000 RPM, 5,400 RPM, 4,800 RPM, 4,200 RPM, and 3,600 RPMLinear auto modeF81866也支持Linear auto mode,风扇转速与温度呈线性增加或减少。同样也有模式：PWM Duty and RPM %。 (1) Line

8、ar auto mode (PWM Duty)Set the temperature as 70C, 60C, 50C, 40C and the duty is 100%, 80%, 70%, 60% and 50%. (2) Linear auto mode (RPM %)Set the temperature as 70C, 60C, 50C, 40C and the corresponding fan speed is 6,000 RPM, 4,800 RPM, 4,200 RPM, 3,600 RPM and 3,000 RPM.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

9、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 (Floppy disk controller)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Logic Device Number Register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: disable FDC/1: enable FDC，基址地址是03F0H，则数据口是03F1H。Parallel port Parallel po

10、rt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Logic Device Number Register可知， 03H用于选择Parallel port device configuration registers 。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 (Keyboard controller)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

11、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Logic Device Number Register可知,05H用于选择KBC device configuration registers 。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UART ports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

12、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-byte FIFO。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。 UART device register主要有Receiver Buffer Register，Divisor Latch，Transmitter Holding Register，Interrupt Enable Register，FIFO Control Reg

13、ister，Line Control Register，MODEM Control Register ，Line Status Register ，MODEM Status Register ， Scratch Register。 通过Line Control Register可以了解UART数据传送的结构。 由Logic Device Number Register可知，10H15H分别用于选择UART1 UART6 device configuration registers。 由UART Device Configuration Registers可知，UART1UART4的基址分别是0

14、3F8H,02F8H,03E8H,02E8H。UART功能选择： UART3：INDEX 27H BIT0 = 0 INDEX 29H BIT5-4 = 01 ONLY SIN3/SOUT3 available INDEX 29H BIT5-4 = 10 ONLY SIN3/SOUT3/RTS3# available INDEX 29H BIT5-4 = 11 FULL UART UART4：INDEX 27H BIT0 = 0 INDEX 29H BIT7-6 = 01 ONLY SIN4/SOUT4 available INDEX 29H BIT7-6 = 10 ONLY SIN4/SOU

15、T4/RTS4# available INDEX 29H BIT7-6 = 11 FULL UART UART5：INDEX 27H BIT3-2 = 00 INDEX 28H BIT3-2 = 01 ONLY SIN5/SOUT5 available INDEX 28H BIT3-2 = 10 ONLY SIN5/SOUT5/RTS5# available INDEX 28H BIT3-2 = 11 FULL UART UART6：INDEX 27H BIT3-2 = 00 INDEX 28H BIT1-0 = 01 ONLY SIN6/SOUT6 available INDEX 28H B

16、IT1-0 = 10 ONLY SIN6/SOUT6/RTS6# available INDEX 28H BIT1-0 = 11 FULL UART UART1 & UART2 are pure pins GPIOF81866共拥有72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 x GPIO1x GPIO5x和GPIO8x有不同的SIRQ通道。由Logic Device Number Register可知，06H用于选择GPIO device configuration registers。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