筆記本電腦(簡稱筆電)早已經(jīng)成為一個生活辦公都不可缺少的設(shè)備。在筆電的日常使用中,“按下電源鍵開關(guān)機、接上充電器給電池充電、敲擊鍵盤輸入文字、主板過熱風(fēng)扇自動加速”等功能實現(xiàn),都離不開筆電主板的“管家”EC芯片。
EC芯片的角色定位
CPU、GPU 是筆電主板上功能強大的處理器芯片,負責(zé)復(fù)雜的數(shù)據(jù)計算、圖形處理。但是,除了CPU、GPU之外,EC芯片同樣不可或缺。
EC全稱Embedded Controller,是x86架構(gòu)筆記本的專用MCU,主要任務(wù)有 CPU時序管理、電池管理、熱管理、鍵盤管理、ACPI管理。簡單來說,在我們?nèi)粘J褂霉P電時,電池充放電、鍵盤掃描、開合蓋檢測、風(fēng)扇控制、指示燈控制及核心數(shù)據(jù)匯報操作系統(tǒng)等工作,都是 EC 在背后默默處理。
在筆電的主板線路設(shè)計中,EC 和 PCH是通過 LPC/eSPI 相連。相對而言,EC 需要處理的都是一些邏輯簡單,計算量小,但穩(wěn)定性要求極高的工作任務(wù)。
EC的發(fā)展歷程
最初的筆電主板并沒有EC這顆專用MCU芯片。電池管理、熱管理、鍵盤管理等任務(wù),分別由各自對應(yīng)的芯片管控。例如:早期筆記本電腦主板上有一個鍵盤管理芯片 i8042,負責(zé)PS/2接口的鍵盤和鼠標控制和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),簡稱KBC(Keyboard Controller)。如下圖:
隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,芯片設(shè)計可以做到體積更小、功能更多、集成度更高。因此,筆電主板設(shè)計上,KBC集成了越來越多的功能,最終發(fā)展成為現(xiàn)在的EC,因此EC也時常會被稱作 KBC芯片。
時至今日,筆電產(chǎn)品為了兼顧高速通訊和輕薄美觀的極致設(shè)計,采用USB Type-C 接口統(tǒng)一電源、音頻、視頻接口,EC又肩負起PD芯片數(shù)據(jù)采集的任務(wù)。同時,數(shù)據(jù)安全是未來信息社會不容忽視的問題,那么筆電產(chǎn)品的固件啟動安全,都是EC必須直面的關(guān)鍵問題。
事實上在筆電設(shè)計中,EC 承擔(dān)的任務(wù)始終在逐步增加,如今已成為筆電主板不可或缺的專用 MCU。
芯??萍?/u>EC優(yōu)勢
針對筆電及PC產(chǎn)品日益增強的功能需求,芯??萍悸氏韧瞥鰢a(chǎn)高集成度,更安全及易開發(fā)的32位EC芯片:CSC2E101,不僅能滿足EC的基本需求,同時擴展更多外設(shè)資源,并解決筆電固件安全啟動的問題。
CSC2E101是可靈活配置于筆記本電腦、平板電腦、臺式機主板的核心芯片,管理上述設(shè)備的開機/關(guān)機、休眠/喚醒、低功耗、數(shù)據(jù)安全等,管理主板上串口、鼠標/鍵盤、PD/TYPE-C、電壓/溫度監(jiān)控等慢速設(shè)備,充當CPU和慢速設(shè)備之間的橋梁。
CSC2E101 采用高性能32位MCU內(nèi)核,內(nèi)置512KB Flash存儲、192KB SRAM、 8KB 指令緩存,集成安全算法引擎,支持 eSPI、LPC、I2C Host 接口,支持 PECI 溫度接口,具有高速UART、高速SPI接口,多模式 I2C、 USB、PD/TYPE-C、鍵盤、風(fēng)扇、呼吸燈、氛圍燈等接口,內(nèi)置高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換 ADC/DAC、比較器、電壓監(jiān)控、溫度監(jiān)控等數(shù)模接口。
除了EC的基礎(chǔ)功能之外,CSC2E101還集成一路PD-PHY,能夠節(jié)省一顆 PD-MCU,幫助客戶有效降低硬件設(shè)計成本。此外,TCPM和TCPC均有CSC2E101的軟件實現(xiàn)。
此外,CSC2E101的另一個獨特設(shè)計創(chuàng)新:高度集成多種硬件加密引擎。該芯片配合BootLoader完成固件的加密驗簽功能,為EC固件安全可信啟動,構(gòu)建完整信任鏈,且利用硬件加密引擎,通過外掛指紋傳感器,完成指紋數(shù)據(jù)的加密傳輸功能。
綜上所述,雖然EC芯片對于筆電用戶而言并不顯而易見,但是卻伴隨著筆電產(chǎn)品的整個生命周期,承載著不容或缺的功能作用。
目前,全球筆電EC芯片市場仍然被美國和臺灣的少數(shù)幾家公司壟斷,技術(shù)準入門檻高,國產(chǎn)替代難度大,迫切需要自主研發(fā)。芯??萍糆C芯片的推出,打破了海外公司對中國電腦產(chǎn)業(yè)核心芯片的壟斷,實現(xiàn)了國產(chǎn)替代。未來,芯海科技將持續(xù)推動 EC 芯片設(shè)計的研發(fā)創(chuàng)新,推出更高集成度、安全可信、易于開發(fā)的EC解決方案,推助國產(chǎn) PC 行業(yè)高速發(fā)展。
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