筆記本硬件結(jié)構(gòu)教學(xué)資料2

1、筆記本硬件結(jié)構(gòu)終極教程·下 第1頁(yè)：BIOS EC 電源管理之間的關(guān)系 所所開(kāi)篇：今天是本系列教程的下篇，到今天工程師權(quán)威揭密系列的教程就告一段落了。隨后大家可以通過(guò)訪問(wèn)我們的專題頁(yè)面來(lái)隨時(shí)溫故知新，下面一起來(lái)看下篇吧。 我們常會(huì)聽(tīng)到某些高手說(shuō)“改一下COMS設(shè)置”云云，我們現(xiàn)在就來(lái)談?wù)凚IOS（CMOS）。 BIOS（Basic Input/Output System，基本輸入輸出系統(tǒng)）在整個(gè)系統(tǒng)中的地位是非常重要的，它實(shí)現(xiàn)了底層硬件和上層操作系統(tǒng)的橋梁。比如你現(xiàn)在從光盤拷貝一個(gè)文件到硬盤，您只需知道“復(fù)制、粘貼”的指令就行了，您不必知道它具體是如何從光盤讀取，然后如何寫(xiě)入硬盤。對(duì)

2、于操作系統(tǒng)來(lái)說(shuō)也只需要向BIOS發(fā)出指令即可，而不必知道光盤是如何讀，硬盤是如何寫(xiě)的。BIOS構(gòu)建了操作系統(tǒng)和底層硬件的橋梁。 而我們平時(shí)說(shuō)的BIOS設(shè)定僅僅是談到了其軟件的設(shè)定，比如設(shè)置啟動(dòng)順序、禁用/啟用一些功能等等。但這里有一個(gè)問(wèn)題，在硬件上，BIOS是如何實(shí)現(xiàn)的呢？畢竟，軟件是運(yùn)行在硬件平臺(tái)上的吧？這里我們不能不提的就是EC。 這是日立H8的DEMO板和其宣傳畫(huà)WINBOND的ECEC（Embed Controller，嵌入式控制器）是一個(gè)16位單片機(jī)，它內(nèi)部本身也有一定容量的Flash來(lái)存儲(chǔ)EC的代碼。EC在系統(tǒng)中的地位絕不次于南北橋，在系統(tǒng)開(kāi)啟的過(guò)程中，EC控制著絕大多數(shù)重要信號(hào)的

3、時(shí)序。在筆記本中，EC是一直開(kāi)著的，無(wú)論你是在開(kāi)機(jī)或者是關(guān)機(jī)狀態(tài)，除非你把電池和Adapter完全卸除。 在關(guān)機(jī)狀態(tài)下，EC一直保持運(yùn)行，并在等待用戶的開(kāi)機(jī)信息。而在開(kāi)機(jī)后，EC更作為鍵盤控制器，充電指示燈以及風(fēng)扇等設(shè)備的控制，它甚至控制著系統(tǒng)的待機(jī)、休眠等狀態(tài)。主流筆記本系統(tǒng)中，EC在系統(tǒng)架構(gòu)中的地位如下圖： 現(xiàn)在的EC有兩種架構(gòu)，上圖左邊是比較傳統(tǒng)的，即BIOS的FLASH通過(guò)X-BUS接到EC，然后EC通過(guò)LPC接到南橋，一般這種情況下EC的代碼也是放在FLASH中的，也就是和BIOS共用一個(gè)FLASH。右邊的則是比較新的架構(gòu)，EC和FLASH共同接到LPC總線上，一般它只使用EC內(nèi)部的

4、ROM。至于LPC總線，它是INTEL當(dāng)初為了取代低速落后的X-BUS而推出的總線標(biāo)準(zhǔn)。 EC上一般都含有鍵盤控制器，所以也稱KBC(Keyboard Controller)。 那EC和BIOS在系統(tǒng)中的工作到底有什么牽連呢？在這里我們先簡(jiǎn)單的分析一下，具體的過(guò)程在本文的最后會(huì)詳細(xì)介紹。 在系統(tǒng)關(guān)機(jī)的時(shí)候，只有RTC部分和EC部分在運(yùn)行。RTC部分維持著計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘和CMOS設(shè)置信息，而EC則在等待用戶按開(kāi)機(jī)鍵。在檢測(cè)到用戶按開(kāi)機(jī)鍵后，EC會(huì)通知整個(gè)系統(tǒng)把電源打開(kāi)（這部分在最后詳細(xì)介紹）。CPU被RESET后，會(huì)去讀BIOS內(nèi)一個(gè)特定地址內(nèi)的指令（其實(shí)是一個(gè)跳轉(zhuǎn)指令，這個(gè)地址是由CPU硬件設(shè)定

5、的）。 這里開(kāi)始分兩種情況，對(duì)于上圖左邊的結(jié)構(gòu)：CPU發(fā)出的這個(gè)地址通過(guò)FSB到北橋，然后通過(guò)HUB-LINK到南橋，通過(guò)LPC到EC，再通過(guò)X-BUS一直到達(dá)BIOS。在CPU讀到所發(fā)出的地址內(nèi)的指令后，執(zhí)行它被RESET后的第一個(gè)指令。在這個(gè)系統(tǒng)中，EC起到了橋接BIOS和南橋（或者說(shuō)整個(gè)系統(tǒng)）的作用。 對(duì)于上圖右邊的結(jié)構(gòu)：在這地址南橋后，會(huì)直接通過(guò)LPC到BIOS，不需要EC的橋接。 這里需要說(shuō)明的是，對(duì)于臺(tái)式機(jī)而言，一般是不需要EC的。這里原因有很多：比如臺(tái)式機(jī)本身的ATX電源就具有一定的智能功能，他已經(jīng)能受操作系統(tǒng)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)待機(jī)、休眠的狀態(tài)；其次由于筆記本的鍵盤不能直接接到PS/2接

6、口，而必須接到EC之上；還有就是筆記本有更多的小功能，比如充電指示燈、WIFI指示燈、Fn等很多特殊的功能，而且筆記本必須支持電池的充放電等功能，而智能充放電則需要EC的支持；另外，筆記本TFT屏幕的開(kāi)關(guān)時(shí)序也必須由EC控制。這些原因?qū)е铝斯P記本使用EC來(lái)做內(nèi)部管理的必要性。 總體來(lái)說(shuō)，EC和BIOS都處于機(jī)器的最底層。EC是一個(gè)單獨(dú)的處理器，在開(kāi)機(jī)前和開(kāi)機(jī)過(guò)程中對(duì)整個(gè)系統(tǒng)起著全局的管理。而B(niǎo)IOS是在等EC把內(nèi)部的物理環(huán)境初始化后才開(kāi)始運(yùn)行的。 看到這里，我想大家也明白EC到底是呵方神圣。如果說(shuō)BIOS 是底層系統(tǒng)的話，那EC 似乎更加底層。 在南橋上還有一個(gè)功能塊就是電源管理單元（PM，P

7、ower Management）。 一般來(lái)說(shuō)，他和EC來(lái)共同配合完成。這里包括從開(kāi)機(jī)（power button）鍵按下后，啟動(dòng)，待機(jī)，休眠，關(guān)機(jī)的全部功能。還包括對(duì)背光亮度，聲音等的控制等等。 至于現(xiàn)在Intel的Speed Step技術(shù)，也有部分功能是透過(guò)南橋來(lái)實(shí)現(xiàn)的（南橋發(fā)送SLP、STPCLK（sleep，Stop Clock）來(lái)實(shí)現(xiàn)睡眠、深睡眠等）。 這部分的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，只需要點(diǎn)到點(diǎn)的連接南橋和CPU即可。 第2頁(yè)：PCI設(shè)備：網(wǎng)卡 1394的不同接法 在臺(tái)式機(jī)上，我們常聽(tīng)到關(guān)于集成網(wǎng)卡這個(gè)說(shuō)法。而對(duì)于筆記本來(lái)說(shuō)，網(wǎng)卡一般都是集成在主板上的，進(jìn)入PIII時(shí)代以后，就沒(méi)有無(wú)內(nèi)建網(wǎng)卡的機(jī)

8、器了。對(duì)于筆記本網(wǎng)卡來(lái)說(shuō)（不考慮PCMCIA的網(wǎng)卡哦），一般有兩種接法。 首先我們把網(wǎng)卡分成兩個(gè)部分。學(xué)過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的讀者可能都很清楚，現(xiàn)在的LAN都屬于802.3的協(xié)議。而這個(gè)協(xié)議的物理實(shí)現(xiàn)卻并非那么簡(jiǎn)單，需要分成兩個(gè)部分。一部分是MAC控制層（Media Access Controller 媒體接入控制器），作用是根據(jù)802.3協(xié)議來(lái)做運(yùn)算（采用CSMA/CD算法），另一部分是物理連接層（PHY）作用是根據(jù)MAC的算法得出的處理結(jié)果，接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。 首先我們談第一種，走PCI總線的網(wǎng)卡。如果這樣接的話跟臺(tái)式機(jī)的網(wǎng)卡唯一的區(qū)別就是把臺(tái)式機(jī)的PCI網(wǎng)卡直接做到主板上。這顆走PCI的網(wǎng)卡芯片內(nèi)部

9、整合了MAC和PHY功能。實(shí)際使用中，高檔一些的筆記本會(huì)采用INTEL的網(wǎng)卡，低檔一些的就會(huì)用REALTLK或者VIA的芯片。當(dāng)然，INTEL網(wǎng)卡的傳輸效率確實(shí)也比較高。 上圖藍(lán)色框內(nèi)的就是PCI的網(wǎng)卡（REALTLK8100C）第二種則是“真正集成”的網(wǎng)卡，MAC層部分被做到了南橋里面，然后需要用一個(gè)外圍電路（PHY）來(lái)配合南橋里的MAC來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)卡的功能。 如圖，南橋內(nèi)部的網(wǎng)卡MAC輸出一組信號(hào)線（稱為MII總線），連接PHY（上圖中的Intel 82562ET），然后引出RX+-和TX+-兩對(duì)差分線，透過(guò)Transformer來(lái)控制EMI，然后輸出到RJ45接口即刻。這里的Transfor

10、mer的結(jié)構(gòu)跟中篇里的USB的共模電感相似，作用也相似。上面的REALTLK8100C的那張圖中，紅色框內(nèi)就是Transformer。經(jīng)過(guò)Transformer的信號(hào)線必須以最短的距離接到RJ45接口上以減少干擾，所以它離和RJ45的距離是必須被嚴(yán)格控制的。 INTEL的網(wǎng)卡PHY（82562ET）那么MAC地址是什么呢？MAC地址是區(qū)別網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的唯一物理標(biāo)志，理論上，世界上任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的MAC應(yīng)該都是不同的。那么網(wǎng)卡的MAC地址到底放在哪里呢？ 對(duì)于走PCI總線的網(wǎng)卡，一般會(huì)在網(wǎng)卡上掛一個(gè)小小的的E2PROM來(lái)存儲(chǔ)，里面燒有MAC地址以及一些廠商信息。而對(duì)于用PHY來(lái)連接的網(wǎng)卡，會(huì)把MA

11、C地址信息放在掛在南橋上的E2PROM（因?yàn)榫W(wǎng)卡的MAC控制器在南橋）。 上圖中黃色框內(nèi)的U6就是E2PROM，用來(lái)記錄網(wǎng)卡的MAC地址而1394和網(wǎng)卡的構(gòu)建形式差不多，也是由MAC控制器和PHY來(lái)構(gòu)成。其原理和布線準(zhǔn)則也和網(wǎng)卡類似，筆者就不多費(fèi)筆墨了。 第3頁(yè)：PCI設(shè)備：PCMCIA, Mini PCI 1989年由200多家公司確立了PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association)標(biāo)準(zhǔn)，最初只是用來(lái)擴(kuò)展內(nèi)存，91年后隨著I/O設(shè)備擴(kuò)展需求，多種設(shè)備都被做成了PCMCIA接口，PCMCIA成為了筆記本最重要的擴(kuò)展

12、插槽。PCMCIA的成長(zhǎng)史幾乎是整個(gè)筆記本電腦產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)史。那PCMCIA到底是如何實(shí)現(xiàn)的呢？ 實(shí)際上，PCMCIA的實(shí)現(xiàn)方法并不復(fù)雜，把南橋的PCI總線拉到PCMCIA控制器，然后從PCMCIA控制器就能輸出Cardbus，接上標(biāo)準(zhǔn)的PCMCIA接口就可以了。 下圖就是PCMCIA的框圖： 實(shí)際上在設(shè)計(jì)的時(shí)候，CardBus Controller的設(shè)計(jì)廠商都已經(jīng)對(duì)其開(kāi)發(fā)作好了一整套的外圍電路，OEM廠商只需要簡(jiǎn)單的按標(biāo)準(zhǔn)電路做簡(jiǎn)單的修改即可（比如一些降低成本的動(dòng)作）。一般來(lái)說(shuō)，CardBus Controller有TI，RICHO，ENE等幾家可以選擇。 如圖是IBM R40采用的TI的芯片

13、PCI 1510 控制器和NEC的某款產(chǎn)品，采用理光R5C551的CardBus控制器。 對(duì)CardBus一些其他分析可參考權(quán)威揭密 從成本分析看低價(jià)筆記本貓膩一文， 至于mini PCI則更加簡(jiǎn)單了，只需把南橋的PCI總線點(diǎn)到點(diǎn)的接到mini PCI的接口上即可。順便說(shuō)一句，mini PCI和臺(tái)式機(jī)上的PCI的物理定義是一致的，不同的僅僅是插槽不一致而已。 我們見(jiàn)到過(guò)為了臺(tái)式機(jī)上為了使用Mini PCI接口的無(wú)線網(wǎng)卡而出現(xiàn)的轉(zhuǎn)接卡： 我們看到，這樣的轉(zhuǎn)接板也是非常的簡(jiǎn)單，除了一些用以穩(wěn)壓用的元器件外沒(méi)有任何用以信號(hào)轉(zhuǎn)換的芯片。這也從側(cè)面說(shuō)明了Mini PCI 只是PCI的翻版。 第4頁(yè)：筆記

14、本也可以超頻么？ 所有的數(shù)字電路都需要依靠時(shí)鐘信號(hào)來(lái)使組件的運(yùn)作同步，每單位時(shí)間內(nèi)電路可運(yùn)作的次數(shù)取決于時(shí)鐘的頻率，因此時(shí)鐘運(yùn)作的頻率即被大家視為系統(tǒng)運(yùn)作的性能指針。在筆記本的內(nèi)部，時(shí)鐘都是由一顆Clock Generator來(lái)產(chǎn)生的。 上圖中，大顆的是Clock Generator，小顆的是14.318Mhz的晶振一般來(lái)說(shuō)這顆IC自身采用14.318Mhz的晶振來(lái)產(chǎn)生部分需要的頻率。系統(tǒng)的各部分頻率分別是：CPU-100M，南橋/北橋- 66M， AC97-14M，LAN-25M，PCI CLK-66M，USB-48M等等。南橋由于設(shè)備的多樣性，可能同時(shí)需要66/14/48/33等頻率，這主

15、要看各種南橋的Specification（規(guī)格）和你采用的功能來(lái)決定（比如你需要加一個(gè)Super I/O來(lái)增加一個(gè)紅外口，那么你需要加一組14.318Mhz頻率來(lái)提供給Super I/O）。 如果我們仔細(xì)研究一下這顆時(shí)鐘芯片的規(guī)格書(shū)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，控制其輸出頻率高低的有三個(gè)PIN，通過(guò)這三個(gè)PIN的高低電平，我們可以獲得不同的頻率輸出。 我們舉個(gè)例子，ICS954226這顆芯片是為P4-M和P-M系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)鐘芯片，它的PIN圖如下： 其中紅色框內(nèi)的就是可以用來(lái)調(diào)整系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的跳線，具體的對(duì)應(yīng)表如下圖： 紅色框內(nèi)是P-M采用的數(shù)據(jù)至此我想各位也都明白，只要研究一下時(shí)鐘芯片的跳線，并調(diào)整跳線就可

16、以改變CPU的外頻和主頻。這實(shí)在讓人興奮！ 不過(guò)在實(shí)際上并非那么簡(jiǎn)單。因?yàn)閱渭兊奶岣邥r(shí)鐘頻率必然導(dǎo)致整機(jī)功耗的偏大，發(fā)熱必將嚴(yán)重。而筆記本電腦在散熱方面基本沒(méi)有DIY的可能性。這樣，散熱在這里就成為比較突出的問(wèn)題。 在調(diào)整時(shí)鐘的時(shí)候，我們也必須考慮到北橋?qū)SB的承受能力，超負(fù)荷的運(yùn)作可能會(huì)導(dǎo)致北橋不堪重負(fù)而發(fā)生問(wèn)題。 在老式的主板上，我們需要多考慮一個(gè)問(wèn)題。因?yàn)槠涓鱾€(gè)組件都有其固定的工作頻率，而各個(gè)總線的工作頻率和系統(tǒng)的頻率大部分都維持固定的比例來(lái)工作。換句話說(shuō)，傳統(tǒng)的時(shí)鐘發(fā)生器通常是以CPU的外頻作為基準(zhǔn)頻率，通過(guò)固定比例的除頻，產(chǎn)生其余外設(shè)所使用的時(shí)鐘。所以當(dāng)使用者調(diào)高CPU外頻的同時(shí)，

17、總線及外設(shè)的時(shí)鐘也會(huì)等比例地被提升，有的時(shí)候CPU尚未超出其工作極限，反而是外設(shè)承受不了過(guò)高的頻率而罷工了。 而在設(shè)計(jì)時(shí)，為了使同一款頻率發(fā)生器能在更多的系統(tǒng)上使用，新一代的時(shí)鐘發(fā)生器將AGP/PCI等總線的頻率，采用與CPU外頻“異步”的設(shè)計(jì)方式，使用者就可以自由設(shè)定AGP/PCI的工作頻率，以符合外設(shè)的工作需求。如上圖中我們可以看到，我們改變CPU外頻的同時(shí)并未改變PCI等傳統(tǒng)外設(shè)的工作頻率，這無(wú)論對(duì)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)還是超頻愛(ài)好者而言都具方便性。 除了玩跳線以外，這顆時(shí)鐘發(fā)生器配備有SMBus(System Management Bus)接口，可由BIOS直接控制，甚至不用拆機(jī)殼，只需坐在計(jì)算機(jī)

18、面前，通過(guò)鍵盤及屏幕，即可隨意調(diào)整系統(tǒng)工作頻率了。圖中藍(lán)色框內(nèi)的就是SMBus的接口。 通過(guò)SMBus我們可以以極小的線性級(jí)距微調(diào)CPU的外頻(以MHz為單位)，不像以往的跳線設(shè)定方式，一下子從100MHz直接跳至133MHz，CPU容易超出其極限而導(dǎo)致當(dāng)機(jī)。但很遺憾，筆記本電腦在設(shè)計(jì)之時(shí)就已經(jīng)確定了其最穩(wěn)定的工作頻率，可以頻率調(diào)節(jié)的BIOS版本僅會(huì)存在于測(cè)試樣機(jī)，而絕不會(huì)留給使用者在BIOS里超頻的可能。 第5頁(yè)：SMBus 2.0/I2C Bus 上頁(yè)我們提到了SMBus，相對(duì)前面說(shuō)FSB，USB，PCI等總線，SMBUS2.0的速度實(shí)在是低的可憐（不過(guò)反正它也不需要那么高的速度）。但其作

19、用卻不可小視。簡(jiǎn)單的說(shuō)，SMBUS是一種慢速的系統(tǒng)總線，他為整個(gè)系統(tǒng)提供基本的運(yùn)行信息。 我想稍有內(nèi)存知識(shí)的朋友都知道，內(nèi)存上有SPD來(lái)記錄內(nèi)存的容量，廠商等信息。而這些信息就是靠SMBus來(lái)讀取的。另外，SMBus也可用來(lái)做CPU溫度檢測(cè)之用。在新型的筆記本或者臺(tái)式機(jī)的設(shè)計(jì)中，Clock Generator的頻率控制也可以用SMBus來(lái)調(diào)整，以達(dá)到線性、平滑的超頻（當(dāng)然，在筆記本中這就只可能出現(xiàn)在工程樣機(jī)中了）。 下圖是具體的邏輯圖，注意是SMBus哦，不是SMLink哦。 其實(shí)在筆記本電腦內(nèi)部，有不止一根的系統(tǒng)總線。比如說(shuō)偵測(cè)電池信息的SMBUS等。筆者對(duì)這方面的信息筆者知之甚少，僅在此拋

20、磚引玉了，有興趣的朋友可以自己去搜索。 第6頁(yè)：CPU的核心電壓，如何變化？主頻如何自適應(yīng)？ 可能大家都知道，現(xiàn)在的CPU有頻率的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能以滿足性能/電池續(xù)航的最佳平衡。那么如何調(diào)節(jié)呢？我們看一下下面這張圖，它說(shuō)明了CPU在各個(gè)狀態(tài)間的切換： 我們看到，CPU具有相當(dāng)?shù)闹悄埽鼤?huì)對(duì)當(dāng)前的負(fù)荷量做一個(gè)檢測(cè)，如果要求的處理量不大的話就自動(dòng)進(jìn)入Auto Halt，Stop Grant等狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)負(fù)荷量還是偏小的話，南橋會(huì)發(fā)出一些SLP或DEEP SLP信號(hào)（分別代表睡眠，深睡眠）來(lái)通知CPU進(jìn)入睡眠、深睡眠狀態(tài)。 而在DEEP SLP情況下，如果CPU的運(yùn)算量還是偏小，那么CPU就會(huì)發(fā)出VI

21、D通知CPU Core Voltage Regulator（CPU電壓產(chǎn)生器）降低當(dāng)前的工作電壓，在收到CPU發(fā)出的VID后，電壓產(chǎn)生器就會(huì)輸出想對(duì)應(yīng)的CPU CORE電壓，在得到降低的電壓后，CPU的頻率會(huì)下降以達(dá)到低功耗的目的。而在這時(shí)候CPU進(jìn)去的模式我們稱為DEEPER SLP（即更深的睡眠）。 至于VID和CPU的關(guān)系，我相信下面的圖能給你比較直觀的認(rèn)識(shí)： CPU發(fā)出VID到CPU Core Voltage Regulator，后者解碼VID后，改變CPU的核心電壓。以Intel的Improved Enhanced SpeedStep技術(shù)為例，在小于1/2000秒的時(shí)間里，自動(dòng)電源識(shí)

22、別系統(tǒng)（CPU和南橋共同協(xié)作）和自動(dòng)電壓調(diào)整系統(tǒng)（CPU Core Voltage Regulator系統(tǒng)）將使CPU的電壓自動(dòng)增加或者減少到最佳的值。由此不難看出，SpeedStep技術(shù)能讓CPU在最高性能模式和電池優(yōu)化模式之間隨意地切換或按用戶的命令進(jìn)行切換，而性能切換時(shí)，SpeedStep技術(shù)可將處理器的功率降低40%，同時(shí)仍保持80%的最高性能。 一般來(lái)說(shuō)，這顆電壓產(chǎn)生器會(huì)使用MAXIM（美信）或者ITSEL兩家。而在最新的Sonoma平臺(tái)上，ADP這家老牌的IC生產(chǎn)商也蠢蠢欲動(dòng)。 第7頁(yè)：充電電路，保護(hù)鋰電池就靠它了 對(duì)于如今的筆記本電腦，都具有鋰電池作為電源（在03，04年HP也曾

23、推出過(guò)過(guò)時(shí)的鎳氫電池作為電源以降低成本，但沒(méi)多久就消失了）。 為了延長(zhǎng)電池的使用壽命，除了要養(yǎng)成良好的電池使用習(xí)慣外，對(duì)鋰電池的智能充放電也非常重要。目前在筆記本電腦中，幾乎都采用了“電池管理”和“充放電控制”兩種芯片級(jí)管理系統(tǒng)。 其中“電池管理芯片”安置于筆記本電腦內(nèi)部，該芯片的寄存器里存儲(chǔ)著該臺(tái)電腦所用鋰離子電池的容量、工作溫度、ID系列號(hào)、充放電狀態(tài)、充放電累計(jì)次數(shù)等重要信息。這些數(shù)據(jù)信息在使用過(guò)程中，需要根據(jù)實(shí)際情況不斷地刷新。如圖是IBM T4X系列采用的ADP3806充電IC，由它負(fù)責(zé)對(duì)電池狀態(tài)的監(jiān)控。 而電池內(nèi)置的“充放電控制芯片”最主要的作用，就是監(jiān)視、控制電池的整個(gè)充放電過(guò)程

24、并加以記錄。 早期IBM ThinkPad 電池控制電路對(duì)于離子電池的整個(gè)充電過(guò)程，一般分為“恒流快速充電”和“恒壓電流遞減充電”兩個(gè)階段。所謂“恒流快速充電”是指在剛剛開(kāi)始充電時(shí)，充電電流固定而充電電壓跟隨電池的端電壓逐漸升高，直至達(dá)到標(biāo)稱電壓的充電方式。當(dāng)電池達(dá)到了端電壓標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值后，控制芯片會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)入“恒壓電流遞減充電”階段，此時(shí)充電電壓將不會(huì)再繼續(xù)升高，而充電電流則跟隨電池容量的不斷上升逐步遞減，并最終達(dá)到零，如此便完成了電池的全部充電過(guò)程。 與此同時(shí)，在充電過(guò)程中所產(chǎn)生的充電電壓、電流、時(shí)間等數(shù)據(jù)曲線，都將被記錄在電池內(nèi)的“充放電控制芯片”的存儲(chǔ)器中?！半姵毓芾硇酒本褪峭ㄟ^(guò)調(diào)取這些數(shù)

25、據(jù)，并通過(guò)抽樣計(jì)算得出電池容量等數(shù)據(jù)，這便是我們?cè)贐attery Information里所讀到的Wh數(shù)值。 對(duì)這部分內(nèi)容，筆者并不是很清楚。這只是參考了網(wǎng)上的一些資料得出。如果有錯(cuò)誤的地方，還請(qǐng)各位看官在文后提出。 第8頁(yè)：重要的一環(huán) 熱保護(hù)系統(tǒng) 對(duì)于CPU的散熱，各家廠商可謂不遺余力了。我們?cè)跈?quán)威揭密 重扣轟殺筆記本散熱認(rèn)知誤區(qū)里詳細(xì)探討過(guò)筆記本電腦對(duì)散熱的控制。有興趣的朋友可以再看一下那篇文章，我這里只做簡(jiǎn)單介紹，以保持本文內(nèi)容的完整性。 CPU對(duì)過(guò)熱保護(hù)有兩組信號(hào)。一組是由一根CLOCK一根DATA構(gòu)成，它們不斷的和EC進(jìn)行串行通信，EC根據(jù)CPU發(fā)來(lái)的信號(hào)得到CPU當(dāng)前的溫度，并調(diào)

26、節(jié)風(fēng)扇的速度來(lái)控制溫度。當(dāng)CPU溫度升高到一定程度的時(shí)候，CPU自動(dòng)降低自身頻率以控制熱量。而當(dāng)風(fēng)扇在CPU降低頻率的情況下仍不能控制住溫度的時(shí)候，EC會(huì)發(fā)出指令，主機(jī)重新啟動(dòng)。 而另一組名為ThermalTRIP（圖上標(biāo)為RESET），這個(gè)信號(hào)一旦發(fā)出，馬上RESET主機(jī)，這個(gè)信號(hào)是由CPU直接發(fā)送到EC的RESET端，其功能是在CPU溫度迅速升高，而風(fēng)扇來(lái)不及發(fā)揮作用的時(shí)候，切斷電源以保護(hù)CPU。 一般而言，筆記本內(nèi)部的有溫度檢測(cè)的就只有CPU一個(gè)。其他一些南北橋，顯卡一般都沒(méi)有溫度檢測(cè)系統(tǒng)。不過(guò)隨著顯卡的熱量越來(lái)越大，在將來(lái)的系統(tǒng)中，我們很有可能會(huì)看到有溫度檢測(cè)的移動(dòng)型顯示卡（其實(shí)在MX

27、M上已經(jīng)有在設(shè)計(jì)了，只是顯卡做在主板上的機(jī)器暫時(shí)還沒(méi)有看到過(guò)）。 第9頁(yè)：邏輯上的開(kāi)機(jī)過(guò)程：預(yù)習(xí) 開(kāi)機(jī)過(guò)程對(duì)于電腦設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。在筆記本電腦打好PCB后第一次開(kāi)機(jī)時(shí)，如果電源的時(shí)序正確了，其他的問(wèn)題都比較好解（一般來(lái)說(shuō)時(shí)序正確的話機(jī)器都能開(kāi)起來(lái)）。最怕的就是電源時(shí)序不對(duì)，機(jī)器開(kāi)不起來(lái)，這才是最要命的。那我們現(xiàn)在就講解一下筆記本電腦在硬件上的邏輯開(kāi)機(jī)過(guò)程。 首先我們做一些預(yù)習(xí)工作，以方便讀者的理解。在筆記本內(nèi)部的電壓有好幾種，我們分別看一下。 首先是RTC電源，這部分電力是永遠(yuǎn)不關(guān)閉的，除非電池（紐扣電池）沒(méi)電并且沒(méi)接任何外部電源（比如電池和電源適配器）。RTC用以保持機(jī)器內(nèi)部時(shí)鐘的運(yùn)轉(zhuǎn)和保

28、證CMOS配置信息在斷電的情況下不丟失；其次，在你插上電池或者電源適配器，但還沒(méi)按power鍵的時(shí)候（S5），機(jī)器內(nèi)部的開(kāi)啟的電稱為ALWAYS電，主要用以保證EC的正常運(yùn)行；再次，你開(kāi)機(jī)以后，所有的電力都開(kāi)啟，這時(shí)候，我們稱為MAIN電(S0)，以供整機(jī)的運(yùn)行；在你進(jìn)待機(jī)的時(shí)候(S3)，機(jī)器內(nèi)部的電成為SUS電，主要是DDR的電力供應(yīng)，以保證RAM內(nèi)部的資料不丟失；而休眠(S4)和關(guān)機(jī)(S5)的電是一樣的，都是Always電。其中，上文中括號(hào)內(nèi)的是表示計(jì)算機(jī)的狀態(tài)（S0-開(kāi)機(jī)，S3-待機(jī)，S4-休眠，S5-關(guān)機(jī)）。 上圖是對(duì)上面這段話的總結(jié)，我想應(yīng)該很容易明白。其中最后一列指的是其電壓開(kāi)啟的

29、控制信號(hào)，這點(diǎn)下面會(huì)講到。至于為什么這里沒(méi)有S4，即休眠狀態(tài)，是因?yàn)樵赟4狀態(tài)和S5狀態(tài)下，系統(tǒng)開(kāi)啟的電是一樣的，所以就沒(méi)必要增加一組控制電路。 第10頁(yè)：邏輯上的開(kāi)機(jī)過(guò)程：從接上電源一直到進(jìn)入BIOS OK，現(xiàn)在我們假設(shè)沒(méi)有任何的電力設(shè)備在供電（沒(méi)電池和電源），這時(shí)候，機(jī)器內(nèi)部只有RTC電路在運(yùn)作，南橋上會(huì)接有一個(gè)3V的紐扣電池來(lái)供給RTC電力，以保持內(nèi)部時(shí)間的運(yùn)行和CMOS信息。 下圖是南橋的啟動(dòng)時(shí)序： 根據(jù)前面的Power Status,我們來(lái)分析一下開(kāi)機(jī)的過(guò)程。在插上電池或者電源的時(shí)候，機(jī)器內(nèi)部的單片機(jī)EC就Reset并開(kāi)始工作，等待用戶按下Power鍵。在此期間的時(shí)序是：ALWAYS

30、電開(kāi)啟以后，EC Reset并開(kāi)始運(yùn)行，隨后發(fā)給南橋一個(gè)稱為RSMRST#的信號(hào)。這時(shí)候南橋的部分功能開(kāi)始初始化并等待開(kāi)機(jī)信號(hào)。這里要注意，這時(shí)候的南橋并沒(méi)有打開(kāi)全部電源，只有很少一部分的功能可用，比如供檢測(cè)開(kāi)機(jī)信號(hào)的PWRBTN#信號(hào)。 在用戶按下Power鍵的時(shí)候，EC檢測(cè)到一個(gè)電平變化（一般時(shí)序是：高-低-高），然后發(fā)送一個(gè)開(kāi)機(jī)信號(hào)（PWRBTN#）給南橋，南橋收到PWRBTN#信號(hào)后依次拉高SLP_S5#,SLP_S4#,SLP_S3#信號(hào)（他們的作用參看上頁(yè)的圖），開(kāi)啟了所有的外圍電壓，主要是+3V，+5V以及DDR2.5V等，并發(fā)送PM PWROK信號(hào)，這信號(hào)表明外圍電源正常開(kāi)啟。 看似簡(jiǎn)單的開(kāi)機(jī)在設(shè)計(jì)者眼里并不簡(jiǎn)單PM PWROK將作