專利名稱：內(nèi)嵌控制單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種可利用寄存器化的方式來控制不同可編程外圍的內(nèi)嵌控制單元，且特別是有關(guān)于設(shè)計(jì)一種適用于筆記本電腦的內(nèi)嵌控制單元，此單元在得到完全驗(yàn)證后，便可產(chǎn)生RTL(Register Transistor Level寄存器晶體管電平)，并可整合至南橋芯片組(south bridge chipset)內(nèi)部，達(dá)到降低成本的目的。
背景技術(shù)：
由于現(xiàn)今個(gè)人電腦產(chǎn)業(yè)已經(jīng)相當(dāng)成熟，許多零組件都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此設(shè)計(jì)上的難度也大大的降低。請參照圖1，其繪示為一般臺(tái)式電腦的系統(tǒng)架構(gòu)圖。臺(tái)式電腦包括中央處理單元102、北橋芯片組(north bridgechipset)104與南橋芯片組106。一般我們亦通稱南橋芯片組為輸入/輸出控制電路(I/O controller)。其中，各種外接外圍裝置，例如是外接鍵盤122，是與南橋芯片組106耦接，以傳送或接收外界的輸入消息。臺(tái)式電腦必須相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化，以方便使用者增添各種外圍裝置。然而，各筆記本電腦廠商為突破筆記本電腦機(jī)構(gòu)本身的限制，如限高、限重、省電等特殊規(guī)格的要求外，而將電路設(shè)計(jì)在同一片主機(jī)板上，常會(huì)加上許多特殊的外圍功能以利于使用者使用上的便利性，并可藉以區(qū)別其他公司的產(chǎn)品。所提供的特殊外圍功能例如是，提供電子郵件(e-mail)顯示燈，有收到電子郵件時(shí)就會(huì)點(diǎn)亮，或是在鍵盤上提供特殊鍵，如上網(wǎng)鍵、收發(fā)電子郵件鍵、CD-ROM點(diǎn)唱功能、特殊省電方式、特殊規(guī)格的觸控板、電池容量的讀取與控制、風(fēng)扇與散熱的特殊設(shè)計(jì)等，以簡化使用者的操作步驟。這些特殊功能在傳統(tǒng)的作法是量身訂制一顆內(nèi)嵌控制(Embedded Controller，EC)IC，此IC通常包括一微處理器(microprocessor)以及外接或內(nèi)建的非易失性存儲(chǔ)器(non-volatile memory)，以因應(yīng)筆記本電腦所需的特殊功能，并提供設(shè)計(jì)人員隨時(shí)可以修改程序之用。因此各筆記本電腦廠商皆須培養(yǎng)軟件與硬件方面的人才，以便設(shè)計(jì)出內(nèi)嵌控制IC的種種特殊功能。但如此一來，不但會(huì)提高了產(chǎn)品的復(fù)雜度，同時(shí)亦會(huì)影響到固件開發(fā)和偵錯(cuò)的時(shí)程，以及額外的硬件材料成本。
請參照圖2，其繪示為一般的筆記本電腦系統(tǒng)架構(gòu)圖。筆記本電腦包括中央處理單元102、北橋芯片組104、南橋芯片組106與內(nèi)嵌控制IC 208，且多個(gè)內(nèi)建外圍裝置是由內(nèi)嵌控制IC 208所控制，此些內(nèi)建外圍裝置例如是觸控板210、LED顯示燈212、風(fēng)扇214、電池216、內(nèi)建鍵盤218、光盤機(jī)220等，并且可以有外接外圍裝置，例如是外接鍵盤122，耦接至南橋芯片組106。LED顯示燈212例如是電子郵件顯示燈、電池充電顯示燈及休眠顯示燈等等。其中，內(nèi)嵌控制IC 208的內(nèi)部電路包含了一個(gè)微處理器。而內(nèi)嵌控制IC 208以總線LPC(Low pin count connector)連結(jié)至南橋芯片組106。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的就是在提供一種可彈性應(yīng)用的內(nèi)嵌控制單元，可以不經(jīng)撰寫應(yīng)用軟件即可以達(dá)到種種特殊功能的外圍裝置的控制。
根據(jù)本發(fā)明的目的，提出一種內(nèi)嵌控制單元，置于一電腦中，用以控制多個(gè)外圍裝置。內(nèi)嵌控制單元包括多個(gè)外圍功能控制器，用以控制此些外圍裝置，如同以往利用固件方式來控制一樣，且各外圍功能控制器是依據(jù)一選擇信號(hào)而決定是否啟動(dòng)。并有多組內(nèi)建的寄存器群，可供各外圍裝置因應(yīng)不同廠牌、不同規(guī)格來作微調(diào)。使得未來筆記本電腦的設(shè)計(jì)開發(fā)可以如圖1所示的臺(tái)式電腦那般成熟，降低使用者所須的技術(shù)門檻。
換句話說，本發(fā)明是一種內(nèi)嵌控制單元，用以裝設(shè)在一筆記本電腦中，以取代多數(shù)熟知的筆記本電腦中可編程處理器的功能。此內(nèi)嵌控制單元已內(nèi)建多個(gè)外圍功能控制器，以控制多種筆記本電腦常用的外圍裝置。此內(nèi)嵌控制單元內(nèi)的外圍功能控制器可依據(jù)各種不同廠家型號(hào)、不同規(guī)格的筆記本電腦常用外圍裝置，直接串接起來使用。并且能夠按照內(nèi)不可調(diào)式寄存器的設(shè)定，達(dá)到減少或完全不需要固件支援的控制。
亦即，本發(fā)明是將原來具有存儲(chǔ)器的微處理器內(nèi)嵌式控制器，改變?yōu)槔糜布蘒C的狀態(tài)機(jī)器(state machine)來控制，以簡化以往微處理器設(shè)計(jì)中，需固件人員協(xié)助進(jìn)行高級(jí)程序語言的撰寫，再編譯成機(jī)器語言，并燒錄到此微處理器內(nèi)部或外接的存儲(chǔ)器后才可以使用的方式。此外，如上所示，本發(fā)明亦可簡化筆記本電腦的研發(fā)流程并降低研發(fā)成本。
為讓本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。


圖1繪示為一般臺(tái)式電腦的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
圖2繪示一般筆記本電腦的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
圖3繪示依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種筆記本電腦系統(tǒng)架構(gòu)圖。
圖4繪示為內(nèi)嵌控制單元的一例方塊圖。
圖5繪示乃熟知的鍵盤控制器的一例方塊圖。
圖6繪示乃熟知的光盤機(jī)控制器的一例方塊圖。
圖7繪示依照本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的一種筆記本電腦系統(tǒng)架構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
請參照圖3，其繪示為依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種筆記本電腦系統(tǒng)架構(gòu)圖。其與圖2中的一般筆記本電腦系統(tǒng)架構(gòu)不同點(diǎn)在于內(nèi)嵌控制單元308是為較便宜、不需微處理器，但功能齊全且具擴(kuò)充性的可編程的邏輯電路及狀態(tài)機(jī)器(state machine)。請參照圖4，其繪示為本發(fā)明的內(nèi)嵌控制單元308的一實(shí)施例的功能方塊圖。其中，內(nèi)嵌控制單元308包括多個(gè)外圍功能控制器。外圍功能控制器用以提供各個(gè)廠商所需的多種外圍功能以控制此些外圍裝置。而此些外圍功能控制器是依據(jù)客戶的需求以選擇信號(hào)決定啟動(dòng)與否。在本實(shí)施例中的外圍功能控制器例如是觸控板控制器(touch pad controller)302-1，用以監(jiān)測觸控板210的指向座標(biāo)。通常，觸控板210的裝置會(huì)將使用者利用指尖在觸控板210移動(dòng)的座標(biāo)值，透過SM Bus(System Management Bus)或者其他接口傳送出去。而觸控板控制器302-1便具有此功能接口，先接收座標(biāo)值，并透過LPC或者PCI Bus傳回南橋芯片組，使其數(shù)據(jù)可以傳送到作業(yè)系統(tǒng)(OS)的鼠標(biāo)控制程序內(nèi)；另外，顯示燈控制器302-2，用以決定LED顯示燈212的顯示與否，風(fēng)扇控制器302-3，用以監(jiān)測風(fēng)扇214的轉(zhuǎn)速，電池控制器302-4，用以監(jiān)測電池216的充電情況與使用情況、鍵盤控制器302-5，用以監(jiān)測內(nèi)建鍵盤218，光盤機(jī)控制器302-6，用以在電腦不開機(jī)的情況下控制光盤機(jī)220以播放音樂。等所有的所需功能設(shè)計(jì)完成后即可轉(zhuǎn)換成RTL語言，將內(nèi)嵌控制單元電路予以內(nèi)建至南橋控制芯片組中，以達(dá)到更高的整合價(jià)值。
傳統(tǒng)的內(nèi)嵌控制單元是包括微處理器，因此需撰寫固件(firmware)以對(duì)此些內(nèi)建外圍裝置進(jìn)行控制。本發(fā)明的內(nèi)嵌控制單元208是以現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)技術(shù)建構(gòu)而成，因此只需由硬件人員定義腳位即可進(jìn)行控制。以硬件的方式實(shí)施此些外圍控制器是為此領(lǐng)域的人所共知，在此以鍵盤控制器與光盤控制器為例做個(gè)簡單的說明。
請參照圖5，其所繪示乃熟知的鍵盤控制器302-5的一功能方塊圖。鍵盤控制器302-5是由移位寄存器(shift regisster)502、鍵盤矩陣電路(scanmatrix)504、濾波器506、緩沖器508、位址產(chǎn)生器510、對(duì)應(yīng)器512、比較器514以及輸出元件516所組成。各元件間的耦接關(guān)系如圖中所繪示。由于每家筆記本電腦制造廠商所生產(chǎn)的數(shù)種鍵盤，每個(gè)鍵盤按鍵在鍵盤上的位置以及排列方式都不相同，故在鍵盤矩陣電路504上，每個(gè)接點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的鍵盤按鍵也會(huì)隨著產(chǎn)品的不同而有所差異。因此，對(duì)應(yīng)器512所儲(chǔ)存的鍵盤矩陣電路504上位址的接點(diǎn)與指令之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系也必須隨著鍵盤產(chǎn)品的不同而改變。對(duì)應(yīng)器512可以是一可編程非易失性存儲(chǔ)器(Programmable Nonvolatile Memory)，其中儲(chǔ)存的鍵盤矩陣電路504上位址的接點(diǎn)與指令之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以藉由寫入與抹除而編程。比較器514中，設(shè)計(jì)有多個(gè)狀態(tài)儲(chǔ)存器，以分別儲(chǔ)存Caps Lock鍵、Num Lock鍵、Alt鍵、Fn鍵、Shift鍵......等等按鍵的切換狀態(tài)。當(dāng)比較器514收到對(duì)應(yīng)器512輸出的對(duì)應(yīng)信號(hào)mo時(shí)，就會(huì)依據(jù)對(duì)應(yīng)信號(hào)mo以及狀態(tài)儲(chǔ)存器儲(chǔ)存的各個(gè)特殊功能鍵的切換狀態(tài)來決定鍵盤指令讀取裝置302-5要輸出的指令為何。輸出元件516會(huì)依據(jù)比較信號(hào)sc以串行(serial)的方式輸出時(shí)脈信號(hào)sclk以及數(shù)據(jù)信號(hào)sdata，至此，鍵盤指令讀取裝置302-5便完成讀取使用者所按下的鍵盤按鍵并將之轉(zhuǎn)換成指令信號(hào)的程序。
請參照圖6，其繪示乃熟知的光盤機(jī)控制器的一例方塊圖。光盤機(jī)控制器302-6包括控制單元602及命令執(zhí)行單元604，用以在電腦未開機(jī)的狀態(tài)下播放光盤機(jī)220中的CD音樂。控制單元602接收外部的按鈕S1、S2、S3及S4的信號(hào)，外部的按鈕例如是播放鍵、暫停鍵、下一曲及上一曲等。然后命令執(zhí)行單元604將控制單元接收的信號(hào)轉(zhuǎn)換為光盤機(jī)的控制命令并輸出以控制光盤機(jī)220的運(yùn)作。
又，本發(fā)明的內(nèi)嵌控制單元308是可以與南橋芯片組結(jié)合。請參照圖7，其繪示依照本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的一種筆記本電腦系統(tǒng)架構(gòu)圖。此圖中的南橋芯片組702是具有內(nèi)嵌控制單元，使得此圖中的筆記本電腦的架構(gòu)圖與圖1中的臺(tái)式電腦的架構(gòu)相同，而仍可以添加多種外圍功能。因此可以使得研發(fā)成本降低。
本發(fā)明上述實(shí)施例所揭露的內(nèi)嵌控制單元可以簡化研發(fā)流程，降低研發(fā)成本。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種輸入/輸出控制電路(I/O controller)用以控制多個(gè)外圍裝置，該輸入/輸出控制電路包括一內(nèi)嵌控制單元，該內(nèi)嵌控制單元包括多個(gè)外圍功能控制器，各所述外圍功能控制器用以控制該些外圍裝置之一。
2.如權(quán)利要求1所述的輸入/輸出控制電路，其中各所述外圍功能控制器是依據(jù)一選擇信號(hào)而決定是否啟動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1所述的輸入/輸出控制電路，其中該內(nèi)嵌控制單元是以現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)技術(shù)建構(gòu)而成。
4.一種電腦系統(tǒng)，用以控制多個(gè)外圍裝置，該電腦系統(tǒng)包括一中央處理單元；一北橋控制電路，該北橋控制電路是耦接至該中央處理單元；一南橋控制電路，該南橋控制電路是耦接至該北橋控制電路；一內(nèi)嵌控制單元，該內(nèi)嵌控制單元是分別耦接至該南橋控制電路及該些外圍設(shè)備，其中該內(nèi)嵌控制單元包含一外圍功能控制器，用以控制該些外圍裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的電腦系統(tǒng)，其中，各所述外圍功能控制器是依據(jù)一選擇信號(hào)而決定是否啟動(dòng)。
6.一種電腦系統(tǒng)，用以控制多個(gè)外圍裝置，該電腦系統(tǒng)包括一中央處理單元；一北橋控制電路，該北橋控制電路是耦接至該中央處理單元；一南橋控制電路，該南橋控制電路耦接至該北橋控制電路，該南橋控制電路包含一內(nèi)嵌控制單元，該內(nèi)嵌控制單元是分別耦接至該南橋控制電路及該些外圍設(shè)備，其中該內(nèi)嵌控制單元包含一外圍功能控制器，用以控制該些外圍裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的電腦系統(tǒng)，其中，且各所述外圍功能控制器是依據(jù)一選擇信號(hào)而決定是否啟動(dòng)。
全文摘要
一種內(nèi)嵌控制單元，用以裝設(shè)在一筆記本電腦中，以取代多數(shù)筆記本電腦中可編程處理器的功能。此內(nèi)嵌控制單元已內(nèi)建多個(gè)外圍功能控制器，以控制多種筆記本電腦常用的外圍裝置。此內(nèi)嵌控制單元內(nèi)的外圍功能控制器是可依據(jù)各種不同廠家型號(hào)、不同規(guī)格的筆記本電腦常用外圍裝置，直接串接起來使用。并且能夠按照內(nèi)不可調(diào)式寄存器的設(shè)定，達(dá)到減少或完全不需要固件支援的控制，以簡化筆記本電腦的研發(fā)流程及成本。
文檔編號(hào)G06F13/10GK1459733SQ0212039
公開日2003年12月3日 申請日期2002年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月24日
發(fā)明者郭宏益, 林益明 申請人:威盛電子股份有限公司