Embedded Controller

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Als Embedded Controller wird besonders bei Notebooks ein "kleines" Computersystem bezeichnet, was quasi ständig angeschaltet ist und diverse Steuerungsaufgaben übernimmt.

Ein Embedded Controller hat typischerweise folgende Aufgaben:

• Empfang von Tastendruck-Signalen, sowohl von der Notebook-Tastatur als auch von anderen Tasten und Schaltern (z.B. Einschalt-Taste, Lid-Switch)
• Ein- und Ausschalten des eigentlichen Computersystems
• Ladesteuerung des Akkus
• Messung der Temperatur
• Steuerung der Lüfter und anderer Kühler
• Versetzen des eigentlichen Computersystems in einen Schlafmodus (Standby) und das Wiedererwecken daraus (Resume)
• Steuerung eventueller LEDs am System

Der Embedded Controller ist fast immer angeschaltet, nämlich immer dann, wenn es wenigstens eine Stromquelle (Akku oder Netzteil) gibt.

Häufig kann das eigentliche Computersystem mit dem Embedded Controller kommunizieren. Dafür wird oft eine der folgenden Kommunikationsformen verwendet:

• ACPI Embedded Controller
• SMBus
• Shared Memory

Inhaltsverzeichnis 1 Software 2 Name 3 System-Architekturen 4 Bekannte Embedded-Controller-Modelle 5 Ergonomie

[Bearbeiten] Software

Der Embedded Controller hat eigenes RAM und fast immer Flash-ROM, auf dem die auszuführende Software gespeichert ist. Diese Software wird je nach Hersteller unterschiedlich benannt:

• "Firmware" oder "EC Firmware" oder "Embedded Controller Firmware"
• "EC BIOS" oder "Embedded Controller BIOS"
• "Microcontroller Software"
• "Keyboard BIOS" oder "Keyboard Controller BIOS" oder "KBC BIOS"

Viele "BIOS-Updates" enthalten neben der Aktualisierung der eigentlichen BIOS-Software auch eine Aktualisierung der Embedded Controller Firmware, ohne dass dies den Nutzern überhaupt bewusst sein muss.

In den Fällen, wo es keine jeweils separate Firmware für BIOS und Embedded Controller gibt, sind die Chancen nicht gering, dass der Embedded Controller zusammen mit der eigentlichen CPU einen gemeinsamen Zugriff auf den einzigen Flash-Speicher des Systems hat. Dieser gemeinsamer Zugriff bedeutet oft auch die Kommunikationsform Shared Memory.

[Bearbeiten] Name

Der Name "Keyboard Controller BIOS" rührt daher, dass der Embedded Controller fast immer die Aufgabe der Tastatursteuerung der Notebook-Tastatur übernimmt. Auch historisch gesehen hat sich das zum Embedded Controller entwickelt, was früher lediglich der Tastatur-Controller war. Noch heute wird, wenn mit einem ACPI Embedded Controller kommuniziert wird, der gleiche Weg (Port 0x62 und Port 0x66) verwendet, wie es früher zur Kommunikation mit dem Tastatur-Controller üblich war.

[Bearbeiten] System-Architekturen

Häufig verwendete System-Architekturen für Embedded Controller sind:

• Hitachi H8
• National Semiconductor CompactRisc16A ("CR16A") (z.B. für den National Semiconductor PC87570 Embedded Controller)
• Intel 8051

[Bearbeiten] Bekannte Embedded-Controller-Modelle

• National Semiconductor PC87570
  • gemeinsamer Zugriff von Host (eigentlicher CPU) und Controller auf gemeinsamen Flash-Speicher
• SMC LPC47N253
  • verwendet Intel 8051-Architektur
• EnE KB3886
• EnE KB3910 "EnE 910"

[Bearbeiten] Ergonomie

Auch wenn der Embedded Controller sehr "tief" im System drin steckt, kann er für den Nutzer dennoch wichtig sein, nämlich wegen der in der Regel ihm obliegenden Aufgabe der Steuerung der Kühlung. Häufig produzieren Notebooks (selbst mit Stromspar-Technologie wie "Centrino") so viel Abwärme, dass die Steuerung anhand der Temperatur entscheidet, den Lüfter anzuschalten. Der Lüfter wird dabei nicht einfach angeschaltet, sondern für kurze Zeit "hochgedreht" und dann auf einer niedrigeren Drehzahl belassen, bis eine gewünschte Temperatur unterschritten wurde. Dies kann für ergnomisches Arbeiten sehr unangenehm sein, insbesondere wenn dies regelmäßig auftritt und der Lüfter - besonders in ruhigen Räumen - deutlich hörbar ist.

Abhilfe schafft hier eine Änderung der Steuerung: Der Lüfter werde nicht mehr anfangs so "hochgedreht" und die Drehzahl bleibe - bei moderaten Temperaturen - sehr niedrig. In diesem Fall sind die Chancen gut, dass die resultierende Luftströmung nicht mehr turbulent sondern laminar ist, der Lüfter damit kaum noch hörbar ist. Oft ist die Kühlleistung eines so modifizierten Systems fast genauso gut wie das Original-System. Ist sie es aber nicht, dann dauert ein Lüftungs-Vorgang, bis die Ziel-Temperatur unterschritten wurde, länger. Dies ist jedoch in der Regel kein Nachteil, sondern ein Vorteil, schließlich verlängern sich so die Anschalt-Abschalt-Zyklen und der Nutzer wird so weniger oft von einem aufdrehenden Lüfter gestört.

Um eine solche Modifikation umzusetzen, ist in der Regel eine Änderung der Embedded Controller Firmware notwendig. Manchmal reicht eine Änderung der ACPI DSDT aus (nämlich dann, wenn die Lüftersteuerung nicht durch den Embedded Controller, sondern durch den ACPI-Interpreter des Systems durchgeführt wird).