芯海科技率先推出国产笔记本电脑32位EC芯片

2022-05-12

笔记本电脑(简称笔电)早已经成为一个生活办公都不可缺少的设备。在笔电的日常使用中,“按下电源键开关机、接上充电器给电池充电、敲击键盘输入文字、主板过热风扇自动加速”等功能实现,都离不开笔电主板的“管家”EC芯片。

EC芯片的角色定位

CPU、GPU 是笔电主板上功能强大的处理器芯片,负责复杂的数据计算、图形处理。但是,除了CPU、GPU之外,EC芯片同样不可或缺。

EC全称Embedded Controller,是x86架构笔记本的专用MCU,主要任务有 CPU时序管理、电池管理、热管理、键盘管理、ACPI管理。简单来说,在我们日常使用笔电时,电池充放电、键盘扫描、开合盖检测、风扇控制、指示灯控制及核心数据汇报操作系统等工作,都是 EC 在背后默默处理。

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在笔电的主板线路设计中,EC 和 PCH是通过 LPC/eSPI 相连。相对而言,EC 需要处理的都是一些逻辑简单,计算量小,但稳定性要求极高的工作任务。

EC的发展历程

最初的笔电主板并没有EC这颗专用MCU芯片。电池管理、热管理、键盘管理等任务,分别由各自对应的芯片管控。例如:早期笔记本电脑主板上有一个键盘管理芯片 i8042,负责PS/2接口的键盘和鼠标控制和数据转发,简称KBC(Keyboard Controller)。如下图:

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随着集成电路产业的飞速发展,芯片设计可以做到体积更小、功能更多、集成度更高。因此,笔电主板设计上,KBC集成了越来越多的功能,最终发展成为现在的EC,因此EC也时常会被称作 KBC芯片。

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时至今日,笔电产品为了兼顾高速通讯和轻薄美观的极致设计,采用USB Type-C 接口统一电源、音频、视频接口,EC又肩负起PD芯片数据采集的任务。同时,数据安全是未来信息社会不容忽视的问题,那么笔电产品的固件启动安全,都是EC必须直面的关键问题。

事实上在笔电设计中,EC 承担的任务始终在逐步增加,如今已成为笔电主板不可或缺的专用 MCU。

芯海科技EC优势

针对笔电及PC产品日益增强的功能需求,芯海科技率先推出国产高集成度,更安全及易开发的32位EC芯片:CSC2E101,不仅能满足EC的基本需求,同时扩展更多外设资源,并解决笔电固件安全启动的问题。 

CSC2E101是可灵活配置于笔记本电脑、平板电脑、台式机主板的核心芯片,管理上述设备的开机/关机、休眠/唤醒、低功耗、数据安全等,管理主板上串口、鼠标/键盘、PD/TYPE-C、电压/温度监控等慢速设备,充当CPU和慢速设备之间的桥梁。

imgCSC2E101 采用高性能32位MCU内核,内置512KB Flash存储、192KB SRAM、 8KB 指令缓存,集成安全算法引擎,支持 eSPI、LPC、I2C Host 接口,支持 PECI 温度接口,具有高速UART、高速SPI接口,多模式 I2C、 USB、PD/TYPE-C、键盘、风扇、呼吸灯、氛围灯等接口,内置高精度数模转换 ADC/DAC、比较器、电压监控、温度监控等数模接口。

img除了EC的基础功能之外,CSC2E101还集成一路PD-PHY,能够节省一颗 PD-MCU,帮助客户有效降低硬件设计成本。此外,TCPM和TCPC均有CSC2E101的软件实现。

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此外,CSC2E101的另一个独特设计创新:高度集成多种硬件加密引擎。该芯片配合BootLoader完成固件的加密验签功能,为EC固件安全可信启动,构建完整信任链,且利用硬件加密引擎,通过外挂指纹传感器,完成指纹数据的加密传输功能。

综上所述,虽然EC芯片对于笔电用户而言并不显而易见,但是却伴随着笔电产品的整个生命周期,承载着不容或缺的功能作用。

目前,全球笔电EC芯片市场仍然被美国和台湾的少数几家公司垄断,技术准入门槛高,国产替代难度大,迫切需要自主研发。芯海科技EC芯片的推出,打破了海外公司对中国电脑产业核心芯片的垄断,实现了国产替代。未来,芯海科技将持续推动 EC 芯片设计的研发创新,推出更高集成度、安全可信、易于开发的EC解决方案,推助国产 PC 行业高速发展。