Winbond W83L784R/G硬件監(jiān)控IC：筆記本系統(tǒng)的得力助手

在筆記本系統(tǒng)中，穩(wěn)定的硬件運(yùn)行離不開對(duì)關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。Winbond的W83L784R/G硬件監(jiān)控IC就是這樣一款為筆記本系統(tǒng)量身打造的產(chǎn)品，下面我們就來(lái)詳細(xì)了解一下它。

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一、產(chǎn)品概述

W83L784R/G是Winbond熱門硬件狀態(tài)監(jiān)控IC W83782D/G的升級(jí)版，專為筆記本系統(tǒng)設(shè)計(jì)。它能夠?qū)ο到y(tǒng)的多個(gè)關(guān)鍵硬件參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，如電源電壓、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和溫度等，這些參數(shù)對(duì)于高端筆記本系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

芯片內(nèi)部集成了一個(gè)8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），可以監(jiān)控4個(gè)模擬電壓輸入、2個(gè)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速計(jì)輸入、一個(gè)片上內(nèi)部溫度傳感器和2個(gè)遠(yuǎn)程溫度傳感器。遠(yuǎn)程溫度傳感可以通過(guò)熱敏電阻、2N3904 NPN型晶體管或直接從Intel TM Deschutes CPU熱二極管輸出實(shí)現(xiàn)。

此外，W83L784R/G還提供2個(gè)PWM（脈沖寬度調(diào)制）輸出用于風(fēng)扇速度控制，支持Thermal Cruise TM系統(tǒng)，能在硬件控制下將CPU或系統(tǒng)保持在特定的可編程溫度。同時(shí)，它還提供了低電平有效輸出，如風(fēng)扇故障和電池電量低等信號(hào)，當(dāng)風(fēng)扇速度或電池電壓超出預(yù)設(shè)范圍時(shí)，會(huì)發(fā)出硬件警告信號(hào)。

二、產(chǎn)品特性

2.1 監(jiān)控項(xiàng)目

• 溫度監(jiān)控：支持2個(gè)來(lái)自遠(yuǎn)程熱敏電阻、2N3904 NPN型晶體管或Pentium TM II（Deschutes）熱二極管輸出的熱輸入，以及一個(gè)片上溫度檢測(cè)。
• 電壓監(jiān)控：4個(gè)電壓輸入，典型用于監(jiān)控Vcore、+3.3V、+5V和電池電壓。
• 風(fēng)扇監(jiān)控：2組風(fēng)扇速度控制和風(fēng)扇速度監(jiān)控輸入。
• 看門狗功能：對(duì)所有監(jiān)控值進(jìn)行比較，并為所有監(jiān)控項(xiàng)目提供可編程的滯后和設(shè)定點(diǎn)（報(bào)警閾值）。

2.2 動(dòng)作觸發(fā)

• 故障報(bào)警：當(dāng)風(fēng)扇異常停止時(shí)發(fā)出風(fēng)扇故障信號(hào)，當(dāng)電池電壓異常超出范圍時(shí)發(fā)出電池電量低信號(hào)。
• 風(fēng)扇控制：2個(gè)PWM輸出用于風(fēng)扇速度控制，支持Thermal Cruise TM或Speed Cruise TM模式，可自動(dòng)將CPU或系統(tǒng)保持在特定溫度或使風(fēng)扇保持在特定速度。
• 系統(tǒng)保護(hù)：發(fā)出SMI#、OVT#、GPO信號(hào)以激活系統(tǒng)保護(hù)。
• 電源管理：支持PWR_DN#設(shè)置進(jìn)入電源關(guān)閉模式。
• 軟件警告：在應(yīng)用程序軟件中彈出警告信號(hào)。

2.3 電源良好信號(hào)

當(dāng)3V和5V電壓上升超過(guò)復(fù)位閾值時(shí)，發(fā)出RESET#輸出作為電源良好信號(hào)。

2.4 通用特性

• 通信接口：支持I2C TM串行總線接口。
• 軟件支持：支持Intel TM LDCM（DMI驅(qū)動(dòng)2.0）、Acer TM ADM（DMI驅(qū)動(dòng)2.0）和Winbond硬件監(jiān)控應(yīng)用程序軟件（Hardware Doctor TM），適用于Windows 95/98系統(tǒng)，符合WfM 2.0（Wired for Management）規(guī)范。
• 電源要求：采用5V Vcc供電。

2.5 封裝形式

采用20引腳SSOP（209mil）封裝，節(jié)省筆記本系統(tǒng)的空間。

三、關(guān)鍵規(guī)格

四、引腳配置與描述

4.1 引腳配置

W83L784R/G共有20個(gè)引腳，各引腳具有不同的功能。

4.2 引腳描述

五、功能描述

5.1 總體描述

W83L784R/G最多可提供4個(gè)模擬正輸入、2個(gè)風(fēng)扇速度監(jiān)控、2組風(fēng)扇PWM智能風(fēng)扇控制、2個(gè)來(lái)自遠(yuǎn)程熱敏電阻、2N3904晶體管或Pentium TM II（Deschutes）熱二極管輸出的遠(yuǎn)程熱輸入以及一個(gè)片上熱檢測(cè)。同時(shí)，它還提供3V和5V電源檢測(cè)的電源良好（復(fù)位）輸出，以及兩個(gè)故障輸出引腳，當(dāng)電池和風(fēng)扇出現(xiàn)異常時(shí)發(fā)出硬件警告。啟動(dòng)芯片的監(jiān)控功能后，看門狗會(huì)監(jiān)控每個(gè)功能并將值存儲(chǔ)到寄存器中。如果監(jiān)控值超過(guò)限值，中斷狀態(tài)將置為1。

5.2 訪問(wèn)接口

W83L784R/G通過(guò)I2C串行總線讀寫內(nèi)部寄存器，共有三個(gè)串行總線地址：

• 第一個(gè)地址定義在CR [4Ah]，可讀寫除CPUT1/CPUT2溫度傳感器寄存器外的所有寄存器，默認(rèn)值為0101101。
• CPUT1的地址定義在CR [4Bh]的bit2 - 0，僅用于讀寫CPUT1溫度傳感器寄存器，默認(rèn)值為1001001。
• CPUT2的地址定義在CR [4Bh]的bit2 - 0，僅用于讀寫CPUT2溫度傳感器寄存器，默認(rèn)值為1001000。

5.3 模擬輸入

模擬引腳的最大輸入電壓為4.096V，因?yàn)?位ADC的LSB為16mV。在PC監(jiān)控應(yīng)用中，CPU V-core電壓和 +3.3V電壓可直接連接到這些模擬輸入，5VSB和電池輸入應(yīng)使用外部電阻降低電壓以滿足輸入范圍要求。

5.4 溫度測(cè)量

溫度數(shù)據(jù)格式為內(nèi)部傳感器8位二進(jìn)制補(bǔ)碼，CPUT1和CPUT2傳感器為9位二進(jìn)制補(bǔ)碼?？赏ㄟ^(guò)讀取CR [27h]獲取8位溫度數(shù)據(jù)，通過(guò)讀取其串行總線地址的CR [00h]獲取9位溫度數(shù)據(jù)。

5.5 風(fēng)扇速度計(jì)數(shù)與控制

5.5.1 風(fēng)扇速度計(jì)數(shù)

風(fēng)扇速度計(jì)數(shù)輸入信號(hào)應(yīng)設(shè)置為TTL電平，最大輸入電壓不超過(guò) +5.5V?？筛鶕?jù)公式 (Count =frac{1.35 × 10^{6}}{RPM × Divisor }) 確定風(fēng)扇計(jì)數(shù)器，再通過(guò)公式 (RPM=frac{1.35 × 10^{6}}{Count × Divisor }) 計(jì)算風(fēng)扇速度。默認(rèn)除數(shù)為2，定義在CR49.bit0 - 2和bit4 - 6。

5.5.2 風(fēng)扇速度控制

W83L784R/G提供四組風(fēng)扇PWM速度控制，PWM占空比可通過(guò)8位寄存器編程，默認(rèn)占空比為100%。占空比計(jì)算公式為 (Duty - cycle(%)=frac{Programmed 8 - bit Register Value}{255} × 100%)。

5.5.3 智能風(fēng)扇控制

• Thermal Cruise模式：根據(jù)當(dāng)前溫度自動(dòng)控制風(fēng)扇速度，將溫度保持在特定范圍內(nèi)。當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定的高限溫度時(shí)，風(fēng)扇以特定速度開啟，并根據(jù)溫度變化自動(dòng)調(diào)整PWM占空比。
• Fan Speed Cruise模式：根據(jù)當(dāng)前風(fēng)扇速度自動(dòng)控制風(fēng)扇速度，將其保持在特定范圍內(nèi)。

5.5.4 風(fēng)扇故障報(bào)警

當(dāng)風(fēng)扇速度計(jì)數(shù)高于高限計(jì)數(shù)值（CR58h）或低于低限計(jì)數(shù)值（CR59h）時(shí)，引腳FANFAULT#將被置為低電平。

5.6 SMI#功能

5.6.1 溫度相關(guān)

• Comparator Interrupt Mode：溫度超過(guò) (T_{0}) 會(huì)產(chǎn)生中斷，讀取所有中斷狀態(tài)寄存器可復(fù)位該中斷。
• Two - Times Interrupt Mode：溫度超過(guò) (T{0}) 產(chǎn)生中斷，溫度低于 (T{HYST}) 且之前的中斷已復(fù)位時(shí)也會(huì)產(chǎn)生中斷。
• One - Time Interrupt Mode：溫度超過(guò) (T{0}) 產(chǎn)生中斷，溫度低于 (T{HYST}) 不會(huì)產(chǎn)生中斷，直到溫度再次超過(guò) (T_{0}) 。

5.6.2 電壓相關(guān)

SMI#中斷為Two - Times Interrupt Mode，電壓超過(guò)高限或低于低限且之前的中斷已復(fù)位時(shí)會(huì)產(chǎn)生中斷。

5.6.3 風(fēng)扇相關(guān)

SMI#中斷為Two - Times Interrupt Mode，風(fēng)扇計(jì)數(shù)超過(guò)限值或先超過(guò)后低于限值且之前的中斷已復(fù)位時(shí)會(huì)產(chǎn)生中斷。

六、寄存器與RAM

W83L784R/G有多個(gè)寄存器，用于配置和監(jiān)控各種功能，如配置寄存器、中斷狀態(tài)寄存器、SMI屏蔽寄存器等。每個(gè)寄存器都有特定的功能和默認(rèn)值，工程師可以通過(guò)對(duì)這些寄存器的讀寫操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片的控制和監(jiān)控。

七、規(guī)格參數(shù)

7.1 絕對(duì)最大額定值

7.2 DC特性

在Ta = 0°C至70°C，(V{DD}=5V pm 10%) ，(V{ss}=0V) 的條件下，對(duì)各種引腳的輸入輸出電壓、漏電流等參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定。

7.3 AC特性

規(guī)定了串行總線的時(shí)序參數(shù)，如SCL時(shí)鐘周期、起始條件保持時(shí)間、停止條件建立時(shí)間等。

八、其他信息

8.1 頂部標(biāo)記讀取

介紹了W83L784R和W83L784G的頂部標(biāo)記含義，包括芯片型號(hào)、跟蹤代碼、生產(chǎn)信息等。

8.2 封裝尺寸

給出了20引腳SSOP - 209 mil封裝的詳細(xì)尺寸信息。

8.3 原理圖

文檔中包含了W83L784R/G的原理圖，為工程師的設(shè)計(jì)提供了參考。

總之，Winbond的W83L784R/G硬件監(jiān)控IC為筆記本系統(tǒng)的硬件監(jiān)控提供了全面而可靠的解決方案。工程師在設(shè)計(jì)筆記本系統(tǒng)時(shí)，可以利用其豐富的功能和特性，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。你在使用這款芯片的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)交流分享。