嵌入式控制器与COM Express联合应用、共同发展

 

　　嵌入式控制器：（EC:Embedded Controller）在一组特定系统中，新增到固定位置，完成一定任务的控制装置就称为嵌入式控制器。其实在计算机当中就是一个8位的8051单片机。嵌入式控制器是一种特殊用途的CPU,通常放在非计算机系统，如：家用电器。嵌入式控制器是用于执行指定独立控制功能并具有复杂处理数据能力的控制系统。它由嵌入的微电子技术芯片来控制的电子设备或装置，从而使该设备或装置能够完成监视，控制等各种自动化处理任务。

　　嵌入式技术广泛应用于消费电子、通信、汽车、国防、航空航天、工业控制、仪表和办公自动化等领域。在个人领域中，嵌入式产品将主要是个人使用，作为个人移动的数据处理和通信软件。对于企业专用解决方案，如物流管理、条码扫描、移动信息采集等，小型手持嵌入式系统将发挥巨大作用。嵌入式系统不仅可以用于ATM机，自动售货机，工业控制等专用设备，而且和移动通信设备、GPS、娱乐相结合。通过EC+模块既可以实现普通或者特殊的计算机功能，又可以根据不同人群的不同的需要进行定制。

 

 

　　在现代能源日益紧张的情况下，节能是控制能源的一个很重要的手段，本系统可以通过ACPI的功能达到节能的目的，同时可以通过EC使得系统的功耗更低。很多情况下可以通过EC完全切断电源供应，这样不但可以降低能耗，而且也是节省成本的一种手段。

　　COM Express 是国际工业电气协会（PICMG）定义的计算机模块标准，由几大嵌入式工业计算机厂商共同制定的一种计算机模块标准，类似的标准还有ETX,XTX,Qseven.是一种高度集成的单板计算机，特别适合于执行自定义的工业计算机解决方案，适合于在标准的单板计算机因结构或由于缺乏扩展性而不适合时使用，在COM Express 标准里抛弃了之前的低速度PCI,IDE信号，是一个以全新的高速计算机接口为主的标准，PCI Express,串行ATA,千兆网口，SDVO及USB3.0将被支持。

　　可以将EC和控创推出的模块组合实现以下功能：

　　（1）普通电脑PS/2的鼠标键盘功能。

　　（2）特殊键盘和快捷键功能，如矩阵键盘、特种键盘等。支持标准和非标准的键盘。

　　（3）Touch Pad功能，支持PS/2的其他设备等。

　　（4）ACPI的电源和电池管理功能。

　　（5）外围设备控制功能。

　　（6）各种异常情况的保护功能。

　　（7）客户自定义的OEM命令功能。

　　以上功能的电路设计比较简单，没有复杂的电路。一般嵌入式控制芯片都集成有很多功能模块，例如总线控制器、矩阵键盘控制器、PS/2控制器、Izc控制器、ADC、DAC、PWM等。可以直接使用这些功能模块实现所需要的功能。一些功能只需要GPIO,使用EC的GPIO管脚连接即可。

　　可以采用各种各样的MCU作为嵌入式控制器，并且有一些厂家生产了专门用于EC的MCU,下面以H8S2149为例简述其使用。

　　（1）H8S2149芯片本身支持LPC总线，因此，可以通过LPC总线来连接MCU到带有LPC总线的计算机模块上，如控创的ETX-express系列COM Express兼容模块。当然，有很多MCU支持其他总线，所以可以使用有对应总线的控创计算机模块。

　　（2）这款MCU作为EC控制器，芯片本身支持ACPI的功能。产品可以在切断外部电源后自己进入休眠状态，损耗的电流更小。

　　（3）EC需要根据实际情况来编程。一般情况下，通用接口程序需要按照这些接口的协议来编写，例如鼠标和键盘程序、ACPI电源管理程序、SMBUS电池管理程序等。但是，对于非标准协议的功能，在编写程序时具有很大的灵活性，可以根据需要设计命令，如控制设备是否工作的命令等。

　　（4）在编写程序时，为了使得工作更加方便，需要注意以下几方面：①程序执行的顺序需要有一个清楚的脉络。②尽量使用模块化程序，提高程序的通用性，减少重复的程序。③弄清楚各种通用接口/总线程序的协议，写程序时遵循这些协议。④不要让OEM命令程序干扰其他通用程序运行。

　　总之，使用EC作为计算机设计的功能扩充，能够适应人们的多种需求，使得各种设备的特殊功能定制变得更加容易。