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Keyboard是PC架构中的一个重要组成部分。在常见的PC系统中主板上都有一颗专用的8042接口芯片去处理(现在被集成进了SB中)，8042控制keyboard的整个工作过程，包括加电自检键盘扫描码的缓冲以及与chipset沟通。在NB上这部分工作都有EC负责，它有一个keyboard controller，它扮演8042相似的角色。NB都有一个内置Keyboard，这个keyboard是由EC控制的。Keyboard和touchpad都是EC内置的一个部分，它们按照ps2协议工作，最终的数据通过EC送给host。常见的102 key的键盘如下图1所示： 2．
& t/ @. [3 M5 k. z2 iScan code and Make & Break
* ] @6 p: V( N C
/ u, Z/ s7 n. N/ }- ]& _) W" [7 B* T; k
. o; y1 T) K% A2 j8 p当键盘上有键被按下，键盘将产生扫描码（scan code），scan code有两种Make code和Break code，也就是通常所说的通码和断码。每一个按键都有一个唯一的Make code和Break code。当一个键被按下就会产生Make code，松开时就会产生一个Break code。Scan code一共有三套称之为set1、set2、set3，PS2接口键盘默认使用set2。EC收到set2 scan code以后会将它转化为set1送给host。Set1的scan code中标准按键的Scan code Make code和Break code都只有一个字节，Make code和BreakCode的差别就在最高位。Make code最高位为0，Break code最高位为1。
$ }$ V z+ u# {; F' F$ YA的scan code如下图1所示:
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图2 3.How Does Keyboard Work? ; W6 f8 g5 _ f% S
Key board功能虽然比较简单，只是让用户可以输入一些字符而已，可是它的工作原理却不简单。从一个键被按下到操作系统识别它并送给其他的driver或者AP，中间经历了很多道工序。键盘是一种矩阵结构，每一个键都有一个行地址和列地址，用户按下键以后,EC获得该按键的matrix address，EC将该address转化为matrix value然后判断该键的类型是特殊功能键还是标准按键，然后采用不同的方法将matrix value转成Set2，最后在转成Set1 value送给host，host收到就可以送给其它需要的程序了。其完整的工作流程如下图3所示： 4．
9 g T$ a6 Z3 c9 d( ^; TCustomized
/ o0 {2 t) M+ |( |; W3 ]0 e) e' z1 iHot Key NB上有一些被称为Hot Key（热键）的东东，比如用户可以按Fn+F4/F5调整亮度等。这些是如何实现的呢？既然key board部分是由EC FW处理，那定制这些特殊功能键就不是什么难事了。Fn没有scan code但是它有matrix address 所以EC收到该键按下后置一个flag，后续检测到F1-F12 被按下后，EC发一个Q_EVENT（什么是Q_EVENT?后续会详细描述J）给Host,Host就可以和EC通信了。如此便可以定制出各种各样的功能了。
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5．( N! O2 k: r: Z3 l- Q$ }
IO Port Command Host通过60h，64h这两个ports和Keyboard进行通信，其中60h被称为数据端口，64h为命令端口。Host对EC发命令是通过64h port实现的命令分别为： | | | 设置LED。Keyboard收到此命令后，一个LED设置会话开始。Keyboard首先回复一个ACK（FAh），然后等待从60h端口写入的LED设置字节，如果等到一个，则再次回复一个ACK，然后根据此字节设置LED。然后接着等待。。。直到等到一个非LED设置字节(高位被设置)，此时LED设置会话结束。 | | 诊断Echo。此命令纯粹为了检测Keyboard是否正常，如果正常，当Keyboard收到此命令后，将会回复一个EEh字节。 | | 选择Scan code set。Keyboard系统共可能有3个Scan code set。当Keyboard收到此命令后，将回复一个ACK，然后等待一个来自于60h端口的Scan code set代码。系统必须在此命令之后发送给Keyboard一个Scan code set代码。当Keyboard收到此代码后，将再次回复一个ACK，然后将Scan code set设置为收到的Scan code set代码所要求的。 | | 读取Keyboard ID。由于EC芯片后不仅仅能够接Keyboard。此命令是为了读取后所接的设备ID。设备ID为2个字节，Keyboard ID为83ABh。当键盘收到此命令后，会首先回复一个ACK，然后，将2字节的Keyboard ID一个一个回复回去。 | | 设置Typematic Rate/Delay。当Keyboard收到此命令后，将回复一个ACK。然后等待来自于60h的设置字节。一旦收到，将回复一个ACK，然后将Keyboard Rate/Delay设置为相应的值。 |
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| 清理键盘的Output Buffer。一旦Keyboard收到此命令，将会将Output buffer清空，然后回复一个ACK。然后继续接受Keyboard的击键。 | | 设置默认状态(w/Disable)。一旦Keyboard收到此命令，将会将Keyboard完全初始化成默认状态。之前所有对它的设置都将失效——Output buffer被清空，Typematic Rate/Delay被设置成默认值。然后回复一个ACK，接着等待下一个命令。需要注意的是，这个命令被执行后，键盘的击键接受是禁止的。如果想让键盘接受击键输入，必须Enable Keyboard。 | | 设置默认状态。和F5命令唯一不同的是，当此命令被执行之后，键盘的击键接收是允许的。 | | Resend。如果Keyboard收到此命令，则必须将刚才发送到Output Register中的数据重新发送一遍。当系统检测到一个来自于Keyboard的错误之后，可以使用自命令让Keyboard重新发送刚才发送的字节。 | | Reset Keyboard。如果Keyboard收到此命令，则首先回复一个ACK，然后启动自身的Reset程序，并进行自身基本正确性检测（BAT-Basic Assurance Test）。等这一切结束之后，将返回给系统一个单字节的结束码（AAh=Success, FCh=Failed），并将键盘的Scan code set设置为2。 | | 准备读取芯片的Command Byte；其行为是将当前Command Byte的内容放置于Output Register中，下一个从60H端口的读操作将会将其读取出来。 | | 准备写入EC芯片的Command Byte；下一个通过60h写入的字节将会被放入Command Byte。 | | 测试一下键盘密码是否被设置；测试结果放置在Output Register，然后可以通过60h读取出来。测试结果可以有两种值：FAh=密码被设置；F1h=没有密码。 | | 设置键盘密码。其结果被按照顺序通过60h端口一个一个被放置在Input Register中。密码的最后是一个空字节（内容为0）。 | | 让密码生效。在发布这个命令之前，必须首先使用A5h命令设置密码。 | | 自检。诊断结果放置在Output Register中，可以通过60h读取。55h=OK。 | | 禁止键盘接口。Command Byte的bit-4被设置。当此命令被发布后，Keyboard将被禁止发送数据到Output Register。 | | 打开键盘接口。Command Byte的bit-4被清除。当此命令被发布后，Keyboard将被允许发送数据到Output Register。 | | 准备读取Input Port。Input Port的内容被放置于Output Register中，随后可以通过60h端口读取。 | | 准备读取Outport端口。结果被放在Output Register中，随后通过60h端口读取出来。 | | 准备写Output端口。随后通过60h端口写入的字节，会被放置在Output Port中。 | | 准备写数据到Output Register中。随后通过60h写入到Input Register的字节会被放入到Output Register中，此功能被用来模拟来自于Keyboard发送的数据。如果中断被允许，则会触发一个中断。 |
1 r( c. P0 l% n/ z9 r& i& w上面的表格就是EC支持的全部的command。那么如何向EC发一个命令呢？在向端口60h，64h写任何信息之前，EC输入缓冲区必须为空。读取64h获得状态，然后检查bit1，如果是0表示buffer为空可写，否则为满不能写入。 4 c( u" E$ D: ~. a$ r8 _
in ) F* |5 r9 u% o9 l. z+ A6 N8 U
al,64h
1 F V/ A' A% d& d) _test0 V9 o B: c; @1 O2 d
al,2
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' v c7 \ q: l5 Tsend_cmd
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out 64h,bl ; T9 `1 ^1 U, L1 c/ Y0 J3 b& j
如何从EC端读取数据呢？读取任何信息之前，必须检查控制器输出缓冲区状态，以确定可以读取一个字节。读取64h bit0如果是1表示buffer为满可读，否则为空不能读取。 ; L8 n& f$ K# q0 Z+ _- ?/ M! f
4 f& p1 C) `* Tin
0 y0 p' j0 {8 gal，64h * U- s( ~: K6 `5 x/ H1 ~
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4 Q4 A4 W: c( Q1 U' L1 ^/ e4 p' o0 Wread_key_ready
8 C* H9 O3 `8 Y& q/ U
ret % H, q/ S. K/ k1 f
read_key_ready:
/ X- W$ {- ~+ }- x9 A) @* qin% K% p1 ~1 M8 ]: F
al,60h
Status Register（状态寄存器）的状态位如下所述： Bit7: PARITY-EVEN(P_E): 从键盘获得的数据奇偶校验错误
* U$ Z+ e5 @9 X7 Z1 FBit6: RCV-TMOUT(R_T): 接收超时，置1, Y" R- G! y' ~
Bit5: TRANS_TMOUT(T_T): 发送超时，置1
1 S/ u9 G% O* K3 OBit4: KYBD_INH(K_I): 为1键盘没有被禁止。为0键盘被禁止。4 K8 I9 i; ^% S- ]$ ^+ M* r1 s
Bit3: CMD_DATA(C_D): 为1输入缓冲器中的内容为命令，0输入缓冲器中的内容为数据。
& P, T" p; }. i7 m( IBit2: SYS_FLAG(S_F): 系统标志，加电启动置0，自检通过后置1; P) H' V; P5 ~$ ^3 S% I* `
Bit1: INPUT_BUF_FULL(I_B_F): 输入缓冲器满置1，i8042 取走后置0
2 t9 R+ z4 N6 d p% NBitO: OUT_BUF_FULL(O_B_F): 输出缓冲器满置1，CPU读取后置0 6．, a# c+ b J' E( p0 {
Co-Work With USB Keyboard
7 ~2 s6 I3 N' ~( X大家可能会觉得Usb keyboard好像和EC没什么关系，其实不然。
Usb keyboard在Legacy mode需要将数据送给EC，由EC在送给Host。（借腹生子哈哈）。完整的流程如图4所示： 8 Y' j' l5 @! M* }) Y0 V& W9 T1 }
3 o! h; I4 i" G( Y ) U2 S% O8 L% s" L$ d, e) Q
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当usb keyboard有数据输入，BIOS将数据转化并通过D2 command将数据送给EC， EC通过IRQ1通知Host，Host再下来读取。 9 J6 y- P) Z" k- s- E% w/ W
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IP卡
狗仔卡
发表于 2009-4-18 10:33:15
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡
发表于 2010-1-14 22:28:22