Hardware - O Super I/O e o botão Power
  • Leonardo Ritter

Hardware - O Super I/O e o botão Power


Neste artigo será dado continuidade aos estudos do Super I/O! O assunto de hoje é a sequência de start da placa-mãe, que depende, em partes, do Super I/O!

As fontes de alimentação ATX possuem suporte à desligamento via software e à um controle de energia bem mais rígido do que as velhas placas-mãe AT. São os fios "Power OK" e "PS-ON" do cabo ATX de 24 pinos que permitem este controle. Veja abaixo, o conector ATX de 24 pinos:

Diagrama 1:

Se você leu o artigo sobre formatos de placas-mãe de desktop, aqui do HC, já sabe a utilidade destes dois fios. Caso não saiba, leia o texto abaixo:

"O pino PS-ON (Power Supply On) juntamente com o 5 VSB permite que a placa-mãe entre em stand by, fazendo com que apenas os circuitos principais se mantenham ativos. Ao entrar no modo de descanso, um sinal é enviado pelo pino PS-ON que desativa algumas linhas de tensão, mas mantém a placa-mãe ligada. O desligamento via software também acontece ao mandar um sinal HIGH por este mesmo fio. Quando a placa é ligada (ao apertar o botão liga/desliga) esse sinal fica em LOW.

Com isso também é possível ter nas placas ATX o recurso Wake On Lan, que é ligar e desligar o PC via rede, ou Wake On Modem, que é ligar e desligar o PC via placa de fax/modem.

O PWR OK funciona de forma similar ao Power Good das placas AT. Se comunica com a fonte de alimentação para desligar caso houver instabilidades (Caso esteja tudo ok, um sinal de +5 Volts permanece nesta linha)."

Trecho retirado do artigo "Fator forma de placas-mãe" do Hardware Central.

O botão de power não está diretamente ligado ao pino "PS-ON" do cabo ATX. Quando apertamos o botão "Power" na frente do gabinete, um curto é fechado entre a linha de start, que está ligada ao Super I/O, e o polo negativo.

Veja abaixo, o diagrama do conjunto de pinos FPANEL (Front Panel - Painel Frontal) onde é conectado o botão Power, o botão Reset, o Speaker (que bipa caso seja detectado pelo POST do BIOS alguma anomalia no circuito) e os LED's de atividade do HD (normalmente um LED de cor vermelha) e de atividade da placa-mãe (Normalmente um LED de cor verde).

Diagrama 2

Perceba a linha vermelha, onde deve ser conectado o botão de Power.

Perceba a linha verde, onde deve ser conectado o botão de Reset.

Ambos estas linhas estão ligadas ao Super I/O.

Diagrama 3

Veja que há o conjunto de pinos com o título "Power-On Control", e logo abaixo, um conjunto de pinos "MISC.", abreviação para "Miscellaneous", que significa "diversos".

Veja a linha "PWR OK" em marrom. Ela está conectada à interface "Hardware Monitor" do Super I/O, pois é nesta interface que as tensões, rotação de ventoinhas e temperatura da CPU são monitoradas.

A linha "PWRBTN#", em vermelho, está ligada ao botão de "Power" do computador. A linha "PS-ON#", em roxo, está ligada ao pino "PS-ON" do conector ATX. Quando você aperta o botão Power ("PWRBTN#"), apenas está fechando um curto entre o polo positivo e negativo, e quando isso acontece, o Super I/O passa a liberar um sinal constante em LOW para a fonte ATX através do fio "PS-ON".

Ao desligar o PC, um comando via software, isto é, um código, é enviado ao Super I/O, que então altera o sinal da linha PS-ON para HIGH. A fonte ATX ao receber este sinal, encerra as atividades.

No conjunto de pinos "MISC.", há os pinos onde estão ligadas as linhas de Reset do sistema. Perceba que há a linha "RSTCON#", onde é ligado o botão de reset. Os pinos "RSMRST#" e "SPE_RESET#" também fazem parte do circuito de reset, só que, se você observar, há um sinal de ">>" na linha, significando saídas de sinal, ou seja, a partir de um clique no botão reset, o Super I/O irá sinalizar para outros circuitos a reinicialização do sistema. No caso do "RSMRST#" ele é ligado ao pino AG3 do chipset nVidia nForce 4, como você pode ver no diagrama 4.

CURIOSIDADE: Em muitas placas-mãe, há um sistema que detecta a abertura do gabinete. Este sistema funciona a partir de um botão colocado na parte da estrutura onde a tampa lateral do gabinete é encaixada. Quando se coloca a tampa o botão fica pressionado por ela, e quando a tampa é retirada o botão não fica mais pressionado, cortando a alimentação do pino "INTRUDER#", também presente no Super I/O, normalmente no conjunto de pinos "MISC.". Este pino "#INTRUDER" está programado para sinalizar ao sistema e ao usuário que a tampa do gabinete está aberta ou mal encaixada.

É válido lembrar que o Super I/O está sempre em atividade, independente do PC estar ligado ou não. Ele recebe energia da fonte de alimentação, que apesar de estar desligada, fornece uma tensão baixa para manter circuitos essenciais funcionando. O pino por onde esta tensão chega é o "3VSBSW#", destacada em amarelo no diagrama 3. A linha de tensão auxiliar não pode ser confundida com a linha de tensão da bateria de 3 Volts presente na placa-mãe, isto por que esta bateria só serve para alimentar o RTC (Real Time Clock), onde há alguns KBytes de memória RAM que armazenam as alterações no BIOS feitas pelo usuário (alterações de clock, configurações específicas do processador e memória, além de várias outras coisas) além de, claro, manter a data e a hora atualizados!

A bateria de 3 Volts pode ser ligada ao Super I/O, caso ele tenha um RTC integrado e o chip de memória ROM Flash com o firmware (BIOS) da placa esteja conectado à ele, ou a bateria pode estar conectada diretamente ao Super I/O integrado no chipset da placa-mãe (que também possui um RTC!).

Veja abaixo, os pinos do chipset nVidia nForce4 que servem para mostrar a estabilidade de tensões ao "PWROK":

Diagrama 4

O pino RSMRST# (linha vermelha) é conectado ao pino 85 (do conjunto de pinos "MISC.") no Super I/O ITE 8716 da placa-mãe Asus M2N4 SLI.

O pino "IO_PWROK#" do ITE 8716 é conectado ao pino "SB_PWROK" do chipset nForce4.

A linha "PWROK" também é ligada ao VID (Voltage Identificator) do processador, já que é este o circuito responsável por informar a tensão necessária para o funcionamento da CPU ao chip controlador do VRM (Voltage Module Regulator). Veja o diagrama de parte do socket AM2 abaixo, onde a linha "PWROK" está ligada:

Diagrama 5

Quando se aperta o Botão Reset no PC, o que o sistema faz é reiniciar as atividades sem cortar a energia vinda da fonte de alimentação.

No diagrama 5, logo abaixo do pino "CPU PWROK" há o "CPU RST#", que também serve para reiniciar as atividades.

A seguir, uma sequência de diagramas com a sequência de "boot" (inicialização) de alguns modelos de placa-mãe de PC.

Na imagem abaixo, a sequência de start e de reset, além do sincronismo dos sinais elétricos de uma placa-mãe MSi MS-7360 Rev. 0A:

Diagrama 6 - Dica: Salve a imagem no PC para poder ampliá-la.

Perceba no diagrama 6 que sobre cada linha há seu respectivo nome escrito em vermelho. Perceba também que há setas indicando a sequência que deve ser seguida.

Observe outro diagrama, desta vez da placa-mãe ECS H61H2-M12 Rev. 1.0:

Diagrama 7

Perceba que entre o Super I/O e o chipset Ponte Sul, denominado pela Intel como PCH, há o nome de cada linha de comunicação (marcado com a linha preta "1") e também o sinal elétrico enviado (marcado com a linha preta "2"). Também há setas indicando a sequência.

veja o próximo diagrama, de uma ECS G31T-M7 Rev. 1.0:

Diagrama 8

Seguindo o mesmo padrão dos diagramas anteriores, o diagrama 8 mostra todos os detalhes da sequência de boot do sistema.

Outra coisa importante é que, não só o Super I/O, chipset's e processador que reiniciam ao apertar o botão reset, mas sim o sistema todo reseta: o codec de áudio possui uma linha de reset ligada ao chipset, o PHY de rede também possui, o chip gerador de clock base também reseta, enfim, todos os sistemas secundários são reiniciados ao apertar o botão reset. No detalhamento do circuito de boot e reset da placa-mãe Asus M2N4 SLI deste artigo eu mostrei apenas o "grosso" sobre este complexo sistema!

São sistemas complexos de se entender, se exige horas de análise para entender toda a lógica de ligação entre os chips, ainda mais quando se trata de algo pouco estudado e que não se dá muita atenção ao estudar uma placa-mãe.

Para mandar sugestões, tirar dúvidas ou fazer apontamentos sobre o conteúdo, mande um e-mail para hardwarecentrallr@gmail.com

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FONTES e CRÉDITOS:

Imagens, diagramas e texto: Leonardo Ritter

Fontes: Biblioteca de datasheets e esquemas elétricos do Hardware Central; artigo do HC sobre formatos de placas-mãe.


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