EDV-Dompteur/Forum

Wenn ein Notebook-Mainboard partout nicht will, wie es soll, dann mag der Zeitpunkt kommen, wo der Verdacht auf den Embedded Controller fällt.
Hinweis: Es gibt auch alternative Bezeichungen für diesen Chip. Z. B. "Multicontroller", oder "Super-I/O", sind recht gängig.

Wie sieht so ein Ding aus?

Der Embedded Controller (kurz: EC) - hier am Beispiel eines ITE IT8380E, ist der großflächigste Resin-schwarze Chip auf dem Mainboard.
Auf Notebook-Mainboards kommt der EC nahezu immer in folgender Ausführung daher:
- Quadratisches Package aus Resin, schwarze Gehäusefarbe.
- Typischerweise 128 bis 144 Pins, die rings um das Gehäuse herum an den vier Seiten angeordnet sind.

Andere Chips auf dem MB mögen zwar noch größer sein, aber die sind dann halt nicht rein aus Resin (schwarzes Plastik) und haben die Pins nicht zugänglich an den vier Seiten angeordnet.

Der Prozessor z. B., steckt ja nicht im puren Resin-Gehäuse, sondern er hat oben Silizium, plus in aller Regel noch ein paar winzigste Bauteile aufgelötet. Und der Prozessor hat die Anschlüsse unter der Chipfläche, nicht seitlich.
Auch die RAM-Bausteine sind zwar groß, sehen aber trotz ihres schwarzem Resin-Gehäuses anders aus. Sie sind nicht quadratisch und haben wiederum keine von außen zugängliche Anschlüsse.

Auf manchen Mainboards mag mehr als ein Chip bestückt sein, auf den die Beschreibung grob passt. Dann ist der EC schlicht der größte von denen.
In Sub-Notebooks, also diesen besonders kompakten "Notebökchen", kommt der EC aber auch in kleineren Ausführungen daher, im BGA-Package. Also mit den Anschlüssen unterhalb des Gehäuses, statt seitlich.

Meistens sitzt der EC auf dem Mainboard nahe des Tastaturanschlusses.
Fast immer ist auch das BIOS-EEPROM in seiner direkten Nähe bestückt.

Embedded Controller - was ist das überhaupt?

Der EC hat auf dem Mainboard einen Job, den man mit dem eines Hausmeisters in einem Firmengebäude vergleichen könnte.
Der Hausmeister: Schließt morgens die Türen auf und am Abend wieder ab. Er schaltet das Licht in der Halle ein/aus und schmeißt die Klimaanlage an, wenn es zu heiß wird. Er trägt Sorge dafür, dass über Nacht das Ladegerät für den Akku des Gabelstaplers angeschossen und eingeschaltet ist. Und so weiter.
Er arbeitet aber nicht an den Produkten, die die Firma herstellt! Sondern er sorgt dafür, dass in der Firma überhaupt gearbeitet werden kann.

Analog dazu der EC:
Er überwacht den Einschalttaster und aktiviert/deaktiviert die einzelnen Schaltwandler. Er steuert sämtliche LEDs an und aktiviert den Lüfter, wenn es zu heiß wird. Er sorgt dafür, dass der Battery-Controller den Notebook-Akku lädt. Und so weiter.
Er hat aber nichts mit den Userdaten und Programmen zu tun! Sondern er sorgt dafür, dass andere Chips die nötigen Aufgaben erfüllen können.

Wer schon mal mit Arduino, bzw. Atmel AVR gearbeitet hat, der dürfte schon eine gute Vorstellung haben: Sensoren abfragen, LEDs ansteuern und so weiter. Also so die typischen Low-level-Aufgaben.
Wenn es um anspruchsvollere Sachen geht, wie aufwändige Grafik etc., dann nimmt man statt einem 8-Bit AVR lieber einen kräftigeren Controller.
Bei umfangreicheren Basteleien mit Mikrocontrollern kommt man schnell an den Punkt, eine ähnliche Lösung zusammen zu stellen, wie man sie auf einem Mainboard vorfindet. Dort existieren Chips und Schaltungsteile für diverse Teilaufgaben. Also Grafik-Ausgabe, Sound, das Laden des Akkus ... aber es existiert halt eine Instanz, in Form des Embedded Controllers, die diese einzelnen Chips und Schaltungsteile im Bedarfsfall aktiviert/deaktiviert.

Diagnosemöglichkeiten und Reparatur

Zur Diagnose schreibe ich später was.
Gehen wir zunächst davon aus, dass der EC kaputt ist.

Einfache Chips, wie die Schaltregler-ICs, kann man im Falle eines Defekts einfach austauschen und alles ist wieder gut!
Beim Embedded Controller ist das leider nicht immer der Fall.
- Diese Dinger beinhalten, je nach Typ, mitunter ein paar Parameter, oder gar eine komplette Firmware, die man dann per Programmiergerät in den neuen Chip braten muss, bevor er seinen Dienst ausüben kann.

Abgesehen davon, dass der Austausch eines ECs handwerklich schon eine ziemliche Herausforderung darstellt, muss also zuvor stets geprüft werden, ob der alleinige Austausch überhaupt den gewünschten Erfolg bringen kann, oder ob man sich anschließend noch mit interner Firmware herumplagen muss.
- Wenn ja, dann wird es richtig übel, denn dann muss man diese zunächst auftreiben (nicht immer einfach!) und dann muss sie noch in den Chip ...

Wer Atmel AVR kennt, vor dem Aufkommen der per USB programmierbaren Arduinos, der kennt das Prinzip: Programmiergerät per ISP anschließen, mit Multi-Fuses herumschlagen und dann das Programm einspielen.
Beim EC nicht viel anders. Man benötigt halt ein Programmiergerät, aber die sind normalerweise nicht ganz billig. Und leider ist, mangels explizitem "ISP-Port", der Aufwand für die bloße Verbndungsherstellung zwischen Progger und Chip mitunter recht haarig.
Immerhin sind aber viele Notebook-Hersteller so schlau, die nötigen Signale am Tastaturport bereit zu stellen, also an diesem breiten FPC/FFC-Verbinder. Mittels geeignetem Flachkabel, und nach ausgiebigem Wälzen von Datenblatt und Schaltplan, kommt man dann hoffentlich klar. Aber es ist schon ein zermürbender Aufwand!

Aus diesem Grund mag man vor der Entscheidung stehen, ob sich die Reparatur eines ohnehin stark abgenutzten Notebooks überhaupt noch lohnt, wenn der EC als Übeltäter überführt wurde.
Darum liste ich im folgenden Posting eine Menge ECs auf, von denen ich weiß, ob man ihnen umständlich per Progger auf den Leib rücken muss, oder ob der bloße Austausch des defekten Chips genügt.

Die folgenden Tabellen geben darüber Auskunft, ob der jeweilige Chip im Falle eines Defekts entweder:
a) Löttechnisch nur ausgetauscht werden muss und alles ist gut (grüner Haken), oder ...
b) Zusätzlich noch per Programmiergerät beackert werden muss, nach dem Austausch (rotes Kreuz).

Ich werde dieses Posting stets aktuell halten und dabei neue, bzw. ergänzende Informationen einpflegen.

ENE
Website: http://www.ene.com.tw/english/pro/ecoverview.php


Hinweis: ENE KB9012 soll 1 zu 1 austauschbar sein mit nuvoton NPCE388NA0DX

ITE
Website: http://www.ite.com.tw/en/product/category?cid=1


Hinweis zu ITE-Chips auf Asus-Mainboards:
Auf Asus-Mainboards soll es genügen, Embedded Controller von ITE einfach nur auszutauschen und per Programmiergerät lediglich zu "clearen", da sie nicht unbedingt blank daher kommen. Sie müssen bei Asus aber nicht programmiert werden, denn das erledigt sich dort automatisch von selbst, indem sich der EC die nötigen Daten eigenständig aus dem externen EEPROM zieht.
Man benötigt bei einem Gespann aus Asus & ITE-Chip also keinen Firmware-Dump für den EC.
Dennoch muss das Programmiergerät ran, denn wenn der neue Baustein ab Werk nicht komplett leer war, dann versucht er erst gar nicht, sich dan Dump aus dem EEPROM zu ziehen.

Ob es einen Trick gibt, zum bloßen Clearen des ECs ganz auf das Programmiergerät zu verzichten und eventuelle Datenreste in dessen Speicher irgendwie manuell zu löschen, weiß ich nicht.

Firmware-Downloads für ITE-Chips:
Hier gibt es Firmware-Dumps für ITE IT8XXX Controller, zum Einsatz in Notebooks diverser Hersteller:
https://ascnb1.ru/forma1/viewtopic.php?f…116577&start=60

Nuvoton/Winbond (Nuvoton ist ein Ableger von Winbond).
Website: http://www.nuvoton.com/hq/support/produc…ol/?__locale=en


Hinweis: NPCE388NA0DX soll 1 zu 1 austauschbar sein mit ENE KB9012

SMSC (Microchip) (SMSC wurde von Microchip aufgekauft/übernommen)
Website: https://www.microchip.com/design-centers…ard-controllers
(Auf der Website findet man zu den Chips auch BSDL-Dateien, für den Boundary-Scantest.)


Hinweis:
Ich las einen Kommentar, wonach bei MEC1404 eine Programmierung zwar möglich, aber nicht notwendig sei, da dieser Chip in der Lage ist, sich seine Firmware eigenständig aus dem externen EEPROM zu ziehen.
Ich gebe diese Information einfach mal ungeprüft weiter.
Eventuell ist das auch nur bei "gecleartem" Chip der Fall, was dann wohl doch wieder ein Programmiergerät erfordert.

Datenblätter für Embedded Controller sind oft schwer bis gar nicht aufzutreiben.

Ich würde Fundstücke ja nur zu gerne verlinken, oder per Anhang zur Verfügung stellen, aber nicht selten prangt darin ein dicker Schriftzug "CONFIDENTIAL" (streng vertraulich) ...
Mit anderen Worten: Diese Informationen stellen die Chip-Hersteller nicht der Allgemeinheit zur Verfügung, sondern nur nach Unterzeichnung einer Geheimhaltungs-Vereinbarung.

Sorry, aber illegal ins Internet "geleakte" Inhalte kann ich hier leider nicht verlinken, oder anderweitig zugänglich machen.
Obige Tabellen enthalten daher nur Links auf legale, vom Hersteller himself veröffentlichte Dokumente.

Zum Punkt:
Wenn Ihr mal händeringend Informationen über einen bestimmten EC benötigt, doch weder dessen Datenblatt auftreiben könnt, noch den Schaltplan für Euer Mainboard, dann mag mitunter schon ein beliebiger anderer Schaltplan helfen, für ein ganz anderes Mainboard, auf dem der Chip ebenfalls eingesetzt wird. Denn daraus geht immerhin schon mal die Pinbelegung hervor, sowie die Höhe der Spannungspegel.

Nur: Woher soll man wissen, nach welchem Schaltplan man da suchen soll?

Bezüglich Schaltplänen und Copyright sieht es natürlich genauso aus, wie bei "confidentialen" Datenblättern ...
Aber immerhin lehrt die Erfahrung, dass man Schaltpläne inzwischen oft relativ leicht findet (wenn auch leider nicht immer).
Darum ergänze die obigen Tabellen nach und nach um Informationen, auf welchen Mainboards, oder in welchen Notebooks die jeweiligen ECs bestückt sind.
Dabei nehme ich bewusst nur solche Mainboards und Notebook-Modelle in die Listen auf, von denen ich ... äh, intuitiv ahne ... dass der zugehörige Schaltplan irgendwo im Internet zu finden ist.

Von manchen ECs existieren leicht unterschiedliche Varianten, bei denen mitunter ein Austausch untereinander möglich ist.
Aber manchmal leider nur in eine Richtung ...
Also nach dem Prinzip: Typ "A" kann durch Typ "B" ersetzt werden, aber Typ "B" nicht durch Typ "A" ...

Ohne Gewähr für die Richtigkeit, hier eine kurze Auflistung:
Compatibility table of super I/O controllers

Man beachte jeweils den Pfeil, der die mögliche Austauschrichtung anzeigt!


Im russischsprachigen Forum VLab.su findet sich ein langer Thread zu untereinander austauschbaren ECs, mit übersichtlichem Startposting:
Взаимозаменяемость мультиконтроллеров


Und möglicherweise findet Ihr hier weitere Listen, falls obige mal nicht ausreicht:
IC-Austauschtypen

Manchmal gibt es auch auf der Website des Herstellers Empfehlungen bezüglich Ersatztypen. Darum folgt gegebenenfalls den Links, die ich oben bei den Tabellen angegeben habe.

Der Königsweg ist natürlich der Einsatz eines Test- und Programmiergerätes, wie im folgenden Posting beschrieben.

Ich erweitere diesen Beitrag hier aber später noch um ein paar pfiffige Tipps, wie man auch ohne so einer Profi-Ausstattung einen EC zumindest grob überprüfen kann.

Vorweg zur Erinnerung:
Kürzlich hatten wir im Forum ja das Thema "EC programmieren":
DELL XPS 15 9550 Kein Post nur Power LED

Der User Julianino hat diesen Task mittels eines teuren JTAG-Programmiergerätes erfolgreich gemeistert, das ihm in seiner Firma zur Verfügung steht.
Das Problem bei so einer Sache ist sonst eigentlich weniger das Programmiergerät an sich, als vielmehr die zugehörige Software! Denn um einen Chip per JTAG/Boundary-Scantest auszulesen und zu modifizieren, benötigt man stets eine zum Chip passende Konfigurationsdatei, die man halt erstmal haben muss ...
Julianino hatte Glück - diese Datei war bei seinem teuren Gerät schon fix & fertig dabei!

Daraufhin machte ich mich auf die Suche nach preiswerteren Programmiergeräten (maximal 100,- EUR), deren Hardware-/Software-Ausstattung möglichst mundfertig für Notebook-Reparaturen taugt. - Wurde aber zunächst nicht befriedigend fündig.
Auf eBay und anderweitig findet man zwar eine Vielzahl spottbilliger JTAG-Progger, aber fast immer fehlen in den Angeboten nähere Angaben zu den unterstützten Chips und zur Software. Solche Dinger sind zumeist entweder sehr allgemein gehalten und befriedigen nicht die Bedürfnisse eines Notebook-Reparateurs, oder sie sind nur für ganz bestimmte andere Chips tauglich, jedoch nicht für ECs.

Inzwischen bin ich aber fündig geworden; explizit für den Notebook-Service maßgeschneiderte Geräte!

Gerät Nr. 1: Vertyanov Programmer:

Weil ich ja dauernd russische Websites empfehle, wenn es um Notebook-Reparatur geht, mag es zwar wie ein "Tick" meinerseits wirken, aber es ist halt wie es ist: Das Gerät ist offenbar das Werk eines Russen!
Zuerst fand ich auf eBay Anbieter des Gerätes aus Hongkong. Doch als ich weiter recherchierte, fand ich schließlich zur Quelle.
Dahinter steht das (Euch vermutlich schon bekannte) Forum von Notebook1.ru

Dort schreibt der Entwickler, Сергей Вертьянов (Sergej Wertjanov), und von dort bekommt man die Software.
Hier der dortige Thread zu dem Gerät:
https://ascnb1.ru/forma1/viewtopic.php?f=70&t=89694

Wahnsinn, der Thread zu dem Gerät und seiner Software erstreckt sich derzeit über 94 Seiten und 2794 Postings!
Die Hardware macht jedenfalls einen exzellenten Eindruck:



Im Lieferumfang befindet sich ein Satz Flachbandkabel zwecks Herstellung einer Verbindung zum Tastaturanschluss des Notebooks.
Man findet das Gerät wie erwähnt bei eBay. Wobei es sich bei den Angeboten aus Hongkong scheinbar um Plagiate handelt - so jedenfalls mein Eindruck beim Vergleichen. Das (scheinbare) Original führen zwei Anbieter aus Odessa (Ukraine).

Man verwende den Suchbegriff "Vertyanov", um das Gerät bei eBay aufzuspüren, wobei dort das Kontrollkästechen "Beschreibung einschließen" angehakt sein muss, sonst erscheinen in den Suchtreffern nur die Dinger aus Hongkong.
Sowohl aus Hongkong, wie auch aus der Ukraine, kosten die Geräte mitsamt dem ganzen Zubehör & Versandkosten ungefähr 80,- EUR.

Und im folgender Sektion jenes Forums geht es um "Firmware" im weitesten Sinne; also einerseits um BIOS-Dateien, aber auch um die erwähnten Konfigurationsateien, für die diversen Chips in Notebooks, inklusive natürlich diverser Embedded Controller:
https://ascnb1.ru/forma1/viewforum.php?f=450

Fazit zu obigem Gerät:
Wer nur mal sein eigenes Notebook reparieren will, der wird natürlich keine 80,- Euronen für so ein Programmiergerät ausgeben wollen.
Aber wer häufiger in die Verlegenheit kommt, für den dürfte Sergejs Progger eine ganz heiße Alternative zu sehr viel teureren Universalgeräten darstellen. Denn das "Vertyanov" ist ganz offenkundig explizit für den Einsatz zur Mainboardreparatur konstruiert. Dort liegen die nötigen Flachkabel auch schon bei, mittels derer man den Embedded Controller über den Tastaturanschluss ansprechen kann.
Diesen Luxus hatte unser User Julianino nicht. Ihm stand für seine Aktion zwar ein teures Gerät zur Verfügung, musste aber Drähte fliegend irgendwo anlöten, weil sein Gerät halt allgemein gehalten, statt direkt auf die Bedürfnisse zur Notebook-Reparatur zugeschnitten war.

Wie man an der vierstelligen Anzahl Postings sieht, existiert im dortigen Forum eine rege Userschaar um dieses Projekt; sowie ein Entwickler, der sich intensiv darum kümmert und ständig Unterstützung für weitere Chips implementiert.

Gerät Nr. 2: SVOD Programmer

Hmmm, schon wieder ein Projekt von in der Ukraine lebenden Russen?
Ja. Aber die Homepage "spricht" auch Englisch:
http://svod-project.com/en/


Man findet das Gerät zum ungefähr doppelten Preis des "Vertyanov" bei eBay:
https://www.ebay.de/itm/153015627562

Hier ein Youtube-Kanal mit reichlich Videos vom Einsatz dieses Gerätes:
YouTube: Сергей Водопьянов

Ein paar Infos gibt es (in englischer Sprache), auch bei Dr. Bios:
How To Use SVOD Programmer From A To Z

Das Gerät ist mir bei meinen Recherchen schon einmal untergekommen, aber da konnte ich zunächst nichts über die Software herausfinden. Auch hatte ich zunächst nicht kapiert, dass die diversen Flachkabel, nebst Adapterplatine, schon im Lieferumfang enthalten sind.
Mit den obigen Links ist all das nun geklärt:
Hardware und Software sind auch hier wieder voll auf die Bedürfnisse zur Notebook-Reparatur zugeschnitten.
Die Software hat eine Anbindung an eine Online-Datenbank implementiert, die die notwendigen Konfigurationsdateien für massenhaft Chips und Mainboards beinhaltet. Fehlende Konfigurationsdateien kann man auch selbst ergänzen. Und wie es aussieht, steht diese dann auch für andere Benutzer direkt zur Verfügung. Somit wächst der Bestand an solchen Dateien ständig, weil die gesamte Anwenderschar daran mitwirkt.

Fazit:
Ein weiteres Gerät zu noch erträglichem Preis, das ebenfalls voll auf die Bedürfnisse von Notebook-Reparaturfritzen zugeschnitten ist.
Für den Privatanwender, der lediglich sein eigenes Notebook reparieren will, aber definitiv zu teuer.

Abschließende Worte zu Programmiergeräten:
Wie man bei beiden aufgeführten Geräten sieht, ist die notwendige Software anspruchsvoll! Jeder Chip benötigt seine eigene Konfigurationsdatei und für jedes Mainboard muss die Belegung des Tastaturports bekannt sein.
Um universell zu sein, müssen zudem etliche Adapterkabel mitgeliefert und verschiedene Programmierspannungen unterstützt werden.
All das erklärt, warum diese doch recht speziellen Geräte nicht radikal preisgünstig sein können.

Einen simplen JTAG-Adapter bekommt man zwar für unter 10,- Euronen, aber damit hat man noch keine Software und man müsste sich selbst mit Spannungspegeln und Anschlussbelegungen herumschlagen.

Trotz viel Recherche kann ich bislang partout keine Lösung sehen, die einen löterfahrenen Privatmenschen (Amateur klingt so hart!), der sich den Austausch eines Embedded Controllers handwerklich zutraut, anschließend in die Lage versetzt, den Chip zu akzeptablem Preis auch selbst zu proggen.

Wenn Ihr also fit mit Lötwerkzeug seid, dann beschränkt Euch auf die ECs mit dem grünen Haken in meinen Tabellen weiter oben.
Von den ECs mit rotem Kreuz besteht nur dann eine gewisse Hoffnung, wenn Euer Mainboard von Asus und der Embedded Controller von ITE ist, denn da programmiert er sich selbst (sofern er keinen Datenmüll ab Werk enthält).
Auch der MEC1404 soll dazu in der Lage sein, aber ich weiß nicht, inwieweit das auf verschiedenen Mainboards, unterschiedlicher Hersteller, tatsächlich der Fall ist.

Immerhin wisst Ihr jetzt, wo bezüglich EC für Gelegenheits-Reparateure die Grenze liegt und wo eventuell noch Hoffnung besteht!
... Aber es gibt mitunter doch noch eine Chance, beachtet dazu das Folgeposting!

Ähnlich wie für BIOS-EEPROMs, gibt es auch für Embedded Controller Dienstleister, bei denen man den Baustein fertig programmiert erwerben kann, für das jeweilige Ziel-Mainboard.

Aktuell ist mir dieses Angebot bei eBay aufgefallen:
IT8585E FXA programmated

Für fünf Englische Pfund kann man bei diesem Anbieter auch das passende Bin-File für das eigene Mainboard erwerben - sofern man damit etwas anfangen kann, weil man selbst ein Programmiergerät besitzt.

Falls obiger Link irgendwann ins Leere führt, hier noch zwei Links zum Anbieter und zu seinen diversen Angeboten:
https://www.ebay.de/usr/pitstopcomputers
eBay-Angebote von pitstopcomputers

Damit verlieren die roten Kreuze, in meinen Tabellen weiter oben, aber ganz kräftig an Schrecken!