EMC2101 - SMBus Fan Control with 1°C Accurate Temperature Monitoring Datasheet - SMSC

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2101-html.html
background image

SMSC EMC2101

Revision 2.54 (06-16-09) 

DATASHEET

Datasheet

PRODUCT FEATURES

EMC2101   

SMBus Fan Control 

with 1°C Accurate 

Temperature Monitoring

General Description

The EMC2101 is an SMBus 2.0 compliant, integrated

fan control solution complete with two temperature

monitors, one external and one internal. Each

temperature channel has programmable high limits that

can assert an interrupt.
The fan drive is selectable as a Pulse Width Modulator

(PWM) or Linear (DAC) output. The fan control output,

whether the PWM or DAC drive circuit, uses an eight

position look-up table to allow the user to program the

fan speed profile based on temperature. The DAC out-

put ranges from 0V to V

DD

 with up to 6 bit resolution

while the PWM output has a range of 0% to 100% with

up to 64 steps.
The EMC2101 has an option to automatically upload the

contents of an attached SMBus compatible EEPROM for

auto-programming upon power up.
Advanced thermal sensing enables reduced validation

and characterization time as well as accurately operat-

ing with smaller-geometry processors. Resistance Error

Correction (REC) automatically corrects the offset errors

of board trace and device resistance, up to 100

Ω. Auto-

matic Beta Compensation allows the user the flexibility

to design applications that include processor substrate

transistors.

Features

„

Automatic Beta Compensation

„

Resistance Error Correction

„

Self-programming with available SMBus compatible 

EEPROM

„

Selectable PWM or DAC fan driver output

„

Temperature Monitors

— External channel ±1°C accuracy
— Internal channel ±2°C accuracy

„

3.3 Volt Operation (5 Volt Tolerant Input Buffers)

„

SMBus 2.0 Compliant Interface, supports TIMEOUT

„

8-Pin MSOP Lead-free RoHS Compliant Packages

„

8-Pin SOIC Lead-free RoHS Compliant Package

Applications

„

Graphics Processors

„

Embedded Application Fan Drive

„

PWM Controller + Temp Sensor

Block Diagram

Internal 

Temp Diode

Switching

Current

Analog 

Mux

Internal

 Temperature 

Register

Internal High Limit Register

External High Limit Register

Address Pointer Register

Conversion Rate Register

Interupt Masking

Status Registers

Configuration Register

SM

Bu

s I

nter

fa

ce

ALERT / TACH

SMCLK

SMDATA

DP

DN

V

DD

GND

EMC2101

External 

Temperature 

Register

ΔΣ ADC

FAN

PWM Driver

Fan Control 

Logic

External TCRIT Limit Register

Li

mi

t C

o

mp

ar

at

or

DAC Driver

Fan Control 

Look-Up Table

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2101-html.html
background image

ORDER NUMBERS:

EMC2101-ACZL-TR FOR 8-PIN, MSOP LEAD-FREE ROHS COMPLIANT PACKAGE

EMC2101-R-ACZL-TR FOR 8-PIN, MSOP LEAD-FREE ROHS COMPLIANT PACKAGE

EMC2101-ACZT-TR FOR 8-PIN, SOIC LEAD-FREE ROHS COMPLIANT PACKAGE

REEL SIZE IS 4,000 PIECES

SMBus Fan Control with 1°C Accurate Temperature Monitoring

Datasheet

Revision 2.54 (06-16-09)

2

SMSC EMC2101

DATASHEET

80 ARKAY DRIVE, HAUPPAUGE, NY 11788 (631) 435-6000, FAX (631) 273-3123

Copyright © 2009 SMSC or its subsidiaries. All rights reserved.
Circuit diagrams and other information relating to SMSC products are included as a means of illustrating typical applications. Consequently, complete information sufficient for
construction purposes is not necessarily given. Although the information has been checked and is believed to be accurate, no responsibility is assumed for inaccuracies. SMSC
reserves the right to make changes to specifications and product descriptions at any time without notice. Contact your local SMSC sales office to obtain the latest specifications
before placing your product order. The provision of this information does not convey to the purchaser of the described semiconductor devices any licenses under any patent
rights or other intellectual property rights of SMSC or others. All sales are expressly conditional on your agreement to the terms and conditions of the most recently dated
version of SMSC's standard Terms of Sale Agreement dated before the date of your order (the "Terms of Sale Agreement"). The product may contain design defects or errors
known as anomalies which may cause the product's functions to deviate from published specifications. Anomaly sheets are available upon request. SMSC products are not
designed, intended, authorized or warranted for use in any life support or other application where product failure could cause or contribute to personal injury or severe property
damage. Any and all such uses without prior written approval of an Officer of SMSC and further testing and/or modification will be fully at the risk of the customer. Copies of
this document or other SMSC literature, as well as the Terms of Sale Agreement, may be obtained by visiting SMSC’s website at http://www.smsc.com. SMSC is a registered
trademark of Standard Microsystems Corporation (“SMSC”). Product names and company names are the trademarks of their respective holders. 
SMSC DISCLAIMS AND EXCLUDES ANY AND ALL WARRANTIES, INCLUDING WITHOUT LIMITATION ANY AND ALL IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, TITLE, AND AGAINST INFRINGEMENT AND THE LIKE, AND ANY AND ALL WARRANTIES ARISING FROM ANY COURSE
OF DEALING OR USAGE OF TRADE. IN NO EVENT SHALL SMSC BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INCIDENTAL, INDIRECT, SPECIAL, PUNITIVE, OR CONSEQUENTIAL
DAMAGES; OR FOR LOST DATA, PROFITS, SAVINGS OR REVENUES OF ANY KIND; REGARDLESS OF THE FORM OF ACTION, WHETHER BASED ON CONTRACT;
TORT; NEGLIGENCE OF SMSC OR OTHERS; STRICT LIABILITY; BREACH OF WARRANTY; OR OTHERWISE; WHETHER OR NOT ANY REMEDY OF BUYER IS HELD
TO HAVE FAILED OF ITS ESSENTIAL PURPOSE, AND WHETHER OR NOT SMSC HAS BEEN ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGES.

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2101-html.html
background image

SMBus Fan Control with 1°C Accurate Temperature Monitoring

Datasheet

SMSC EMC2101

3

Revision 2.54 (06-16-09)

DATASHEET

Table of Contents

Chapter 1 Device Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Chapter 2 Pin Layout  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.1

Pin Diagram for EMC2101 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.2

Pin Description for EMC2101 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Chapter 3 Electrical Specifications  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3.1

Absolute Maximum Ratings  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3.2

Electrical Specifications  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3.3

SMBus Client Electrical Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.4

EEPROM Loader Electrical Specifications (EMC2101-R only)  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Chapter 4 System Management Bus Interface Protocol  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

4.1

System Management Bus Interface Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

4.2

Write Byte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

4.3

Read Byte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.4

Send Byte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.5

Receive Byte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.6

Alert Response Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.7

SMBus Address  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

4.8

SMBus Time-out . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

4.9

Programming from EEPROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Chapter 5 General Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

5.1

Modes of Operation (EMC2101-R Only). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

5.2

Power Up (EMC2101-R Only)  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

5.3

Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

5.4

ALERT / TACH Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
5.4.1

ALERT / TACH as a Temperature Comparator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

5.4.2

ALERT / TACH as an Interrupt  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

5.4.3

Mask Bit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

5.5

Temperature Monitors  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
5.5.1

Temperature Measurement Results and Data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

5.5.2

Temperature Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

5.5.3

Beta Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

5.5.4

Resistance Error Correction (REC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

5.5.5

Programmable Ideality Factor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

5.5.6

Diode Faults  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

5.6

Fan Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
5.6.1

DAC Driver  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

5.6.2

PWM Driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

5.6.3

TACH Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

5.6.4

Fan Control Look-Up Table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Chapter 6 Register Set. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

6.1

Data Read Interlock  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

6.2

Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

6.3

Temperature Data Registers  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

6.4

Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

6.5

Configuration Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

6.6

Conversion Rate Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2101-html.html
background image

SMBus Fan Control with 1°C Accurate Temperature Monitoring

Datasheet

Revision 2.54 (06-16-09)

4

SMSC EMC2101

DATASHEET

6.7

Temperature Limit Registers  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

6.8

External Temperature Force Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

6.9

One Shot Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

6.10 Scratchpad Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
6.11 Alert Mask Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
6.12 External Ideality Factor Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
6.13 Beta Compensation Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6.14 TACH Reading Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
6.15 TACH Limit Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
6.16 Fan Configuration Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.17 Fan Spin Up Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.18 Fan Setting Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
6.19 PWM Frequency Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6.20 PWM Frequency Divide Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6.21 Fan Control Look-Up Table Hysteresis Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
6.22 Fan Control Look-Up Table Registers  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
6.23 Averaging Filter Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
6.24 Product ID Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
6.25 Manufacturer ID Register (FEh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
6.26 Revision Register (FFh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Chapter 7 Package Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Appendix A Advanced PWM Options. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

Appendix B TACH Reference Table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Revision History. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2101-html.html
background image

SMBus Fan Control with 1°C Accurate Temperature Monitoring

Datasheet

SMSC EMC2101

5

Revision 2.54 (06-16-09)

DATASHEET

List of Figures

Figure 2.1 EMC2101 Pinout  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Figure 4.1 SMBus Timing Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Figure 5.1 System Diagram for EMC2101  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Figure 5.2 System Diagram for EMC2101-R. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Figure 5.3 Block Diagram of Temperature Monitoring Circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Figure 5.4 External Diode configurations  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Figure 5.5 Temperature Filter Step Response  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Figure 5.6 Temperature Filter Impulse Response. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Figure 5.7 Fan Control Look-Up Table Example. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Figure 5.8 Example Fault Queue Response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Figure 9.1 8-PIN MSOP / TSSOP Package  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Figure 9.2 8-PIN SOIC Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2101-html.html
background image

SMBus Fan Control with 1°C Accurate Temperature Monitoring

Datasheet

Revision 2.54 (06-16-09)

6

SMSC EMC2101

DATASHEET

List of Tables

Table 1.1 Device Selection  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Table 2.1 Pin Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Table 2.2 Pin Types. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Table 3.1 Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Table 3.2 Electrical Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Table 3.3 SMBus Electrical Specifications  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Table 3.4 EEPROM Loader Electrical Specifications  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Table 4.1 Protocol Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Table 4.2 Write Byte Protocol  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Table 4.3 Read Byte Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Table 4.4 Send Byte Protocol  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Table 4.5 Receive Byte Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Table 4.6 Alert Response Address Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Table 4.7 Block Read Byte Protocol  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Table 5.1 ALERT/ TACH Pull-up Resistors - SMBus / FAN MODE for EMC2101-R  . . . . . . . . . . . . . . . 21
Table 5.2 EMC2101 External Temperature Data Format  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Table 5.3 EMC2101 Internal Temperature Data Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Table 6.1 Register Set in Hexadecimal Order . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Table 6.2 Temperature Data Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Table 6.3 Status Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Table 6.4 Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Table 6.5 Conversion Rate Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Table 6.6 Conversion Rates  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Table 6.7 Temperature Data Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Table 6.8 External Diode Force Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Table 6.9 One Shot Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Table 6.10 Scratchpad Registers  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Table 6.11 Alert Mask Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Table 6.12 External Ideality Factor Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Table 6.13 Ideality Factor Look-Up Table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Table 6.14 Beta Compensation Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Table 6.15 CPU Beta Values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Table 6.16 TACH Reading Registers  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Table 6.17 TACH Reading Low Byte Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Table 6.18 Fan Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Table 6.19 TACH Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Table 6.20 Fan Spin Up Configuration Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Table 6.21 Spin-Up Drive  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Table 6.22 Spin-Up Time. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Table 6.23 Fan Setting Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Table 6.24 PWM Frequency Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Table 6.25 PWM Frequency Divide Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Table 6.26 Examples of Fan PWM Frequency with Maximum Resolution  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Table 6.27 Look Up Table Hysteresis Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Table 6.28 Fan Control Look Up Table Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Table 6.29 Averaging Filter Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Table 6.30 Averaging Settings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Table 6.31 Product ID Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Table 6.32 Manufacturer ID Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Table 6.33 Revision Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Customer Revision History  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2101-html.html
background image

SMBus Fan Control with 1°C Accurate Temperature Monitoring

Datasheet

SMSC EMC2101

7

Revision 2.54 (06-16-09)

DATASHEET

Chapter 1 Device Selection

The EMC2101 is available with the following options and configurations as shown in 

Table 1.1

.

Table 1.1  Device Selection

PART NUMBER

FAN OPERATION

COMMUNICATIONS

PACKAGE

PRODUCT ID

EMC2101

PWM Drive, 0% drive

SMBus

8 pin SOIC and

8 pin MSOP

16h

EMC2101-R

Selected via pull-up

Selected via pull-up

8 pin MSOP

28h

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2101-html.html
background image

SMBus Fan Control with 1°C Accurate Temperature Monitoring

Datasheet

Revision 2.54 (06-16-09)

8

SMSC EMC2101

DATASHEET

Chapter 2 Pin Layout

2.1

  Pin Diagram for EMC2101

2.2

  Pin Description for EMC2101

The pin types are described below. All pins labelled with (5V) are 5V tolerant.

Figure 2.1 EMC2101 Pinout

Table 2.1  Pin Description

PIN NAME

FUNCTION

TYPE

1

VDD

3.3V Power supply

Power

2

DP

External diode positive (anode) 

connection

AI

3

DN

External diode negative (cathode) 

connection

AI

4

FAN

PWM Output 

(default - software programmed)

OD (5V)

DAC Output 

software programmed

AO

5

GND

Ground

Power

6

ALERT / TACH

ALERT - Open drain I/O operates as 

active low interrupt or TACH input - 

requires pull-up resistor, which defines 

auto-configuration mode (see 

Table 5.1

)

OD (5V)

TACH - TACH input

DI (5V)

7

SMDATA

SMBus Data input/output

DIOD Output (5V)

8

SMCLK

SMBus Clock input

DIOD Output (5V)

SMDATA

SMCLK

ALERT / TACH

VDD

DP

DN

FAN

GND

EMC2101

1

2

3

4

5

8

7

6

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2101-html.html
background image

SMBus Fan Control with 1°C Accurate Temperature Monitoring

Datasheet

SMSC EMC2101

9

Revision 2.54 (06-16-09)

DATASHEET

APPLICATION NOTE:  For the 5V tolerant pins that have a pull-up resistor, the voltage difference between VDD and

the pull-up voltage must never exceed 3.6V. 

Table 2.2  Pin Types

PIN TYPE

DESCRIPTION

Power

This pin is used to supply power or ground to the device.

DI

Digital Input - this pin is used as a digital input. This pin is 

5V tolerant.

AI

Analog Input - this pin is used as an input for analog 

signals. 

AO

Analog Output - this pin is used as an output for analog 

signals. 

DIOD

Digital Input / Open Drain Output - this pin is used as a 

digital I/O. When it is used as an output, it is open drain 

and requires a pull-up resistor. This pin is 5V tolerant.

OD

Open Drain Digital Output - this pin is used as a digital 

output. It is open drain and requires a pull-up resistor. This 

pin is 5V tolerant.

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2101-html.html
background image

SMBus Fan Control with 1°C Accurate Temperature Monitoring

Datasheet

Revision 2.54 (06-16-09)

10

SMSC EMC2101

DATASHEET

Chapter 3 Electrical Specifications

3.1

  Absolute Maximum Ratings

 

Note: Stresses above those listed could cause permanent damage to the device. This is a stress

rating only and functional operation of the device at any other condition above those indicated
in the operation sections of this specification is not implied. When powering this device from
laboratory or system power supplies, it is important that the Absolute Maximum Ratings not be
exceeded or device failure can result. Some power supplies exhibit voltage spikes on their
outputs when the AC power is switched on or off. In addition, voltage transients on the AC
power line may appear on the DC output. If this possibility exists, it is suggested that a clamp
circuit be used.

Note 3.1

For the 5V tolerant pins that have a pull-up resistor, the pull-up voltage must not exceed
3.6V when the EMC2101 is unpowered.

3.2

  Electrical Specifications

 

Table 3.1  Absolute Maximum Ratings

DESCRIPTION

RATING

UNIT

Supply Voltage (V

DD

)

-0.3 to 5.0

V

Voltage on 5V tolerant pins (V

5VT_pin

)

-0.3 to 5.5

V

Voltage on 5V tolerant pins (|V

5VT_pin

 - V

DD

|) (see 

Note 3.1

)

-0.3 to 3.6

V

Voltage on any other pin to Ground

-0.3 to V

DD

 +0.3

V

Operating Temperature Range

-40 to 125

°C

Storage Temperature Range

-55 to 150

°C

Lead Temperature Range

Refer to JEDEC Spec. J-STD-

020

Package Thermal Characteristics for MSOP-8

Thermal Resistance

140.8

°C/W

Package Thermal Characteristics for SOIC-8

Thermal Resistance

135.9

°C/W

ESD Rating, All pins HBM

2000

V

Table 3.2  Electrical Specifications

V

DD

 = 3.0V to 3.6V, T

A

 = 0

o

C - 85

o

C, Typical values are at T

= 27°C unless otherwise noted

CHARACTERISTIC

SYMBOL

MIN

TYP

MAX

UNIT

CONDITIONS

DC Power

Supply Voltage 

V

DD

3.0

3.3

3.6

V

Maker
Microchip Technology Inc.
Datasheet PDF Download