EMC2102 RPM-Based Fan Controller with HW Thermal Shutdown Data Sheet - SMSC

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2102-html.html
background image

SMSC EMC2102

DATASHEET

Revision 2.02 (05-17-07) 

Datasheet

PRODUCT FEATURES

EMC2102 

RPM-Based Fan 
Controller with HW 
Thermal Shutdown

General Description

The EMC2102 is an SMBus, closed-loop, RPM-based
fan controller/driver with hardware (HW) thermal
shutdown and reset controller. The EMC2102 is
packaged in a thermally enhanced, compact, 5x5, 28-
pin lead-free RoHS compliant QFN package. 

The EMC2102 utilizes Beta Compensation (an
implementation of the BJT or transistor model for
thermal diodes) and Resistance Error Correction (REC)
to accurately monitor three external temperature zones.
These features allow great accuracy for CPU substrate
thermal diodes on multiple process geometries as well
as with discrete diode-connected transistors. Both Beta
Compensation and REC can be disabled on the
EMC2102 to maintain accuracy when monitoring AMD
thermal diodes. 

The EMC2102 includes a closed-loop RPM based Fan
Control Algorithm that integrates a linear fan driver
capable of sourcing 600mA of current. The fan control
algorithm is designed to work with fans that operate up
to 16,000 RPMs. 

The EMC2102 provides a stand-alone HW thermal
shutdown block. The HW thermal shutdown logic can be
configured for a few common configurations based on
the strapping level of the SHDN_SEL pin on the PCB.
The HW thermal shutdown point can be set in 1°C
increments by using a discrete resistor divider
implemented on the TRIP_SET pin. 

The EMC2102 also provides 5V supply ‘power good’
function with a threshold of 4.5V. This function is
provided on the RESET# pin. 

Features

„

Designed to support 45nm, 65nm, and 90nm CPU 

Diodes

„

Supports BJT and transistor models for diode 

channels

„

Closed-Loop RPM Based Fan Controller

Accepts External Clock Source To Achieve 2% 
Accuracy

„

Integrated Linear Fan Driver

600mA Drive Capability

„

HW Thermal Shutdown (SYS_SHDN#)

1

°C Incremental Set Points For Thermal Shutdown

Cannot be disabled by software

„

Provides Reset Function (RESET#) On 5V Supply

„

Three Remote Thermal Zones

±1°C Accuracy (60°C to 100°C)

1

°C Resolution

„

Resistance Error Correction On Thermal Diode 

Channels

Eliminates Temperature Offset Due To Series 
Resistance From PCB Traces And Thermal ‘Diode’

„

Thermally Enhanced, 28-pin, 5x5 QFN Lead-free 

RoHS Compliant Package

„

Operates From Single 3.0 - 3.6V Supply

5V Supply For Linear Fan Driver

„

Software Configurable ALERT# Signal For Diode 

Fault, Fan Stall Or System Warning

Applications

„

Notebook Computers

„

Desktop Computers

„

Embedded Applications

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2102-html.html
background image

ORDER NUMBER:

EMC2102-DZK FOR 28-PIN QFN LEAD-FREE ROHS COMPLIANT PACKAGE (ADDRESS - 011_1101)

RPM-Based Fan Controller with HW Thermal Shutdown

Datasheet

Revision 2.02 (05-17-07)

2

SMSC EMC2102

DATASHEET

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

Copyright © 2007 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/2102-html.html
background image

RPM-Based Fan Controller with HW Thermal Shutdown

Datasheet

SMSC EMC2102

3

Revision 2.02 (05-17-07)

DATASHEET

Table of Contents

Chapter 1

Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Chapter 2

Pinout  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.1

Pin Layout for EMC2102. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  8

2.2

Pin Description for EMC2102 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  9

Chapter 3

Electrical Specifications  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3.1

Absolute Maximum Ratings  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  11

3.2

Electrical Specifications  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  11

3.3

SMBus Electrical Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  13

Chapter 4

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

4.1

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

4.2

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

4.3

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

4.4

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

4.5

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

4.6

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

4.7

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

Chapter 5

General Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

5.1

Temperature Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  20
5.1.1

Resistance Error Correction  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  20

5.1.2

Beta Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

5.1.3

Fault Queue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  20

5.2

Fan Control Modes of Operation  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  21

5.3

RPM based Fan Control Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  21
5.3.1

Programming the RPM based Fan Control Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  23

5.3.2

TACH Measurement  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  23

5.3.2.1 Stalled Fan23

5.3.3

Spin Up Routine  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  23

5.3.4

FAN_MODE Pin  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

5.3.5

32.768KHz Clock Source  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  25

5.4

Watchdog Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  25

5.5

High Side Fan Driver  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  26
5.5.1

Overcurrent Limit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  26

5.6

Internal Thermal Shutdown (TSD)  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  26

5.7

Critical/Thermal Shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  26
5.7.1

TRIP_SET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  28

5.7.2

SHDN_SEL Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

5.7.3

Internal HW_SHDN Signal  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  29

5.8

5V Reset Controller  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  30

Chapter 6

Register Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

6.1

Register Map  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  31
6.1.1

Lock Entries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  32

6.2

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

6.3

Critical/Thermal Shutdown Temperature Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  34

6.4

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

6.5

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

6.6

Interrupt Status Register 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  36

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2102-html.html
background image

RPM-Based Fan Controller with HW Thermal Shutdown

Datasheet

Revision 2.02 (05-17-07)

4

SMSC EMC2102

DATASHEET

6.7

Interrupt Status Register 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  37

6.8

Interrupt Mask Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  37

6.9

Beta Configuration Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  38

6.10

REC Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  39

6.11

Temperature Limit Registers  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  40

6.12

Fan Driver Setting Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  40

6.13

Fan Configuration Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  41

6.14

Fan Spin Up Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  42

6.15

Fan Step Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  43

6.16

Fan Minimum Drive Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  43

6.17

Valid TACH Count Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  44

6.18

TACH Target Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  44

6.19

TACH Reading Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  44

6.20

Product ID Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  45

6.21

Revision Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  46

Chapter 7

Package Drawing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Appendix A TACH Reading Table - 2000 RPM Range. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Appendix B TACH Reading Table - 500RPM Range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2102-html.html
background image

RPM-Based Fan Controller with HW Thermal Shutdown

Datasheet

SMSC EMC2102

5

Revision 2.02 (05-17-07)

DATASHEET

List of Figures

Figure 1.1 EMC2102 Block Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  7
Figure 2.1 EMC2102 Pin Diagram  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Figure 4.1 SMBus Timing Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  15
Figure 5.1 EMC2102 System Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  19
Figure 5.2 RPM based Fan Control Algorithm  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   22
Figure 5.3 Spin Up Routine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  24
Figure 5.4 EMC2102 Critical/Thermal Shutdown Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  27
Figure 5.5 HW_SHDN Operation  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  29
Figure 5.6 5V Reset Controller Timing  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  30
Figure 7.1 EMC2102 28-Pin 5x5mm QFN Package Outline and Parameters  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  47

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2102-html.html
background image

RPM-Based Fan Controller with HW Thermal Shutdown

Datasheet

Revision 2.02 (05-17-07)

6

SMSC EMC2102

DATASHEET

List of Tables

Table 2.1 Pin Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  9
Table 3.1 Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  11
Table 3.2 Electrical Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  11
Table 3.3 SMBus 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 5.1 Fan Controls Active for Operating Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Table 5.2 FAN_MODE Pin Functions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  25
Table 5.3 CLK_SEL Pin Functions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  25
Table 5.4 SHDN_SEL Pin Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  28
Table 6.1 EMC2102 Register Set  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  31
Table 6.2 Temperature data Registers  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  33
Table 6.3 Temperature Data Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  33
Table 6.4 Critical/Thermal Shutdown Temperature Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  34
Table 6.5 Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  34
Table 6.6 Fault Queue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  34
Table 6.7 Conversion Rate Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  35
Table 6.8 Conversion Rate  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  36
Table 6.9 Interrupt Status Register 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  36
Table 6.10 Interrupt Status Register 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  37
Table 6.11 Interrupt Mask Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  37
Table 6.12 Beta Configuration Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  38
Table 6.13 Beta Compensation Look Up Table. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  39
Table 6.14 REC Configuration Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  39
Table 6.15 Temperature Limit Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  40
Table 6.16 Fan Driver Setting Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  40
Table 6.17 Fan Control Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  41
Table 6.18 Minimum Edges for Fan Rotation  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  41
Table 6.19 Update Time  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  42
Table 6.20 Fan TACH Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  42
Table 6.21 Spin Time. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  42
Table 6.22 Fan Step Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  43
Table 6.23 Minimum Fan Drive Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  43
Table 6.24 Valid TACH Count Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  44
Table 6.25 TACH Reading Registers  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  44
Table 6.26 TACH Reading Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  44
Table 6.27 Example TACH Reading for Specific Fan Speeds  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  45
Table 6.28 Product ID Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  45
Table 6.29 Revision Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  46
Table 7.1 TACH Count to RPM (2k Range). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  48
Table 7.2 TACH Count to RPM (500 Range)  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2102-html.html
background image

RPM-Based Fan Controller with HW Thermal Shutdown

Datasheet

SMSC EMC2102

7

Revision 2.02 (05-17-07)

DATASHEET

Chapter 1 Block Diagram 

Figure 1.1 EMC2102 Block Diagram

Analog 

Mux

External 

Temp 

Diodes

Internal 

Temp 

Diode

11 bit 

Σ Δ 

ADC

Ext. Temp Registers

Register 

Set and 

Logic

DP1

SMCLK

SMDATA

Ext Temp 

Limit 

Registers

ALERT#

Voltage Reading

DN1

DP2

DN2

DP3

DN3

TRIP_SET

Critical / Thermal 

Shutdown Logic

High Side 

Fan Driver 

8-bit DAC

FA

N

 (

2

)

V

D

D

_5V (2)

TH

E

R

MTR

IP#

SMBus 

Slave 

Protocol

S

YS_S

H

D

N

#

POWER_OK

Bandgap 

Reference

Automatic 

Fan Control 

Algorithms

SH

DN

_

S

EL

CLK_S

E

L

TACH 

Monitor

Reset 

Generator

RE

SET

#

TA

CH

FAN_MODE

Voltage -> 

Temperature 

Converison

CLK_I

N

V

D

D

_3V

VDD_5V

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2102-html.html
background image

RPM-Based Fan Controller with HW Thermal Shutdown

Datasheet

Revision 2.02 (05-17-07)

8

SMSC EMC2102

DATASHEET

Chapter 2 Pinout

2.1

  Pin Layout for EMC2102

Figure 2.1 EMC2102 Pin Diagram

DN1

EMC2102

5 x 5 QFN

1

2

3

4

5

8

9

10

11

12

DP1

T

R

IP_SET

6

7

13

14

21

20

19

18

17

16

15

28

27

26

25

24

23

22

VDD_3V

SM

CLK

DN2

DP2

DN3

DP3

VDD_5V

VDD_5V

FAN

FAN

TAC

H

SM

DAT

A

ALERT#

SYS

_S

HDN#

TH

ERM

T

R

IP

#

PO

W

E

R_

O

K

RESET#

CLK_SEL

GND

CLK_IN

SH

DN

_

S

EL

FAN

_

MODE

N/C

N/

C

N/C

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2102-html.html
background image

RPM-Based Fan Controller with HW Thermal Shutdown

Datasheet

SMSC EMC2102

9

Revision 2.02 (05-17-07)

DATASHEET

2.2

  Pin Description for EMC2102

Table 2.1  Pin Description

PIN NAME

FUNCTION

TYPE

1

VDD_3V

Supply Connection of 3.3V.

Power

2

DN1

Negative (cathode) Analog Input for 
External Diode 1.

AIO

3

DP1

Positive (anode) Analog Input for 
External Diode 1.

AIO

4

DN2

Negative (cathode) Analog Input for 
External Diode 2.

AIO

5

DP2

Positive (anode) Analog Input for 
External Diode 2.

AIO

6

DN3

Negative (cathode) Analog Input for 
External Diode 3.

AIO

7

DP3

Positive (anode) Analog Input for 
External Diode 3. 

AIO

8

N/C

Not internally connected.

N/A

9

SHDN_SEL

Determines HW Shutdown 
temperature channel (see 

Table 5.4, 

"SHDN_SEL Pin Configuration"

.)

DIT

10

FAN_MODE

Selects power-up default for fan drive 
setting.

DIT

11

TRIP_SET

Voltage input to determine HW 
Shutdown threshold temperature

AI

12

SYS_SHDN#

Active low Critical System Shutdown 
output

OD (5V)

13

THERMTRIP#

Active low Critical temperature limit 
signal from the CPU or chipset.

IP 

14

POWER_OK

Active high power good input.

DI (5V)

15

N/C

Not internally connected.

N/A

16

RESET#

Active low reset output.

DO

17

CLK_SEL

Selects internal oscillator or external 
clock.

DI (5V)

18

CLK_IN

32.768KHz clock input.

DI (5V)

19

ALERT#

Active low interrupt.

OD (5V)

20

GND

GND connection.

Power

21

N/C

Not internally connected.

N/A

22

SMDATA

SMBus data input/output.

DIOD (5V) - requires external upll-
up resistor

23

SMCLK

SMBus clock input.

DI (5V) - requires external pull-up 
resistor 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2102-html.html
background image

RPM-Based Fan Controller with HW Thermal Shutdown

Datasheet

Revision 2.02 (05-17-07)

10

SMSC EMC2102

DATASHEET

The pin type are described in detail below. All pins labelled with (5V) are 5V tolerant.:

Power - this pin is used to supply power 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. 

AIO - Analog Input / Output - this pin is used as an I/O for analog signals. 

DO - Push / Pull Digital Output - this pin is used as a digital output. It can both source and sink current
and doesn’t require a pull-up resistor. 

DIOD - Open Drain Digital Input / Output - this pin is used as an digital I/O. 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. 

DIT - Tri-stated Digital Input - this pin is a digital input that supports 3 logic levels at the input: logic
high, logic low, or high impedance (open). 

IP - Digital Input - this pin has an internal 30uA pull-up current to VDD_3V.

24

VDD_5V

5V supply input for the linear fan 
driver. Both VDD_5V pins should be 
connected to same 5V supply.

Power

25

FAN

Linear fan drive signal. Both FAN pins 
should be connected together. 

AO

26

FAN

Linear fan drive signal. Both FAN pins 
should be connected together. 

AO

27

VDD_5V

5V supply input for the linear fan 
driver. Both VDD_5V pins should be 
connected to same 5V supply.

Power

28

TACH

Input from the tachometer pin of the 
fan.

DI (5V)

Table 2.1  Pin Description (continued) 

PIN NAME

FUNCTION

TYPE

Maker
Microchip Technology Inc.
Datasheet PDF Download