EMC2301 - RPM-Based PWM Fan Controller Datasheet - SMSC

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2301-html.html
background image

SMSC EMC2301

DATASHEET

Revision 1.3 (05-18-11) 

Datasheet

PRODUCT FEATURES

EMC2301 

RPM-Based PWM Fan Controller

General Description

The EMC2301 is an SMBus compliant fan controller with
a PWM fan driver. The fan driver is controlled by a
programmable frequency PWM driver and Fan Speed
Control algorithm that operates in either a closed loop
fashion or as a directly PWM-controlled device.

Each closed loop Fan Speed Control algorithm (FSC)
has the capability to detect aging fans and alert the
system. It will likewise detect stalled or locked fans and
trigger an interrupt. 

Additionally, the EMC2301 offers a clock output so that
multiple devices may be chained and slaved to the
same clock source for optimal performance in large
distributed systems. 

Applications

„

Servers

„

Projectors

„

Industrial and Networking Equipment

„

Notebook Computers

Features

„

Programmable Fan Control circuit (EMC2301)

4-wire fan compatible

High speed PWM (26 kHz)

Low speed PWM (9.5Hz - 2240 Hz)

Optional detection of aging fans

Fan Spin Up Control and Ramp Rate Control

Alert on Fan Stall 

„

Watchdog Timer 

„

RPM-based fan control algorithm

0.5% accuracy from 500 RPM to 16k RPM (external 
crystal oscillator)

1% accuracy from 500 RPM to 16k RPM (internal clock)

„

SMBus 2.0 Compliant

SMBus Alert compatible

„

CLK Pin can provide a clock source output 

„

Available in an 8-pin MSOP Lead-free RoHS 

Compliant package

Block Diagram

 

SMBus 

Slave 

Protocol

PWM 

Drivers

SMCLK

SMDATA

Tachometer 

Limit 

Registers

Tach 

Measurement

CLK

ALERT#

PWM

Fan Speed Control Algorithm

TACH

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2301-html.html
background image

Order Number:

This product meets the halogen maximum concentration values per IEC61249-2-21

For RoHS compliance and environmental information, please visit 

www.smsc.com/rohs

ORDERING NUMBER

PACKAGE

FEATURES

EMC2301-1-ACZL-TR

8-pin MSOP (Lead-free 
RoHS compliant)

One RPM-based fan speed control algorithm

RPM-Based PWM Fan Controller

Datasheet

Revision 1.3 (05-18-11)

2

SMSC EMC2301

DATASHEET

80 ARKAY DRIVE, HAUPPAUGE, NY 11788 (631) 435-6000 or 1 (800) 443-SEMI

Copyright © 2011 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/2301-html.html
background image

RPM-Based PWM Fan Controller

Datasheet

SMSC EMC2301

3

Revision 1.3 (05-18-11)

DATASHEET

Table of Contents

Chapter 1

Pin Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Chapter 2

Electrical Specifications  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.1

Electrical Specifications  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  9

2.2

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

Chapter 3

Communications  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.1

System Management Bus Interface Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  12
3.1.1

SMBus Start Bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  12

3.1.2

SMBus Address and RD / WR Bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  12

3.1.3

SMBus Data Bytes  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.1.4

SMBus ACK and NACK Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  12

3.1.5

SMBus Stop Bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  13

3.1.6

SMBus Time-out  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  13

3.1.7

SMBus and I

2

C Compliance  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  13

3.2

SMBus Protocols  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  13
3.2.1

Write Byte  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  13

3.2.2

Read Byte  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  14

3.2.3

Send Byte  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  14

3.2.4

Receive Byte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  14

3.2.5

Block Write Protocol  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  14

3.2.6

Block Read Protocol  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.2.7

Alert Response Address  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  15

Chapter 4

Product Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.1

Fan Control Modes of Operation  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  16

4.2

PWM Fan Driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  17

4.3

RPM-based Fan Speed Control Algorithm (FSC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  17
4.3.1

Programming the RPM-based Fan Speed Control Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  18

4.4

Tachometer Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  18
4.4.1

Stalled Fan  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  18

4.4.2

Aging Fan or Invalid Drive Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  19

4.5

CLK Pin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  19
4.5.1

External Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  19

4.5.2

Internal Clock. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  19

4.6

Spin Up Routine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  19

4.7

Ramp Rate Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  20

4.8

Watchdog Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  21
4.8.1

Power Up Operation  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

4.8.2

Continuous Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Chapter 5

Register Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

5.1

Register Map  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  23
5.1.1

Lock Entries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  24

5.2

Configuration Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  25

5.3

Fan Status Registers  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  25
5.3.1

Fan Status - 24h  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  26

5.3.2

Fan Stall Status - 25h  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  26

5.3.3

Fan Spin Status - 26h  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

5.3.4

Fan Drive Fail Status - 27h  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  26

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2301-html.html
background image

RPM-Based PWM Fan Controller

Datasheet

Revision 1.3 (05-18-11)

4

SMSC EMC2301

DATASHEET

5.4

Fan Interrupt Enable Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  27

5.5

PWM Configuration Registers  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  27
5.5.1

PWM Polarity Config - 2Ah  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  27

5.5.2

PWM Output Config - 2Bh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  27

5.6

PWM Base Frequency Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  28

5.7

Fan Setting Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  28

5.8

PWM Divide Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  29

5.9

Fan Configuration 1 Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  29

5.10

Fan Configuration 2 Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  31

5.11

Gain Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  32

5.12

Fan Spin Up Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  33

5.13

Fan Max Step Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  34

5.14

Fan Minimum Drive Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  35

5.15

Valid TACH Count Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  35

5.16

Fan Drive Fail Band Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  36

5.17

TACH Target Registers  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  36

5.18

TACH Reading Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  37

5.19

Software Lock Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  37

5.20

Product ID Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  38

5.21

Manufacturer ID Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  38

5.22

Revision Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  38

Chapter 6

Typical Operating Curves. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Chapter 7

Package Drawing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

7.1

EMC2301 Package Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  41

7.2

Package Markings  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  42

Chapter 8

Datasheet Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2301-html.html
background image

RPM-Based PWM Fan Controller

Datasheet

SMSC EMC2301

5

Revision 1.3 (05-18-11)

DATASHEET

List of Figures

Figure 1.1 EMC2301 Pin Diagram (8 pin MSOP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  7
Figure 3.1 SMBus Timing Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  12
Figure 4.1 System Diagram of EMC2301 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  16
Figure 4.2 Spin Up Routine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  20
Figure 4.3 Ramp Rate Control  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  21
Figure 7.1 EMC2301 Package Drawing - 8-Pin MSOP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  41
Figure 7.2 EMC2301 Package Markings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  42

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2301-html.html
background image

RPM-Based PWM Fan Controller

Datasheet

Revision 1.3 (05-18-11)

6

SMSC EMC2301

DATASHEET

List of Tables

Table 1.1 Pin Description for EMC2301  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  7
Table 1.2 Pin Types. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  8
Table 2.1 Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  9
Table 2.2 Electrical Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  9
Table 2.3 SMBus Electrical Specifications  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  10
Table 3.1 Protocol Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  13
Table 3.2 Write Byte Protocol  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  13
Table 3.3 Read Byte Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  14
Table 3.4 Send Byte Protocol  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  14
Table 3.5 Receive Byte Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  14
Table 3.6 Block Write Protocol  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  14
Table 3.7 Block Read Protocol  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  15
Table 3.8 Alert Response Address Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  15
Table 4.1 Fan Controls Active for Operating Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Table 5.1 EMC2301 Register Set  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  23
Table 5.2 Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  25
Table 5.3 Fan Status Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  25
Table 5.4 Fan Interrupt Enable Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  27
Table 5.5 PWM Configuration Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  27
Table 5.6 PWM Base Frequency Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  28
Table 5.7 PWM_BASEx[1:0] Bit Decode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  28
Table 5.8 Fan Driver Setting Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  28
Table 5.9 PWM Divide Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  29
Table 5.10 Fan Configuration 1 Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  29
Table 5.11 Range Decode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  29
Table 5.12 Minimum Edges for Fan Rotation  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  30
Table 5.13 Update Time  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  30
Table 5.14 Fan Configuration 2 Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  31
Table 5.15 Derivative Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  31
Table 5.16 Error Range Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  32
Table 5.17 Gain Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  32
Table 5.18 Gain Decode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  32
Table 5.19 Fan Spin Up Configuration Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  33
Table 5.20 DRIVE_FAIL_CNT[1:0] Bit Decode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Table 5.21 Spin Level  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  33
Table 5.22 Spin Time. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  34
Table 5.23 Fan Max Step Register  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  34
Table 5.24 Minimum Fan Drive Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  35
Table 5.25 Valid TACH Count Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  35
Table 5.26 Fan Drive Fail Band Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  36
Table 5.27 TACH Target Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  36
Table 5.28 TACH Reading Registers  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  37
Table 5.29 Software Lock Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  37
Table 5.30 Product ID Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  38
Table 5.31 Manufacturer ID Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  38
Table 5.32 Revision Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  38
Table 8.1 Customer Revision History  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  43

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2301-html.html
background image

RPM-Based PWM Fan Controller

Datasheet

SMSC EMC2301

7

Revision 1.3 (05-18-11)

DATASHEET

Chapter 1 Pin Description

 

The pin types are described in detail below. All pins labeled with (5V) are 5V tolerant. 

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

the 5V tolerant pad must never be more than 3.6V.

Figure 1.1 EMC2301 Pin Diagram (8 pin MSOP)

Table 1.1  Pin Description for EMC2301

PIN NUMBER

PIN NAME

PIN FUNCTION

PIN TYPE

1

SMDATA

 SMBus data input/output - requires 

external pull-up resistor

DIOD (5V) 

2

SMCLK

 SMBus clock input - requires external 

pull-up resistor

DI (5V) 

3

VDD

Power Supply

Power

4

GND

Ground

Power

5

PWM

Push-Pull PWM output driver for the Fan 

DO

Open Drain PWM output driver for the Fan

OD (5V) 

6

TACH

Open drain tachometer input for the Fan - 

requires pull-up resistor 

DI (5V)

7

CLK

Clock input for tachometer measurement

DI (5V)

Push-Pull Clock output to other fan 

controllers to synchronize Fan Speed 

Control

DO

8

ALERT#

Active low interrupt - requires external 

pull-up resistor.

OD (5V)

EMC2301 

8-MSOP 

1

2

3

8

7

6

VDD

SMCLK

PWM

SMDATA

CLK

GND

TACH

ALERT#

4

5

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2301-html.html
background image

RPM-Based PWM Fan Controller

Datasheet

Revision 1.3 (05-18-11)

8

SMSC EMC2301

DATASHEET

 

Table 1.2  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.

DO

Push / Pull Digital Output - this pin is used as a digital 
output. It can both source and sink current.

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/2301-html.html
background image

RPM-Based PWM Fan Controller

Datasheet

SMSC EMC2301

9

Revision 1.3 (05-18-11)

DATASHEET

Chapter 2 Electrical Specifications

 

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. 

Note 2.1

For the 5V tolerant pins that have a pull-up resistor, the pull-up voltage must not exceed
3.6V when the EMC2301 is unpowered.

2.1

  Electrical Specifications

 

Table 2.1  Absolute Maximum Ratings

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 2.1

)

0  to  3.6

V

Voltage on VDD pin 

-0.3 to 4

V

Voltage on any other pin to GND 

-0.3 to VDD + 0.3

V

Package Thermal Resistance - Junction to Ambient (

θ

JA

)

141

°C/W

Operating Ambient Temperature Range

-40 to 125

°C

Storage Temperature Range

-55 to 150

°C

ESD Rating, All Pins, HBM

2000

V

Table 2.2  Electrical Specifications

V

DD

 = 3V to 3.6V, T

A

 = -40°C to 125°C, all Typical values at T

A

 = 27°C unless otherwise noted.

CHARACTERISTIC

SYMBOL

MIN

TYP

MAX

UNIT

CONDITIONS

DC Power

Supply Voltage 

V

DD

3

3.3

3.6

V

Supply Current 

I

DD

350

475

uA

PWM Fan Driver

PWM Resolution

PWM

256

Steps

PWM Duty Cycle

DUTY

0

100

%

RPM-based Fan Controller

Tachometer Range

TACH

480

16000

RPM

Tachometer Setting 
Accuracy

Δ

TACH

±0.5

±1

%

External oscillator 32.768kHz

Δ

TACH

±1

±2

%

Internal Oscillator 

Input High Voltage

V

IH

2.0

V

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/2301-html.html
background image

RPM-Based PWM Fan Controller

Datasheet

Revision 1.3 (05-18-11)

10

SMSC EMC2301

DATASHEET

Note 2.2

All voltages are relative to ground.

2.2

  SMBus Electrical Specifications

 

Input Low Voltage 

V

IL

0.8

V

Output High Voltage

V

OH

VDD - 

0.4

V

8 mA current drive

Output Low Voltage

V

OL

0.4

V

8 mA current sink

Leakage current

I

LEAK

±5

uA

ALERT# pin
Powered and unpowered
0°C < TA < 85°C
pull-up voltage < 3.6V

Table 2.3  SMBus Electrical Specifications

VDD= 3V to 3.6V, T

A

 = -40°C to 125°C Typical values are at T

= 27°C unless otherwise noted.

CHARACTERISTIC

SYMBOL

MIN

TYP

MAX

UNITS

CONDITIONS

SMBus Interface

Input High Voltage

V

IH

2.0

V

Input Low Voltage 

V

IL

0.8

V

Output High Voltage

V

OH

VDD 
- 0.4

V

Output Low Voltage

V

OL

0.4

V

4 mA current sink

Input High/Low Current

I

IH / 

I

IL

±5

uA

Powered and unpowered
0°C < TA < 85°C

Input Capacitance

C

IN

5

pF

SMBus Timing

Clock Frequency

f

SMB

10

400

kHz

Spike Suppression

t

SP

50

ns

Bus free time Start to 
Stop

t

BUF

1.3

us

Setup Time: Start

t

SU:STA

0.6

us

Setup Time: Stop

t

SU:STP

0.6

us

Data Hold Time

t

HD:DAT

0

us

Data Setup Time

t

SU:DAT

0.6

us

Table 2.2  Electrical Specifications (continued) 

V

DD

 = 3V to 3.6V, T

A

 = -40°C to 125°C, all Typical values at T

A

 = 27°C unless otherwise noted.

CHARACTERISTIC

SYMBOL

MIN

TYP

MAX

UNIT

CONDITIONS

Maker
Microchip Technology Inc.
Datasheet PDF Download