Documentation/hwmon/lm85

   1 Kernel driver lm85
   2 ==================
   3
   4 Supported chips:
   5   * National Semiconductor LM85 (B and C versions)
   6     Prefix: 'lm85'
   7     Addresses scanned: I2C 0x2c, 0x2d, 0x2e
   8     Datasheet: http://www.national.com/pf/LM/LM85.html
   9   * Analog Devices ADM1027
  10     Prefix: 'adm1027'
  11     Addresses scanned: I2C 0x2c, 0x2d, 0x2e
  12     Datasheet: http://www.onsemi.com/PowerSolutions/product.do?id=ADM1027
  13   * Analog Devices ADT7463
  14     Prefix: 'adt7463'
  15     Addresses scanned: I2C 0x2c, 0x2d, 0x2e
  16     Datasheet: http://www.onsemi.com/PowerSolutions/product.do?id=ADT7463
  17   * Analog Devices ADT7468
  18     Prefix: 'adt7468'
  19     Addresses scanned: I2C 0x2c, 0x2d, 0x2e
  20     Datasheet: http://www.onsemi.com/PowerSolutions/product.do?id=ADT7468
  21   * SMSC EMC6D100, SMSC EMC6D101
  22     Prefix: 'emc6d100'
  23     Addresses scanned: I2C 0x2c, 0x2d, 0x2e
  24     Datasheet: http://www.smsc.com/media/Downloads_Public/discontinued/6d100.pdf
  25   * SMSC EMC6D102
  26     Prefix: 'emc6d102'
  27     Addresses scanned: I2C 0x2c, 0x2d, 0x2e
  28     Datasheet: http://www.smsc.com/main/catalog/emc6d102.html
  29
  30 Authors:
  31         Philip Pokorny <ppokorny@penguincomputing.com>,
  32         Frodo Looijaard <frodol@dds.nl>,
  33         Richard Barrington <rich_b_nz@clear.net.nz>,
  34         Margit Schubert-While <margitsw@t-online.de>,
  35         Justin Thiessen <jthiessen@penguincomputing.com>
  36
  37 Description
  38 -----------
  39
  40 This driver implements support for the National Semiconductor LM85 and
  41 compatible chips including the Analog Devices ADM1027, ADT7463, ADT7468 and
  42 SMSC EMC6D10x chips family.
  43
  44 The LM85 uses the 2-wire interface compatible with the SMBUS 2.0
  45 specification. Using an analog to digital converter it measures three (3)
  46 temperatures and five (5) voltages. It has four (4) 16-bit counters for
  47 measuring fan speed. Five (5) digital inputs are provided for sampling the
  48 VID signals from the processor to the VRM. Lastly, there are three (3) PWM
  49 outputs that can be used to control fan speed.
  50
  51 The voltage inputs have internal scaling resistors so that the following
  52 voltage can be measured without external resistors:
  53
  54   2.5V, 3.3V, 5V, 12V, and CPU core voltage (2.25V)
  55
  56 The temperatures measured are one internal diode, and two remote diodes.
  57 Remote 1 is generally the CPU temperature. These inputs are designed to
  58 measure a thermal diode like the one in a Pentium 4 processor in a socket
  59 423 or socket 478 package. They can also measure temperature using a
  60 transistor like the 2N3904.
  61
  62 A sophisticated control system for the PWM outputs is designed into the
  63 LM85 that allows fan speed to be adjusted automatically based on any of the
  64 three temperature sensors. Each PWM output is individually adjustable and
  65 programmable. Once configured, the LM85 will adjust the PWM outputs in
  66 response to the measured temperatures without further host intervention.
  67 This feature can also be disabled for manual control of the PWM's.
  68
  69 Each of the measured inputs (voltage, temperature, fan speed) has
  70 corresponding high/low limit values. The LM85 will signal an ALARM if any
  71 measured value exceeds either limit.
  72
  73 The LM85 samples all inputs continuously. The lm85 driver will not read
  74 the registers more often than once a second. Further, configuration data is
  75 only read once each 5 minutes. There is twice as much config data as
  76 measurements, so this would seem to be a worthwhile optimization.
  77
  78 Special Features
  79 ----------------
  80
  81 The LM85 has four fan speed monitoring modes. The ADM1027 has only two.
  82 Both have special circuitry to compensate for PWM interactions with the
  83 TACH signal from the fans. The ADM1027 can be configured to measure the
  84 speed of a two wire fan, but the input conditioning circuitry is different
  85 for 3-wire and 2-wire mode. For this reason, the 2-wire fan modes are not
  86 exposed to user control. The BIOS should initialize them to the correct
  87 mode. If you've designed your own ADM1027, you'll have to modify the
  88 init_client function and add an insmod parameter to set this up.
  89
  90 To smooth the response of fans to changes in temperature, the LM85 has an
  91 optional filter for smoothing temperatures. The ADM1027 has the same
  92 config option but uses it to rate limit the changes to fan speed instead.
  93
  94 The ADM1027, ADT7463 and ADT7468 have a 10-bit ADC and can therefore
  95 measure temperatures with 0.25 degC resolution. They also provide an offset
  96 to the temperature readings that is automatically applied during
  97 measurement. This offset can be used to zero out any errors due to traces
  98 and placement. The documentation says that the offset is in 0.25 degC
  99 steps, but in initial testing of the ADM1027 it was 1.00 degC steps. Analog
 100 Devices has confirmed this "bug". The ADT7463 is reported to work as
 101 described in the documentation. The current lm85 driver does not show the
 102 offset register.
 103
 104 The ADT7468 has a high-frequency PWM mode, where all PWM outputs are
 105 driven by a 22.5 kHz clock. This is a global mode, not per-PWM output,
 106 which means that setting any PWM frequency above 11.3 kHz will switch
 107 all 3 PWM outputs to a 22.5 kHz frequency. Conversely, setting any PWM
 108 frequency below 11.3 kHz will switch all 3 PWM outputs to a frequency
 109 between 10 and 100 Hz, which can then be tuned separately.
 110
 111 See the vendor datasheets for more information. There is application note
 112 from National (AN-1260) with some additional information about the LM85.
 113 The Analog Devices datasheet is very detailed and describes a procedure for
 114 determining an optimal configuration for the automatic PWM control.
 115
 116 The SMSC EMC6D100 & EMC6D101 monitor external voltages, temperatures, and
 117 fan speeds. They use this monitoring capability to alert the system to out
 118 of limit conditions and can automatically control the speeds of multiple
 119 fans in a PC or embedded system. The EMC6D101, available in a 24-pin SSOP
 120 package, and the EMC6D100, available in a 28-pin SSOP package, are designed
 121 to be register compatible. The EMC6D100 offers all the features of the
 122 EMC6D101 plus additional voltage monitoring and system control features.
 123 Unfortunately it is not possible to distinguish between the package
 124 versions on register level so these additional voltage inputs may read
 125 zero. The EMC6D102 features addtional ADC bits thus extending precision
 126 of voltage and temperature channels.
 127
 128
 129 Hardware Configurations
 130 -----------------------
 131
 132 The LM85 can be jumpered for 3 different SMBus addresses. There are
 133 no other hardware configuration options for the LM85.
 134
 135 The lm85 driver detects both LM85B and LM85C revisions of the chip. See the
 136 datasheet for a complete description of the differences. Other than
 137 identifying the chip, the driver behaves no differently with regard to
 138 these two chips. The LM85B is recommended for new designs.
 139
 140 The ADM1027, ADT7463 and ADT7468 chips have an optional SMBALERT output
 141 that can be used to signal the chipset in case a limit is exceeded or the
 142 temperature sensors fail. Individual sensor interrupts can be masked so
 143 they won't trigger SMBALERT. The SMBALERT output if configured replaces one
 144 of the other functions (PWM2 or IN0). This functionality is not implemented
 145 in current driver.
 146
 147 The ADT7463 and ADT7468 also have an optional THERM output/input which can
 148 be connected to the processor PROC_HOT output. If available, the autofan
 149 control dynamic Tmin feature can be enabled to keep the system temperature
 150 within spec (just?!) with the least possible fan noise.
 151
 152 Configuration Notes
 153 -------------------
 154
 155 Besides standard interfaces driver adds following:
 156
 157 * Temperatures and Zones
 158
 159 Each temperature sensor is associated with a Zone. There are three
 160 sensors and therefore three zones (# 1, 2 and 3). Each zone has the following
 161 temperature configuration points:
 162
 163 * temp#_auto_temp_off - temperature below which fans should be off or spinning very low.
 164 * temp#_auto_temp_min - temperature over which fans start to spin.
 165 * temp#_auto_temp_max - temperature when fans spin at full speed.
 166 * temp#_auto_temp_crit - temperature when all fans will run full speed.
 167
 168 * PWM Control
 169
 170 There are three PWM outputs. The LM85 datasheet suggests that the
 171 pwm3 output control both fan3 and fan4. Each PWM can be individually
 172 configured and assigned to a zone for its control value. Each PWM can be
 173 configured individually according to the following options.
 174
 175 * pwm#_auto_pwm_min - this specifies the PWM value for temp#_auto_temp_off
 176                       temperature. (PWM value from 0 to 255)
 177
 178 * pwm#_auto_pwm_minctl - this flags selects for temp#_auto_temp_off temperature
 179                          the behaviour of fans. Write 1 to let fans spinning at
 180                          pwm#_auto_pwm_min or write 0 to let them off.
 181
 182 NOTE: It has been reported that there is a bug in the LM85 that causes the flag
 183 to be associated with the zones not the PWMs. This contradicts all the
 184 published documentation. Setting pwm#_min_ctl in this case actually affects all
 185 PWMs controlled by zone '#'.
 186
 187 * PWM Controlling Zone selection
 188
 189 * pwm#_auto_channels - controls zone that is associated with PWM
 190
 191 Configuration choices:
 192
 193    Value     Meaning
 194   ------  ------------------------------------------------
 195       1    Controlled by Zone 1
 196       2    Controlled by Zone 2
 197       3    Controlled by Zone 3
 198      23    Controlled by higher temp of Zone 2 or 3
 199     123    Controlled by highest temp of Zone 1, 2 or 3
 200       0    PWM always 0%  (off)
 201      -1    PWM always 100%  (full on)
 202      -2    Manual control (write to 'pwm#' to set)
 203
 204 The National LM85's have two vendor specific configuration
 205 features. Tach. mode and Spinup Control. For more details on these,
 206 see the LM85 datasheet or Application Note AN-1260. These features
 207 are not currently supported by the lm85 driver.
 208
 209 The Analog Devices ADM1027 has several vendor specific enhancements.
 210 The number of pulses-per-rev of the fans can be set, Tach monitoring
 211 can be optimized for PWM operation, and an offset can be applied to
 212 the temperatures to compensate for systemic errors in the
 213 measurements. These features are not currently supported by the lm85
 214 driver.
 215
 216 In addition to the ADM1027 features, the ADT7463 and ADT7468 also have
 217 Tmin control and THERM asserted counts. Automatic Tmin control acts to
 218 adjust the Tmin value to maintain the measured temperature sensor at a
 219 specified temperature. There isn't much documentation on this feature in
 220 the ADT7463 data sheet. This is not supported by current driver.