一種基于SEP0611的電源管理驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)

引言

系統(tǒng)休眠是嵌入式系統(tǒng)除關(guān)機(jī)外最省電的一種狀態(tài)。休眠(Suspend， STR (Suspend To RAM )) ，又稱(chēng)為掛起或者掛起到內(nèi)存，會(huì)將目前的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存，并關(guān)閉硬盤(pán)、外設(shè)等設(shè)備，進(jìn)入等待狀態(tài)，此時(shí)除了內(nèi)存仍然需要電力維持其數(shù)據(jù)，整機(jī)其余部分耗電很少。

恢復(fù)時(shí)處理器從內(nèi)存讀出數(shù)據(jù)，回到掛起前的狀態(tài)，恢復(fù)速度較快。一般在電池?zé)o故障且充滿(mǎn)電的情況下可以維持這種狀態(tài)數(shù)天之久。

SEP0611和電源管理單元硬件設(shè)計(jì)

SEP0611是東南大學(xué)自主研發(fā)的一款基于UniCore32內(nèi)核的32位高性能、低功耗RISC微處理器，是定位于手持播放設(shè)備、衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)品的高性能處理器。主要分為五個(gè)部分：系統(tǒng)與時(shí)鐘控制、外設(shè)接口、多媒體系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)和存儲(chǔ)系統(tǒng)。系統(tǒng)與時(shí)鐘控制部分包含了電源管理單元(Power Management Unit， PMU)的設(shè)計(jì)。

PMU包括時(shí)鐘控制和功耗控制兩部分。功耗控制主要負(fù)責(zé)在各個(gè)工作模式下的切換，進(jìn)入低功耗模式后的喚醒，以及系統(tǒng)的復(fù)位控制。系統(tǒng)工作模式主要分為三種：正常工作模式、掛起模式、休眠模式。

Linux APM技術(shù)

圖1是APM技術(shù)在Linux中的架構(gòu)圖。用戶(hù)通過(guò)用戶(hù)態(tài)的APM接口或策略向BIOS申請(qǐng)休眠請(qǐng)求，BIOS設(shè)備接收到用戶(hù)層的休眠請(qǐng)求后會(huì)調(diào)用內(nèi)核低功耗層的接口函數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)入休眠的一系列操作;在接收到喚醒信號(hào)后內(nèi)核低功耗層會(huì)執(zhí)行喚醒操作，與此同時(shí)低功耗層也會(huì)調(diào)用外設(shè)驅(qū)動(dòng)的電源管理接口讓設(shè)備跟隨系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)喚醒。SEP0611無(wú)BIOS，系統(tǒng)喚醒后會(huì)回到bootloader執(zhí)行。

圖1 Linux APM技術(shù)架構(gòu)圖

系統(tǒng)休眠的內(nèi)核層分析與驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

Linux系統(tǒng)休眠內(nèi)核層是整個(gè)休眠部分的核心。它將接受上層休眠命令，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)層使外圍設(shè)備進(jìn)入相應(yīng)的suspend狀態(tài)等，在得到喚醒信號(hào)后將恢復(fù)狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行。它包括了體系結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的部分：當(dāng)前進(jìn)程的凍結(jié)/釋放，管理外圍驅(qū)動(dòng);也包括了體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的部分：讓處理器進(jìn)入/退出休眠，DDR進(jìn)入自刷新指令序列，系統(tǒng)狀態(tài)保存/恢復(fù)等。本小節(jié)由休眠準(zhǔn)備，休眠進(jìn)入和休眠退出，完成喚醒三部分組成。

1、休眠準(zhǔn)備

在本文中，將suspend_prepare函數(shù)、suspend_devices_and_enter函數(shù)中的大部分內(nèi)容劃分為休眠準(zhǔn)備部分。

suspend_prepare函數(shù)的主要作用如下：

(1) 用一個(gè)全局變量保存好控制臺(tái)。

(2) 執(zhí)行pm_noTIfier_call_chain函數(shù)，該函數(shù)調(diào)用notifier_call_chain函數(shù)來(lái)通知事件(將休眠)的到達(dá)。

(3) 凍結(jié)進(jìn)程，這通過(guò)freeze_processses函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

在suspend_devices_and_enter函數(shù)中執(zhí)行剩余的休眠準(zhǔn)備工作：

(1) 調(diào)用suspend_ops-》begin.

(2) 調(diào)用suspend_cONsole函數(shù)獲取控制臺(tái)信號(hào)量以休眠控制臺(tái)。

(3) 調(diào)用dpm_suspend_start函數(shù)，該函數(shù)分為兩步。

首先調(diào)用device_prepare，該設(shè)備準(zhǔn)備函數(shù)通常無(wú)操作;然后調(diào)用device_suspend函數(shù)，使設(shè)備驅(qū)動(dòng)進(jìn)入休眠模式。

在該函數(shù)中，系統(tǒng)會(huì)遍歷dpm_active鏈表，為該鏈表上的每個(gè)驅(qū)動(dòng)調(diào)用suspend函數(shù)(該函數(shù)負(fù)責(zé)掛起設(shè)備驅(qū)動(dòng))，正常返回后會(huì)將其移至 dpm_off鏈表隊(duì)列。至此，已完成休眠準(zhǔn)備部分的工作。下面以音頻驅(qū)動(dòng)為例展示設(shè)備驅(qū)動(dòng)suspend函數(shù)的填寫(xiě)(函數(shù)頭略)：

int ；