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全志Tina系统调频调压
全志Tina系统调压调频
1 模块功能介绍
该模块主要负责CPU运行时的调频调压，达到节省功耗的目的。或者通过调整调频策略让CPU固定运行在某个频点，亦或者通过提高频率或者超频来完成某个功能需求（超频只能用来测试，不能用来量产产）。
2 DTS中的V-F表
系统支持动态调频调压，则需要配置好V-F，即电压-频率对应关系，此表格需要大量测试此对应关系的稳定性后方可做产品量产。
2.1 DTS配置说明
#### 2.1.1 芯片代号级配置，只要配置CPU使用那一份V-F表，在目录arch/arm/boot/dts/CHIP.dtsi，如V833为sun8iw19.dtsi
cpus {enable-method = "allwinner,sun8iw19p1";#address-cells = <1>;#size-cells = <0>;cpu0: cpu@0 {device_type = "cpu";compatible = "arm,cortex-a7";reg = <0x0>;enable-method = "psci";clocks = <&clk_pll_cpu>;clock-frequency = <1008000000>;clock-latency = <2000000>;/* if divide bin <&cpu_opp_l_table0 &cpu_opp_l_table1> */operating-points-v2 = <&cpu_opp_l_table0>;cpu-idle-states = <&CPU_SLEEP_0 &CLUSTER_SLEEP_0 &SYS_SLEEP_0>;cooling-min-level = <5>;cooling-max-level = <0>;#cooling-cells = <2>; /* min followed by max */dynamic-power-coefficient = <150>;};......
}
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此SOC为单核，所以只有一个cpu0节点，节点中有一个属性operating-points-v2就是对V-F表的引用
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operating-points-v2 = <&cpu_opp_l_table0>
此dts节点中记录了系统可以动态调节的几个频点
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2.2 板级DTS配置
在Tina系统中的板级dts配置，device/config/chips/CHIP/configs/板级型号/linux/board.dts，内容如下：
cpu_opp_l_table0: opp_l_table0 {/* compatible = "operating-points-v2"; */compatible = "allwinner,opp_l_table0";opp_count = <6>;opp-shared;op00 {opp-hz = /bits/ 64 <600000000>;opp-microvolt = <900000>;axi-bus-divide-ratio = <3>;clock-latency-ns = <2000000>;};opp01 {opp-hz = /bits/ 64 <816000000>;opp-microvolt = <900000>;axi-bus-divide-ratio = <3>;clock-latency-ns = <2000000>;};opp02 {opp-hz = /bits/ 64 <912000000>;opp-microvolt = <900000>;axi-bus-divide-ratio = <3>;clock-latency-ns = <2000000>;};opp03 {opp-hz = /bits/ 64 <1008000000>;opp-microvolt = <900000>;axi-bus-divide-ratio = <3>;clock-latency-ns = <2000000>;};opp04 {opp-hz = /bits/ 64 <1104000000>;opp-microvolt = <1000000>;axi-bus-divide-ratio = <3>;clock-latency-ns = <2000000>;};
}; cpus {cpu@0 {cpu-supply = <®_dcdc3>;};
};-
此节点中记录了5个V-F电压频点，如需要增加频点则在opp04后面再增加即可，如增加12000MHz的频点：
opp05 {opp-hz = /bits/ 64 <1200000000>;opp-microvolt = <1000000>;axi-bus-divide-ratio = <3>;clock-latency-ns = <2000000>; }; -
opp-hz ： 为设置的频点，单位为HZ
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opp-microvolt ： 此频点对应的CPU电压
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clock-latency-ns : 切换频率的延迟时间为2ms
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cpu-supply : cpu接在pmu的哪路电压上
3 kernel选项配置
CPU Power Management --->CPU Frequency scaling --->[*] CPU Frequency scaling /*支持系统调频*/[*] CPU frequency time-in-state statisticsDefault CPUFreq governor (ondemand) ---> /*该选项为选择系统启动后默认支持的调频策略*/-*- 'performance' governor< > 'powersave' governor /*此策略为系统以最小频率运行*/<*> 'userspace' governor for userspace frequency scaling /*user可以通过sysfs设置系统频率*/-*- 'ondemand' cpufreq policy governor /*默认选择ondemand即系统动态调频*/< > 'conservative' cpufreq governor /**/< > 'interactive' cpufreq policy governor*** CPU frequency scaling drivers ***<*> Generic DT based cpufreq driver /*在Linux自带的cpufreq driver基础上修改来实现调频*/[ ] SUNXI CPUFreq support /*全志平台自己实现的cpufrq driver系统中只能存在一个cpufreq*/ [ ] SUNXI PWM CPUFreq support< > CPU frequency scaling driver for Freescale QorIQ SoCs
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目前linux 4.9支持5种调频策略，如下：
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performance governor： 最高性能，系统直接用最高频率，不考虑耗电。
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powersave governor ： 最低性能，系统直接用最低频率，以节省功耗。
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userspace governor ： 通过sysfs，用用户自行设置系统运行频率。
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ondemand policy governor ： 带调频策略，定时检查负载，然后根据负载来调节频率。
负载低的时候降低 CPU 频率，这样省电，负载高的时候提高CPU 频率， 增加性能.
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conservative policy governo： 和ondemand类似，ondemand会以最高或者对低的频率运行为主，而conservative会根据系统
负载渐进式调整，直到找到系统比较适合的频率，这样会比较频繁的切换运行频率，延迟会比
ondemand跟严重。
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interactive policy governor ： 一开始直接用最高频率，然后根据 CPU 负载慢慢降低。
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4 自行增加的频点不支持
可能自己增加的V-F表，增加的频率太高，系统未能跑到设置的频点，可能是clk驱动限制的最高频率设置，可查看clk驱动确认当前系统所支持的最高频率，
通过查看此文件：drivers/clk/sunxi/clk-CHIP_tbl.c(如sun8iw19)：
struct sunxi_clk_factor_freq factor_pllcpu_tbl[] = {......PLLCPU(196, 0, 2, 1182000000U),PLLCPU(98, 0, 1, 1188000000U),PLLCPU(198, 0, 2, 1194000000U),PLLCPU(49, 0, 0, 1200000000U),PLLCPU(200, 0, 2, 1206000000U),PLLCPU(100, 0, 1, 1212000000U),PLLCPU(202, 0, 2, 1218000000U),PLLCPU(50, 0, 0, 1224000000U),PLLCPU(204, 0, 2, 1230000000U),PLLCPU(102, 0, 1, 1236000000U),PLLCPU(206, 0, 2, 1242000000U),PLLCPU(51, 0, 0, 1248000000U),PLLCPU(208, 0, 2, 1254000000U),PLLCPU(104, 0, 1, 1260000000U),PLLCPU(52, 0, 0, 1272000000U),PLLCPU(106, 0, 1, 1284000000U),PLLCPU(53, 0, 0, 1296000000U),/*PLLCPU(108, 0, 1, 1308000000U),PLLCPU(54, 0, 0, 1320000000U),PLLCPU(110, 0, 1, 1332000000U),PLLCPU(55, 0, 0, 1344000000U),PLLCPU(112, 0, 1, 1356000000U),PLLCPU(56, 0, 0, 1368000000U),PLLCPU(114, 0, 1, 1380000000U),PLLCPU(57, 0, 0, 1392000000U),PLLCPU(116, 0, 1, 1404000000U),PLLCPU(58, 0, 0, 1416000000U),PLLCPU(118, 0, 1, 1428000000U),......*/
}
- factor_pllcpu_tbl :此数组列出了当前cpu支持的频率点，可以看到最高支持1296MH在
- 如需要支持更高的频率，则需要在注释掉的频点放开。
##4 源码结构
drivers/cpufreq/
├── cpufreq-dt.c
└── cpufreq-dt-platdev.c
这里只列出与cpufreq driver相关的代码：
- cpufreq-dt.c ： 为cpufreq driver，主要实现调频调压功能
- cpufreq-dt-platdev.c ： 注册一个cpufreq platform dev
5 调频sysfs节点说明
以下节点都位于此节点下：/sys/devices/system/cpu/cpufreq/policy0：
| sysfs节点 | 权限 | 说明 |
|---|---|---|
| affected_cpus | R | 只显示online受此控制的CPU |
| related_cpus | R | 显示online/offline受此控制的CPU |
| cpuinfo_cur_freq | R | 当前系统运行频率 |
| cpuinfo_max_freq | R | 系统支持的最大运行频率 |
| cpuinfo_min_freq | R | 系统支持的最小运行频率 |
| cpuinfo_transition_latency | R | 切换频率的延迟时间 |
| scaling_available_frequencies | R | 系统支持的频率列表 |
| scaling_available_governors | R | 系统支持的调频策略 |
| scaling_cur_freq | R | 系统当前设置的频率，可能会和cpuinfo_cur_freq，如此值高于系统限制的频率时，则cpuinfo_cur_freq为最高频率值 |
| scaling_driver | R | 调频驱动的名字 |
| scaling_governor | R/W | 调频策略 |
| scaling_max_freq | R/W | 软件最大调频频率，设置此值后，会限制系统的最大频率 |
| scaling_min_freq | R/W | 软件最小调频评率，设置此值后，会限制系统的最小频率 |
| scaling_setspeed | R/W | 用于userspace governor策略时，用户可对节点写入需要的频率，进行系统调频 |
6 获取电压频率表
6.1 挂载debugfs节点
mount -t debugfs none /sys/kernel/debug/
6.2 使用linux原生节点查看
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查看系统支持的所有的频率
cat /sys/kernel/debug/opp/cpu0/opp*/rate_hz 1008000000 1104000000 1200000000 1400000000 1500000000 1800000000 600000000 816000000 912000000 -
查看V-F对应关系
cat /sys/kernel/debug/opp/cpu0/opp*/u_volt_target 900000 1000000 1000000 1200000 1200000 1200000 900000 900000 900000
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