基于开源软件构建先进的嵌入式电源管理

控制的方法，很有参考意义和实际使用价值。

1 校准器的基本概念

所谓校准器实际是在软件控制下把输入的电源调节精心输出。例如电压的控制，输入时5V 输出是1.8V；电流的限制，最大20mA；简单的切换和电源的开关等，如图1所示。

　
图1 校准器

电源域是一组校准器，设备组成、输入可能是校准器，开关也许是电源域，电源域可以级联，电源约束可以和电源域配合以保护硬件。例如一个Internet Tablet/PMP，它由CPU、NOR Flash、音频编解码器、触摸屏、LCD控制器、USB、WiFi 等其他外设组成，如图2所示。

　
图2 Internet Tablet/PMP系统结构

为了实现上面的构想，需要在内核里建立一个校准器构架，目的就是设计一个可以控制电压和电流的标准内核接口以节省电能，从而尽可能的延长电池的供应。这个内核的架构分为四个部分：针对设备驱动的消费接口（consumer）、校准器驱动的接口、系统配置的接口和面向应用sysfs的userspace接口。

2 Consumer的API

regulator = regulator_get(dev, “Vcc”)；

其中，dev 是设备“Vcc”一个字符串代表，校准器（regulator）然后返回一个指针，也是regulator_put(regulator)使用的。

打开和关闭校准器（regulator）API如下。

int regulator_enable(regulator);
int regulator_disable(regulator);

3 电压的API

消费者可以申请提供给它们的电压，如下所示。

int regulator_set_voltage(regulator, int min_uV, int max_uV);

在改变电压前要检查约束，如下所示。

regulator_set_voltage(regulator,100000,150000)

电压值下面的设置改变如下所示。

int regulator_get_voltage)struct regulator *regulator);

4 电流的API

电流的API也是类似，需要指出的是，校准器的方法并不一定是最高的效率，效率和加载(如加载10mA电流)、操作模式都有关系，通过下面的API可以改变模式设置。

regulator_set_optimum_mode(requlator,10000);//10mA

5 校准器的驱动和系统配置

在实际使用校准器之前，需要按照下面的结构写校准器的驱动程序，然后注册后通知给消费者使用。

struct regulator_ops {
 /* get/set regulator voltage */
 int (*set_voltage)(struct regulator_cdev *, int uV);
 int (*get_voltage)(struct regulator_cdev *);
 /* get/set regulator current */
 int (*set_current)(struct regulator_cdev *, int uA);
 int (*get_current)(struct regulator_cdev *);
 /* enable/disable regulator */
 int (*enable)(struct regulator_cdev *);
 int (*disable)(struct regulator_cdev *);
 int (*is_enabled)(struct regulator_cdev *);
 /* get/set regulator operating mode (defined in regulator.h) */
 int (*set_mode)(struct regulator_cdev *, unsigned int mode);
 unsigned int (*get_mode)(struct regulator_cdev *);
 /* get most efficient regulator operating mode for load */
 unsigned int (*get_optimum_mode)(struct regulator_cdev *, int input_uV,
 int output_uV, int load_uA);
};

完成了校准器驱动程序之后，下一步就是系统设置（machine specific），即匹配如电压、LDO1和NAND等关系。
regulator_set_supply(“LDO1”,dev, “Vcc”)

对于userspace，校准器的使用是通过sysfs，但是目前所有的包括电压、电流、操作模式、限制等信息多只是只读信息，应该是非常适合象powerTop这样工具的使用。

6 应用

校准器的典型的应用包括如下：CPUfreq——CPU频率的调节；CPU idle——CPU空闲模式控制；LCD背光调节——通过电流控制LED灯的亮度达到控制LCD背光的目的；音频单元——如FM收音机在MP3使用的时候应该是关闭的，麦克风使用的时候，扬声器的放大器应该是关闭的；NAND/NOR存储器是耗电大户，根据不同操作方式（读/写、擦除等）优化操作模式（控制电流）达到节省电量的要求。同其他电源管理的方法比较，校准器方法具有一定的硬件独立和抽象性，简单实用，原理上可以适合任何有电源管理芯片支持嵌入式系统电源管理，目前已经移植到Freescale MC13783、Wolfson WM8350/8400等几个集成度很高的电源管理器件上了.

基于构件的面向CPU的电源管理技术

无论是PM_QoS、控制电压和电流的校准器方法，还是许许多多半导体公司支持自己CPU和电源管理芯片的Linux BSP电