Linux电源管理-Linux regulator framework概述

前言

1. 什么是regulator?

regulator翻译为"调节器"，分为voltage regulator(电压调节器)和current(电流调节器)。一般电源管理芯片(Power Management IC)中会包含一个甚至多个regulator。

2. regulator有什么作用?

通常的作用是给电子设备供电。大多数regulator可以启用(enable)和禁用(disable)其输出，同时也可以控制其输出电压(voltage)和电流(current)。

从上图可以看出，input power会经过 regulator 转化为output power，regulator会做如下的约束:

- Voltage control: 输入5V输出1.8V

- Current limiting: 电流的输出最大为20MA

- Power switch: 可以控制电压enable/disable

问题

1. 如果一个系统只有一个regulator，而且只对一个设备控制的话，完全没必要使用linux regulator framework机制。但是如果一个系统几个甚至十几个regulator，每个regulator之间还存在级连关系，这时候就需要Linux regulator framework。

2. 如果一个regulator控制多个设备，而每个设备的电压或电流需求方式不同，linux regulator framework会怎么管理这些设备？

3. 有些设备只需要enable/disable电源即可，而有些设备在运行的过程中需要动态的改变voltage或者current，Linux regulator Framework会如何处理这些问题？

4. regulator的错误配置可能也会对硬件有非常严重的后果，所以需要小心设计regulaor，同时也要规范的使用regulator。

Linux Regulator Framework

1. Linux Regulator Framework设计出主要是提供一个标准的内核接口来控制电压和电流调节器。目的是允许系统动态控制regulator power输出以节省能源延长电池寿命。这适用于voltage regulator和current regulator(其中电压和电流都是可控的)。

2. Linux Regulator Framework分为四个部分，分别是machine，regulator，consumer，sys-class-regulator。

machine

machine可以理解为regulator在板级的硬件配置，使用regulator_init_data结构体代表regulator板级的配置。

struct regulator_init_data {  
    const char *supply_regulator;        /* or NULL for system supply */  
  
    struct regulation_constraints constraints;  
  
    int num_consumer_supplies;  
    struct regulator_consumer_supply *consumer_supplies;  
  
    /* optional regulator machine specific init */  
    int (*regulator_init)(void *driver_data);  
    void *driver_data;  /* core does not touch this */  
};

.supply_regulator: regulator的parent。用于级联regulator使用。

.constraints: 此regulator的约束，比如输出电压范围，输出电流范围等。

.num_consumer_supplies: 此regulator提供的consumer的个数，也就是控制外设的个数。

.consumer_supplies: 使用此结构确定regulator和consumer之间的联系。

.regulator_init: regulator注册时候的回调函数。

.driver_data: regulator_init回调函数的参数。

而regulator板级的配置，也可以称为约束，定义在regulation_constraints结构中。

struct regulation_constraints {  
  
    const char *name;  
  
    /* voltage output range (inclusive) - for voltage control */  
    int min_uV;  
    int max_uV;  
  
    int uV_offset;  
  
    /* current output range (inclusive) - for current control */  
    int min_uA;  
    int max_uA;  
  
    /* valid regulator operating modes for this machine */  
    unsigned int valid_modes_mask;  
  
    /* valid operations for regulator on this machine */  
    unsigned int valid_ops_mask;  
  
    /* regulator input voltage - only if supply is another regulator */  
    int input_uV;  
  
    /* regulator suspend states for global PMIC STANDBY/HIBERNATE */  
    struct regulator_state state_disk;  
    struct regulator_state state_mem;  
    struct regulator_state state_standby;  
    suspend_state_t initial_state; /* suspend state to set at init */  
  
    /* mode to set on startup */  
    unsigned int initial_mode;  
  
    unsigned int ramp_delay;  
    unsigned int enable_time;  
  
    /* constraint flags */  
    unsigned always_on:1;   /* regulator never off when system is on */  
    unsigned boot_on:1; /* bootloader/firmware enabled regulator */  
    unsigned apply_uV:1;    /* apply uV constraint if min == max */  
    unsigned ramp_disable:1; /* disable ramp delay */  
};

.name: 描述该约束的名字。

.min_uV/max_uV: 最小/最大的输出电压。

.uV_offset: consumer看到的电源和实际电源之间的偏移值，用于电源补偿。

.min_uA/max_uA: 最小/最大的输出电流。

.valid_modes_mask: 该regulator支持的操作模式。

#define REGULATOR_MODE_FAST 0x1 //快速改变模式
#define REGULATOR_MODE_NORMAL 0x2 //正常模式，大多数驱动都使用这种模式
#define REGULATOR_MODE_IDLE 0x4 //设备在idle状态，regulator给设备提供服务
#define REGULATOR_MODE_STANDBY 0x8 //设备在standby状态，regulator给设备提供服务

.valid_ops_mask: 该regulator支持的操作。

#define REGULATOR_CHANGE_VOLTAGE 0x1 //该regulator可以改变电压
#define REGULATOR_CHANGE_CURRENT 0x2 //该regulator可以改变电流
#define REGULATOR_CHANGE_MODE 0x4 //该regulator可以改变mode
#define REGULATOR_CHANGE_STATUS 0x8 //该regulator可以改变状态，也就是enable/disable power
#define REGULATOR_CHANGE_DRMS 0x10 //该regulator可以动态该变mode
#define REGULATOR_CHANGE_BYPASS 0x20 //该regulator支持bypass mode
.input_uV: 表示该regulator的input是另一个regulator。

.state_disk/state_mem/state_standby: 代表该regulator的各种suspend状态。

.always_on: 是否在系统启动后一直使能。

.boot_on: 是否在boot阶段使能。
.apply_uV: 当min_uV=max_uV的时候时使用。

.ramp_delay: 改变电压到电源稳定后时间。因为硬件原因，改变电源后不能立刻就成功，其中需要有一定的延迟。

.enable_time: regulator的使能时间。

....未完

参考地址：https://blog.csdn.net/longwang155069/article/details/53129378