一種基于SEP0611的電源管理驅動設計方案實現(xiàn)

引言

系統(tǒng)休眠是嵌入式系統(tǒng)除關機外最省電的一種狀態(tài)。休眠(Suspend， STR (Suspend To RAM )) ，又稱為掛起或者掛起到內存，會將目前的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)存放在內存，并關閉硬盤、外設等設備，進入等待狀態(tài)，此時除了內存仍然需要電力維持其數(shù)據(jù)，整機其余部分耗電很少。

恢復時處理器從內存讀出數(shù)據(jù)，回到掛起前的狀態(tài)，恢復速度較快。一般在電池無故障且充滿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計

SEP0611是東南大學自主研發(fā)的一款基于UniCore32內核的32位高性能、低功耗RISC微處理器，是定位于手持播放設備、衛(wèi)星導航產品的高性能處理器。主要分為五個部分：系統(tǒng)與時鐘控制、外設接口、多媒體系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)和存儲系統(tǒng)。系統(tǒng)與時鐘控制部分包含了電源管理單元(Power Management Unit， PMU)的設計。

PMU包括時鐘控制和功耗控制兩部分。功耗控制主要負責在各個工作模式下的切換，進入低功耗模式后的喚醒，以及系統(tǒng)的復位控制。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

圖1是APM技術在Linux中的架構圖。用戶通過用戶態(tài)的APM接口或策略向BIOS申請休眠請求，BIOS設備接收到用戶層的休眠請求后會調用內核低功耗層的接口函數(shù)，從而實現(xiàn)系統(tǒng)進入休眠的一系列操作;在接收到喚醒信號后內核低功耗層會執(zhí)行喚醒操作，與此同時低功耗層也會調用外設驅動的電源管理接口讓設備跟隨系統(tǒng)實現(xiàn)喚醒。SEP0611無BIOS，系統(tǒng)喚醒后會回到bootloader執(zhí)行。

圖1 Linux APM技術架構圖

系統(tǒng)休眠的內核層分析與驅動設計

Linux系統(tǒng)休眠內核層是整個休眠部分的核心。它將接受上層休眠命令，并通過驅動層使外圍設備進入相應的suspend狀態(tài)等，在得到喚醒信號后將恢復狀態(tài)繼續(xù)運行。它包括了體系結構無關的部分：當前進程的凍結/釋放，管理外圍驅動;也包括了體系結構相關的部分：讓處理器進入/退出休眠，DDR進入自刷新指令序列，系統(tǒng)狀態(tài)保存/恢復等。本小節(jié)由休眠準備，休眠進入和休眠退出，完成喚醒三部分組成。

1、休眠準備

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

suspend_prepare函數(shù)的主要作用如下：

(1) 用一個全局變量保存好控制臺。

(2) 執(zhí)行pm_noTIfier_call_chain函數(shù)，該函數(shù)調用notifier_call_chain函數(shù)來通知事件(將休眠)的到達。

(3) 凍結進程，這通過freeze_processses函數(shù)實現(xiàn)。

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

(1) 調用suspend_ops-》begin.

(2) 調用suspend_cONsole函數(shù)獲取控制臺信號量以休眠控制臺。

(3) 調用dpm_suspend_start函數(shù)，該函數(shù)分為兩步。

首先調用device_prepare，該設備準備函數(shù)通常無操作;然后調用device_suspend函數(shù)，使設備驅動進入休眠模式。

在該函數(shù)中，系統(tǒng)會遍歷dpm_active鏈表，為該鏈表上的每個驅動調用suspend函數(shù)(該函數(shù)負責掛起設備驅動)，正常返回后會將其移至 dpm_off鏈表隊列。至此，已完成休眠準備部分的工作。下面以音頻驅動為例展示設備驅動suspend函數(shù)的填寫(函數(shù)頭略)：

int ；