Regeultor内核文档翻译

2024-01-23 14:36:52

一、Documentation\power\regulator\overview.txt

1.命名规则

(1) Regulator - 为其他设备供电的电子设备。大多数调节器可以启用和禁用其输出，而某些调节器可以控制其输出电压和/或电流。
Input Voltage -> Regulator -> Output Voltage

(2) PMIC - 电源管理IC。一个pmic里面包含大量regulator且通常包含其他子系统的IC。

(3) Consumer -由调节器供电的电子设备，Consumers可分为两类：

静态：消费者不更改其电源电压或电流限制。它只需要启用或禁用电源即可。它的电源电压由硬件，启动程序，固件或内核板初始化代码设置。

动态：消费者需要更改其电源电压或电流限制，以满足操作需求。

(4) Power Domain - 由调节器、开关或其他电源域的输出功率提供其输入功率的电子电路。电源调节器可能在开关后面。即：

Regulator -+-> Switch-1 -+-> Switch-2 --> [Consumer A]
           |             |
           |             +-> [Consumer B], [Consumer C]
           |
           +-> [Consumer D], [Consumer E]

这是一个调节器和三个电源域：

域1：Switch-1，消费者D和E。
域2：Switch-2，消费者B和C。
域3：消费者A。

这表示一种“供应”关系：

Domain-1 --> Domain-2 --> Domain-3.

电源域可能具有由其他调节器供电的调节器。即：

Regulator-1 -+-> Regulator-2 -+-> [Consumer A]
             |
             +-> [Consumer B]

这为我们提供了两个调节器和两个电源域：
Domain 1: Regulator-2, Consumer B.
Domain 2: Consumer A.
和“供应”关系：
Domain-1 --> Domain-2

(5) Constraints - 约束用于定义功耗性能和硬件保护的功率级别。约束存在三个层次：

a. 调节器级别：这由调节器硬件操作参数定义，并在调节器数据表中指定。即：
-电压输出范围为800mV-> 3500mV。
-电流输出限制为20mA@5V，但为10mA@10V。

b. 电源域级别：这是在软件中由内核级板初始化代码定义的。它用于将电源域限制为特定的范围内。即：
-域1电压为3300mV
-域2电压为1400mV->1600mV
-域3的电流限制为0mA->20mA。

c. 消费者级别：由Consumer的驱动程序动态设置电压或电流的限制水平的定义。

例如，消费者背光驱动器要求电流从5mA增加到10mA以增加LCD照明，通过以下级别：

消费者：需要增加LCD的亮度。在亮度表中查找并请求下一个电流mA值（基于相同的参考设备，用户驱动程序可以用于几种不同的方式）。
电源域：是对此域和系统状态（例如电池电源，USB电源）进行限制的一种新的电流限制方式。
调节器域：是在调节器工作参数中调节输入/输出电压的一种新的电流限制方式。

如果对调节器的请求通过了所有约束测试，则将应用新的调节器值。

2. 设计

该框架旨在针对基于SoC的设备而设计的，但也可能与非SoC设备相关，并且分为以下四个接口：

(1) 消费者驱动接口（Consumer driver interface）。

这使用了与内核时钟接口类似的API，因为消费者驱动程序可以获取和释放一个调节器（就像使用atm时钟一样）并获取/设置电压电流限制，模式，启用和禁用。这应该使消费者驱动能够完全控制其电源电压和电流限制。如果不使用，这也可以不编译进去，因此驱动程序可以在不基于调节器的电源控制的系统中重用。

请看 Documentation/power/regulator/consumer.txt

(2) 调节器驱动程序接口（Regulator driver interface）。
这使调节器驱动程序可以注册其调节器并向内核提供操作。它还具有一个通知链，用于将调节事件传播给客户(clients)。

请看 Documentation/power/regulator/regulator.txt

(3) 机器接口（Machine interface）

该接口特定用于机器的代码，并允许为每个调节器创建电压/电流域（带有约束）。它可以提供调节器约束，以防止由于错误的客户端驱动器引起的过电压或过电流而损坏设备。它还允许创建一个调节器树，其中一些调节器由其他调节器供电（类似于时钟树）。

请看 /power/regulator/machine.txt

(4) 用户空间ABI。

该框架还通过sysfs将大量有用的电压/电流/opmode数据导出到用户空间。这可用于帮助监视设备的功耗和状态。

请看 Documentation/ABI/testing/sysfs-class-regulator

二、Documentation\power\regulator\consumer.txt

稳压器消费者驱动程序接口
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本文介绍了消费类设备驱动程序的调节器接口。请参阅overview.txt以获取本文中所用术语的描述。

1.消费者驱动获取调节器（静态和动态驱动程序）
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(1) 消费者驱动程序可以通过以下方式访问为其供电的调节器：

regulator = regulator_get(dev, "Vcc"); //Vcc-supply = <&XXX>

使用者传递其dev结构设备指针和supplyID。然后，内核通过查询机器特定的查找表来找到正确的调节器。如果查找成功，则此调用将返回一个指针，该指针指向此使用者的调节器结构。

(2) 要释放调节器，消费者驱动程序可以调用：

regulator_put(regulator);

消费者可能存在同时由多个调节器供电的情况，例如，具有需要进行模拟供电和数字供电的编解码器：

digital = regulator_get(dev, "Vcc");  /* digital core */
analog = regulator_get(dev, "Avdd");  /* analog */

通常在消费者驱动的probe()中调用regulator_get()，在消费者驱动的remove()中调用regulator_put()。

2.调节器输出的使能和禁止（静态和动态驱动）
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(1) 消费者可以通过以下方式启用电源：

int regulator_enable(regulator);

注意：在调用regulator_enabled()之前，电源可能已经启用。如果使用者共享调节器，或者先前已通过引导加载程序或内核板初始化代码启用了调节器，则可能会发生这种情况。

(2) 消费者驱动可以通过以下方式确定是否已经使能了调节器：

int regulator_is_enabled(regulator); //若调节器是使能的，返回0

(3) 消费者驱动可以通过以下方式禁用不再需要的电源：

int regulator_disable(regulator);

注意：如果与其他使用者共享电源，则可能不会禁用电源。仅当启用的引用计数为零时，才会真正禁用此调节器。

(4) 在紧急情况下，可以强制禁用调节器：

int regulator_force_disable(regulator);

注意：这将立即强制关闭调节器输出。所有使用此调节器的消费者都会下电。

3.调节器的电压控制和状态（动态驱动）
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一些消费者驱动程序需要能够动态更改其电源电压以匹配系统工作状态。例如CPUfreq驱动程序可以随频率缩放电压以节省功耗，SD驱动程序可能需要选择正确的卡电压等。

(1) 消费者驱动可以通过以下方式控制其电源电压：

int regulator_set_voltage(regulator, min_uV, max_uV); //其中min_uV和max_uV是可接受的最小和最大电压，以微伏为单位。

注意：可以在启用或禁用调节器时调用此函数。如果在启用时调用，则电压会立即改变，否则电压配置会改变，并且在下次使能调节器时会实际设置电压。

(2) 调节器配置的电压输出值可通过以下方法查到：

int regulator_get_voltage(regulator);

注意：无论是启用还是禁用调节器的状态，get_voltage()都将返回配置的输出电压，因此不应将其用于确定调节器的输出状态。但是，可以将其与is_enabled()结合使用以确定调节器的物理输出电压。

4.调节器电流限制控制和状态（动态驱动）
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一些消费者驱动程序需要能够动态更改其电源电流限制以匹配系统工作状态。例如LCD背光驱动器可以更改电流限制以改变背光亮度，USB驱动器可能需要在供电时将限制设置为500mA。

(1) 消费者可以通过以下方式控制其电源电流限制：

int regulator_set_current_limit(regulator, min_uA, max_uA); //其中min_uA和max_uA是微安的最小和最大可接受电流限制。

注意：在启用或禁用调节器的状态下都可以调用此函数。如果在启用时调用，则电流限制会立即生效，否则电流限制配置会更改，并且在下次启用调节器时会实际设置电流限制。

(3) 可以通过以下方法查询调节器的电流限制：

int regulator_get_current_limit(regulator);

注意：无论是启用还是禁用调节器的状态，get_current_limit()都将返回电流限制，因此不应将其用于确定调节器实际电流值。

5. 调节器操作模式控制和状态（动态驱动器）
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一些使用者可以通过更改其电源调节器的工作模式来进一步节省系统功率，从而在使用者工作状态发生变化时更加高效。例如消费者驱动程序处于空闲状态，因此消耗的电流更少

调节器的运行模式可以间接或直接更改。

(1) 间接操作模式控制。
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消费者驱动可以通过调用这个函数更改其供应调节器的运行模式

int regulator_set_load(struct regulator *regulator, int load_uA);

这将导致内核重新计算调节器上的总负载（基于其所有consumers），并更改运行模式（如果需要并允许）以最佳地匹配当前的运行负载。

可以从consumer的数据表中确定load_uA值。例如大多数数据手册都有表格显示某些情况下的最大消耗电流。

大多数消费者将使用间接操作模式控制，因为他们不了解调节器或调节器是否与其他消费者共享。

(2) 直接操作模式控制。
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定制或紧密耦合的驱动器可能希望根据其工作点直接控制调节器的工作模式。这可以通过调用这个函数实现：

int regulator_set_mode(struct regulator *regulator, unsigned int mode);
unsigned int regulator_get_mode(struct regulator *regulator);

直接模式将仅由“了解”调节器并且不与其他使用者共享调节器的使用者使用。

6.调节器事件
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Regulators可以将外部事件通知消费者。消费者可以在调节器压力或故障条件下接收事件。

消费者可以通过以下方式注册对调节器事件的监听：

int regulator_register_notifier(struct regulator *regulator, struct notifier_block *nb);

消费者可以通过以下方式取消对调节器事件的监听：

int regulator_unregister_notifier(struct regulator *regulator, struct notifier_block *nb);

调机器使用内核通知链框架将事件发送给感兴趣的使用者(Consumers)。

7. Regulator直接寄存器访问
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某些电源管理硬件或固件经过设计，因此它们需要对调节器进行低级硬件访问，而无需内核参与。此类设备的示例是：

-具有压控振荡器和控制逻辑的时钟源，用于改变I2C上的电源电压以达到所需的输出时钟速率
-热管理固件，可以在过热情况下发出任意I2C事务以执行系统关机

要设置此类设备/固件，需要为其配置各种参数，例如调节器的I2C地址，各种调节器寄存器的地址等。调节器框架提供了以下帮助程序来查询这些详细信息。

特定于总线的详细信息（例如I2C地址或传输速率）由regmap框架处理。要获取调节器的regmap（如果支持），请使用：

struct regmap *regulator_get_regmap(struct regulator *regulator);

要获得调节器的电压选择器寄存器的硬件寄存器偏移量和位掩码，请使用：

int regulator_get_hardware_vsel_register(struct regulator *regulator, unsigned *vsel_reg, unsigned *vsel_mask);

要将稳压器框架电压选择器代码（由regulator_list_voltage使用）转换为可以直接写入电压选择器寄存器的硬件专用电压选择，请使用：

int regulator_list_hardware_vsel(struct regulator *regulator, unsigned selector);

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