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>;};......
}

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
- 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

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 = <&reg_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
opp-microvolt ：此频点对应的CPU电压
clock-latency-ns : 切换频率的延迟时间为2ms
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

目前linux 4.9支持5种调频策略，如下：
- performance governor：最高性能，系统直接用最高频率，不考虑耗电。
- powersave governor ：最低性能，系统直接用最低频率，以节省功耗。
- userspace governor ：通过sysfs，用用户自行设置系统运行频率。
- 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.
- 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。
- interactive policy governor ：一开始直接用最高频率，然后根据 CPU 负载慢慢降低。

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

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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