高通Thermal debug

包括两个部分kernel thermal monitor（KTM）和thermal engine。

Thermal 管理包括的内容如下：

硅片结温
内存温度限制
外表面温度限制

当thermal engine完全初始化后，KTM确保所有环境条件下的结温处于限定的范围之内。
Thermal engine monitor监控系统的温度限制范围。
机械结构设计模拟是获得最佳性能的必要步骤
Thermal management软件控制thermal响应。

DCVS:Dynamic Cloclk Frequency and Voltage Scaling.

下图包括了thermal 管理框架的四个部分：thermal engine， sensor driver以及其它温度管理设备。

在安卓用户空间thermal engine作为一个超级用户运行，thermal engine是温度管理的核心。启动时thermal engine初始化系统。threshold，set point以及管理的设备配置缺省情况从代码读取。参数用于设置温度传感器的中断门限。

为了在温度规范内获得最佳性能，这些参数在每一个设计中都要调优。温度传感器有：

嵌入芯片硅结的温度传感器，这些是被称之为TSENS
thermal management 设备是软件抽象的设备，用于控制硬件，如GPU，CPU等

除了上述thermal架构，还有两个温度管理算法用于thermal engine完全启动前的设备启动和linux内核初始化阶段的温度管理。

Android温度限制和特点

内核启动时保护系统

设置110°为CPU热插拔的门限

将控制移交给thermal engine

Thermal engine

完整的温度保护策略

对特定对象必须调节

Thermal reset

异常情况

TM移交时间线

KTM

KTM函数和相关的调试

循环查询指定TSENS的温度，并根据得到的温度有如下的行为：

check_temp()--位于drivers/thermal/msm_thermal.c；每一个采样周期（msm_thermal_info.poll_ms）将被调用
do_therm_reset()---如果任意一个温度传感器的温度超过critical门限，这将导致看门狗（其参数由设备树的qcom,therm-reset-temp指定）喂狗，

msm_thermal:msm_thermal_bite: TSENS:α reached temperature:β. System reset

therm_get_temp()--获得设备树<qcom, sensor_id>字段指定sensor的温度，在调试时需要将该温度打印出来。

do_core_control()--到CPU温度超过门限时将cpu unplug，其打印的信息如下：

msm_thermal:do_core_control: Set Offline: CPU$ Temp: β
msm_thermal:do_core_control: Allow Online CPU$ Temp: β

do_vdd_mx()--对linux设备，KTM管理所有的温度传感器，如果温度掉于某个门限，其提升内存供电电压，在收到内存门限后KTM打印如下信息：

msm_thermal: vdd_mx_notify: Sensorα trigger received for type <threshold_type>

do_psm()--对于PMIC，温度超过一个门限后，其将被自动disable，KTM将发送一个命令让PMIC工作在PWM（pulse width modulation）模式，发送该命令时打印的信息如下：

msm_thermal:do_psm: Requested PMIC PWM Mode tsens:α. Temp:β
msm_thermal:do_psm: Requested PMIC AUTO Mode

do_gfx_phase_cond() and do_cx_phase_cond()---DIGITAL/GFX的多阶段电压轨。

msm_thermal:send_temperature_band: Sending <rail> temperature band<band_number> where, <rail>: DIGITAL or GFX with multiple BAND definition
depending on chipset

do_ocr()--对于一些设备，KTM监控温度，如果发现任意一个传感器温度超过门限，其向regulator发送最优电流请求。
do_vdd_restriction()--用于限制温度低门限（5°）时，KTM打印的信息如下：

msm_thermal:vdd_restriction_notify: sensor:α reached high thresh for Vddrestriction
msm_thermal:vdd_restriction_notify: sensor:α reached low thresh for Vddrestriction

do_freq_control()---当一个温度超过门限时CPU调频控制，其打印的信息如下：

msm_thermal:do_freq_control: Limiting CPU$ max frequency to 1958400. Temp:β

KTM设置

一个例子是：/arch/arm64/boot/dts/qcom/msm8916.dtsi

qcom,msm-thermal {
qcom,msm-thermal {
compatible = "qcom,msm-thermal";
qcom,sensor-id = <5>;
qcom,poll-ms = <250>;
qcom,limit-temp = <60>;
qcom,temp-hysteresis = <10>;
qcom,freq-step = <2>;
qcom,freq-control-mask = <0xf>;
qcom,core-limit-temp = <80>;
qcom,core-temp-hysteresis = <10>;
qcom,core-control-mask = <0xe>;
qcom,hotplug-temp = <94>;
qcom,hotplug-temp-hysteresis = <15>;
qcom,cpu-sensors = "tsens_tz_sensor5", "tsens_tz_sensor5",
"tsens_tz_sensor4", "tsens_tz_sensor4";
qcom,freq-mitigation-temp = <94>;
qcom,freq-mitigation-temp-hysteresis = <10>;
qcom,freq-mitigation-value = <400000>;
qcom,freq-mitigation-control-mask = <0x01>;
qcom,online-hotplug-core;
qcom,vdd-restriction-temp = <5>;
qcom,vdd-restriction-temp-hysteresis = <10>;
vdd-dig-supply = <&pm8916_s1_floor_corner>;
qcom,vdd-dig-rstr{
qcom,vdd-rstr-reg = "vdd-dig";
qcom,levels = <5 7 7>; /* Nominal, Super Turbo, Super
Turbo */
qcom,min-level = <1>; /* No Request */
};
qcom,vdd-apps-rstr{
qcom,vdd-rstr-reg = "vdd-apps";
qcom,levels = <533330 800000 998400>;
qcom,freq-req;
};
};

CPU0传感器用于控制算法，如果温度超过limit-temp给定的值，CPU的最高主频将被限制，如果后续轮询温度继续升高，则频率会被进一步降低，轮询的时间间隔是poll-ms定义的值。如果温度调到limit-temp和temp-hysteresis之和以下，那么可以达到的最高主频将被增加。CPU频率的高低在DCVS表中仅一步。

除了CPU调频，第二个温度门限core-limit-temp定义了CPU热插拔的门限。当温度超过该门限时CPU将被unplug。

设备树中的freq-control-mask和core-control-mask定义了那个cpu核按上述定义的规则工作，bit 0对应CPU0，默认core-control-mask 不包括CPU0，因为其不可以热插拔。

该算法位于/drivers/thermal/msm_thermal.c，对应的温度参数定义于arch/arm64/boot/dts/qcom/msm8916.dtsi。

Thermal Engine

这属于安卓侧的温度管理策略，其根据一个configure文件(default is /etc/thermal-engine.conf)，但是一般会有一个平台对应文件，如/system/etc/thermal-engine-8974.conf

Thermal 管理策略--嵌入式和配置方式

三种算法

SS（single step），PID（Proportional-Integral-Derivative）和monitor。
所有的规则要么定义于config文件，要么硬编码到thermal engine 数据文件里。

对于嵌入式规则，要求必须提供电压限制和PSM控制，可选的是所有CPU启动SS/PID控制算法

对于配置文件定义的算法，管理结温的算法通常采用SS算法，管理Pop 内存的采用SS或者monitor算法。

SS/PID/MONITOR算法实例

SS algorithm

本例中label是surface_control_dtm，该名称必须是唯一的，SS算法(algo_type = ss)通过每隔一秒(sampling = 1000)采样ID是3(sensor = tsens_tz_sensor3)的传感器来进行温度控制，DTM控制所有CPU的最大允许的主频(device = cpu)，Sensor ID 3的温度设置根据系统表面温度是25°时设定的，所以控制表面温度在45°时，ID 3的温度传感器的温度应该在70°，安全门限温度设置在了55°，这一温度将不会限制CPU主频。

[surface_control_dtm]
algo_type ss
sensor tsens_tz_sensor3
device cpu
sampling 1000
set_point 70000
set_point_clr 55000

PID algorithm

标号是urface_control_pid，算法类型是(algo_type = pid)，其65ms(sampling = 65)间隔采样ID 5温度传感器(sensor = tsens_tz_sensor5)，PID调节最大允许的cpu主频(device = cpu0)，ID 5是CPU0，所以控制温度设置成了95°，安全门限温度是55°，所谓的安全门限就是在这一温度以下，主频可以放开跑。

[CPU0_control_pid]
algo_type pid
sensor tsens_tz_sensor5
device cpu0
sampling 65
set_point 95000
set_point_clr 55000

Monitor algorithm

[modem]
algo_type monitor
sensor pa_therm0
sampling 1000
thresholds 70000 80000
thresholds_clr 65000 75000
actions modem mode

Thermal engine 调试

1.找到当前的thermal engine配置

adb shell thermal-engine –o > thermal-engine.conf

2.修改该文件后推送到设备上

3.将”debug“放到thermal-engine.conf的首行，然后重新启动thermal-engine服务

adb shell stop thermal-engine
adb root
adb remount
adb push thermal-engine.conf /system/etc/thermal-engine.conf
adb shell sync .
adb shell strat thermal-engine --debug &

4.logcat查看系统温度log

adb logcat –v time –s ThermalEngine

Temperature日志

内部传感器log

1.绝大多数信息已经导入到了sysfs node节点里。

2.log脚本周期性记录温度并保存到文件里

3.当前主频和最高主频也要记录到文件里

// checking for temp zone 0 value if sensor available
if (tz_flags[0]) {
tz_temp= 0;
tzs=
fopen("/sys/devices/virtual/thermal/thermal_zone0/temp","r");
if(tzs) {
fscanf(tzs,"%d",&tz_temp);
if (debug) {
printf("\nReadTEMPZONE0
file %d\n",tz_temp);
}
fclose(tzs);
}
fprintf(out_fd,"%d,",tz_temp);
}

4.POP内存/表面温度记录

可以使用热电偶或者红外摄像机

5，读取当前的温度

adb shell cat /sys/devices/virtual/thermal/thermal_*/temp