展訊庫侖計驅動

来源:https://www.cnblogs.com/linhaostudy/archive/2020/04/06/12639159.html
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`sprd_27xx_fgu.c`就是展訊SL8541E 庫侖計驅動，用來統計電量的； 還是一樣，從 分析開始： 其中這裡有三個工作隊列： 1. sprdfgu_debug_works工作隊列 2. sprdfgu_qmax_works工作隊列，電量自學習工作隊列 3. 在 函數中的sprdfgu_ ...


sprd_27xx_fgu.c就是展訊SL8541E 庫侖計驅動，用來統計電量的；

還是一樣，從static int sprdfgu_2723_probe(struct platform_device *pdev)分析開始：


static int sprdfgu_2723_probe(struct platform_device *pdev)
{
	int ret = 0, irq = 0;
	u32 value = 0;
	struct device_node *np = pdev->dev.of_node;
	const struct of_device_id *of_id;
	struct power_supply *ret_ptr = NULL;
	struct power_supply_desc *sprdfgu_desc = NULL;

	reg_map = dev_get_regmap(pdev->dev.parent, NULL);
	if (!reg_map)
		dev_err(&pdev->dev, "%s :NULL regmap for fgu 2723\n",
			__func__);
	sprdfgu_data.fgu_pdata = devm_kzalloc(&pdev->dev,
		sizeof(struct sprdfgu_platform_data),
		GFP_KERNEL);
	of_id = of_match_node(sprdfgu_2723_of_match,
		pdev->dev.of_node);
	if (!of_id) {
		pr_err("get 27xx fgu of device id failed!\n");
		return -ENODEV;
	}
	sprdfgu_data.fgu_pdata->fgu_type = (enum fgu_type)of_id->data;
	SPRD_FGU_DEBUG("fgu_type =%d\n",
		sprdfgu_data.fgu_pdata->fgu_type);

    //ocv-type 為0 時，會使用ocv表來統計開機的初始化電量
	ret = of_property_read_u32(np, "ocv-type",
		&sprdfgu_data.fgu_pdata->ocv_type);
	if (ret)
		dev_err(&pdev->dev, "%s :no ocv-type\n",
			__func__);
	irq = platform_get_irq(pdev, 0);
	if (unlikely(irq <= 0))
		dev_err(&pdev->dev, "no irq resource specified\n");
	sprdfgu_data.fgu_pdata->fgu_irq = irq;
	
	//reg是指庫侖計使用的時候的偏移地址
	ret = of_property_read_u32(np, "reg", &value);
	if (ret)
		dev_err(&pdev->dev, "%s :no reg of property for pmic fgu\n",
			__func__);
	sprdfgu_data.fgu_pdata->base_addr = (unsigned long)value;

	sprdfgu_desc = devm_kzalloc(&pdev->dev,
			sizeof(struct power_supply_desc), GFP_KERNEL);
	if (sprdfgu_desc == NULL)
		return -ENOMEM;
		
	//註冊power_supply節點
	sprdfgu_desc->name = "sprdfgu";
	sprdfgu_desc->get_property = sprdfgu_power_get_property;
	ret_ptr = power_supply_register(&pdev->dev, sprdfgu_desc, NULL);
	if (IS_ERR(ret_ptr))
		pr_err("register power supply error!\n");
	else
		sprdfgu_data.sprdfgu = ret_ptr;
	sprdfgu_data.dev = &pdev->dev;
	platform_set_drvdata(pdev, &sprdfgu_data);
	ret = sysfs_create_group(&sprdfgu_data.sprdfgu->dev.kobj,
			&sprd_fgu_group);
	if (ret)
		pr_err("failed to create sprd_fgu sysfs device attributes\n");
	INIT_DELAYED_WORK(&sprdfgu_debug_work, sprdfgu_debug_works);
	mutex_init(&sprdfgu_data.lock);
	mutex_init(&sprdfgu_data.track_lock);
	wake_lock_init(&(sprdfgu_data.low_power_lock), WAKE_LOCK_SUSPEND,
		       "sprdfgu_powerlow_lock");

	sprdfgu_data.is_track = 1;

	INIT_DELAYED_WORK(&sprdfgu_data.fgu_qmax_work,
			  sprdfgu_qmax_works);
	sprdfgu_data.fgu_wqueue =
		create_workqueue("sprdfgu_monitor");
	if (!sprdfgu_data.fgu_wqueue)
		sprdfgu_data.is_track = 0;

	sprdfgu_data.track.vol_buff = devm_kzalloc(&pdev->dev,
		sizeof(int) * CUR_VOL_BUFF_LEN,
		GFP_KERNEL);
	if (!sprdfgu_data.track.vol_buff)
		sprdfgu_data.is_track = 0;

	sprdfgu_data.track.cur_buff = devm_kzalloc(&pdev->dev,
		sizeof(int) * CUR_VOL_BUFF_LEN,
		GFP_KERNEL);
	if (!sprdfgu_data.track.cur_buff)
		sprdfgu_data.is_track = 0;

	SPRD_FGU_DEBUG("sprdfgu_2723_probe ok\n");
	return ret;
}

其中這裡有三個工作隊列：

  1. sprdfgu_debug_works工作隊列
  2. sprdfgu_qmax_works工作隊列，電量自學習工作隊列
  3. 在sprdfgu_int_init函數中的sprdfgu_irq_works函數

1、 函數為空函數，則不予以處理和分析

2、電容自適應函數：

主要在sprdfgu_read_soc函數中讀取：

並且在sprdfgu_qmax_update_monitor函數中當

當電池工作電流足夠小的時候電池工作電壓近似等於電池開路電壓，如果有準確的電量表我們就能準確的定位電池容量我們記錄為 C1，將這時庫侖計計數值容量記錄為Q1。充電滿後電池真實容量接近 100%，這裡我們將庫侖計計數值記錄為 Q2。根據以上幾個數據我們就可以得到電池真實有效容量:

Qmax = (Q2 – Q1) * 100/(100 –C1)

我們一般採用低電量開始作為初始採集點，並嚴格規定了環境溫度即電流、電壓條件，只有符合規定的容量自學習我們才認為是有效的自學習。 自學習功能被抽象為 qmax，結構如下， 各種限制條件需要在初始化的時候寫入。

struct sprdfgu_qmax {
    int state; //自學習狀態
    int cur_cnom; //當前容量
    int s_clbcnt; //開始自學習的庫侖計計數
    int s_soc; //自學習初始點百分比
    int s_vol; //自學習初始電壓限制
    int s_cur; //自學習初始電流限制
    int e_vol; //自學習結束電壓條件
    int e_cur; //自學習結束電流條件
    int force_s_flag; //應用層控制啟動標誌位
    int force_s_soc; //應用層直接寫入容量值
    uint32_t timeout; //設置的超時門限
    __s64 s_time; //開始自學習的時間點
};

2、 電量保存與回讀

自學習狀態 State 有 5 種， DONE 狀態是學習完成狀態， 在 DONE 狀態會將學習完成的容量值寫入/productinfo/.battery_file 這個文件。 productinfo 分區掉電不擦除，重啟後再 INIT狀態會回讀這個數據作為容量基數進行電量積分，並將自學習狀態切換到 IDLE 狀態。 如果滿足了自學習條件就進入了 QMAX_UPDATING， UPDATING 狀態下會檢查自學習後容量， 如果容量檢查失效則恢復 IDLE狀態，需要重新開始學習。 如果手機單體沒有完成過自學習則使用預設的容量配置。

enum QMAX_STATE {
QMAX_INIT, //開機預設狀態
QMAX_IDLE, //自學習準備狀態
QMAX_UPDATING, //電量需要更新
QMAX_DONE, //自學習完成
QMAX_ERR, //異常
};


sys/class/power_supply/sprdfgu/ qmax_force_start
應用層主動開啟自學習功能
sys/class/power_supply/sprdfgu/ qmax_force_s_soc
應用層設置開啟自學習時的容量
sys/class/power_supply/sprdfgu/ qmax_state
讀取當前自學習狀態
sys/class/power_supply/sprdfgu/ qmax_s_vol
設置開啟自學習的電壓條件
sys/class/power_supply/sprdfgu/ qmax_s_cur10
設置開啟自學習的電流條件
sys/class/power_supply/sprdfgu/ qmax_e_vol
設置自學習停止電壓條件
sys/class/power_supply/sprdfgu/ qmax_e_cur
設置自學習停止電流條件
sys/class/power_supply/sprdfgu/ cnom
讀取當前積分容量基數
sys/class/power_supply/sprdfgu/ saved_cnom
應用層直接寫數保存容量

3. 本質上就是用sprdfgu_irq_works計算電量的


static void sprdfgu_irq_works(struct work_struct *work)
{
	uint32_t cur_ocv;
	uint32_t adc;
	int cur_soc;

	wake_lock_timeout(&(sprdfgu_data.low_power_lock), 2 * HZ);

	SPRD_FGU_DEBUG("%s......0x%x.cur vol = %d\n",
		__func__, sprdfgu_data.int_status,
		sprdfgu_read_vbat_vol());

	if (sprdfgu_data.int_status & BIT_VOLT_HIGH_INT)
		power_supply_changed(sprdfgu_data.sprdfgu);

	if (sprdfgu_data.int_status & BIT_VOLT_LOW_INT) {
		cur_soc = sprdfgu_read_soc();
		mutex_lock(&sprdfgu_data.lock);

		cur_ocv = sprdfgu_read_vbat_ocv();
		if (cur_ocv <= sprdfgu_data.shutdown_vol) {
			SPRD_FGU_DEBUG("shutdown_vol .\n");
			sprdfgu_soc_adjust(0);
		} else if (cur_ocv <= sprdfgu_data.pdata->alm_vol) {
			SPRD_FGU_DEBUG("alm_vol %d.\n", cur_soc);
			if (cur_soc > sprdfgu_data.warning_cap) {
				sprdfgu_soc_adjust(sprdfgu_data.warning_cap);
			} else if (cur_soc <= 0) {
				sprdfgu_soc_adjust(sprdfgu_vol2capacity
						   (cur_ocv));
			}
			if (!sprdfgu_data.adp_status) {
				adc = sprdfgu_vol2adc_mv
					(sprdfgu_data.shutdown_vol);
				fgu_adi_write(REG_FGU_LOW_OVER, adc & 0xFFFF,
					      ~0);
			}
		} else {
			SPRD_FGU_DEBUG("need add\n");
		}
		mutex_unlock(&sprdfgu_data.lock);
	}
}

首先第一個函數sprdfgu_read_vbat_vol：

讀取vbat上的電壓：

uint32_t sprdfgu_read_vbat_vol(void)
{
	u32 cur_vol_raw;
	uint32_t temp;

	cur_vol_raw = sprdfgu_reg_get(REG_FGU_VOLT_VAL);
	temp = sprdfgu_adc2vol_mv(cur_vol_raw);
	return temp;
}

第二個函數sprdfgu_read_soc函數，也就是電量計的核心：

int sprdfgu_read_soc(void)
{
	int cur_cc, cc_delta, capcity_delta, temp;
	uint32_t cur_ocv;
	int cur;
	union power_supply_propval val;

	sprdfgu_track();
	mutex_lock(&sprdfgu_data.lock);

	sprdfgu_qmax_update_monitor();

	cur_cc = sprdfgu_clbcnt_get();
	cc_delta = cur_cc - sprdfgu_data.init_clbcnt;

	/* 0.1mah */
	temp = DIV_ROUND_CLOSEST(cc_delta,
		(360 * FGU_CUR_SAMPLE_HZ));
	temp = sprdfgu_adc2cur_ma(temp);

	capcity_delta = DIV_ROUND_CLOSEST(temp * 100,
		sprdfgu_data.cur_cnom);

	SPRD_FGU_DEBUG("d cap %d,cnom %d,g %dmAh(0.1mA),init_cc:%d\n",
		capcity_delta, sprdfgu_data.cur_cnom,
		temp, sprdfgu_data.init_clbcnt);

	capcity_delta += sprdfgu_data.init_cap;

	SPRD_FGU_DEBUG("soc %d,init_cap %d,cap:%d\n",
		  (capcity_delta + 9) / 10, sprdfgu_data.init_cap,
		  capcity_delta);

	cur = sprdfgu_read_batcurrent();
	cur_ocv = sprdfgu_read_vbat_ocv();
	if ((cur_ocv >= sprdfgu_data.bat_full_vol)
	    && (abs(cur) <= sprdfgu_data.pdata->chg_end_cur)) {
		SPRD_FGU_DEBUG("cur_ocv %d\n", cur_ocv);
		if (capcity_delta < FULL_CAP) {
			capcity_delta = FULL_CAP;
			sprdfgu_soc_adjust(FULL_CAP);
		}
	}

	if (capcity_delta > FULL_CAP) {
		capcity_delta = FULL_CAP;
		sprdfgu_soc_adjust(FULL_CAP);
	}

	sprdpsy_get_property("battery",
				POWER_SUPPLY_PROP_STATUS,
				&val);
	if (val.intval != POWER_SUPPLY_STATUS_CHARGING) {
		if (capcity_delta <= sprdfgu_data.warning_cap
		    && cur_ocv > sprdfgu_data.pdata->alm_vol) {
			SPRD_FGU_DEBUG("soc low...\n");
			capcity_delta = sprdfgu_data.warning_cap + 10;
			sprdfgu_soc_adjust(capcity_delta);
		} else if (capcity_delta <= 0
		    && cur_ocv > sprdfgu_data.shutdown_vol) {
			SPRD_FGU_DEBUG("soc 0...\n");
			capcity_delta = 10;
			sprdfgu_soc_adjust(capcity_delta);
		} else if (cur_ocv < sprdfgu_data.shutdown_vol) {
			SPRD_FGU_DEBUG("vol 0...\n");
			capcity_delta = 0;
			sprdfgu_soc_adjust(capcity_delta);
		} else if (capcity_delta > sprdfgu_data.warning_cap
			   && cur_ocv < sprdfgu_data.pdata->alm_vol) {
			SPRD_FGU_DEBUG("soc high...\n");
			sprdfgu_soc_adjust(sprdfgu_vol2capacity(cur_ocv));
			capcity_delta = sprdfgu_vol2capacity(cur_ocv);
		}
	}

	if (capcity_delta < 0)
		capcity_delta = 0;

	sprdfgu_record_rawsoc(capcity_delta);

#ifdef SPRDFGU_TEMP_COMP_SOC
	{
		temp = sprdbat_read_temp();
		capcity_delta =
			sprdfgu_temp_comp_soc(capcity_delta, temp / 10);
	}
#endif

	if (sprdfgu_read_vbat_vol() < sprdfgu_data.pdata->soft_vbat_uvlo) {
		SPRD_FGU_DEBUG("trigger soft uvlo vol 0...\n");
		capcity_delta = 0;
		sprdfgu_soc_adjust(capcity_delta);
	}

	mutex_unlock(&sprdfgu_data.lock);
	return capcity_delta;
}
  1. 首先通過sprdfgu_track函數來定位電池開路電壓；

這裡首先介紹電池內阻自適應：

電池開路電壓 OCV 是表徵電池容量的最關鍵因素，在電量顯示、電池容量自學習的時候都可能用到電池開路電壓來定位百分比。因此我們必須找到一個方法定位電池開路電壓。

FGU 可以獲取到電池工作狀態下的電流 I 和電壓 VBAT，根據歐姆定律只要我們得到電池內阻 R 就可以計算出電池開路電壓了： OCV = VBAT – I *R。 電池內阻一般都是動態變化的，不同容量不同溫度都會有不同的電池內阻，所以需要一個動態調整內阻的演算法來保證內阻的準確性， 平臺提供了一套電池內阻自適應的演算法：提取硬體 buff 中的一組電流電壓值（共 8 個）並將這 8 個數據按大小排序，找到最大的壓降 DeltaV 和電流變化DeltaI，根據歐姆定律 R =DeltaV/DeltaI；使用計算出來的 R 就能得到實時 OCV 了。

電池內阻自學習通過 sprdfgu_tracking 來記錄學習狀態，成員包括自學習時的溫度、平均電流、平均電壓、電流 buff、電壓 buff、最小電流、 最小電壓等等。 Chargework 會調用 static void sprdfgu_track(void)來更新 sprdfgu_data.track，使用的時候通過介面 static struct sprdfgu_tracking sprdfgu_get_track_data(void);獲取到實時的電池工作狀態信息sprdfgu_data.track。

struct sprdfgu_tracking {
__s64 r_time;
__s64 query_time; //結構更新時間間隔
int rint; //電池內阻自適應出來的內阻
int r_temp; //獲取電池內阻時候判斷採樣溫度
int c_temp; //容量自適應的時候判斷採樣的溫度
int r_vol; //
int relax_vol; //最接近電池開路電壓
int relax_cur; //最接近零點的電流
int ave_vol; //平均電壓
int ave_cur; //平均電流
int *cur_buff; //電流 buff
int *vol_buff; //電壓 buff
};

sprdfgu_track則是算出上述數據的函數；

  1. sprdfgu_qmax_update_monitor則是電池自學習的過程，所以不再敘述；

  2. sprdfgu_clbcnt_get獲取記錄電流積分數據；

  3. 獲取當前 Coulomb Counter 計數量下次輪詢調用的時候可以計算出兩 次 Coulomb Counter 統計的差值從而得到庫侖量變化 cc_delta 。DIV_ROUND_CLOSEST(cc_delta, (3600 * 2));

  4. DIV_ROUND_CLOSEST(mah * 100, sprdfgu_data.pdata->cnom)；通過變化的 mah 計算出與總容量 cnom 的比值，從而得到變化百分比。

  5. capcity_delta += sprdfgu_data.init_cap;計算出這次電量加上初始化的電量；

  6. sprdfgu_read_batcurrent讀取現在電池vbat的容量；

  7. sprdfgu_read_vbat_ocv讀取開路電壓的ocv；

  8. 對一些ocv的條件判定，具體看代碼：

    //開路電壓ocv大於電池滿電的狀態並且充電電流小於充電截止電流
    if ((cur_ocv >= sprdfgu_data.bat_full_vol)
	    && (abs(cur) <= sprdfgu_data.pdata->chg_end_cur)) {
		SPRD_FGU_DEBUG("cur_ocv %d\n", cur_ocv);
		if (capcity_delta < FULL_CAP) {
			capcity_delta = FULL_CAP;
			sprdfgu_soc_adjust(FULL_CAP);
		}
	}
    
    //大於100，電量則設置100
	if (capcity_delta > FULL_CAP) {
		capcity_delta = FULL_CAP;
		sprdfgu_soc_adjust(FULL_CAP);
	}

	sprdpsy_get_property("battery",
				POWER_SUPPLY_PROP_STATUS,
				&val);
	//不在充電狀態的話，
	if (val.intval != POWER_SUPPLY_STATUS_CHARGING) {
		if (capcity_delta <= sprdfgu_data.warning_cap
		    && cur_ocv > sprdfgu_data.pdata->alm_vol) {
			SPRD_FGU_DEBUG("soc low...\n");
			capcity_delta = sprdfgu_data.warning_cap + 10;
			sprdfgu_soc_adjust(capcity_delta);
		} else if (capcity_delta <= 0
		    && cur_ocv > sprdfgu_data.shutdown_vol) {
			SPRD_FGU_DEBUG("soc 0...\n");
			capcity_delta = 10;
			sprdfgu_soc_adjust(capcity_delta);
		} else if (cur_ocv < sprdfgu_data.shutdown_vol) {
			SPRD_FGU_DEBUG("vol 0...\n");
			capcity_delta = 0;
			sprdfgu_soc_adjust(capcity_delta);
		} else if (capcity_delta > sprdfgu_data.warning_cap
			   && cur_ocv < sprdfgu_data.pdata->alm_vol) {
			SPRD_FGU_DEBUG("soc high...\n");
			sprdfgu_soc_adjust(sprdfgu_vol2capacity(cur_ocv));
			capcity_delta = sprdfgu_vol2capacity(cur_ocv);
		}
	}

	if (capcity_delta < 0)
		capcity_delta = 0;
  1. sprdfgu_record_rawsoc記錄soc上raw；

另外：

  • sprdfgu_load_uicap讀取ui的電量，本身由rtc記錄。
  • sprdfgu_load_rawsoc則是記錄實際電量；
  • sprdfgu_soc_adjust調整電量。輸入為電量值

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