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    • 一、bq24735簡介
    • 二、Linux內核充電架構
    • 三、bq24735驅動實現
    • 四、 log
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【Linux驅動】充電芯片bq24735調試筆記

02/01 11:45
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一、bq24735簡介

bq24735 是一款高效率同步電池充電器。

當系統(tǒng)供電需求暫時高于適配器最大供電水平的時候， bq24735 使用智能加速技術來允許電池向系統(tǒng)中釋放能量，這樣的話將保護適配器不被損壞。

bq24735 為滿足自動系統(tǒng)電源選擇的需要，使用 2 個充電泵來分別驅動 n-通道 MOSFET (ACFET, RBFET 和 BATFET) 。

SMBus(I2C總線) 控制的輸入電流, 充電電流, 和充電電壓DAC允許非常高的調節(jié)精度，此調節(jié)精度可通過系統(tǒng)功率管理微控制器很容易地進行編程。

bq24735 使用內部輸入電流寄存器或者外部ILIM引腳來減緩PWM調制速度以減小充電電流。

二、Linux內核充電架構

要想理解bq24735驅動，必須首先理解Android供電系統(tǒng)框架，最重要的知識點是power supply。

1. Android供電系統(tǒng)框架

power supply(以下簡稱psy)是Linux中從供電驅動抽象出來的子系統(tǒng)，是Linux電源管理的重要組成部分。

psy是一個中間層，在kernel中是屬于設備驅動的一部分，psy的作用主要是向用戶空間匯總各類供電的狀態(tài)信息。

抽象出來的各類信息稱為property，比如供電設備是否連接就對應著POWER_SUPPLY_PROP_ONLINE。

2. power supply功能

power_supply的軟件架構：

power supply framework功能包括：

    抽象PSY設備的共性，向用戶空間提供統(tǒng)一的API；為底層PSY驅動的編寫，提供簡單、統(tǒng)一的方式，同時封裝并實現公共邏輯。

power supply class位于drivers/power/目錄中，主要由3部分組成（可參考下圖的軟件架構）：

    1）power_supply_core，用于抽象核心數據結構、實現公共邏輯。位于drivers/power/power_supply_core.c中。2）power_supply_sysfs，實現sysfs以及uevent功能。位于drivers/power/power_supply_sysfs.c中。3）power_supply_leds，基于Linux led class，提供PSY設備狀態(tài)指示的通用實現。位于drivers/power/power_suppply_leds.c中。

最后，驅動工程師可以基于power supply class，實現具體的PSY drivers，主要處理平臺相關、硬件相關的邏輯。這些drivers都位于drivers/power/power_supply目錄下。

3. 驅動層功能

在驅動層，主要是兩大模塊，與電池監(jiān)控（fuelgauge）和與充放電管理（charger）相關的驅動（對應圖中的battery.c和charger.c）,這兩大模塊主要處理硬件相關的邏輯，在硬件狀態(tài)發(fā)生變化時，會觸發(fā)相關的中斷，驅動層會調用相應的中斷函數，并更新修改相應的psy節(jié)點值。

fuelgauge驅動主要是負責向上層android系統(tǒng)提供當前電池的電量以及健康狀態(tài)信息等等，另外除了這個以外，它也向charger驅動提供電池的相關信息；charger驅動主要負責電源線的插拔檢測，以及充放電的過程管理。

對于battery管理，硬件上有電量計IC和充放電IC，當然有些廠家為了成本的考慮，也會把電量計和充放電功能集成到一個IC上，更有甚者，可能會把PMU功能也集成在一塊硅面上。

4. 其他問題

問：android怎么知道當前是什么供電，充電中與否？

答：uevent機制（實質是net_link方式的socket）（廣泛應用于hotplug），充電插入與斷開時，內核通過發(fā)送uevent信息，告訴android。

問：android如何知道各種參數并更新的？

答：通過kobject_uevent發(fā)送通知給上層，上層讀取sys相關文件屬性

以下是某平臺sysfs文件目錄

root@********_arm64:/sys/class?#?pwd
sys/class/power_supply
root@********_arm64:/sys/class/power_supply?#?ls
ac
battery
bq24735@5-0009
usb
root@********_arm64:/sys/class/power_supply?#?cd?bq24735@5-0009
cd?bq24735@5-0009
root@*********_arm64:/sys/class/power_supply/bq24735@5-0009?#?ls
device
online
power
status
subsystem
type
uevent??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

三、bq24735驅動實現

下面基于某款soc來講解如何讓我們的產品支持bq24735。

1. 硬件連接圖圖

下面是一個典型的bq24735電路連接圖：

當沒有電源供電的時候，bq24735會直接將電池傳遞給降壓電路，給系統(tǒng)供電

當有電源供電的時候，bq24735會給電池充電。

2. 引腳說明

在此我們只介紹與驅動相關的引腳

3. 寄存器

bq24735用到的寄存器如下：

    充電選項寄存器Charge Options Register [reset = 0x12H]

其中最重要的兩個位bit[4]/bit[0]
bit:[4]

0:?AC?adapter不在?(ACDET?<?2.4?V)??
1:?AC?adapter存在(ACDET?>?2.4?V)

bit:[0]

0:?使能充電
1:?抑制充電

該寄存器為可讀寫，
如果要判斷當前是否在充電，則可以讀取該寄存器，通過判斷bit[0]是否為0來確認
如果要判斷當前是否存在，則可以讀取該寄存器，通過判斷bit[4]是否為1來確認

    充電電流寄存器Charge Current Register (0x14H)

通過該寄存器可以設置充電電流。

比如我們要設置充電電流為3072mA，該值為2048+1024，將對應的bite[10]/[11]為1，其他位為0

1100?0000?0000

即設置該寄存器值為：0xC00

充電電壓寄存器Charge Voltage Register (0x15H)

該寄存器設置方法類似于充電電流寄存器

輸入電流Input Current Register (0x3FH)

該寄存器設置方法類似于充電電流寄存器

0xfe,0xff
這兩個寄存器分別讀取MANUFACTURER_ID和DEVICE_ID

這兩個值分別為：0x0040、0x000B

驅動初始化時可以通過讀取這兩個寄存器的值來判斷，驅動是否和硬件匹配。

注意:
通常寄存器0x14、0x15、0x3F值需要詢問硬件工程師

4. 設備樹

bq24735@9?{
?compatible?=?"ti,bq24735";
?reg?=?<0x9>;
?ti,ac-detect-gpios?=?<&gpio?72?0x1>;
?ti,charge-current?=<0x600>;
?ti,charge-voltage=<0x41a0>;
?ti,input-current?=<0x800>;
}

參數說明

compatible ：用于和驅動的結構體i2c_driver的driver.of_match_table->compatible屬性進行匹配
reg:bq24735從設備地址(I2C)
ti,ac-detect-gpios:中斷使用的gpio，第三個參數是該pin默認電平
ti,charge-current ：充電電流
ti,charge-voltage ：充電電壓
ti,input-current ?：輸入電流

5. 驅動講解

    1. 驅動文件

 

    內核代碼中已經有該驅動
driverspowerbq24735-charger.c

但是該驅動往往需要修改以適配實際的方案。

該驅動是基于I2C總線，對應結構體變量定義如下：

static?struct?i2c_driver?bq24735_charger_driver?=?{
?.driver?=?{
??.name?=?"bq24735-charger",
??.owner?=?THIS_MODULE,
??.of_match_table?=?bq24735_match_ids,
?},
?.probe?=?bq24735_charger_probe,
?.remove?=?bq24735_charger_remove,
?.id_table?=?bq24735_charger_id,
};
    主要函數
static?bool?bq24735_charger_is_present(struct?bq24735?*charger)
判斷bq24735?是否存在
其實就是讀取寄存器0x12的值，判斷bit[4]值是否為1

static?int?bq24735_charger_is_charging(struct?bq24735?*charger)
判斷bq24735?是否在充電
其實就是讀取寄存器0x12的值，判斷bit[0]值是否為0

static?inline?int?bq24735_enable_charging(struct?bq24735?*charger)
使能充電
將寄存器寄存器0x12的bit[0]置0
static?inline?int?bq24735_disable_charging(struct?bq24735?*charger)
禁止充電
將寄存器寄存器0x12的bit[0]置1

static?int?bq24735_config_charger(struct?bq24735?*charger)
配置充電電壓(寄存器0x15)、充電電流(寄存器0x14)、輸入電流(寄存器0x3f)

static?irqreturn_t?bq24735_charger_isr(int?irq,?void?*devid)
中斷處理函數，
當bq24735充電狀態(tài)發(fā)生變化的時候，會發(fā)送中斷給cpu
此時可以通過I2C來讀取寄存器0x12的內容來獲取bq24735當前狀態(tài)

static?int?bq24735_charger_get_property(struct?power_supply?*psy,
?????enum?power_supply_property?psp,
?????union?power_supply_propval?*val)
提供給power?supply子系統(tǒng)的回調函數
該函數用于獲取bq24735當前狀態(tài)

狀態(tài)包括
enum?{
?POWER_SUPPLY_STATUS_UNKNOWN?=?0,
?POWER_SUPPLY_STATUS_CHARGING,??//正在充電
?POWER_SUPPLY_STATUS_DISCHARGING,?
?POWER_SUPPLY_STATUS_NOT_CHARGING,//沒有充電
?POWER_SUPPLY_STATUS_FULL,//充滿
};
    probe流程

此處檢測MANUFACTURER_ID和DEVICE_ID流程稍做了修改，只有bq24735 present的時候才會check并配置

此外還有個最重要的機構體

?supply_desc->name?=?name;
?supply_desc->type?=?POWER_SUPPLY_TYPE_MAINS;
?supply_desc->properties?=?bq24735_charger_properties;
?supply_desc->num_properties?=?ARRAY_SIZE(bq24735_charger_properties);
?supply_desc->get_property?=?bq24735_charger_get_property;

supply_desc->properties
?提供給power?supply架構可以訪問的命令的集合，
?這些命令需要在函數supply_desc->get_property增加對應的命令代碼

supply_desc->get_property
?power?supply會定時通過該回調函數獲取充電芯片是否在線、是否在充電等狀態(tài)
    1. 代碼架構

這個架構是一口君根據項目中平臺所畫的架構，其他平臺架構可能會有所不同，
需要具體問題具體分析。

四、 log

下面log是開機啟動流程log，
第一步
用電池供電啟動

啟動后再插入電源充電，
插入電源后，bq24735會觸發(fā)中斷：然后再斷開電源停止充電

end

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公眾號『一口Linux』號主彭老師，擁有15年嵌入式開發(fā)經驗和培訓經驗。曾任職ZTE，某研究所，華清遠見教學總監(jiān)。擁有多篇網絡協(xié)議相關專利和軟件著作。精通計算機網絡、Linux系統(tǒng)編程、ARM、Linux驅動、龍芯、物聯網。原創(chuàng)內容基本從實際項目出發(fā)，保持原理+實踐風格，適合Linux驅動新手入門和技術進階。