功耗分析和优化
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发布版本：1.0 · 页数：15 · 语言：中文
原始文档：Rockchip_Developer_Guide_Power_Analysis_CN.pdf
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章节大纲
- 功耗分析和优化（P1）
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- 基础概念（P2）
- 1.1 频率（clk）和电压（voltage）（P2）
- 1.2 电压域 VD（voltage domain）和电源域 PD（power domain）（P2）
- 1.3 DCDC(Direct Current)和 LDO(low dropout regulator)（P3）
- 1.4 静态功耗和动态功耗（P4）
- 1.5 DVFS(Dynamic Voltage and Frequency Scaling)、CPUFREQ 和 DEVFREQ（P4）
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- 功耗测量（P4）
- 2.1 测量方法（P5）
- 2.2 测量工具（P5）
-
- 功耗数据分析（P6）
- 3.1 计算理论功耗（P6）
- 3.2 对比 EVB 数据（P7）
- 3.3 各路数据分析（P7）
- 3.3.1 VDD_CORE/VDD_CPU/VDD_ARM（P7）
- 3.3.2 VDD_GPU（P9）
- 3.3.3 VDD_LOGIC（P10）
- 3.3.4 VCC_DDR（P12）
- 3.3.5 VCC_IO（P12）
- 3.4 常见场景分析（P12）
- 3.4.1 静态桌面（P12）
- 3.4.2 视频播放（P12）
- 3.4.3 游戏（P12）
- 3.4.4 二级待机（P12）
-
- 功耗优化策略（P12）
- 4.1 CPU 优化（P13）
- 4.2 DDR 优化（P14）
- 4.3 温控优化（P15）
- 4.4 电源优化（P15）
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1. 基础概念
1.1 频率（clk）和电压（voltage）
SoC 内部一般会包含很多模块，比如:ARM,GPU,DDR,I2C,SPI,USB 等，每个模块工作的时候，数字逻辑部分需要一个合适频率和对应的电压，模块频率越高，需要的电压也会越高，频率和电压是功耗的两个重要参数。
1.2 电压域 VD（voltage domain）和电源域 PD（power
domain）
SoC 内部的各个模块，一般都有数字逻辑部分和 IO 部分，数字逻辑部分主要负责运算和状态控制，IO部分主要负责接口信号传输（有些模块没有 IO，比如：ARM，GPU 等），数字逻辑和 IO 的供电一般都是分开的，IO 部分的功耗比较固定，而数字逻辑部分的功耗受频率和电压影响变化很大，为了优化功耗，把芯片内部数字逻辑部分按模块划分成电压域和电源域。
电压域表示芯片内部几个模块共同由一个外部电源供电的区域，可以独立调节或开关电压。一般运行电压相近，并且功耗不大的模块，可以放在同一个电压域中，但是如果功耗很大，最好独立一个电压域，方便做功耗管理，也避免峰值电流超过外部电源的限制。要保证所有的模块可以正常工作，需要把电压域的电压设置到对电压要求最高的模块所需要的电压（不包含关闭的模块）。一个电压域里面可能包含很多个模块， 而这些模块一般不会同时工作，在有供电的情况下，不工作的模块存在漏电流（leakage），为了减小漏电流，通常会把一个电压域内部划分成几个区域，每个区域可以独立开关（switch off）电源，某个区域关闭电源后，就与其他模块隔离（isolation），可以大大减小漏电流，这样的区域就叫做电源域。
以 RK3399 为例，有 6 个 VD：
VD_CORE_B: 包含两个大核 Contex-A72，功耗比较大，所以独立一个电压域。VD_CORE_L: 包含四个小核 Contex-A53，功耗比较大，所以独立一个电压域。VD_LOGIC: 包含一些外设的控制器和系统总线，比如：USB，EMMC，GMAC，SPI，I2C，EDP，VOP，AXI，AHB，APB 等。VD_CENTER: 包含 vdpu,vepu,iep,rga 和 DDR 控制器。VD_GPU: 包含 GPU，功耗比较大，所以独立一个电压域。VD_PMU: 包含 PMU,SRAM,GPIO,PVTM 等涉及待机唤醒流程的模块。
框图如下：
1.3 DCDC(Direct Current)和 LDO(low dropout regulator)
SoC 的外部供电主要分为 DCDC 和 LDO 两种：
DCDC 一般是指开关电源，转换效率高，效率能达到~80%~90%，电流较大时，需要用 DCDC 提高电源效率；LDO 主要特点是输入电流等于输出电流，所以电源效率就等于输出电压/输入电压，假设输入3.8V，输出 1.0V，电源效率就是 1V/3.8V=26.3%, 电源效率低；
以 RK3126+RK816 的供电方案为例：
RK816 的 4 路 BUCK 分别给 RK3126 的 ARM、LOG、DDR、IO 供电，因为这几路电流都比较大(BUCK 是一种降压型 DCDC)；RK816 的 6 路 LDO 分别给 RK3126 的 PLL，PHY 和一些外设供电，这些模块的电流一般都比较小；
供电框图如下：
1.4 静态功耗和动态功耗
静态功耗是指 SoC 内部模块没有工作时，晶体管的泄露电流所消耗的功耗，静态功耗大小随温度和电压的升高而增大。动态功耗是指 SoC 内部模块工作时，内部电路翻转所消耗的功耗，动态功耗大小随频率和电压的升高而增大。
动态功耗公式：/* C是常量， V是电压， F是频率 */ P(d)= C * V^2 * F
1.5 DVFS(Dynamic Voltage and Frequency Scaling)、CPUFREQ
和 DEVFREQ
模块工作频率越高，电压越高，则功耗也越大，所以需要通过动态调整频率电压优化功耗，当系统空闲时，降低频率和电压，系统繁忙时，提高频率和电压。
DVFS 是指动态调频调压的技术，作为 CPUFREQ 和 DEVFREQ 底层技术的实现；CPUFREQ 是指动态调节 CPU 频率的软件框架，包含几种不同的调频策略，细节请查看文档《Rockchip-Developer-Guide-Linux4.4-CPUFreq-CN》；DEVFREQ 是指动态调节外设(不包含 CPU)频率的软件框架，包含几种不同的调频策略，细节请查看《Rockchip-Developer-Guide-Linux4.4-Devfreq》；
2. 功耗测量
优化功耗之前，需要把各路电源的电压和电流都测量出来，分析数据，然后再做对应的优化。注：温度是影响功耗的一个重要参数，所以测量功耗的同时需要实时记录温度，获取温度的命令如下：
cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp
2.1 测量方法
在电路上串联一个电阻 R，测量电阻两端的电压差 U， 则电流 I=U/R，一般电阻用 0.01 欧姆，需要根据电流大小调整电阻大小。以 RK3399 EVB 板为例，采用电压测量法，在 VDD_CPU_B,VDD_CPU_L,VCC_1V8,VCC_DDR 输出端都串联了 0.01 欧姆电阻，如下图：
2.2 测量工具
由于需要测量的电源有很多路，使用多路电压电流采集器可以有效地提高测试效率。PowerMeterage是 RockChip 开发的电压电流采集工具，可以同时测量 20 路功耗数据，界面如下：
PowerMeterage 硬件连接如下：
3. 功耗数据分析
3.1 计算理论功耗
使用 PowerMeterage 工具，分解各路功耗，DCDC 按~80%-90%的效率折算到电池端，LDO 输出电流等于输入电流，把 DCDC，LDO 和其他电源都折算到电池端，加起来估算总功耗，如果和实测电池端的功耗相差太大，则可能存在漏电，需要进一步分析。
以 RK3326 EVB 板为例，静态桌面功耗数据如下：
注：各路测试结果需要折算到电池端(3.8V)的功耗，所以对比电池端的实测电流和理论电流会更方便。
| 类型 | 各路输出 | 电压 (V) | 实测电流 (mA) | 3.8V 端理论电流 （mA） | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| DC/DC | VDD ARM _ | 0.96 | 10.20 | 3.23 | 按 80%效率, 换算公 式： V * I / 效率 / 电池电 压 |
| DC/DC | VDD LOG _ | 0.96 | 89.30 | 28.20 | 例如： LOG 3.8V 端理论电 流= 0.96 * 89.3 / 0.8 / 3.8 = 28.2 |
| DC/DC | VCC DDR _ | 1.26 | 38.50 | 15.91 | |
| DC/DC | VCC IO _ | 2.99 | 4.50 | 4.43 | |
| LDO | VCC 1V8 _ | 1.81 | 28.80 | 28.80 | LDO 输出电流等输 入电流 |
| LDO | VDD 1V0 _ | 1.00 | 10.90 | 10.90 |
| LDO | VCC3V0 PMU _ | 3.01 电压 | 1.20 实测电流 | 1.20 3.8V 端理论电流 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 类型 电池端 | 各路输出 VBAT | (3V.8)1 | (9m4.A60) | （92m.6A7） | 备注 理论值和实测值相近 |
3.2 对比 EVB 数据
分解的各路功耗数据，在相同场景下和 EVB 上的数据做对比，确认是否存在异常，比如下面是 RK3326 EVB 板和客户样机在静态桌面下的功耗对比，可以看出来客户板子的 ARM、LOG 两路功耗存在异常，需要进一步分析。
| 类型 | 各路输出 | EVB | 客户样机 | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 电压(V) | 电流(mA) | 电压(V) | 电流(mA) | ||
| DC/DC | VDD ARM _ | 0.96 | 10.20 | 1.10 | 212.50 |
| DC/DC | VDD LOG _ | 0.96 | 89.30 | 1.00 | 151.30 |
| DC/DC | VCC DDR _ | 1.26 | 38.50 | 1.27 | 40.50 |
| DC/DC | VCC IO _ | 2.99 | 4.50 | 2.99 | 4.80 |
| LDO | VCC 1V8 _ | 1.81 | 28.80 | 1.81 | 29.80 |
| LDO | VDD 1V0 _ | 1.00 | 10.90 | 1.00 | 10.20 |
| LDO | VCC3V0 PMU _ | 3.01 | 1.20 | 3.01 | 1.40 |
| 电源端 | VBAT | 3.81 | 94.60 | 3.81 | 191.6 |
3.3 各路数据分析
3.3.1 VDD_CORE/VDD_CPU/VDD_ARM
这三个名字是指同一个电源，即：ARM 核心的电源，主要从以下几个方面分析功耗：
确认频率电压表(opp-table)是否正常，实测电压和设置电压是否一致。
相关的命令如下：
/* 获取频率电压表, target这一列表示某个频率需求的电压 */
cat /sys/kernel/debug/opp/opp_summary
device rate(Hz) target(uV) min(uV) max(uV) -------------------------------------------------------------------
cpu0 408000000 950000 950000 1350000 600000000 950000 950000 1350000 816000000 1000000 1000000 1350000 1008000000 1125000 1125000 1350000 1200000000 1275000 1275000 1350000 1248000000 1300000 1300000 1350000 1296000000 1350000 1350000 1350000
/* 查看cpufreq当前使用的变频策略，默认的interactive策略cpu是变频的 */
cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor
interactive /* 设置userspace策略定频cpu，然后设置不同频率，比较设置电压和实测电压 */
echo userspace > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor
cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor
userspace
/* 查看cpufreq支持的频率点 */
cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_available_frequencies
408000 600000 816000 1008000 1200000 1248000 1296000
/* 设置定频的频率 */
echo 408000 > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_setspeed
/* 确认当前频率 */
cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_cur_freq
408000
/* 确认当前电压，并实测比较，vdd_arm表示regulator的名字，不同项目会有变化 */
cat /sys/kernel/debug/regulator/vdd_arm/voltage <
950000
/* 获取所有regulator当前的电压 */
cat /sys/kernel/debug/regulator/regulator_summary <
regulator use open bypass voltage current min max -------------------------------------------------------------------------------
vcc3v8_sys 0 12 0 3800mV 0mA 3800mV 3800mV deviceless 0mV 0mV vdd_logic 0 4 0 950mV 0mA 950mV 1350mV dmc 950mV 1350mV ff400000.gpu 950mV 1350mV bus-apll 950mV 1350mV deviceless 0mV 0mV vdd_arm 0 2 0 950mV 0mA 950mV 1350mV cpu0 950mV 1350mV deviceless 0mV 0mV
查看 cpu 负载，分析是否有异常的任务或中断。
/* 使用top命令查看任务负载，不同版本的top输出会有差异，此版本top支持查看线程和线程运行的cpu */ top -m 5 -t User 51%, System 2%, IOW 0%, IRQ 0% User 712 + Nice 0 + Sys 33 + Idle 634 + IOW 0 + IRQ 0 + SIRQ 0 = 1379
/* PR这一列表示线程当前运行的cpu，所有cpu的负载百分比加起来等于100%，所以每个cpu的最高的负载百分比为100%/NR_CPU，4核的SoC单个CPU最高负载百分比为25% */ PID TID PR CPU% S VSS RSS PCY UID Thread Proc 2631 2631 3 25% R 3104K 552K fg root busybox busybox 2632 2632 2 25% R 3104K 552K fg root busybox busybox 2633 2633 1 3% R 740K 400K fg root top /data/top 255 476 0 0% S 15492K 4988K fg system HwBinder:255_1 /vendor/bin/hw/android.hardware.sensors@1.0-service 419 478 1 0% S 3770752K 256884K fg system SensorService system_server
/* 使用cpustats观察cpu频率变化 */ cpustats Total: User 600 + Nice 0 + Sys 3 + Idle 591 + IOW 0 + IRQ 0 + SIRQ 0 = 1194 408000kHz 0 + 600000kHz 0 + 816000kHz 0 + 1008000kHz 0 + 1200000kHz 0 + 1248000kHz 0 + 1296000kHz 0 + 1416000kHz 0 + 1512000kHz 1200 = 1200 /* 统计时间内，总共有1200个系统时间片（jiffies），1512M运行了1200个时间片 */ /* 下面可以看到每个cpu的负载情况，包括用户态，内核态，中断和空闲时间 */ cpu0: User 0 + Nice 0 + Sys 1 + Idle 294 + IOW 0 + IRQ 0 + SIRQ 0 = 295 cpu1: User 299 + Nice 0 + Sys 1 + Idle 0 + IOW 0 + IRQ 0 + SIRQ 0 = 300 cpu2: User 1 + Nice 0 + Sys 1 + Idle 296 + IOW 0 + IRQ 0 + SIRQ 0 = 298 cpu3: User 300 + Nice 0 + Sys 1 + Idle 0 + IOW 0 + IRQ 0 + SIRQ 0 = 301
/* 通过cpufreq节点查看各个频率运行时间的占比，时间单位：jiffies */
cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/stats/time_in_state
408000 718186 600000 548 816000 368 1008000 1578 1200000 1104 1248000 84 1296000 101 1416000 678 1512000 47495
/* 查看所有外设的中断数量 */
cat /proc/interrupts
CPU0 CPU1 CPU2 CPU3 1: 0 0 0 0 GICv2 29 Edge arch_timer 2: 181898 165057 636772 839244 GICv2 30 Edge arch_timer 5: 180743 39000 28905 65189 GICv2 62 Level rk_timer 13: 260634 0 0 0 GICv2 39 Level ff180000.i2c 14: 354805 0 0 0 GICv2 40 Level ff190000.i2c 15: 0 0 0 0 GICv2 41 Level ff1a0000.i2c
3.3.2 VDD_GPU
VDD_GPU 的功耗主要是确认频率电压表是否正常，实测电压和设置电压是否一致，用的是 devfreq 节点。
注：有些芯片 GPU 模块没有独立的 VD，会把 GPU 放在 VDD_LOGIC 里面，这时候需要确认的则是VDD_LOGIC 的电压是否正常。
/* 获取频率电压表 */
cat /sys/kernel/debug/opp/opp_summary
device rate(Hz) target(uV) min(uV) max(uV) -------------------------------------------------------------------
platform-ff400000.gpu 200000000 950000 950000 950000 300000000 950000 950000 950000 400000000 1025000 1025000 1025000 480000000 1100000 1100000 1100000 520000000 1150000 1150000 1150000
/* 查看gpu devfreq当前使用的变频策略，默认的simple_ondemand策略gpu是变频的 */
cat /sys/class/devfreq/ff400000.gpu/governor
simple_ondemand注：ff400000.gpu其中ff400000是gpu的寄存器地址，所以不同芯片这个name也会不同。
/* 设置userspace策略定频gpu，然后设置不同频率，比较设置电压和实测电压 */
echo userspace > /sys/class/devfreq/ff400000.gpu/governor
cat /sys/class/devfreq/ff400000.gpu/governor
userspace
/* 查看gpu devfreq支持的频率点 */
cat /sys/class/devfreq/ff400000.gpu/available_frequencies
520000000 480000000 400000000 300000000 200000000
/* 设置定频的频率 */
echo 200000000 > /sys/class/devfreq/ff400000.gpu/userspace/set_freq
/* 确认当前频率 */
cat /sys/class/devfreq/ff400000.gpu/cur_freq
200000000
/* 确认当前电压，并实测比较 */
cat /sys/kernel/debug/regulator/vdd_gpu/voltage
950000
/* 查看gpu的负载 */
cat /sys/class/devfreq/ff400000.gpu/load
0@200000000Hz
3.3.3 VDD_LOGIC
VDD_LOGIC 里面一般会包含很多模块，为了方便功耗管理，内部又会划分成很多个 PD，主要从以下几个方面分析功耗：
确认各个模块的运行频率和开关状态。
cat /sys/kernel/debug/clk/clk_summary
clock enable_cnt prepare_cnt rate accuracy phase -------------------------------------------------------------------------------- -------- xin24m 9 10 24000000 0
pll_gpll 1 1 1200000000 0 gpll 9 20 1200000000 0
clk_sdio_div50 1 1 100000000 0
clk_sdio 1 5 100000000 0
sdio_sample 0 1 50000000 0
sdio_drv 0 1 50000000 0
clk_emmc_div50 1 1 300000000 0
clk_emmc 1 5 300000000 0
emmc_sample 0 1 150000000 0
emmc_drv 0 1 150000000 0
确认各个 PD 的开关状态。
cat /sys/kernel/debug/pm_genpd/pm_genpd_summary <
domain status slaves /device runtime status ---------------------------------------------------------------------- pd_gpu off /devices/platform/ff400000.gpu suspended pd_vi off /devices/platform/ff4a8000.iommu suspended pd_vo on /devices/platform/ff460f00.iommu active /devices/platform/ff470f00.iommu suspended /devices/platform/ff2e0000.video-phy suspended /devices/platform/ff450000.dsi active /devices/platform/ff460000.vop active /devices/platform/ff470000.vop suspended /devices/platform/ff480000.rk_rga suspended pd_vpu off /devices/platform/ff440440.iommu suspended /devices/platform/ff442800.iommu suspended /devices/platform/vpu_combo suspended pd_mmc_nand on /devices/platform/ff380000.dwmmc unsupported /devices/platform/ff390000.dwmmc unsupported /devices/platform/ff3b0000.nandc active pd_gmac off pd_sdcard off pd_usb on /devices/platform/ff300000.usb active
DDR 模块一般会放在 VDD_LOGIC 里面，并且 DDR 模块功耗较大，和 GPU 一样使用 devfreq 策略优化功耗，所以需要确认频率电压表和实测电压。DDR 还有一些低功耗的配置，比如，pd_idle,sr_idle,odt 开关和其他一些 timing 配置，调试流程比较复杂，需要参考详细的 DDR 文档。
cat /sys/kernel/debug/opp/opp_summary
device rate(Hz) target(uV) min(uV) max(uV) ------------------------------------------------------------------- platform-dmc 194000000 950000 950000 950000 328000000 950000 950000 950000 450000000 950000 950000 950000 528000000 975000 975000 975000 666000000 1000000 1000000 1000000
/* ddr默认使用dmc_ondemand变频策略 */
cat /sys/class/devfreq/dmc/governor
dmc_ondemand
其他设置频率和电压的命令与GPU devfreq一样。
3.3.4 VCC_DDR
VCC_DDR 主要是给 DDR 颗粒和 SoC 上 DDR-IO 部分供电，影响 VCC_DDR 功耗的参数有：DDR 频率，DDR 的负载，DDR 低功耗配置，DDR 颗粒类型等。相同条件下，不同厂商的 DDR 颗粒，功耗可能也会有很大的差异。
3.3.5 VCC_IO
VCC_IO 主要是给 SoC 上的 IO Pad 和一些外设供电，主要从以下几个方面分析功耗：
外设模块的工作状态，是否存在漏电。SoC 上的 IO 管脚状态是否与外设匹配，比如，IO 输出高，而接的外设管脚是低电平。
3.4 常见场景分析
3.4.1 静态桌面
主要是显示模块在工作，CPU，GPU，DDR 应该降到最低频率，并且进入低功耗状态，VDD_CPU,VDD_GPU,VDD_LOGIC 都调到 opp-table 的最低电压，确认 clk_summary，pm_genpd_summary 的状态，确认外设模块（WIFI、BT 等）都处于关闭状态。静态桌面一般作为其他场景功耗的基础，所以需要优先把功耗调到最优状态。
3.4.2 视频播放
主要是视频解码器(VPU/RKVDEC)在工作，GPU 一般处于关闭状态，重点确认 DDR 的运行频率和VDD_LOGIC 的电压是否正常。
3.4.3 游戏
主要是 CPU 和 GPU 在工作，重点分析 CPU 和 GPU 的负载，频率变化，VDD_CPU 和 VDD_GPU 的电压是否正常。
3.4.4 二级待机
一般情况下，VDD_CPU 和 VDD_GPU 会关闭电源，VDD_LOG 只保留部分唤醒模块供电，所以重点分析 IO，DDR 颗粒和一些外设的功耗。
4. 功耗优化策略
4.1 CPU 优化
调整 cpufreq 参数。
/* 默认使用的是interactive变频策略，相关参数如下： */
ls -l /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/interactive
go_hispeed_load /* 负载大于go_hispeed_load且频率小于hispeed_freq时，直接跳到hispeed_freq */ hispeed_freq /* 从低频跳转到高频时，需要先跳到hispeed_freq过渡 */ above_hispeed_delay /* 频率大于hispeed_freq时，每次提频前需要维持的时间 */ min_sample_time /* 每次提频后，如果下一个频率是降频，降频前需要维持的时间 */ target_loads /* 变频的目标负载 */ timer_rate /* 负载采样时间，单位:us */ timer_slack /* cpu进入idle后的负载采样时间 */ boost /* 频率小于hispeed_freq时，持续boost到hispeed_freq */ boostpulse /* 频率小于hispeed_freq时，boost到hispeed_freq，维持一段时间 */ boostpulse_duration /* boostpulse维持的时间，单位:us */ io_is_busy /* io等待是否计算到cpu负载 */
我们主要调整hispeed_freq，target_loads，timer_rate这三个参数：
hispeed_freq:选择一个合适的过渡频率，让cpu稳定在中间频率，功耗最优，这个值太大或太小都会造成cpu容易跳到高频，增加功耗。target_loads:加大后更容易跑低频，功耗下降，性能也会下降。timer_rate:加大后更容易跑低频，功耗下降，性能也会下降。
关闭部分 cpu，限制 cpu 最高频率。
/* 关闭cpu2，cpu3 */
echo 0 > /sys/devices/system/cpu/cpu2/online
echo 0 > /sys/devices/system/cpu/cpu3/online
/* 限制cpu0最高跑1200MHz */
echo 1200000 > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_max_freq
ARM Big-Little 架构的 SoC，可以通过 CPUSET，把高负载的任务绑定在小核上，小核能效比更高。
注：对于 SMP 架构的 SoC，也可以把任务集中绑定在某些 cpu 上，让其他 cpu 可以进入低功耗状态，但是可能会导致 cpu 容易跑高频，功耗反而上升。
/* 创建小核分组 */ mkdir /dev/cpuset/little
/* 设置小核分组允许使用的cpu */
echo 0-3 > /dev/cpuset/little/cpus
/* 把pid=1111的任务加入到小核分组 */
echo 1111 > /dev/cpuset/little/tasks
/* Android系统，默认会创建几个分组，框架层把任务分类到不同的分组，可以调整每个分组的cpus，分析功耗 */
ls /dev/cpuset
background /* 后台任务 */ foreground /* 前景任务 */ system-background /* 系统级后台任务 */ top-app /* 前景的焦点任务 */
通过 CPUCTL 限制高负载任务使用 cpu 的带宽(需要打开 CONFIG_CFS_BANDWIDTH 宏)。
/* 创建带宽限制分组 */ mkdir /dev/cpuctl/mygroup
/* 设置带宽限制的周期为10ms */
echo 10000 > /dev/cpuctl/mygroup/cpu.cfs_quota_us
/* 每个周期内，组内任务运行总时间不能超过5ms，这个值可以大于cfs_quota_us，因为是多个cpu运行时间总和 */
echo 5000 > /dev/cpuctl/mygroup/cpu.cfs_period_us
/* 把相关任务加入分组 */
echo 1111 > /dev/cpuctl/mygroup/tasks
echo 1112 > /dev/cpuctl/mygroup/tasks
/* cpu.shares表示通过权重限制任务的带宽，用于性能优化，不会影响功耗 */ /dev/cpuctl/mygroup/cpu.shares
4.2 DDR 优化
场景变频：不同场景配置不同 DDR 频率，4K 视频，录像，双屏显示等。
/* 场景定义 */ include/dt-bindings/clock/rk_system_status.h
#define SYS_STATUS_NORMAL (1<<0)
#define SYS_STATUS_SUSPEND (1<<1)
#define SYS_STATUS_IDLE (1<<2)
#define SYS_STATUS_REBOOT (1<<3)
#define SYS_STATUS_VIDEO_4K (1<<4)
#define SYS_STATUS_VIDEO_1080P (1<<5)
/* dts配置不同场景的频率 */ arch/arm64/boot/dts/rockchip/px30.dtsi
dmc: dmc {
compatible = "rockchip,px30-dmc";
system-status-freq = <
/*system status freq(KHz)*/
SYS_STATUS_NORMAL 528000 SYS_STATUS_REBOOT 450000 SYS_STATUS_SUSPEND 194000 SYS_STATUS_VIDEO_1080P 450000 SYS_STATUS_BOOST 528000 SYS_STATUS_ISP 666000 SYS_STATUS_PERFORMANCE 666000 >;
/* 获取当前系统处于哪个场景 */
cat /sys/class/devfreq/dmc/system_status
0x401负载变频：监控负载，自动调整 DDR 频率，负载变频可能会导致性能下降，可以结合场景变频，在某些场景下，固定 DDR 频率。
/* dts配置负载变频参数，需要打开dfi节点监控DDR利用率 */
dmc: dmc {
compatible = "rockchip,px30-dmc";
/* 通过dfi监控DDR的利用率 */
devfreq-events = <&dfi>;
/*
* 调频阀值：* 当利用率超过40%时，调到最高频，* 当负载小于40%且大于40%-20%是维持当前频率* 当负载小于40%-20%，会调到一个频率，使得负载差不多为40%-2%/2。*/
upthreshold = <40>;
downdifferential = <20>;
/* 查看当前系统DDR的负载 */
cat /sys/class/devfreq/dmc/load <
33@528000000Hz
DDR DEVFREQ 更详细的配置和优化请查看文档《Rockchip-Developer-Guide-Linux4.4- Devfreq》。
4.3 温控优化
当温度升高到一定程度时，功耗会急剧上升，并且在高压的情况下，表现更明显。
改善硬件散热条件。优化软件温控策略，避免温度波动太大。通过软件限制，避免高温时，同时出现高压。
&cpu0_opp_table {
/* 温度超过85度的时候，限制cpu最高电压为1.1V */
rockchip,high-temp = <85000>;
rockchip,high-temp-max-volt = <1100000>;
/* 或者直接通过限制最高主频来避免高压 */
rockchip,high-temp-max-freq = <1008000>;
};
4.4 电源优化
降压电路，压降和电流较大时，建议使用 DCDC，提高效率，减小功耗。
例如：输入 3.3V，输出 1.0V-50mA
| 电源类型 | 输入电流 | 功耗 |
|---|---|---|
| LDO | 50mA | 165mW |
| DCDC(按 80%效率) | 18.9mA | 62.4mW |