CW2015电量计驱动分析

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Chip：CW2015
SoC：RK3288
Platform：Android 5.1

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PSY

一般power supply分为三种：DC，USB，battery
本文着重分析battery，并介绍CW2015电量计调试的相关经验

probe()函数

分析驱动毫无疑问从probe()函数开始，函数原型：

static int cw_bat_probe(struct i2c_client *client,
            const struct i2c_device_id *id)

进入probe()后，首先需要获取电量计相关gpio，调用函数cw2015_parse_dt()，目的：

• 获取电池信息
• DC检测脚
• 低电量中断脚
• 是否支持DC充电
• 是否支持USB充电

然后调用cw_bat_gpio_init()初始化各gpio的值。随后，进入电量计的初始化函数cw_init()。

cw_init()

cw2015的初始化流程可参考datasheet，其操作流程如下：

1. WAKE UP使其退出上电默认的sleep状态
2. 设置容量门限值ATHD
3. 检查UPDATE_FLAG标志位
   - 如果UPDATE_FLAG有置位，检查电池信息是否一致
   - 如果没有置位，写入电池信息，并置位UPDATE_FLAG
4. 判断SOC是否合法，不合法cw2015进入sleep状态

流程图如下

CW2015初始化成功后，填充struct power_supply各字段，注册三种power_supply设备，这里只关注battery部分：

    cw_bat->rk_bat.name = "rk-bat";
    cw_bat->rk_bat.type = POWER_SUPPLY_TYPE_BATTERY;
    cw_bat->rk_bat.properties = rk_battery_properties;
    cw_bat->rk_bat.num_properties = ARRAY_SIZE(rk_battery_properties);
    cw_bat->rk_bat.get_property = rk_battery_get_property;
    ret = power_supply_register(&client->dev, &cw_bat->rk_bat);
    if (ret < 0) {
        dev_err(&cw_bat->client->dev,
            "power supply register rk_bat error\n");
        goto rk_bat_register_fail;
    }

get_property：get_property方法提供了sys用户接口获取电池信息，调用rk_battery_get_property。该方法通过power_supply_register注册进power supply core,用户层读取时再回调。

get_property的sys接口可参考power supply sys

power_supply_register：初始化电池uevent change工作队列，注册power supply设备。

INIT_WORK(&psy->changed_work, power_supply_changed_work);

注册完power supply设备，各个功能就可以正常工作了，然后通过工作队列更新电池信息。

电池相关处理

电池信息相关处理主要由几个工作队列和中断来完成：

• cw_bat_work-更新电池信息
• dc_detect_do_wakeup-DC状态中断函数
• bat_low_detect_do_wakeup-低电压处理

本文只分析cw_bat_work()电池信息更新部分。

cw_bat_work

首先会判断是否支持DC充电和USB充电(dts配置)，如下：

    if (cw_bat->plat_data.is_dc_charge == 1) {   //支持DC充电
        ret = rk_ac_update_online(cw_bat);
        if (ret == 1)
            power_supply_changed(&cw_bat->rk_ac);
    }

    if (cw_bat->plat_data.is_usb_charge == 1) {  //支持usb充电
        ret = rk_usb_update_online(cw_bat);
        if (ret == 1) {
            power_supply_changed(&cw_bat->rk_usb);
            power_supply_changed(&cw_bat->rk_ac);
        }
    }

支持DC充电时(usb充电暂不分析)，调用rk_ac_update_online()，进行状态的切换，如下：

    /*判断dc_det_pin是否有效*/
    if (!gpio_is_valid(cw_bat->plat_data.dc_det_pin)) {  
        cw_bat->dc_online = 0;
        pr_info("%s dc charger without dc_det_pin\n", __func__);
        return 0;
    }
    /*
    判断dc是否插入,接入DC时该脚拉低，只接电池或OTG时该脚为高电平
    dc_online只判断一次，也就是DC插拔时电池status只切换一次

    */
    if (gpio_get_value(cw_bat->plat_data.dc_det_pin) ==    //为0表示接入了DC，DC充电模式
        cw_bat->plat_data.dc_det_level) {   //dc_det_level为GPIO_ACTIVE_LOW
        if (cw_bat->dc_online != 1) {
            cw_update_time_member_charge_start(cw_bat);
            cw_bat->dc_online = 1;
            if (cw_bat->charger_mode != AC_CHARGER_MODE)
                cw_bat->charger_mode = AC_CHARGER_MODE;

            ret = 1;
        }
    } else {    //为1表示未接入DC,bat放电模式
        if (cw_bat->dc_online != 0) {
            cw_update_time_member_charge_start(cw_bat);
            cw_bat->dc_online = 0;
            if (cw_bat->usb_online == 0)
                cw_bat->charger_mode = 0;
            ret = 1;
        }
    }

然后会调用rk_bat_update_status()更新电池状态：充电，充满，放电

    if (cw_bat->charger_mode > 0) {
        if (cw_bat->capacity >= 100)
            status = POWER_SUPPLY_STATUS_FULL;    //充满
        else
            status = POWER_SUPPLY_STATUS_CHARGING;   //充电
    } else {
        status = POWER_SUPPLY_STATUS_NOT_CHARGING;   //放电
    }

    if (cw_bat->status != status) {
        cw_bat->status = status;
        cw_bat->bat_change = 1;
    }

如果电池状态发生改变时，调用power_supply_changed()，该函数中调度changed_work工作队列，实际任务函数为power_supply_changed_work()，在注册power supply时初始化。
调用rk_bat_update_capacity()更新电池容量SOC，电池容量的获取主要是读取CW2015的0x4,0x5寄存器。实现逻辑为函数cw_get_capacity()。
调用rk_bat_update_vol()更新电池电压VCELL，实现逻辑为函数cw_get_vol()。
调用rk_bat_update_time_to_empty()更新系统可运行时间RRT，实现逻辑为函数cw_get_time_to_empty()。
最后判断电池状态是否改变，若电池状态改变则调度changed_work工作队列。

power_supply_changed_work

每当电池状态或电池容量SOC，电压VCELL等发生改变时，最终都会调用power_supply_changed_work()通知uevent事件给上层。Android HAL由healthd负责监听。函数如下：

static void power_supply_changed_work(struct work_struct *work)
{
    unsigned long flags;
    struct power_supply *psy = container_of(work, struct power_supply,
                        changed_work);

    dev_dbg(psy->dev, "%s\n", __func__);

    spin_lock_irqsave(&psy->changed_lock, flags);
    if (psy->changed) {
        psy->changed = false;
        spin_unlock_irqrestore(&psy->changed_lock, flags);

        class_for_each_device(power_supply_class, NULL, psy,
                      __power_supply_changed_work);

        power_supply_update_leds(psy);

        kobject_uevent(&psy->dev->kobj, KOBJ_CHANGE);
        spin_lock_irqsave(&psy->changed_lock, flags);
    }
    if (!psy->changed)
        pm_relax(psy->dev);
    spin_unlock_irqrestore(&psy->changed_lock, flags);
}

至此，CW2015驱动主要部分已分析完。但是在调试时需要注意：CW2015电量计需要配置电池信息，电池信息bat_config_info需由原厂配合电量计调校得出正确的电池信息，并在初始化时将电池信息写入CW2015，否则重启后获取到的电池容量SOC不准确。

SYS节点

CW201X驱动提供了以下几个字段来获取battery状态，实际上HAL uevent也是获取这几个接口的值，接口如下：

ls  /sys/class/power_supply/rk-bat/
capacity
device
health
power
present
status
subsystem
technology
time_to_empty_now
type
uevent
voltage_now

Capacity：电池容量百分比，该值会上报Android，设置中打开时，状态栏即显示该值。
Health：电池健康情况，平台默认为POWER_SUPPLY_HEALTH_GOOD，即返回Good。
Status：电池充电状态。
Technology：电池采用的技术，平台默认为POWER_SUPPLY_TECHNOLOGY_LION，即返回Li-ion。
Time_to_empty_now：电池电压。
Type：电池充电类型。
以上值除了平台默认的，其余的均从struct cw_battery中获取，电池信息的工作队列会一直更新struct cw_battery中的相关值。

问题

1. 系统重启后电量计显示不准确
   写入CW2015中的电池信息bat_config_info不正确
2. 拔掉电池与DC，再重新接上电池上电，电量计获取的值不准确。
   拔掉电池后PMIC完全掉电，此时再重新上电只能根据bat_config_info反推电量，会进行一次重新校准，和关机前有一定误差。如果希望电池电量和重新上电之前一致，则只能通过软件处理，比如在关机时将电池电量保存至文件中，开机时再去读。