一、bq24735簡(jiǎn)介

bq24735 是一款高效率同步電池充電器。

當(dāng)系統(tǒng)供電需求暫時(shí)高于適配器最大供電水平的時(shí)候， bq24735 使用智能加速技術(shù)來(lái)允許電池向系統(tǒng)中釋放能量，這樣的話將保護(hù)適配器不被損壞。

bq24735 為滿足自動(dòng)系統(tǒng)電源選擇的需要，使用 2 個(gè)充電泵來(lái)分別驅(qū)動(dòng) 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(diào)節(jié)精度，此調(diào)節(jié)精度可通過(guò)系統(tǒng)功率管理微控制器很容易地進(jìn)行編程。

bq24735 使用內(nèi)部輸入電流寄存器或者外部ILIM引腳來(lái)減緩PWM調(diào)制速度以減小充電電流。

二、Linux內(nèi)核充電架構(gòu)

要想理解bq24735驅(qū)動(dòng)，必須首先理解Android供電系統(tǒng)框架，最重要的知識(shí)點(diǎn)是power supply。

1. Android供電系統(tǒng)框架

power supply(以下簡(jiǎn)稱psy)是Linux中從供電驅(qū)動(dòng)抽象出來(lái)的子系統(tǒng)，是Linux電源管理的重要組成部分。

psy是一個(gè)中間層，在kernel中是屬于設(shè)備驅(qū)動(dòng)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(lái)的各類信息稱為property，比如供電設(shè)備是否連接就對(duì)應(yīng)著POWER_SUPPLY_PROP_ONLINE。

2. power supply功能

power_supply的軟件架構(gòu)：

power supply framework功能包括：

• 抽象PSY設(shè)備的共性，向用戶空間提供統(tǒng)一的API;
• 為底層PSY驅(qū)動(dòng)的編寫，提供簡(jiǎn)單、統(tǒng)一的方式，同時(shí)封裝并實(shí)現(xiàn)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(gòu))：

• 1)power_supply_core，用于抽象核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)公共邏輯。位于drivers/power/power_supply_core.c中。
• 2)power_supply_sysfs，實(shí)現(xiàn)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(shè)備狀態(tài)指示的通用實(shí)現(xiàn)。位于drivers/power/power_suppply_leds.c中。

最后，驅(qū)動(dòng)工程師可以基于power supply class，實(shí)現(xiàn)具體的PSY drivers，主要處理平臺(tái)相關(guān)、硬件相關(guān)的邏輯。這些drivers都位于drivers/power/power_supply目錄下。

3. 驅(qū)動(dòng)層功能

在驅(qū)動(dòng)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(guān)的驅(qū)動(dòng)(對(duì)應(yīng)圖中的battery.c和charger.c),這兩大模塊主要處理硬件相關(guān)的邏輯，在硬件狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，會(huì)觸發(fā)相關(guān)的中斷，驅(qū)動(dòng)層會(huì)調(diào)用相應(yīng)的中斷函數(shù)，并更新修改相應(yīng)的psy節(jié)點(diǎn)值。

fuelgauge驅(qū)動(dòng)主要是負(fù)責(zé)向上層android系統(tǒng)提供當(dāng)前電池的電量以及健康狀態(tài)信息等等，另外除了這個(gè)以外，它也向charger驅(qū)動(dòng)提供電池的相關(guān)信息;charger驅(qū)動(dòng)主要負(fù)責(zé)電源線的插拔檢測(cè)，以及充放電的過(guò)程管理。

對(duì)于battery管理，硬件上有電量計(jì)IC和充放電IC，當(dāng)然有些廠家為了成本的考慮，也會(huì)把電量計(jì)和充放電功能集成到一個(gè)IC上，更有甚者，可能會(huì)把PMU功能也集成在一塊硅面上。

4. 其他問(wèn)題

問(wèn)：android怎么知道當(dāng)前是什么供電，充電中與否?

答：uevent機(jī)制(實(shí)質(zhì)是net_link方式的socket)(廣泛應(yīng)用于hotplug)，充電插入與斷開(kāi)時(shí)，內(nèi)核通過(guò)發(fā)送uevent信息，告訴android。

問(wèn)：android如何知道各種參數(shù)并更新的?

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

以下是某平臺(tái)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(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)

下面基于某款soc來(lái)講解如何讓我們的產(chǎn)品支持bq24735。

1. 硬件連接圖圖

下面是一個(gè)典型的bq24735電路連接圖：

當(dāng)沒(méi)有電源供電的時(shí)候，bq24735會(huì)直接將電池傳遞給降壓電路，給系統(tǒng)供電 當(dāng)有電源供電的時(shí)候，bq24735會(huì)給電池充電。

2. 引腳說(shuō)明

在此我們只介紹與驅(qū)動(dòng)相關(guān)的引腳：

3. 寄存器

bq24735用到的寄存器如下：

• 充電選項(xiàng)寄存器Charge Options Register [reset = 0x12H]。

其中最重要的兩個(gè)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(dāng)前是否在充電，則可以讀取該寄存器，通過(guò)判斷bit[0]是否為0來(lái)確認(rèn) 如果要判斷當(dāng)前是否存在，則可以讀取該寄存器，通過(guò)判斷bit[4]是否為1來(lái)確認(rèn)

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

通過(guò)該寄存器可以設(shè)置充電電流。

比如我們要設(shè)置充電電流為3072mA。

該值為2048+1024，將對(duì)應(yīng)的bite[10]/[11]為1，其他位為0。

1100 0000 0000

即設(shè)置該寄存器值為：0xC00。

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

該寄存器設(shè)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(shè)置方法類似于充電電流寄存器。

• 0xfe,0xff 這兩個(gè)寄存器分別讀取MANUFACTURER_ID和DEVICE_ID。

這兩個(gè)值分別為：0x0040、0x000B。。

驅(qū)動(dòng)初始化時(shí)可以通過(guò)讀取這兩個(gè)寄存器的值來(lái)判斷，驅(qū)動(dòng)是否和硬件匹配。。

注意: 通常寄存器0x14、0x15、0x3F值需要詢問(wèn)硬件工程師。

4. 設(shè)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(shù)說(shuō)明：

compatible ：用于和驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)體i2c_driver的driver.of_match_table->compatible屬性進(jìn)行匹配
reg:bq24735從設(shè)備地址(I2C)
ti,ac-detect-gpios:中斷使用的gpio，第三個(gè)參數(shù)是該pin默認(rèn)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(qū)動(dòng)講解

• 驅(qū)動(dòng)文件 內(nèi)核代碼中已經(jīng)有該驅(qū)動(dòng)。

drivers\power\bq24735-charger.c

但是該驅(qū)動(dòng)往往需要修改以適配實(shí)際的方案。

該驅(qū)動(dòng)是基于I2C總線，對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)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(shù)。

static bool bq24735_charger_is_present(struct bq24735 *charger)
判斷bq24735 是否存在
其實(shí)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(shí)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(shù)，
當(dāng)bq24735充電狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)候，會(huì)發(fā)送中斷給cpu
此時(shí)可以通過(guò)I2C來(lái)讀取寄存器0x12的內(nèi)容來(lái)獲取bq24735當(dāng)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(diào)函數(shù)
該函數(shù)用于獲取bq24735當(dāng)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(méi)有充電
 POWER_SUPPLY_STATUS_FULL,//充滿
};

• probe流程

此處檢測(cè)MANUFACTURER_ID和DEVICE_ID流程稍做了修改，只有bq24735 present的時(shí)候才會(huì)check并配置。

此外還有個(gè)最重要的機(jī)構(gòu)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(gòu)可以訪問(wèn)的命令的集合，
 這些命令需要在函數(shù)supply_desc->get_property增加對(duì)應(yīng)的命令代碼
supply_desc->get_property
 power supply會(huì)定時(shí)通過(guò)該回調(diào)函數(shù)獲取充電芯片是否在線、是否在充電等狀態(tài)

• 代碼架構(gòu)：

這個(gè)架構(gòu)是一口君根據(jù)項(xiàng)目中平臺(tái)所畫的架構(gòu)，其他平臺(tái)架構(gòu)可能會(huì)有所不同， 需要具體問(wèn)題具體分析。

四、 log

下面log是開(kāi)機(jī)啟動(dòng)流程log， 第一步 用電池供電啟動(dòng)。

啟動(dòng)后再插入電源充電， 插入電源后，bq24735會(huì)觸發(fā)中斷：

然后再斷開(kāi)電源停止充電。