如何在 Linux 中配置动态电压调节？

只看该作者 · 2024-9-30 23:27

在 STM32MP1 上配置动态电压调节 (DVFS) 可以通过 Linux 操作系统中的 CPU 频率调节框架来实现。以下是配置动态电压调节的详细步骤。

1. 确保内核支持
在进行任何配置之前，确保 Linux 内核已启用所需的 DVFS 支持。您需要检查以下配置选项是否启用：

CONFIG_CPU_FREQ：用于支持 CPU 频率调节。
CONFIG_CPU_FREQ_GOV_ONDEMAND：启用 On-Demand governor。
CONFIG_CPU_FREQ_GOV_CONSERVATIVE：启用 Conservative governor（可选）。
CONFIG_ARM_CPUFREQ：启用 ARM CPU 的频率调节支持。
可以通过查看内核配置文件（通常位于 /boot/config-$(uname -r)）来验证这些选项是否已启用。

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检查可用频率
启动 Linux 后，您可以通过以下命令查看可用的 CPU 频率和调节选项：

bash
复制代码
cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_available_frequencies
这将列出 CPU 支持的所有频率（单位为赫兹）。

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配置 CPU 调度器 Governor
您可以选择不同的 CPU governor 来管理 CPU 的动态频率和电压调节。常用的 governor 包括：

performance：始终运行在最高频率。
powersave：始终运行在最低频率。
ondemand：根据当前负载动态调整 CPU 频率。
conservative：类似于 ondemand，但变化更加平滑。

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使用以下命令更改 CPU 的 governor：

bash
复制代码
# 设置 CPU governor 为 ondemand
echo "ondemand" > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor

# 查看当前的 governor
cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor
您可以根据需要选择合适的 governor。

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配置 DVFS 表
DVFS 表定义了 CPU 不同频率对应的电压值。可以在设备树中配置频率和电压关系，确保它们合理匹配。

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以下是一个简单的设备树示例：

dts
复制代码
/cpu@0 {
compatible = "arm,cortex-a7";
/* 其他配置 */
cpufreq {
      compatible = "cpufreq-dt";
      #cooling-cells = <1>;
      #thermal-sensors = <&thermal_sensor>;
      scaling-max-frequency = <1200000>; // 最大频率
      scaling-min-frequency = <600000>; // 最小频率
      voltage-supply = <&vdd_cpu>;    // 供电电压
};
};

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使用 cpupower 工具
您可以使用 cpupower 工具来管理 CPU 频率。首先，确保安装了 cpupower 工具，通常可以通过包管理器安装：

bash
复制代码
sudo apt-get install linux-tools-common linux-tools-$(uname -r)

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使用以下命令来查看和设置 CPU 频率：

bash
复制代码
# 查看当前的 CPU 频率和调节选项
cpupower frequency-info

# 设置 CPU governor
sudo cpupower frequency-set -g ondemand

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监控和调试
您可以使用 top、htop 等工具监控系统负载，确保动态频率调节正常工作。通过观察 CPU 频率的变化，您可以验证 DVFS 的效果。

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其他工具和技巧
使用 cpufrequtils：这是一个用于管理 CPU 频率的命令行工具，您可以使用它来查询和设置 CPU governor 和频率。
利用脚本：您可以编写脚本根据系统负载自动调整 CPU governor，以实现更灵活的 DVFS 管理。

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结论
通过以上步骤，您可以在 STM32MP1 上的 Linux 系统中配置动态电压调节（DVFS），有效降低功耗，同时保持系统性能。根据不同的使用场景选择合适的 governor 和频率设置，以实现最佳的功耗优化。