Bios工程师手边事—battery

公司的电池又出问题了。对于电池，只是解决问题的话，不会困难。但将整个电池的知识点串连起来，却不是件轻松的事。

电池部分可以分成二块来看待：

1，ECBIOS读取电池，并处理

2，SYSTEMBIOS写ASL代码，提供给驱动

附：驱动和EC沟通，报给内核

 

嵌入式BIOS部分

嵌入式BIOS工程师做电池，手边的事情一般有：

1，侦测电池插拔动作

一般有两种方式来作这个功能：

（1）通过一根GPIO PIN的电平高低来检测，需要提前去抖；

（2）通过ADC控制器来侦测电池温度，其实在软件的眼中，不管温度还是阻值或者其它什么东西，都是电压。我们可以通过电压是否在一定的范围内来确定电池是否存在。

 

2，获取电池信息

EC获取电池信息，要通过读SMART BATTERY IC的寄存器来获取。比较重要的寄存器有：

BatteryCurrent

电池电流

BatteryVoltage

电池电压

DesignCapacity

电池设计容量

RemainingCapacity

电池现有容量

FullChargeCapacity

电池满充容量

RSOC

电池现有容量百分比

CycleCount

电池跑的CYCLE数

BatteryStatus

电池状态

 

CycleCount的值代表了电池使用的程度；RemainingCapacity和FullChargeCapacity的比值就是WINDOWS显示的百分比，由于算法的原因，可能和RSOC不一致；而电池剩余时间可以通过BatteryCurrent和RemainingCapacity的比值得到。

读取这些寄存器需要遵循SMBUS协议。

 

3，电池充放电

（1）当AC和电池均存在，而batteryStatus的FULLY_CHARGED位没置1时，要充电。充电IC一般接受DAC或SMBUS的通信方式。

（2）其余情况下，不应充电。

（3）电池充放电过程中，要点亮一些指示灯给终端用户使用。

 

4，通知ACPI驱动更新电池信息

电池信息的传递需要通过62/66端口来实现。EC代码的一般做法是用256 BYTE的内存来作为ECRAM或ECSpace，HOST端驱动或应用会通过约定的时序来读取。

当电池拔出时，我们应该将ECRAM有关电池部分清0，然后通过SCI中断发送Q事件号来通知电池驱动来读取电池信息。

当电池插入时，我们不应立即通知电池驱动来获取电池信息，因为此时还没有读电池信息，我们最好要第一次读完电池信息后，再通知驱动来更新电池信息。如果不这样做，电池图标就会指示错误。SYSTEM BIOS为了避免这种情况出现，也可以利用线程SLEEP的方式来绕过这段时间。

在电池充放电过程中，我们可以实时读取RSOC的值，一旦RSOC值有变化，我们就可以通知电池驱动更新电池信息。

 

5，电池Learning功能的辅助性设计

一般来讲，主板都会设计留出电源开关来给EC使用，EC利用这些开关来决定当前系统使用交流电或是电池，EC不会主动调用这些开关，而是把它们封装做成接口提供给HOST端使用。

这种灵活的设计主要为电池Learning功能使用。我们可以通过操作系统层面上应用调用EC的接口，或是直接在BIOS层面调用EC的接口来做电池 Learning功能。

 

6，电池保护功能

电池在充放电过程中，有时会产生过压过流或过温现象，这种现象会对电池造成危害。EC工程师可以在电源工程师的设定规则下，来做一些保护功能，当达到临界点时，要停些充电或关机。

 

 

 

 

 

SYSTEM BIOS部分

SystemBIOS工程师做电池，手边的事情一般有：

1， 在DeviceEC ASL中加入电池相产信息的字段。然后在QEvent加三个事件来通知电池驱动更新电池信息。这三个事件通知的时机分别是：

（1）   电池插入

（2）   电池拔出

（3）   电池百分比改变

（4）   AC插入和拔出

电池插入和拔出的事件：

Method(_QXX)

{

     Sleep(5)        //此处防止EC BIOS代码考虑不全面

     Notify(BATT,0x80)

     Sleep(5)        //此处防止读取数据时，时序错乱

Notify(BATT,0x81)

}

电池百分比改变事件：

Method(_QYY)

{

     Notify(BATT,0x80)

}

AC插拔事件：

Method(_QZZ)

{

     Notify(ACAD,0x80)   //通知AC状态改变

     Sleep(5)       

     Notify(BATT,0x80)

     Sleep(5)       

Notify(BATT,0x81)

     Notify(EveryCPU)    //_CST，让操作系统重新决定CPU省电策略

}

2， 添加DeviceBattery ASL代码。

里面主要注意两个Method:_BIF和_BST

我们可以看到，_BST的package里有Battery Remaining Capacity字段，根据_QYY事件中的代码，我们可以推断出电池的Notify Value 0x80就是更新_BST的package。

这个需要细心和耐心，对照ACPI SPEC和EC SPACE空间，一点点地给电池驱动报数据。

值得一提的是，和SLEEP一样，为了防止数据读取错误，我们也可以在此添加Mutex。Sleep是通过线程休眠来达到延时的目的，而Mutex则是通过互斥量来阻止两段代码争资源。我也分不清谁优谁劣，不过为了防止错误发生，做项目中尽量两者兼用。

 

 

附：驱动部分

    为了搞明白我们的接口怎么被操作系统获取的，我特地读了下Linux3.18.2驱动。由于不专业，所以还请各位同仁斧正。

    有关battery部分的驱动，有两个比较重要的文件:

    Drivers\acpi\sbs.c

    Drivers\acpi\battery.c

 

    首先在sbs.c中：

我们可以看到驱动入品函数为：acpi_sbs_init(void)调用acpi_bus_register_driver(&acpi_sbs_driver)，Acpi_sbs_driver.ops.add = acpi_sbs_add，Acpi_sbs_add会调用acpi_battery_add(sbs, id)，acpi_battery_add调用power_supply_register(&sbs->device->dev,&battery->bat)，

battery->bat.get_property= acpi_sbs_battery_get_property;

    我们知道，Linux系统中，power_supply_regiter会注册Power设备，而根文件系统显示电池相关信息是由acpi_sbs_battery_get_property()提供的，所以我们就需要在硬件相关部分，将我们读取到的信息提供给acpi_sbs_battery_get_property()所需的变量。而读取硬件信息相关代码就在battery.c中。

 

    在battery.c文件中:

    入口函数为acpi_battery_init()，调用async_schedule(acpi_battery_init_async, NULL)，acpi_battery_init_async（）调用acpi_bus_register_driver(&acpi_battery_driver)，acpi_battery.driver.ops.add=acpi_battery_add,acpi_battery_add()中赋值battery->pm_nb.notifier_call =battery_notify，battery_notify()调用acpi_battery_get_info()和

acpi_battery_get_state()，而这两个函数会通过acpi_evaluate_object(battery->device->handle,"_BST",NULL, &buffer)和

acpi_evaluate_object(battery->device->handle,name,NULL, &buffer)将读到的电池信息放到acpi_battery结构体变量中，而该结构体变量会被sbs.c的acpi_sbs_battery_get_property()使用。至于怎么读到电池信息，这部分内容会涉及到ec.c中的内容，就不再展开了。

    对于Linux驱动实在太不专业，去描述这些的时候让我想到《圣经》的马太福音第一章前几节，我就用这几节内容来结束battery内容吧。

1:1 亚伯拉罕的后裔，大卫的子孙，耶稣基督的家谱，

1:2 亚伯拉罕生以撒，以撒生雅各，雅各生犹大和他的弟兄，
1:3 犹大从她玛氏生法勒斯和谢拉，法勒斯生希斯仑，希斯仑生亚兰，
1:4 亚兰生亚米拿达，亚米拿达生拿顺，拿顺生撒门，
1:5 撒门从喇合氏生波阿斯，波阿斯从路得氏生俄备得，俄备得生耶西，
1:6 耶西生大卫王。大卫从乌利亚的妻子生所罗门，
1:7 所罗门生罗波安，罗波安生亚比雅，亚比雅生亚撒，
1:8 亚撒生约沙法，约沙法生约兰，约兰生乌西亚，
1:9 乌西亚生约坦，约坦生亚哈斯，亚哈斯生希西家，
1:10 希西家生玛拿西，玛拿西生亚们，亚们生约西亚。
1:11 百姓被迁到巴比伦的时候，约西亚生耶哥尼雅和他的弟兄。
1:12 迁到巴比伦之后，耶哥尼雅生撒拉铁，撒拉铁生所罗巴伯，
1:13 所罗巴伯生亚比玉，亚比玉生以利亚敬，以利亚敬生亚所，
1:14 亚所生撒督，撒督生亚金，亚金生以律，
1:15 以律生以利亚撒，以利亚撒生马但，马但生雅各，
1:16 雅各生约瑟，就是马利亚的丈夫。那称为基督的耶稣，是从马利亚生的。