AMBA低功耗接口（二）P_Channel
為了滿足復(fù)雜的power管理的需求，arm提供了P_Channel的低功耗接口，來滿足這樣的應(yīng)用場景。
一、P_Channel
P_Channel，提出了一個(gè)概念，叫power state transition，power狀態(tài)的切換。在P_Channel的應(yīng)用場景中，power的狀態(tài)有很多，這個(gè)是實(shí)現(xiàn)自己定義的。power的各個(gè)狀態(tài)之間，是可以切換的。
2個(gè)最基本的狀態(tài)：
?lower-power狀態(tài)：在這個(gè)狀態(tài)下，power消耗比較少，device處于低功耗狀態(tài)（具有部分功能）
?higher-power狀態(tài)：在這個(gè)狀態(tài)，power消耗比較大，device處于正常狀態(tài)（具有完整功能）
1、接口
以下是P_Channel接口。
分為device端和power控制端（下文簡稱PMU）。
PACCEPT和PDENY在握手中，只能有一個(gè)為高。PACCEPT表示接受請(qǐng)求，PDENY表示拒絕請(qǐng)求。
PACCEPT，PDENY，PREQ，PSTATE，必須是從寄存器直接輸出。
2、P_Channel接口握手狀態(tài)
對(duì)P_Channel的接口，arm也定義了一些握手狀態(tài)。不過狀態(tài)，有加入了RESETn信號(hào)的影響。
?P_RESET：device處于reset狀態(tài)
?P_STABLE: device處于非reset狀態(tài)，并且PMU沒有發(fā)送power狀態(tài)切換請(qǐng)求
?P_REQUEST：PMU向device發(fā)送power狀態(tài)切換請(qǐng)求
?P_ACCEPT：device接受PMU的power狀態(tài)切換請(qǐng)求
?P_DENIED：device拒絕PMU的power狀態(tài)切換請(qǐng)求
?P_COMPLETE：device接受PMU的power狀態(tài)切換請(qǐng)求后，PMU取消power狀態(tài)切換請(qǐng)求
?P_CONTINUE: device拒絕PMU的power狀態(tài)切換請(qǐng)求后，PMU取消power狀態(tài)切換請(qǐng)求
編碼：
以下是狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖：
握手協(xié)議規(guī)則：
?PREQ只有在PACCEPT和PDENY都為低情況下，才可以從低變?yōu)楦?/p>
?PREQ要滿足以下的任意條件，才可以從高變?yōu)榈停?/p>
?PSTATE滿足以下的任意條件，才可以變化：
?PREQ，PACCEPT，PDENY都為低
?PREQ和PDENY為高，PACCEPT為低
?PACCEPT只有在PREQ為高，并且PDENY為低，才可以從低變?yōu)楦?/p>
?PACCETP只有在PREQ為低，并且PDENY為低，才可以從高變?yōu)榈?/p>
?PDENY只有在PREQ為高，并且PACCEPT為低，才可以從低變?yōu)楦?/p>
?PDENY只有在PREQ為低，并且PACCEPT為低，才可以從高變?yōu)榈?/p>
3、P_Channel的握手協(xié)議
握手協(xié)議，涉及到PREQ，PSTATE，PACCEPT，PENDY這4個(gè)信號(hào)。
3.1、device接受power狀態(tài)切換
下圖是該時(shí)序圖：
在T2時(shí)刻之前，P_Channel處于P_STATBLE狀態(tài)。
T2時(shí)刻，PMU拉高PREQ，將PSTATE置為STATE B。向device發(fā)送power狀態(tài)切換請(qǐng)求，請(qǐng)求將device切換到STATE B的power狀態(tài)。P_Channel進(jìn)入P_REQUEST狀態(tài)。
T3時(shí)刻，device將PACCEPT拉高，表示接受PMU的power狀態(tài)切換請(qǐng)求。P_Channel進(jìn)入P_ACCEPT狀態(tài)。
T4時(shí)刻，PMU接收device的PACCEPT響應(yīng)，拉低PREQ，取消請(qǐng)求。P_Channel進(jìn)入P_COMPLETE狀態(tài)。
T5時(shí)刻，device將PACCEPT拉低，表示完成power狀態(tài)切換。P_Channel進(jìn)入P_STABLE狀態(tài)。
3.2、device拒絕power狀態(tài)切換
下圖是時(shí)序圖：
T2時(shí)刻以前，P_Channel處于P_STABLE狀態(tài)。
T2時(shí)刻，PMU將PREQ拉高，將PSTATE置為STATE B。向device發(fā)送power狀態(tài)切換請(qǐng)求，請(qǐng)求將device切換到STATE B的power狀態(tài)。P_Channel進(jìn)入P_REQUEST狀態(tài)。
T3時(shí)刻，device將PDENY拉高，表示拒絕PMU的power切換請(qǐng)求。P_Channel進(jìn)入P_DENIED狀態(tài)。
T4時(shí)刻，PMU接收到device的PDENY響應(yīng)，將PREQ拉低，取消請(qǐng)求，并且把PSTATE置為STATE A。P_Channel進(jìn)入P_CONTINUE狀態(tài)。
T5時(shí)刻，device將PDENY拉低，P_Channel進(jìn)入P_STABLE狀態(tài)。
4、device的復(fù)位和初始化
device在復(fù)位時(shí)，必須將PACCEPT和PDENY置為低，但對(duì)PACTIVE沒有要求。
P_Channel的狀態(tài)為P_STABLE時(shí)，device的復(fù)位信號(hào)，才可以設(shè)置為有效。
當(dāng)device的復(fù)位無效時(shí)，device要進(jìn)入初始化，此時(shí)PMU要設(shè)置PSTATE信號(hào)值，device會(huì)在復(fù)位之后，采樣該信號(hào)值，從而采用合適的初始化流程。
PSTATE要在復(fù)位信號(hào)無效后要保持穩(wěn)定。
device，要提供一個(gè)初始化周期時(shí)間，tinit。用來表示，復(fù)位之后，PSTATE需要保持多久時(shí)間，供device初始化使用。PSTATE在tinit時(shí)間之內(nèi)，必須要保持穩(wěn)定。
以下是時(shí)序圖：
T1時(shí)刻之前，RESETn為低，復(fù)位有效，P_Channel處于P_RESET狀態(tài)。
T1時(shí)刻，RESETn為高，PMU將PSTATE置為STATE A。P_Channel進(jìn)入P_STABLE狀態(tài)。
T2時(shí)刻，由于tinit的限制，PMU要將PSTATE一直保持在STATE A，以便device正確的初始化。device必須要在tinit時(shí)間內(nèi)，采樣PSTATE。此后，PMU就可以發(fā)送power切換請(qǐng)求了。
T3時(shí)刻，PMU將PREQ置高，并且將PSTATE置為STATE B，發(fā)送power切換請(qǐng)求。P_Channel進(jìn)入P_REQUEST狀態(tài)。
T4時(shí)刻，device將PACCEPT拉高，表示接受PMU的power狀態(tài)切換請(qǐng)求。P_Channel進(jìn)入P_ACCEPT狀態(tài)。
T5時(shí)刻，PMU接收device的PACCEPT響應(yīng)，拉低PREQ，取消請(qǐng)求。P_Channel進(jìn)入P_COMPLETE狀態(tài)。
T6時(shí)刻，device將PACCEPT拉低，表示完成power狀態(tài)切換。P_Channel進(jìn)入P_STABLE狀態(tài)。
T7時(shí)刻，P_Channel在P_STATBLE狀態(tài)，可以進(jìn)行復(fù)位，外部拉低RESETn，P_Channel進(jìn)入P_RESET狀態(tài)。
下圖，展示了，當(dāng)復(fù)位時(shí)，PMU發(fā)送power切換情況的時(shí)序圖。
T1時(shí)刻，PMU將PREQ拉高，并置PSTATE為STATE A，但是復(fù)位信號(hào)有效，device不接收PMU請(qǐng)求。P_Channel保持為P_RESET狀態(tài)。
T2時(shí)刻，復(fù)位信號(hào)釋放，因?yàn)镻REQ為高，P_Channel進(jìn)入P_REQUEST狀態(tài)。device接收PMU的power切換請(qǐng)求。
之后的就和上面的分析原理是一樣的了。
下圖，展示了，復(fù)位后，PMU發(fā)送使device進(jìn)入STATE A的power狀態(tài)請(qǐng)求，當(dāng)該轉(zhuǎn)換完成后，PMU又繼續(xù)發(fā)送使device進(jìn)入STATE B的power狀態(tài)請(qǐng)求。
PMU在發(fā)送下一個(gè)power切換請(qǐng)求前，必須保證上一個(gè)power切換請(qǐng)求，傳輸完畢。
5、多個(gè)power狀態(tài)切換
利用P_Channel，PMU可以使device，來回切換不同的power狀態(tài)。
在T0，device處于STATE A狀態(tài)。
在T1到T4，通過P_Channel，使device進(jìn)入STATE B狀態(tài)。在T4，P_Channel進(jìn)入P_STABLE狀態(tài)。
在T5-T8，通過P_Channel，使device進(jìn)入STATE C狀態(tài)。在T8，P_Channel進(jìn)入P_STABLE狀態(tài)。
6、PACTIVE
PACTIVE，提供給device給PMU發(fā)送請(qǐng)求。PACTIVE的每一個(gè)bit，表示一種請(qǐng)求。bit為高，表示device發(fā)送請(qǐng)求給PMU，讓PMU處理，bit為低，表示device沒有發(fā)送請(qǐng)求給PMU處理。
PACTIVE和握手協(xié)議，是獨(dú)立開的。PACTIVE是設(shè)計(jì)自定義的，請(qǐng)求完全自己定義。當(dāng)然，也可以不使用PACTIVE，如果不是用PACTIVE，需要將PACTIVE置為0。
以下是PACTIVE的例子：
PACTIVE有3個(gè)bit，每個(gè)bit，映射到一個(gè)power狀態(tài)，MSB具有高優(yōu)先級(jí)。
?PACTIVE[2]: STATE C
?PACTIVE[1]: STATE B
?PACTIVE[0]: STATE A
T1時(shí)刻，device將PACTIVE設(shè)置為3'b011，表示device向PMU發(fā)送power切換請(qǐng)求，將自己切換為STATE B。
PMU接收到device的請(qǐng)求后，從T2到T5，向device發(fā)送power切換請(qǐng)求，并且切換到STATE B狀態(tài)。最后P_Channel進(jìn)入P_STABLE狀態(tài)。
T6時(shí)刻，device將PACTIVE設(shè)置為3'b111，表示device向PMU發(fā)送power切換請(qǐng)求，將自己切換為STATE C。
PMU接收到device的請(qǐng)求后，從T7到T10，向device發(fā)送power切換請(qǐng)求，并且切換到STATE C狀態(tài)。最后P_Channel進(jìn)入P_STABLE狀態(tài)。
7、對(duì)于device，需要提供的信息
為了PMU的設(shè)計(jì)的正確性，device需要向PMU提供以下的一些信息：
?device支持的power狀態(tài)，包括以下：
?PSTATE定義和編碼
?PACTIVE每個(gè)bit代表的請(qǐng)求
?用于初始化power狀態(tài)，推薦的PACTIVE輸出
?PACTIVE需要被忽略，或者一直置0的bit信息
?power狀態(tài)的切換，包括以下：
?power狀態(tài)切換之后的device行為
?device拒絕power狀態(tài)切換的條件
?復(fù)位釋放后，用于初始化device的PSTATE的合理值
?tinit值
8、實(shí)現(xiàn)
對(duì)于device和PMU來說，有各自的時(shí)鐘，因此他們的時(shí)鐘，是當(dāng)成異步來進(jìn)行處理的，所以需要同步化的操作。
下圖展示了，P_Channel的實(shí)現(xiàn)框圖：
對(duì)于PSTATE，PREQ，PACCETP，PDENY，需要從寄存器直接輸出，在接收端，需要使用同步器，對(duì)異步輸入信號(hào)進(jìn)行同步化輸出。
對(duì)于PACTIVE，如果是多個(gè)來源的組合，ARM建議使用或門來實(shí)現(xiàn)。并且每個(gè)對(duì)PACTIVE貢獻(xiàn)的來源，必須是寄存器直接輸出。
9、P_Channel使用例子
以下是P_Channel使用的2個(gè)例子。
9.1、獨(dú)立的power domain使用P_Channel
device0處于power domain0，PMU使用PD0來控制。
device1處于power domain1和power domain2，PMU使用PD1和PD2來分別控制。
9.2、父子關(guān)系的power domain使用P_Channel
device1內(nèi)部有3個(gè)power domain，分別為power domain0，power domain1，power domain2，但是domain0是domain1和domain2的父domain，也就是domain0控制domain1和domain2。
PMU和device1有3個(gè)P_Channel接口，但是都是在power domain0中。
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