Xilinx 电源管理库 (XilPM)介绍及使用

judy 在 周五, 08/25/2023 - 14:34 提交

本文转载自： OpenFPGA微信公众号

AMD-Xilinx MPSoC 和 Versal ACAP 系列均具有复杂的内部电源结构，其中包括全功率域 (FPD) 、低功耗域 (LPD) 、单个处理器电源域、外设等节点以及存储器电源域。

这些域可以通过通、断电，优化整个解决方案的功耗。并且允许在运行时进行动态电源管理，为当前用例实现最低功耗。在 MPSoC 和 Versal 器件中，系统电源管理均由专用 MicroBlaze 处理器控制。它由 MPSoC 器件中的平台管理单元 (PMU) 和 Versal 器件中的平台管理控制器 (PMC) 执行。

PMU 在 MPSoC 的运行中扮演着多种角色。这些角色可以概括为平台管理：

  • 在引导期间执行初始化。此过程使用 Sysmon 检查电源、初始化 PLL、运行内置测试并在释放 CSU 之前检查错误。
  • 在操作期间执行电源管理。PMU 可以关闭电源域或单个电源岛或进入深度睡眠模式。一旦进入深度睡眠模式，PMU 也会暂停。只有 PMU 可以接收唤醒触发信号。
  • 监视系统的错误，并能够通过专用 MIO 上的 PS_ERROR_STATUS 引脚在内部和外部报告这些错误。
  • 为功能安全应用程序可能需要的更高级别的系统管理提供支持。例如，用户可以上传自己的更高级的PMU软件来运行软件测试库（STL）。

    • 电源管理角色很有趣，因为处理器中断允许 APU、RPU 或 PL MicroBlaze 等电源主设备管理电源从设备。

    首先，我们需要创建 PMU 固件，该固件是在 Vitis 中的新应用程序向导中针对 PMU 处理器创建的。框图非常简单，只使用 PS即可。


    如果我们需要对 PMU 固件进行更改确保调试可见性，可以使用多个标志指示。这些在Zynq UltraScale+ MPSoC 软件开发人员指南 UG1137 的第 139 页上进行了定义，并且可以作为符号添加到 PMU 固件的 C/C++ 设置中。

    构建 PMU 固件后，我们需要在板支持设置中启用 XilPM 库。

    在我们的应用程序 BSP 中启用该库时就允许应用程序与 PMU 及其电源管理软件进行通信。运行该软件使我们能够观察电源域和岛的状态，并根据需要关闭和打开域/岛的电源。API 调用的完整列表在UG643中的操作系统和库文档集中有详细说明。

    https://docs.xilinx.com/r/en-US/oslib_rm/BSP-and-Libraries-Overview

    对于这个简单的示例，创建一个应用程序，该应用程序将循环检查所有电源岛和域，并输出节点状态报告。

    以下是上面使用的术语的一些定义

  • 要求Requirements – 这些是每个节点的特定要求，并且对于每个节点/岛/域来说都是不同的。
  • 状态Status - 显示岛、域或节点的状态。对于 CPU 节点，显示 CPU 状态为 CPU OFF(0)、CPU Active (1)、CPU Sleep (2) 或 CPU suspending (3)。对于电源岛，它只是位于打开 (1) 或关闭 (0) 的岛。节点有三种状态：开 (1)、关 (0) 和保留 (2)。
  • 使用情况Usage – 节点当前未使用（0），由调用者独占使用（1），节点被其他权力使用

    • 该应用程序查看 Zynq MPSoC 中的所有 70 个电源岛、节点和域，并通过XilPM 客户端的源代码pm_defs.h（https://github.com/Xilinx/embeddedsw/blob/master/lib/sw_services/xilpm/s...）进行到节点的映射。

    在加载 PMU 固件时，配置内存有两个选项。

  • 引导 ROM 加载 – 在这种情况下，PMU 由引导 ROM 加载并在 FSBL 之前开始运行。由于设备 IO 尚未配置，因此不会有终端输出。但是，如果未找到 PMU 固件，FSBL 将报告警告。
  • 由 FSBL 加载 - 在这种情况下，FSBL 加载 PMU 固件，然后 PMU 将能够输出其版本等。

    • 这些选择引导 ROM 或 FSBL 加载由引导文件创建（bif 文件）中 PMU elf 的标记方式控制。如果 PMU elf 分区被定义为发往 PMU 的数据文件，它将由 FSBL 加载。

    如果我们将分区类型设置为由引导ROM加载的PMU，它将由引导ROM加载。

    如果我们想要调试应用程序，我们首先需要确保 PMU 在 FSBL 等之前加载并运行。这是因为如果不删除安全门，PU MicroBlaze 在 XSDB 中不可见。

    为此，我们可以使用 XSCT 并创建一个简单的 TCL 脚本，如下所示。请注意，需要在应用程序中编辑软件的名称和路径。

    #Disable Security gates to view PMU MB target
    targets -set -filter {name =~ "PSU"}
    mwr 0xffca0038 0x1ff
    after 500

    #Load and run PMU FW
    targets -set -filter {name =~ "MicroBlaze PMU"}
    dow xpfw.elf
    con
    after 500

    #Reset A53, load and run FSBL
    targets -set -filter {name =~ "Cortex-A53 #0"}
    rst -processor
    dow fsbl_a53.elf
    con

    #Give FSBL time to run
    after 5000
    stop

    今天关于 PMU 就介绍到这里，后续我们会更详细的介绍其功能。