Rockchip Linux Power Load Test
:::info 文档信息
文档标识：RK-SM-YF-385 · 发布版本：V1.0.1 · 发布日期：2021-11-8 · 页数：8 · 语言：英文
原始文档：Rockchip_Introduction_Linux_PLT_CN.pdf
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章节大纲
- Rockchip Linux Power Load Test（P1）
- 系统场景功耗分析（P4）
- Buildroot 系统场景功耗（P4）
- Debian 9 系统场景功耗（P4）
- 系统功耗优化（P5）
- 功耗初步排查步骤（P5）
- 对比总功耗（P5）
- 分解各路功耗（P5）
- Clock 的检查（P6）
- Power domain (PD) 的检查（P6）
- 功耗初步优化步骤（P7）
- 修改默认背光值（P7）
- 降低刷新率（P7）
- 关闭ISP（P7）
- 修改调频策略（P8）
- 调整 target load（P8）
- 功耗初步排查步骤（P5）
- 系统场景功耗分析（P4）
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1. 系统场景功耗分析
RK3399测试条件主要如下：
CPU: 4xA53+2xA72, 频率最高1.8GHz DDR: 最高频率856MHz GPU: 最高频率800MHz
以下主要介绍Buidroot/Debian9 Linux 系统中静态桌面、视频播放、压力测试和深度休眠的功耗数据。
1.1 Buildroot 系统场景功耗
从上面数据分析来看：屏幕的功耗在Pd=2.3W，静态桌面下的功耗Pui=10.8W，1080P视频的功耗Pl= 11.86W，4K@30fps视频的功耗Pb=12.1W，图形压力测试glmark2的功耗Pg= 11.98W，系统压力测试Ps=15.72W
静态桌面下Soc端的功耗Psui=1.88W 1080P视频Soc端的功耗Psl=2.34W 4K视频Soc端的功耗Psb=2.39W Glmark2的Soc端的功耗Psg=2.41W压力测试下的Soc端功耗Pss=4.13W深度休眠下的Soc端功耗Ps2=120.5mW
1.2 Debian 9 系统场景功耗
从上面数据分析来看：屏幕的功耗在Pd=2.4W，静态桌面下的功耗Pui=10.84W，1080P视频的功耗Pl=11.43W，4K@30fps视频的功耗Pb=11.96W，图形压力测试glmark2的功耗Pg=11.97W，系统压力测试Ps=15.95W
静态桌面下Soc端的功耗Psui=1.89W 1080P视频Soc端的功耗Psl=2.23W 4K视频Soc端的功耗Psb=2.38W Glmark2的Soc端的功耗Psg=2.34W压力测试下的Soc端功耗Pss=4.06W深度休眠下的Soc端功耗Ps2=111.6mW
2. 系统功耗优化
2.1 功耗初步排查步骤
2.1.1 对比总功耗
首先，对比同一场景下的总功耗，初步确认板子功耗是否正常。可参考上面章节各种场景的总功耗数据。假如客户板子总功耗和 RK 提供的 SDK 板参考数据差异较大，建议进一步分解功耗。
注意：测试功耗数据时，确保只有硬件差异，其他测试条件一致。例如对比 1080P/4K 视频播放场景的功耗数据、需视频片源相同、去除 edp 屏和 hdmi 显示等。
2.1.2 分解各路功耗
为了详细分解功耗，熟悉项目 Power Tree 也是需要的。下图是 RK3399 挖掘机 Power Tree。在项目功耗优化过程中，可以根据硬件原理图列出 Power Tree，然后在对应电路上串一定阻值的电阻（一般推荐串20mR 电阻），测量出对应电路的电流。RK3399 挖掘机分解了以下几路功耗：VCC3V3_SYS、VDD_CPU_B、VDD_CPU_L、VDD_GPU、VDD_LOG、VDD_0V9、VDD_CENTER、VCC_DDR、VCC_1V8。
分解功耗后，对比数据。先对比 CPU 大小核、GPU、DDR 功耗是否正常，确认 CPU 变频、GPU 变频、DDR 变频是否正常。假如有抬电压，确认抬的电压是否为 12.5mv 的整数倍。变频策略正常的情况下，则需要进一步对比分析其他外设功耗。
2.1.3 Clock 的检查
查看各个子系统 clock 状态，可以看到时钟频率、enable_count、prepare_count、父子时钟关系等。常用的 clock 命令如下（以 saradc 为例）：查询 Clock Tree 命令：
# 获取总的Clock状态：
cat /sys/kernel/debug//clk/clk_summary
# 设置频率（单位 HZ）：
echo 24000000 > /sys/kernel/debug/clk_saradc/clk_rate
# 获取频率：
cat /sys/kernel/debug/clk_saradc/clk_rate
# 打开 clock：
echo 1 > /sys/kernel/debug/clk_saradc/clk_enable_count
# 关闭 clock：
echo 0 > /sys/kernel/debug/clk_saradc/clk_enable_count
注意：引用计数 enable_count，是驱动主动申请开启时钟后（clk_enable）引用计数就会+1。但是有一些默认常开的时钟，引用计数可能是 1 也可能是 0，这种查功耗可以不用太关心。主要关心没有使用的设备的 CLK 的 enable_cnt 是否为 0，如果不为 0，可以手动用关闭 CLK 的命令去关闭调试。
2.1.4 Power domain (PD) 的检查
确认各个 PD 当前状态，没有使用的模块，其状态要是 suspend，并且在 PD 下面所有的devices 都suspend 后，这个 PD 就会关闭，详细如下：
查询 PD summary 命令：
# cat /sys/kernel/debug/pm_genpd/pm_genpd_summary
domain status slaves
/device runtime status
----------------------------------------------------------------------
pd_vopl on
/devices/platform/ff8f3f00.iommu active
/devices/platform/ff8f0000.vop active
pd_vopb off
/devices/platform/ff903f00.iommu suspended
/devices/platform/ff900000.vop suspended
pd_vo on pd_vopb, pd_vopl
pd_tcpc1 on
/devices/platform/ff800000.phy active
pd_tcpc0 on
/devices/platform/ff7c0000.phy active
pd_isp1 on
/devices/platform/ff924000.iommu active
/devices/platform/ff920000.rkisp1 suspended
pd_isp0 on
/devices/platform/ff914000.iommu active
/devices/platform/ff910000.rkisp1 suspended
pd_hdcp on
/devices/platform/ff940000.hdmi active
DTS 配置（以 vopb 为例）：
vopb: vop@ff900000 {
power-domains = <&power RK3399_PD_VOPB>;
};
注意：如果 DTS 节点中没有引用 PD，这个 PD 认为没有 devices 使用，开机后会被框架关闭。如果上面DTS 节点中，增加了 PD 的引用，但是 vop 驱动没有 runtime 的操作，这个 PD 是常开的（因为认为这个device 是不支持的 runtime，状态会变成 unsupported）。如果 DTS 节点中增加 PD 引用，驱动中也有runtime 操作，那么这个 PD 的状态就是看驱动主动申请是开还是关。降低运行功耗总结：查询 pd summary 和 clk tree，要求没有使用的模块，PD 和 CLK 需要关闭，避免内部 MOS 管的漏电。
2.2 功耗初步优化步骤
2.2.1 修改默认背光值
[root@rk3399:/]# cat /sys/class/backlight/backlight/brightness
默认有0-255值可以设置，越大约亮，可以设置到100，
echo 100 > /sys/class/backlight/backlight/brightness
当然可以结合实际再降低。
2.2.2 降低刷新率
结合使用场景，实际GPU刷新率只有30fps以下，可以改dsi的刷新率：
native-mode = <&mipi_1280x800>;
mipi_1280x800: mipi-1280x800 {
-clock-frequency = <76000000>;
+ clock-frequency = <60000000>;//45fps
hactive = <800>;
vactive = <1280>;
hsync-len = <10>;
2.2.3 关闭ISP
在dts里面关闭一些没用到的模块，假如是USB camera，可以关闭ISP：
+&isp0 {
+ status = "disabled";
+};
+
+&isp1 {
+ status = "disabled";
+};
+
+&isp0_mmu {
+ status = "disabled";
+};
+
+&isp1_mmu {
+ status = "disabled";
+};
2.2.4 修改调频策略
--- a/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399-opp.dtsi
+++ b/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399-opp.dtsi
@@ -50,6 +50,8 @@
rockchip,temp-hysteresis = <5000>;
rockchip,low-temp = <10000>;
rockchip,low-temp-min-volt = <900000>;
+ rockchip,high-temp = <45000>;
+ rockchip,high-temp-max-volt = <1000000>;
nvmem-cells = <&cpul_leakage>, <&specification_serial_number>;
nvmem-cell-names = "cpu_leakage",
@@ -141,6 +143,8 @@
rockchip,temp-hysteresis = <5000>;
rockchip,low-temp = <10000>;
rockchip,low-temp-min-volt = <900000>;
+ rockchip,high-temp = <45000>;
+ rockchip,high-temp-max-volt = <1025000>;
nvmem-cells = <&cpub_leakage>, <&specification_serial_number>;
nvmem-cell-names = "cpu_leakage",
2.2.5 调整 target load
默认load是90：
[root@rk3399:/sys/devices/system/cpu/cpufreq/policy4/interactive]# cat
target_loads
可以修改为：
[root@rk3399:/sys/devices/system/cpu/cpufreq/policy4/interactive]# cat
target_loads
65 1008000:70 1200000:75 1416000:80 1608000:90