إدارة الطاقة

لدعم إدارة الطاقة الخاصة بالمركبة، يوفر Android خدمة CarPowerManagementService وواجهة CarPowerManager .

يتم تشغيل انتقالات الحالة بواسطة وحدة التحكم الرئيسية للمركبة (VMCU). للتواصل مع VMCU، يجب على المتكاملين تنفيذ عدة مكونات. يتحمل المتكاملون مسؤولية التكامل مع طبقة تجريد أجهزة المركبة (VHAL) وتنفيذ النواة. يتحمل المتكاملون أيضًا مسؤولية تعطيل مصادر التنبيه والتأكد من عدم تأجيل عمليات إيقاف التشغيل إلى أجل غير مسمى.

المصطلح

يتم استخدام هذه المصطلحات في جميع أنحاء هذه الوثيقة:

تصميم النظام

يصف هذا القسم كيفية تمثيل AAOS لحالة طاقة معالج التطبيق والوحدات النمطية التي تنفذ نظام إدارة الطاقة. تصف هذه المادة أيضًا كيفية عمل هذه الوحدات معًا وكيف تحدث انتقالات الحالة عادةً.

آلة حالة قوة السيارة

يستخدم AAOS جهاز حالة لتمثيل حالة طاقة AP. توفر آلة الحالة الحالات الموضحة أدناه:

الشكل 1. آلة حالة قوة السيارة.

يتم تمييز التحولات الأكثر شيوعًا باللون الأزرق. هذه هي الحالات والتحولات المشتركة:

• تعليق ل رام. السيارة وشركة نفط الجنوب متوقفة. لا يتم تنفيذ أي تعليمات برمجية. يتم الحفاظ على الطاقة لذاكرة الوصول العشوائي SoC.
• انتظر VHAL. عندما يتفاعل السائق مع السيارة، على سبيل المثال، عن طريق فتح الباب، تقوم وحدة VMCU بتوصيل الطاقة إلى SoC. يستأنف AAOS من Suspend-to-RAM ويدخل في انتظر VHAL، حيث ينتظر التنسيق مع VHAL.
• على. يخبر VHAL AAOS بالدخول إلى حالة التشغيل. في هذه الحالة، يعمل AAOS بشكل كامل ويتفاعل مع برنامج التشغيل.
• إعداد إيقاف التشغيل. عندما ينتهي السائق من القيادة، يخبر VHAL AAOS بالدخول في إعداد إيقاف التشغيل. في هذه الحالة، يتم إيقاف تشغيل الشاشة والصوت ولا يتفاعل AAOS مع برنامج التشغيل. لا يزال نظام Android قيد التشغيل ويمكن تحديث التطبيقات ونظام Android مجانًا. عند اكتمال التحديثات، إن وجدت، يدخل نظام Android في انتظار إنهاء VHAL.
• انتظر إنهاء VHAL. عند هذه النقطة، يقوم AAOS بإعلام VHAL بأنه جاهز للإغلاق. من المتوقع أن تقوم VMCU بوضع SoC في وضع السكون العميق وإزالة الطاقة من معالج التطبيق. يكون AAOS بعد ذلك في حالة التعليق إلى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، على الرغم من عدم تنفيذ أي تعليمات برمجية.

وحدات إدارة الطاقة

يتكون نظام إدارة الطاقة من هذه الوحدات:

يتم تطبيق ميزة السكون/الإسبات العميق (تعليق Android على ذاكرة الوصول العشوائي/القرص) في النواة. يتم عرض هذه الميزة على مساحة المستخدم كملف خاص موجود في /sys/power/state . يتم تعليق AAOS عن طريق كتابة mem أو disk إلى هذا الملف.

يقوم CPMS بتنسيق حالة الطاقة مع الخدمات الأخرى وHALs. يقوم CPMS بتنفيذ جهاز الحالة الموضح أعلاه ويرسل إشعارات إلى كل مراقب عند حدوث انتقال لحالة الطاقة. تستخدم هذه الخدمة أيضًا VHAL لإرسال الرسائل إلى الجهاز.

يدير CPPD سياسة الطاقة حتى يتولى CPMS السيطرة. كما يرسل أيضًا إشعارات تغيير سياسة الطاقة إلى المستمعين الأصليين.

يتم تعريف بعض الخصائص في VHAL. للتواصل مع VMCU، يقوم CPMS بقراءة هذه الخصائص وكتابتها. يمكن للتطبيقات استخدام الواجهة المحددة في CPM لمراقبة تغييرات حالة الطاقة. تتيح هذه الواجهة أيضًا للتطبيقات تسجيل مستمعي سياسة الطاقة . يمكن استدعاء واجهة برمجة التطبيقات هذه من Java ويتم التعليق عليها بـ @hide / @System API، مما يعني أنها متاحة للتطبيقات المميزة فقط . العلاقة بين هذه الوحدات والتطبيقات والخدمات موضحة أدناه:

الشكل 2. الرسم البياني المرجعي لمكونات الطاقة.

تسلسل الرسالة

وصف القسم السابق الوحدات التي يتألف منها نظام إدارة الطاقة. يستخدم هذا القسم أمثلة الدخول إلى وضع السكون العميق والخروج من وضع السكون العميق لشرح كيفية تواصل الوحدات والتطبيقات:

أدخل في نوم عميق

وحده VMCU يمكنه بدء النوم العميق. بمجرد بدء النوم العميق، ترسل VMCU إشعارًا إلى CPMS عبر VHAL. يقوم CPMS بتغيير الحالة إلى SHUTDOWN PREPARE ويبث انتقال الحالة هذا إلى جميع المراقبين (التطبيقات والخدمات التي تراقب CPMS) عن طريق استدعاء الأسلوب onStateChanged() بمعرف الحالة الجديد المقدم من CPM.

تتوسط CPM بين التطبيقات/الخدمات وCPMS. يتم استدعاء طريقة onStateChanged() للتطبيقات/الخدمات بشكل متزامن في طريقة onStateChanged() الخاصة بـ CPM. يُطلب من معظم التطبيقات والخدمات إكمال إعدادها قبل العودة من هذه المكالمة. يُسمح للخدمات المميزة بمواصلة استعداداتها بشكل غير متزامن بعد العودة إلى PRE_SHUTDOWN_PREPARE ، SUSPEND_ENTER ، POST_SUSPEND_ENTER . في هذه الحالة، من المفترض أن تقوم الخدمة المميزة باستدعاء Complete() على كائن CompletablePowerStateChangeFuture المتوفر عند انتهاء إعدادها. لاحظ أن الإعداد غير المتزامن غير مسموح به لـ SHUTDOWN_PREPARE . قبل إرسال DEEP_SLEEP_ENTRY إلى VHAL، يرسل CPMS بشكل دوري طلبات تأجيل إيقاف التشغيل إلى VHAL.

عندما تنتهي جميع كائنات CPM من تحضيرات إيقاف التشغيل، يرسل CPMS AP_POWER_STATE_REPORT إلى VHAL، والذي يقوم بعد ذلك بإعلام VMCU بأن نقطة الوصول جاهزة للتعليق. يستدعي CPMS أيضًا طريقة التعليق الخاصة به، والتي تقوم بتعليق النواة.

التسلسل الموصوف أعلاه موضح أدناه:

الشكل 3. أدخل في مرحلة النوم العميق.

واجهات البرمجة التي تقدمها CPM

يصف هذا القسم واجهة برمجة تطبيقات Java التي توفرها CPM لتطبيقات وخدمات النظام. تمكن واجهة برمجة التطبيقات هذه برنامج النظام من:

• مراقبة تغيرات حالة الطاقة في نقطة الوصول.
• تطبيق سياسات الطاقة.

استخدم هذه الخطوات لاستدعاء واجهات برمجة التطبيقات التي توفرها التكلفة لكل ألف ظهور:

1. للحصول على مثيل التكلفة لكل ألف ظهور، اتصل بـ Car API.
2. قم باستدعاء الطريقة المناسبة على الكائن الذي تم إنشاؤه في الخطوة 1.

إنشاء كائن CarPowerManager

لإنشاء كائن CPM، قم باستدعاء الأسلوب getCarManager() الخاص بكائن السيارة. هذه الطريقة عبارة عن واجهة مستخدمة لإنشاء كائنات CPM. حدد android.car.Car.POWER_SERVICE كوسيطة لإنشاء كائن CPM.

Car car = Car.createCar(this);
CarPowerManager powerManager =
  (CarPowerManager) car.getCarManager(android.car.Car.POWER_SERVICE);

CarPowerStateListener والتسجيل

يمكن لتطبيقات النظام وخدماته تلقي إشعارات تغيير حالة الطاقة من خلال تطبيق CarPowerManager.CarPowerStateListener . تحدد هذه الواجهة طريقة واحدة onStateChanged() ، وهي وظيفة رد اتصال يتم استدعاؤها عند تغيير حالة الطاقة لـ CPMS. يحدد المثال التالي فئة مجهولة جديدة تقوم بتنفيذ الواجهة:

private final CarPowerManager.CarPowerStateListener powerListener =
  new CarPowerManager.CarPowerStateListener () {
    @Override
     public void onStateChanged(int state) {
       Log.i(TAG, "onStateChanged() state = " + state);
     }
};

لتوجيه كائن المستمع لمراقبة انتقال حالة الطاقة، قم بإنشاء مؤشر ترابط تنفيذ جديد وتسجيل المستمع وهذا الخيط في كائن CPM:

executor = new ThreadPerTaskExecutor();
powerManager.setListener(powerListener, executor);

عندما تتغير حالة الطاقة، يتم استدعاء أسلوب onStateChanged() لكائن المستمع بقيمة لتمثيل حالة الطاقة الجديدة. يتم تعريف الارتباط بين القيمة الفعلية وحالة الطاقة في CarPowerManager وهو موضح في الجدول التالي:

إلغاء تسجيل CarPowerStateListener

لإلغاء تسجيل كافة كائنات المنصت المسجلة في CPM، قم باستدعاء التابع clearListener :

powerManager.clearListener();

تكامل النظام على تنفيذ Android الخاص بك

المتكاملون مسؤولون عن العناصر التالية:

• تنفيذ واجهة kernel لتعليق Android.
• تنفيذ وظائف VHAL من أجل:
  • نشر بدء التعليق أو إيقاف التشغيل من السيارة إلى Android.
  • أرسل رسالة جاهزة لإيقاف التشغيل من Android إلى السيارة.
  • ابدأ إيقاف تشغيل نظام Android أو تعليقه مؤقتًا من خلال واجهة Linux kernel.
• تأكد من تعطيل جميع مصادر التنبيه عندما يكون الجهاز في وضع التوقف المرحلي.
• تأكد من إغلاق التطبيقات بسرعة كافية حتى لا يتم تأجيل عملية إيقاف التشغيل إلى أجل غير مسمى.
• تأكد من قيام BSP بتشغيل (أو إيقاف تشغيل) مكونات الجهاز وفقًا لسياسة الطاقة حتى لا يتم حظر التعليق أو الإسبات

واجهة النواة: /sys/power/state

يقوم AAOS بوضع الجهاز في وضع التوقف المرحلي عندما يقوم تطبيق أو خدمة بكتابة mem للتعليق على ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) أو disk للتعليق على القرص في ملف موجود في /sys/power/state . يجب أن يوفر المُدمِج وظيفة تراقب هذا الملف وتضع Linux في حالة الطاقة المرحلية. قد ترسل هذه الوظيفة GPIO إلى VMCU لإعلام VMCU بأن الجهاز قد تم إيقاف تشغيله بالكامل. يكون المتكامل مسؤولاً أيضًا عن إزالة أي حالات تعارض بين إرسال VHAL للرسالة النهائية إلى VMCU والنظام الذي يدخل في وضع التوقف المرحلي أو إيقاف التشغيل.

مسؤولية VHAL

يوفر VHAL واجهة بين شبكة السيارة ونظام Android. الـ VHAL:

• ينشر بدء التعليق أو إيقاف التشغيل من السيارة إلى Android.
• يرسل رسالة الاستعداد لإيقاف التشغيل من Android إلى السيارة.
• يبدأ إيقاف تشغيل Android أو تعليقه مؤقتًا عبر واجهة Linux kernel.

عندما يقوم CPMS بإعلام VHAL بأنه جاهز لإيقاف التشغيل، يرسل VHAL رسالة الاستعداد لإيقاف التشغيل إلى VMCU. عادةً ما تقوم الأجهزة الطرفية الموجودة على الشريحة مثل UART وSPI وUSB بنقل الرسالة. بمجرد إرسال الرسالة، يستدعي CPMS أمر kernel لإيقاف الجهاز مؤقتًا أو إيقاف تشغيله. قبل القيام بذلك، قد يقوم VHAL أو BSP بتبديل GPIO لإرشاد VMCU بأنه من الآمن إزالة الطاقة من الجهاز.

يجب أن يدعم VHAL الخصائص التالية، التي تتحكم في إدارة الطاقة عبر VHAL:

AP_POWER_STATE_REPORT

استخدم هذه الخاصية للإبلاغ عن حالة إدارة الطاقة الحالية لنظام Android. تحتوي هذه الخاصية على عددين صحيحين:

• int32Values[0] : تعداد VehicleApPowerStateReport للحالة الحالية.
• int32Values[1] : الوقت بالمللي ثانية للتأجيل أو السكون أو إيقاف التشغيل. يعتمد معنى هذه القيمة على القيمة الأولى.

يمكن أن تأخذ القيمة الأولى إحدى القيم التالية. يحتوي VehicleApPowerStateReport.aidl على أوصاف أكثر تحديدًا، والتي يتم تخزينها في hardware/interfaces/automotive/vehicle/aidl/android/hardware/automotive/vehicle .

يمكن تعيين الحالة بشكل مستقل أو استجابة لطلب عبر VMCU.

AP_POWER_STATE_REQ

يتم إرسال هذه الخاصية بواسطة VMCU لنقل Android إلى حالة طاقة مختلفة وتحتوي على عددين صحيحين:

• int32Values[0] : قيمة تعداد VehicleApPowerStateReq ، التي تمثل الحالة الجديدة التي سيتم الانتقال إليها.
• int32Values[1] : قيمة التعداد VehicleApPowerStateShutdownParam . يتم إرسال هذه القيمة فقط لرسالة SHUTDOWN_PREPARE وترسل إلى Android الخيارات التي تحتوي عليها.

تمثل القيمة الصحيحة الأولى الحالة الجديدة التي سينتقل إليها Android. تم تعريف الدلالات في VehicleApPowerStateReq.aidl وهي موضحة أدناه:

يتم تعريف VehicleApPowerStateShutdownParam في VehicleApPowerStateShutdownParam.aidl . يحتوي هذا التعداد على هذه العناصر:

مصادر الاستيقاظ

يجب أن يقوم المُدمِج بتعطيل مصادر التنبيه المناسبة عندما يكون الجهاز في وضع التوقف المرحلي. تشمل مصادر التنبيه الشائعة نبضات القلب والمودم وشبكة Wi-Fi والبلوتوث. يجب أن يكون مصدر التنبيه الوحيد الصالح عبارة عن مقاطعة من VMCU لتنبيه SoC. يفترض هذا أن وحدة VMCU يمكنها الاستماع إلى المودم لأحداث التنبيه عن بعد (مثل تشغيل المحرك عن بعد). إذا تم دفع هذه الوظيفة إلى نقطة الوصول، فيجب إضافة مصدر تنبيه آخر لخدمة المودم.

تطبيقات

يجب أن يكون مصنعو المعدات الأصلية حريصين على كتابة التطبيقات حتى يمكن إغلاقها بسرعة وعدم تأجيل العملية إلى أجل غير مسمى.

زائدة

الدلائل في شجرة التعليمات البرمجية المصدر

مخطط الطبقة

يعرض مخطط الفئة هذا فئات Java وواجهاتها في نظام إدارة الطاقة:

الشكل 4. مخطط فئة الطاقة.

علاقة الكائن

يوضح الشكل 5 الكائنات التي لها إشارات إلى كائنات أخرى. تعني الحافة أن الكائن المصدر يحمل مرجعًا للكائن الهدف. على سبيل المثال، يحتوي VehicleHAL على مرجع لكائن PropertyHalService.

الشكل 5. الرسم التخطيطي المرجعي للكائن.