電源管理

為了支援特定於車輛的電源管理，Android 提供了CarPowerManagementService服務和CarPowerManager介面。

狀態轉換由車輛主控制單元 (VMCU) 觸發。為了與 VMCU 通信，整合商必須實現多個元件。整合商負責與車輛硬體抽象層（VHAL）和核心實現整合。整合商還負責停用喚醒來源並確保關閉不會無限期推遲。

術語

本文檔中使用了這些術語：

系統設計

本節介紹 AAOS 如何表示應用處理器的電源狀態以及哪些模組實現電源管理系統。本資料還描述了這些模組如何協同工作以及狀態轉換通常如何發生。

汽車電源狀態機

AAOS 使用狀態機來表示 AP 的電源狀態。狀態機提供如下所示的狀態：

圖 1.汽車電源狀態機。

最常見的轉換以藍色突出顯示。這些是狀態和常見的轉換：

• 掛起至 RAM。車輛和 SoC 已關閉。沒有程式碼正在執行。 SoC RAM 保持供電。
• 等待VHAL。當駕駛員與車輛互動時（例如打開車門），VMCU 會向 SoC 供電。 AAOS 從掛起到 RAM 恢復並進入等待 VHAL，等待與 VHAL 協調。
• 在。 VHAL 通知 AAOS 進入 On 狀態。在此狀態下，AAOS 完全運行並與驅動程式互動。
• 關機準備。當駕駛員完成駕駛後，VHAL 通知 AAOS 進入關機準備狀態。在此狀態下，顯示和音訊關閉，且 AAOS 不與駕駛員互動。 Android系統仍在運行，可以免費更新應用程式和Android系統。當更新（如果有）完成時，Android 系統會進入「等待 VHAL 完成」。
• 等待 VHAL 完成。此時，AAOS 通知 VHAL 它已準備好關閉。 VMCU 預計將 SoC 置於深度睡眠狀態並切斷應用處理器的電源。然後 AAOS 處於掛起至 RAM 狀態，但沒有執行任何程式碼。

電源管理模組

電源管理系統由以下模組組成：

深度睡眠/休眠功能（將 Android 掛起到 RAM/磁碟）是在核心中實現的。此功能會作為位於/sys/power/state的特殊檔案公開給使用者空間。透過將mem或disk寫入此檔案來暫停 AAOS。

CPMS 與其他服務和 HAL 協調電源狀態。 CPMS 實作上述狀態機，並在發生電源狀態轉換時向每個觀察者發送通知。該服務還使用 VHAL 向硬體發送訊息。

CPPD 管理電源策略，直到 CPMS 取得控制權。它也會向本機偵聽器傳送電源原則變更通知。

一些屬性在 VHAL 中定義。為了與 VMCU 通信，CPMS 讀取和寫入這些屬性。應用程式可以使用CPM中定義的介面來監視電源狀態變化。此介面還允許應用程式註冊電源策略偵聽器。該API可以從Java中調用，並使用@hide / @System API進行註釋，這意味著它僅適用於特權應用程式。這些模組、應用程式和服務之間的關係如下所示：

圖 2.電源組件參考圖。

訊息順序

上一節描述了構成電源管理系統的模組。本節使用進入深度睡眠和退出深度睡眠範例來解釋模組和應用程式如何溝通：

進入深度睡眠

只有 VMCU 可以啟動深度睡眠。一旦啟動深度睡眠，VMCU 就會透過 VHAL 向 CPMS 發送通知。 CPMS 將狀態變更為 SHUTDOWN PREPARE，並透過使用 CPM 提供的新狀態 ID 呼叫onStateChanged()方法，向所有觀察者（監視 CPMS 的應用程式和服務）廣播此狀態轉換。

CPM 在應用程式/服務和 CPMS 之間進行協調。應用程式/服務的onStateChanged()方法在 CPM 的onStateChanged()方法中同步呼叫。大多數應用程式和服務都需要在從此呼叫返回之前完成準備工作。返回PRE_SHUTDOWN_PREPARE 、 SUSPEND_ENTER 、 POST_SUSPEND_ENTER後，特權服務可以繼續非同步準備。在這種情況下，特權服務應該在完成其準備時對所提供的CompletablePowerStateChangeFuture物件呼叫complete()。請注意， SHUTDOWN_PREPARE不允許非同步準備。在將DEEP_SLEEP_ENTRY傳送到 VHAL 之前，CPMS 會定期向 VHAL 發送關閉延後請求。

當所有 CPM 物件完成關閉準備後，CPMS 向 VHAL 發送AP_POWER_STATE_REPORT ，然後 VHAL 通知 VMCU AP 已準備好掛起。 CPMS 也呼叫其掛起方法，該方法掛起核心。

上述順序如下圖所示：

圖 3.進入深度睡眠。

CPM提供的程式介面

本節介紹 CPM 為系統應用程式和服務提供的 Java API。該 API 使系統軟體能夠：

• 監視 AP 中的電源狀態變化。
• 應用電源策略。

使用下列步驟呼叫 CPM 提供的 API：

1. 呼叫Car API取得CPM實例。
2. 對步驟 1 中建立的物件呼叫適當的方法。

建立 CarPowerManager 對象

若要建立 CPM 對象，請呼叫 Car 物件的getCarManager()方法。此方法是用於建立 CPM 物件的外觀。指定android.car.Car.POWER_SERVICE作為參數來建立 CPM 物件。

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

CarPowerStateListener 和註冊

系統應用程式和服務可以透過實作CarPowerManager.CarPowerStateListener來接收電源狀態變更通知。此介面定義了一個方法onStateChanged() ，它是當 CPMS 的電源狀態變更時呼叫的回呼函數。以下範例定義了一個實作該介面的新匿名類別：

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

若要指示此偵聽器物件監視電源狀態轉換，請建立新的執行緒並將偵聽器和此執行緒註冊到 CPM 物件：

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

當電源狀態變更時，將呼叫偵聽器物件的onStateChanged()方法，並使用一個值來表示新的電源狀態。實際值和電源狀態之間的關聯在CarPowerManager中定義，如下表所示：

CarPowerStateListener 註銷

若要取消註冊所有已註冊到 CPM 的偵聽器對象，請呼叫clearListener方法：

powerManager.clearListener();

Android 實現上的系統集成

整合商負責以下事項：

• 實作暫停 Android 的核心介面。
• 實施 VHAL 功能以：
  • 將暫停或關閉的啟動從汽車傳播到 Android。
  • 將關閉就緒訊息從 Android 發送到汽車。
  • 透過 Linux 核心介面啟動 Android 的關閉或掛起。
• 確保裝置處於掛起狀態時會停用所有喚醒來源。
• 確保應用程式關閉得足夠快，以免無限期推遲關閉過程。
• 確保 BSP 根據電源策略開啟（或關閉）裝置組件，以免阻止掛起或休眠

核心介面：/sys/power/state

當應用程式或服務將用於掛起到 RAM 的mem或用於掛起到磁碟的disk寫入位於/sys/power/state檔案中時，AAOS 會將裝置置於掛起模式。整合商必須提供一個功能來監視該檔案並將Linux 置於掛起電源狀態。此函數可以向VMCU發送GPIO以通知VMCU設備已完全關閉。整合商還負責消除 VHAL 向 VMCU 發送最終訊息與系統進入掛起或關閉模式之間的任何競爭條件。

VHAL責任

VHAL 提供車輛網路和 Android 之間的介面。虛擬哈爾：

• 將暫停或關閉的啟動從汽車傳播到 Android。
• 將關閉就緒訊息從 Android 發送到汽車。
• 透過 Linux 核心介面啟動 Android 的關閉或掛起。

當 CPMS 通知 VHAL 準備關閉時，VHAL 會向 VMCU 發送關閉準備訊息。通常，片上週邊（例如 UART、SPI 和 USB）會傳輸訊息。發送訊息後，CPMS 呼叫核心命令來掛起或關閉裝置。在此之前，VHAL 或 BSP 可能會切換 GPIO 以指示 VMCU 可以安全地斷開設備電源。

VHAL 必須支援以下屬性，這些屬性透過 VHAL 控制電源管理：

AP_POWER_STATE_REPORT

使用此屬性報告 Android 目前的電源管理狀態。此屬性包含兩個整數：

• int32Values[0] ：目前狀態的 VehicleApPowerStateReport 列舉。
• int32Values[1] ：延遲或休眠或關閉的時間（以毫秒為單位）。該值的含義取決於第一個值。

第一個值可以採用下列值之一。 VehicleApPowerStateReport.aidl包含更具體的描述，這些描述儲存在hardware/interfaces/automotive/vehicle/aidl/android/hardware/automotive/vehicle 。

狀態可以自主設定或回應通過 VMCU 的請求。

AP_POWER_STATE_REQ

此屬性由 VMCU 傳送，用於將 Android 轉換到不同的電源狀態，並包含兩個整數：

• int32Values[0] ： VehicleApPowerStateReq枚舉值，表示要轉換到的新狀態。
• int32Values[1] ： VehicleApPowerStateShutdownParam枚舉值。該值僅針對SHUTDOWN_PREPARE訊息發送，並將其包含的選項傳輸到 Android。

第一個整數值表示 Android 要轉換到的新狀態。語意在VehicleApPowerStateReq.aidl中定義並提供如下：

VehicleApPowerStateShutdownParam在VehicleApPowerStateShutdownParam.aidl中定義。該枚舉具有以下元素：

喚醒來源

當裝置處於掛起模式時，整合器必須停用適當的喚醒來源。常見的喚醒來源包括心跳、數據機、Wi-Fi 和藍牙。唯一有效的喚醒來源必須是來自 VMCU 的中斷才能喚醒 SoC。這假設 VMCU 可以偵聽調變解調器的遠端喚醒事件（例如遠端引擎啟動）。如果將此功能推送到 AP，則必須新增另一個喚醒來源來為數據機提供服務。

應用

OEM 必須小心編寫應用程序，以便能夠快速關閉，而不是無限期地推遲該過程。

附錄

原始碼樹中的目錄

類別圖

此類別圖顯示了電源管理系統中的 Java 類別和介面：

圖 4.功率等級圖。

物件關係

圖 5 說明了哪些物件引用了其他物件。邊緣意味著來源物件持有對目標物件的引用。例如，VehicleHAL 具有對 PropertyHalService 物件的參考。

圖 5.對象參考圖。