引言

AXP192 是KrossPower公司的一款高度集成的电源系统管理芯片(PMIC)，具有可定制、初始化多路输出电压、可编程设置各路输出电压、体积小、加工方便和价格便宜等优点。配合S5PV210使用，可减少核心供电使用独立电源数量，同时减小PCB使用面积，动态调节核心电压，智能管理最小系统电源，最大程度降低设备使用功耗，从而达到延长设备使用寿命的目的。相比三星配套推荐的WM8310，在同样满足功能和性能稳定的基础上，AXP192加工方便、价格便宜、供货稳定和周期短是其最大的优势。

1 硬件设计

1.1 S5PV210电源设计与上电时序

S5PV210工作模式有正常、待机、休眠3种。根据这3种工作模式，分析各路电源需要的电流大小、上电时间先后、使用电压的大小等，将S5PV210的电源分成几组，合并可以一起供电的电源，在满足3种工作模式的前提条件下，尽可能优化电源的供给，减少独立电源的使用。根据优化后的电源设计，S5PV210最小系统只需要3路DCDC和7路LDO便可以正常工作，AXP192能提供7路电源，因此只需要额外增加3路独立的LDO。本设计方法相比AXP192为CortexA8内核处理器推荐的设计减少了5路独立电源，大大减少了独立电源芯片的使用，这也是本设计的优势所在。

AXP192具有3路DCDC以及4路LDO，各路特性如表1所列。

7路电源输出除了LDO1是固定电压输出外，其他6路电源均可通过I2C总线控制接口打开或者关闭其输出，并可设置它们的电压大小。

根据AXP192各路电源的驱动能力和S5PV210电源对电流大小的要求，将DCDC1和DCDC3分别接到S5PV210的内核电源VDD_INT_AP和VDD_ARM_AP，这两个内核电压随着ARM内核、总线工作频率做相应的调节，以实现正常工作情况下最优的功耗。DCDC2给DDR2内存和S5PV210的内存总线接口电路供电，其他各路LDO给S5PV210的I/O电路供电。根据电源分配，额外增加的3路独立LDO，其中LDO4供电VDD_ALIVE_AP，LDO5供电VDD_xPLL_AP，LDO6供电其他I/O电路。

表1 AXP192各路特性表

S5PV210有严格的上电时序要求，如图1所示。为了保证每次上电都能正确运行，各路电源的上电时序必须要满足其需求。AXP192除LDO1外的6路电源的上电时序均可配置，每步延时间隙分别有1 ms、4 ms和16 ms三种选择，上电步骤选择方式A则有7个上电顺序配置。

图1 S5PV210上电时序要求

根据S5PV210上电时序要求设定3步上电顺序，每步上电延时间隙均为4 ms。具体上电时序分配为：第1步上电DCDC2，并用DCDC2作为LDO4的输入使其同时上电；第2步上电DCDC1和DCDC3，并用DCDC1使能LDO5；第3步上电剩余的LDO。按此设计的供电方式简单有效，S5PV210每次都能正常开机，并且运行稳定。

1.2 AXP192与S5PV210通信接口设计

AXP192通过I2C总线接口与S5PV210通信。工作时，I2C总线引脚上拉到系统I/O电源，S5PV210可以通过这个接口去打开或关闭某些电源输出，设置它们的电压，访问内部寄存器和多种测量数据等。其他系统管理如复位信号、休眠信号、中断信号等接口如图2所示。

图2 AXP192与S5PV210通信接口设计

2 驱动程序设计

应用中采用Android2.3.7操作系统，其内核是Linux2.6.35。在Linux系统中，I2C总线驱动由3部分组成，即I2C总线核心、I2C总线驱动和I2C设备驱动，其中I2C核心、I2C总线驱动Linux内核已经完善，因此，驱动程序的开发主要集中在AXP192设备驱动这一层，用来实现对AXP192各种功能的操作控制，其中主要是对其寄存器的读写操作。驱动实现的功能有系统开关机、各路电压的动态设置以及打开与关闭等。

Linux内核有两种编写I2C设备驱动方式：legacy方式和new style方式。应用中使用new style方式，其中重要的I2C_driver结构体为：

static struct i2c_driver axp192_pmic_driver = {

.probe = axp192_pmic_probe,

//当有i2c_client和i2c_driver匹配时调用

.remove = __devexit_p(axp192_pmic_remove),

//注销时调用

.driver = {

.name = "axp192", //设备名称

},

.id_table = axp192_ids,//匹配规则

};

下面介绍驱动中几个函数的具体实现方法。

（1） AXP192设备初始化函数

static int __devinit axp192_pmic_probe(struct i2c_client *client,const struct i2c_device_id *i2c_id){

struct regulator_dev **rdev;

struct axp192_platform_data *pdata = client->dev.platform_data;

struct axp192_data *axp192;

int i = 0, id, ret;

if (!pdata)

return -EINVAL;

axp192 = kzalloc(sizeof(struct axp192_data), GFP_KERNEL);//分配内存空间

if (!axp192)

return -ENOMEM;

axp192->rdev = kzalloc(sizeof(struct regulator_dev *) * (pdata->num_regulators + 1), GFP_KERNEL);

if (!axp192->rdev) {

kfree(axp192);

return -ENOMEM;

}

if (!i2c_check_functionality(client->adapter, I2C_FUNC_I2C)) {//检查I2C设备的功能

AXPDBG("i2c error");

return-ENODEV;

}

axp192->client = client; //将client赋值给全局变量

axp192->dev = &client->dev;

axp192->pdata = pdata;

i!2c_set_clientdata(client, axp192);

axp192_point = axp192;

mutex_init(&axp192->mutex);//互斥，防止线程卡死

return 0;

}

（2） I2C读函数

static int axp192_i2c_read(struct i2c_client *client, u8 reg, u8 *dest){

struct i2c_msg msg[2];

uint8_t buf0[4];

uint8_t buf1[8];

int ret;

ret = i2c_smbus_read_byte_data(client, reg);

if (ret < 0){

printk(KERN_ERR "i2c_transfer failed:%d\\n",ret);

return -EIO;

}

*dest = ret & 0xff;

}

（3） I2C写函数

static int axp192_i2c_write(struct i2c_client *client, u8 reg, u8 value){

return i2c_smbus_write_byte_data(client, reg, value);

}

（4） AXP192寄存器读操作函数

static u8 axp192_read_reg(struct axp192_data *axp192, u8 reg){

u8 val = 0;

mutex_lock(&axp192->mutex);

axp192_i2c_read(axp192->client, reg, &val);

mutex_unlock(&axp192->mutex);

return val;

}

（5） AXP192寄存器写操作函数

static int axp192_write_reg(struct axp192_data *axp192, u8 reg, u8 value){

mutex_lock(&axp192->mutex);

axp192_i2c_write(axp192->client, reg, value);

mutex_unlock(&axp192->mutex);

return 0;

}

具体的设备驱动完成后，将AXP192设备驱动的配置添加到相应的kconfig文件中，在配置内核选项时就可以把AXP192设备驱动添加到内核中，系统启动时可自动加载AXP192设备驱动。驱动设计成功后，可以编写相应的上层应用软件对AXP192驱动进行管理应用，如控制某个设备电源的开关等。

结语

AXP192完全可替代三星配套推荐的WM8310使S5PV210正常工作。相比WM8310，AXP192可输出电源路数不多，需要额外增加3路LDO。但是，AXP192的QFN48封装比WM8310的0.4 mm间距焊球容易加工和维修，而且PCB设计走线要求比WM8310低。其他方面（如价格、供货周期等）都有极大的优势。

利用AXP192多路可编程电源输出及其高性能的特点，将其运用于手持设备的CPU电源管理，结合Linux操作系统实现电压可动态调节及休眠唤醒等功能，对设备电源开关管理和系统功耗的降低起了重要作用，从而延长使用电池供电的手持设备工作时间。AXP192功能高度集成，芯片尺寸小，适合密度要求越来越高的PCB板使用，使手持设备更加小型化，极高的性价比使其非常适用于大量生产的手持设备。此设计已经成功应用于广州中海达测绘仪器有限公司的7寸工业平板上，经过批量生产和市场的使用检验，产品工作稳定可靠，此方案设计使得产品具有一定的市场竞争力。