[发明专利]一种基于国产飞腾处理器的电池状态控制方法

权利要求书

1.一种基于国产飞腾处理器的电池状态控制方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，构建Smart Battery电池状态控制系统，它由Smart Battery、飞腾1000A处理器、电池状态控制软件和电源管理应用程序四个部分构成；Smart Battery与飞腾1000A处理器通过系统管理总线SMB的时钟线和数据线相连；电源管理应用程序通过对电池状态信息、充电电量上限阈值和放电电量下限阈值进行决策实现对电池充放电状态的控制；

Smart Battery的锂聚合物充电电池、电源适配器、微控单元MCU和电池管理芯片LTC4100作为飞腾1000A处理器的从设备，通过SMB时钟线和SMB数据线连接至飞腾1000A处理器内置AMBA总线下I2C控制器第四个I2C接口即I2C接口3；Smart Battery电池状态控制系统中新增一个电阻与Smart Battery并联；飞腾1000A处理器通过运行电池状态控制软件，对电池管理芯片LTC4100进行控制和访问，实现电池实时信息获取和电池充放电状态控制；

电池状态控制软件是位于操作系统内核空间的驱动程序，由I2C驱动子模块、驱动与设备匹配子模块、电池信息封装子模块和核内外通信驱动子模块构成；

I2C驱动子模块负责将Smart Battery的锂聚合物充电电池、电源适配器、微控单元MCU和电池管理芯片LTC4100注册为I2C控制器的从设备，并将设备注册信息传递给驱动与设备匹配子模块；设备注册信息包括设备识别号即设备ID、从设备地址和寄存器偏移，设备识别号是设备在驱动程序中的唯一标识，从设备地址是I2C协议中规定的由7位地址和一位R/W读写位组成的器件地址，寄存器偏移是从设备地址上寄存器的相对地址；飞腾1000A处理器通过设备注册信息中从设备地址识别Smart Battery所在的I2C接口，并通过寄存器偏移访问Smart Battery中的寄存器；

驱动与设备匹配子模块定义了I2C驱动支持的设备识别号和驱动操作函数；I2C驱动支持的设备识别号用于匹配I2C驱动子模块中注册的设备识别号，如果两个设备识别号匹配，表示当前的I2C驱动支持I2C设备驱动子模块注册的Smart Battery设备；驱动操作函数是控制电池信息需要调用的基本函数，包括打开、关闭、读、写以及输入输出控制函数；打开函数用于打开文件，关闭函数用于关闭文件，读函数用于读文件，写函数用于写文件，输入输出控制函数用于操作系统内核空间和用户空间控制权的转换，用于支持电源管理应用程序读取用户空间的Proc文件系统中的结构化电池信息，在驱动与设备匹配子模块接收来自于I2C驱动子模块的设备注册信息并对设备识别号比对匹配后，向电池信息封装子模块发送驱动操作函数信息供其调用；

电池信息封装子模块负责电池信息的获取和封装；电池信息封装子模块从驱动与设备匹配子模块接收操作函数信息，调用读函数从电池管理芯片LTC4100周期性实时获取非结构化电池状态信息，对非结构化电池状态信息进行结构化处理和转换，封装形成上层应用程序可直接识别读取的结构化电池状态信息，并将结构化电池状态信息发送给核内外通信子模块；非结构化电池状态信息是指Smart Battery寄存器中十六进制形式的数值，结构化电池状态信息是指用用户理解的格式化信息；

核内外通信子模块从电池信息封装子模块接收结构化电池状态信息，将结构化电池状态信息采用Smart Battery目录及文件的形式写入用户空间的Proc文件系统，供用户空间的电源管理应用程序读取结构化电池状态信息；

电源管理应用程序由电池信息读取模块、大小端转换模块、充放电决策模块、充放电状态设置模块构成；

电池信息读取模块负责实时从Proc文件系统中读取结构化电池状态信息；

大小端转换模块将从电池信息读取模块得到的大端字节序的结构化电池状态信息转换为小端字节序，并将小端字节序的结构化电池状态信息发送给充放电决策模块；

充放电决策模块根据结构化电池状态信息进行决策，通过核内外通信子模块向电池管理芯片LTC4100发出指令，电池管理芯片LTC4100继续向微控单元MCU发送指令，让电池切换为放电状态、充电状态或者不充电不放电状态；

充放电状态设置模块负责接收用户对电池充放电状态改变的阈值，并将阈值传递给电池状态控制软件；

第二步，电池状态控制软件按照周期T通过访问Smart Battery的电池管理芯片LTC4100相关的寄存器获取非结构化电池状态信息，对非结构化电池状态信息进行结构化处理后得到结构化电池状态信息，将结构化电池状态信息写入proc文件系统SmartBattery目录下的文件中；同时电源管理应用程序按照周期T从Proc文件系统SmartBattery目录下的文件中获取结构化电池状态信息，并进行Smart Battery电池的充、放电控制：

2.1电池状态控制软件的I2C驱动子模块通过调用操作系统中I2C设备注册函数向飞腾1000A处理器的I2C控制器注册Smart Battery设备信息，包括设备ID、从设备地址和寄存器偏移，并将该Smart Battery设备注册信息发送给驱动与设备匹配子模块；

2.2电池状态控制软件的驱动与设备匹配子模块从I2C驱动子模块获得设备ID、从设备地址和寄存器偏移，并将设备ID与驱动与设备匹配子模块自身所声明支持的设备ID进行匹配，具体步骤如下：

2.2.1如果设备ID与驱动与设备匹配子模块自身所声明支持的设备ID不一致，则表示当前操作系统中没有支持该Smart Battery电池设备的驱动，转第三步；

2.2.2如果设备ID与驱动与设备匹配子模块自身所声明支持的设备ID一致，驱动与设备匹配子模块定义用于实现电池实时信息获取和电池充放电状态设置的驱动操作函数，并将驱动操作函数和I2C设备注册信息发送给电池信息封装子模块，执行2.3步；

2.3电池状态控制软件的电池信息封装子模块按2.3.1～2.3.3的步骤从驱动与设备匹配子模块接收操作函数信息、I2C设备注册信息，按照周期T从电池管理芯片LTC4100中获取非结构化电池状态信息，同时将非结构化电池状态信息转换为结构化电池状态信息，并将结构化电池状态信息写入proc文件系统中；同时，电源管理应用程序按2.3.4～2.3.7的步骤从Proc文件系统中获取结构化电池状态信息，并进行Smart Battery电池的充、放电控制，方法是：

2.3.1电池信息封装子模块根据接收到的操作函数信息以及I2C设备注册信息，获取非结构化电池状态信息；

2.3.2电池信息封装子模块将非结构化电池状态信息转换为结构化电池状态信息，并将结构化电池状态信息发送给核内外通信驱动子模块；

2.3.3核内外通信驱动子模块通过写文件的方式将结构化电池状态信息写入到Proc文件系统中，本周期结束，转步骤2.3.1；

2.3.4电源管理应用程序接收用户输入，设置充电电量上限阈值和放电电量下限阈值；

2.3.5电源管理应用程序的电池信息读取模块从Proc文件系统的Smart Battery目录下的文件中获取大端字节序的结构化电池状态信息；

2.3.6大小端转换模块接收大端字节序的结构化电池状态信息，将其转换为小端字节序的结构化电池状态信息，并将小端字节序的结构化电池状态信息发送给充放电决策模块；

2.3.7充放电决策模块接收结构化电池状态信息，读出电池当前电量、是否连接电源、电池充放电状态和电池充放电阈值后，根据当前不同的状态进行电池充放电决策，电池充放电状态有3种，01表示电池处于充电状态、10表示电池处于放电状态、11表示电池处于不充电和不放电状态，方法是：

2.3.7.1若目前电池是连接电源且电池处于放电状态，并且当电池电量低于放电电量下限阈值时，充放电决策模块发出充电指令，让电池切换到充电状态，电源适配器给锂聚合物充电电池充电，本周期结束，转步骤2.3.5；

2.3.7.2若目前电池是连接电源且电池处于放电状态，且当电池电量不低于放电电量下限阈值时，充放电决策模块发出不充电不放电指令，让电池切换到不充电不放电状态，本周期结束，转步骤2.3.5；

2.3.7.3若显示目前电池是没有连接电源且电池处于充电状态，充放电决策模块发出放电指令让电池切换为放电状态，本周期结束，转步骤2.3.5；

2.3.7.4若目前电池是连接电源且电池处于充电状态，并且电池电量低于充电上限阈值，继续充电，转步骤2.3.7.8；

2.3.7.5若目前电池是连接电源且电池处于充电状态，并且电池电量达到充电上限阈值，充放电决策模块发出不充电不放电指令，让电池切换到不充电不放电状态，转步骤2.3.5；

2.3.7.6若目前电池是连接电源，电池处于不充电不放电状态，转步骤2.3.7.8

2.3.7.7若目前电池是没有连接电源，电池处于放电状态，继续放电，转步骤2.3.7.8；

2.3.7.8不需要改变原有充放电控制策略，本周期结束，转步骤2.3.5；

第三步，结束。