电源管理

为了支持特定于车辆的电源管理，Android 提供了CarPowerManagementService服务和CarPowerManager接口。

状态转换由车辆主控制单元 (VMCU) 触发。为了与 VMCU 通信，集成商必须实现多个组件。集成商负责与车辆硬件抽象层（VHAL）和内核实现集成。集成商还负责禁用唤醒源并确保关闭不会无限期推迟。

术语

本文档中使用了这些术语：

系统设计

本节介绍 AAOS 如何表示应用处理器的电源状态以及哪些模块实现电源管理系统。本材料还描述了这些模块如何协同工作以及状态转换通常如何发生。

汽车电源状态机

AAOS 使用状态机来表示 AP 的电源状态。状态机提供如下所示的状态：

图 1.汽车电源状态机。

最常见的转换以蓝色突出显示。这些是状态和常见的转换：

• 挂起至 RAM。车辆和 SoC 已关闭。没有代码正在执行。 SoC RAM 保持供电。
• 等待VHAL。当驾驶员与车辆交互时（例如打开车门），VMCU 会向 SoC 供电。 AAOS 从挂起到 RAM 恢复并进入等待 VHAL，等待与 VHAL 协调。
• 在。 VHAL 通知 AAOS 进入 On 状态。在此状态下，AAOS 完全运行并与驱动程序交互。
• 关机准备。当驾驶员完成驾驶后，VHAL 通知 AAOS 进入关机准备状态。在此状态下，显示和音频关闭，并且 AAOS 不与驾驶员交互。 Android系统仍在运行，可以免费更新应用程序和Android系统。当更新（如果有）完成时，Android 系统会进入“等待 VHAL 完成”。
• 等待 VHAL 完成。此时，AAOS 通知 VHAL 它已准备好关闭。 VMCU 预计会将 SoC 置于深度睡眠状态并切断应用处理​​器的电源。然后 AAOS 处于挂起至 RAM 状态，但没有执行任何代码。

电源管理模块

电源管理系统由以下模块组成：

深度睡眠/休眠功能（将 Android 挂起至 RAM/磁盘）是在内核中实现的。此功能作为位于/sys/power/state的特殊文件公开给用户空间。通过将mem或disk写入此文件来暂停 AAOS。

CPMS 与其他服务和 HAL 协调电源状态。 CPMS 实现上述状态机，并在发生电源状态转换时向每个观察者发送通知。该服务还使用 VHAL 向硬件发送消息。

CPPD 管理电源策略，直到 CPMS 取得控制权。它还向本机侦听器发送电源策略更改通知。

一些属性在 VHAL 中定义。为了与 VMCU 通信，CPMS 读取和写入这些属性。应用程序可以使用CPM中定义的接口来监视电源状态变化。此接口还允许应用程序注册电源策略侦听器。该API可以从Java中调用，并使用@hide / @System API进行注释，这意味着它仅适用于特权应用程序。这些模块、应用程序和服务之间的关系如下所示：

图 2.电源组件参考图。

消息顺序

上一节描述了构成电源管理系统的模块。本节使用进入深度睡眠和退出深度睡眠示例来解释模块和应用程序如何通信：

进入深度睡眠

只有 VMCU 可以启动深度睡眠。一旦启动深度睡眠，VMCU 就会通过 VHAL 向 CPMS 发送通知。 CPMS 将状态更改为 SHUTDOWN PREPARE，并通过使用 CPM 提供的新状态 ID 调用onStateChanged()方法，向所有观察者（监视 CPMS 的应用程序和服务）广播此状态转换。

CPM 在应用程序/服务和 CPMS 之间进行协调。应用程序/服务的onStateChanged()方法在 CPM 的onStateChanged()方法中同步调用。大多数应用程序和服务都需要在从此调用返回之前完成准备工作。返回PRE_SHUTDOWN_PREPARE 、 SUSPEND_ENTER 、 POST_SUSPEND_ENTER后，特权服务可以继续异步准备。在这种情况下，特权服务应该在完成其准备时对所提供的CompletablePowerStateChangeFuture对象调用complete()。请注意， SHUTDOWN_PREPARE不允许异步准备。在将DEEP_SLEEP_ENTRY发送到 VHAL 之前，CPMS 定期向 VHAL 发送关闭推迟请求。

当所有 CPM 对象完成关闭准备后，CPMS 向 VHAL 发送AP_POWER_STATE_REPORT ，然后 VHAL 通知 VMCU AP 已准备好挂起。 CPMS 还调用其挂起方法，该方法挂起内核。

上述顺序如下图所示：

图 3.进入深度睡眠。

CPM提供的编程接口

本节介绍 CPM 为系统应用和服务提供的 Java API。该 API 使系统软件能够：

• 监视 AP 中的电源状态变化。
• 应用电源策略。

使用以下步骤调用 CPM 提供的 API：

1. 调用Car API获取CPM实例。
2. 对步骤 1 中创建的对象调用适当的方法。

创建 CarPowerManager 对象

要创建 CPM 对象，请调用 Car 对象的getCarManager()方法。该方法是用于创建 CPM 对象的外观。指定android.car.Car.POWER_SERVICE作为参数来创建 CPM 对象。

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

CarPowerStateListener 和注册

系统应用和服务可以通过实现CarPowerManager.CarPowerStateListener来接收电源状态更改通知。该接口定义了一个方法onStateChanged() ，它是 CPMS 电源状态更改时调用的回调函数。以下示例定义了一个实现该接口的新匿名类：

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

要指示此侦听器对象监视电源状态转换，请创建一个新的执行线程并将侦听器和此线程注册到 CPM 对象：

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

当电源状态更改时，将调用侦听器对象的onStateChanged()方法，并使用一个值来表示新的电源状态。实际值和电源状态之间的关联在CarPowerManager中定义，如下表所示：

CarPowerStateListener 注销

要取消注册所有注册到 CPM 的侦听器对象，请调用clearListener方法：

powerManager.clearListener();

Android 实现上的系统集成

集成商负责以下事项：

• 实现暂停 Android 的内核接口。
• 实施 VHAL 功能以：
  • 将暂停或关闭的启动从汽车传播到 Android。
  • 将关闭就绪消息从 Android 发送到汽车。
  • 通过 Linux 内核接口启动 Android 的关闭或挂起。
• 确保设备处于挂起状态时禁用所有唤醒源。
• 确保应用程序关闭得足够快，以免无限期推迟关闭过程。
• 确保 BSP 根据电源策略打开（或关闭）设备组件，以免阻止挂起或休眠

内核接口：/sys/power/state

当应用程序或服务将用于挂起到 RAM 的mem或用于挂起到磁盘的disk写入位于/sys/power/state文件中时，AAOS 会将设备置于挂起模式。集成商必须提供一个功能来监视该文件并将Linux 置于挂起电源状态。该函数可以向VMCU发送GPIO以通知VMCU设备已完全关闭。集成商还负责消除 VHAL 向 VMCU 发送最终消息与系统进入挂起或关闭模式之间的任何竞争条件。

VHAL责任

VHAL 提供车辆网络和 Android 之间的接口。虚拟哈尔：

• 将暂停或关闭的启动从汽车传播到 Android。
• 将关闭就绪消息从 Android 发送到汽车。
• 通过 Linux 内核接口启动 Android 的关闭或挂起。

当 CPMS 通知 VHAL 准备关闭时，VHAL 向 VMCU 发送关闭准备消息。通常，片上外设（例如 UART、SPI 和 USB）传输消息。发送消息后，CPMS 调用内核命令来挂起或关闭设备。在此之前，VHAL 或 BSP 可能会切换 GPIO 以指示 VMCU 可以安全地断开设备电源。

VHAL 必须支持以下属性，这些属性通过 VHAL 控制电源管理：

AP_POWER_STATE_REPORT

使用此属性报告 Android 当前的电源管理状态。该属性包含两个整数：

• int32Values[0] ：当前状态的 VehicleApPowerStateReport 枚举。
• int32Values[1] ：推迟或休眠或关闭的时间（以毫秒为单位）。该值的含义取决于第一个值。

第一个值可以采用以下值之一。 VehicleApPowerStateReport.aidl包含更具体的描述，这些描述存储在hardware/interfaces/automotive/vehicle/aidl/android/hardware/automotive/vehicle中。

状态可以自主设置或响应通过 VMCU 的请求。

AP_POWER_STATE_REQ

该属性由 VMCU 发送，用于将 Android 转换到不同的电源状态，并包含两个整数：

• int32Values[0] ： VehicleApPowerStateReq枚举值，表示要转换到的新状态。
• int32Values[1] ： VehicleApPowerStateShutdownParam枚举值。该值仅针对SHUTDOWN_PREPARE消息发送，并将其包含的选项传输到 Android。

第一个整数值表示 Android 要转换到的新状态。语义在VehicleApPowerStateReq.aidl中定义并提供如下：

VehicleApPowerStateShutdownParam在VehicleApPowerStateShutdownParam.aidl中定义。该枚举具有以下元素：

唤醒源

当器件处于挂起模式时，集成器必须禁用适当的唤醒源。常见的唤醒源包括心跳、调制解调器、Wi-Fi 和蓝牙。唯一有效的唤醒源必须是来自 VMCU 的中断才能唤醒 SoC。这假设 VMCU 可以侦听调制解调器的远程唤醒事件（例如远程发动机启动）。如果将此功能推送到 AP，则必须添加另一个唤醒源来为调制解调器提供服务。

应用

OEM 必须小心编写应用程序，以便能够快速关闭，而不是无限期地推迟该过程。

附录

源代码树中的目录

类图

该类图显示了电源管理系统中的 Java 类和接口：

图 4.功率等级图。

对象关系

图 5 说明了哪些对象引用了其他对象。边缘意味着源对象持有对目标对象的引用。例如，VehicleHAL 具有对 PropertyHalService 对象的引用。

图 5.对象参考图。