RZ/G2L微處理器配備Cortex-A55(1.2 GHz)CPU、16位DDR3L/DDR4接口、帶Arm Mali-G31的3D圖形加速引擎以及視頻編解碼器(H.264)。此外,這款微處理器還配備有大量接口,如攝像頭輸入、顯示輸出、USB2.0和千兆以太網(wǎng),因此特別適用于入門級工業(yè)人機界面(HMI)和具有視頻功能的嵌入式設備等應用,具備較好的能耗比。

隨著計算設備性能的不斷提升,處理器、GPU、NPU的功耗和發(fā)熱量顯著增加,如何有效管理系統(tǒng)溫度成為計算機系統(tǒng)設計中的重要課題。
如果沒有適當?shù)臒峁芾恚^高的溫度會對系統(tǒng)穩(wěn)定性、性能和壽命造成嚴重影響。如高溫會導致電子元件的物理特性發(fā)生變化,例如電阻增大、信號延遲增加,甚至可能引發(fā)數(shù)據(jù)傳輸錯誤。當溫度超過芯片的安全閾值時,可能會出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰(crash)、死機(hang)、自動關機(shutdown)等問題。
為了避免過熱,現(xiàn)代CPU和GPU內(nèi)部通常會集成動態(tài)溫度調(diào)節(jié)機制(Thermal Throttling),當溫度接近上限時,系統(tǒng)會主動降低頻率(降頻)或減少運行核心數(shù),以減少功耗和發(fā)熱量。
在Linux內(nèi)核中,Thermal Framework(熱管理框架)提供了一套完整的溫度管理機制,允許操作系統(tǒng)監(jiān)測溫度變化,并在必要時采取相應的散熱措施。該框架主要通過CPU內(nèi)置的溫度傳感器模塊監(jiān)控設備溫度,并結(jié)合散熱設備(如風扇、散熱膜、導熱膠等)和溫控策略(如動態(tài)電壓調(diào)節(jié)、核心關閉、降頻或負載均衡)來優(yōu)化系統(tǒng)散熱。
RZ/G2L工作溫度

本篇概要介紹下瑞薩RZ/G2L thermal軟件策略。
硬件上依賴芯片內(nèi)部的TSU(熱傳感器單元)。
規(guī)格如下

軟件框架如下

一般產(chǎn)品開發(fā)者只需要配置對應策略的參數(shù)即可,如內(nèi)核設備樹,具體驅(qū)動原廠已經(jīng)適配。
如下詳細介紹設備樹參數(shù)
左右滑動查看完整內(nèi)容
tsu: thermal@10059400{
compatible ="renesas,r9a07g044-tsu",
"renesas,rzg2l-tsu";
reg = <00x1005940000x400>;
clocks = <&cpg CPG_MOD R9A07G044_TSU_PCLK>;
resets = <&cpg R9A07G044_TSU_PRESETN>;
power-domains = <&cpg>;
#thermal-sensor-cells =<1>;
};
thermal-zones {
emergency {
polling-delay = <1000>; /* 每隔1000ms獲取一次溫度 */
on-temperature = <110000>; /* 超過110度,關閉 cpu1 */
off-temperature = <95000>; /* 低于95度,恢復 cpu1 */
target_cpus = <&cpu1>; /* 是否關閉 cpu1 */
status ="disabled";
};
cpu-thermal {
polling-delay-passive = <250>; /* 溫度高于trip-point-0指定的值,每隔250ms獲取一次溫度 */
polling-delay = <1000>; /* 溫度低于trip-point-0指定的值,每隔1000ms獲取一次溫度 */
thermal-sensors = <&tsu?0>; /* 通過tsu 通道0獲取溫度 */
sustainable-power = <717>; /* 溫度等于trip-point-1指定的值時,系統(tǒng)分配給cooling device的能量 */
cooling-maps {
map0 {
trip = <&target>; /* 表示在target trip下,該cooling device才起作用 */
cooling-device = <&cpu0?02>; /* cpufreq 的頻點從最高到最小頻點排序,從0開始標注,0對應最高頻率*/
contribution = <1024>; /* 1024 整數(shù)倍,用于調(diào)整降頻順序和尺度 */
};
};
trips {
sensor_crit: sensor-crit {
temperature = <125000>; // 默認關機溫度,具體動作由thermal_core.c 函數(shù) handle_critical_trips決定。
hysteresis = <1000>;
type ="critical";
};
target: trip-point {
temperature = <100000>; /* 100 度發(fā)生溫控,對應 trip_point_1_temp 文件 */hysteresis = <1000>; /* 滯后溫度,當下降到(100 – 5000/1000) = 95 度時解除溫控,對應 trip_point_1_hyst 文件 */type ="passive"; /* ”passive”,表示當溫控發(fā)生后由governor控制policy */};};};}; cpus {#address-cells =<1>;#size-cells =<0>; cpu-map {cluster0 {core0 {cpu =<&cpu0>;};core1 {cpu =<&cpu1>;};};}; cpu0: cpu@0 {compatible ="arm,cortex-a55";reg =<0>;device_type ="cpu";#cooling-cells =<2>;next-level-cache =<&L3_CA55>;enable-method ="psci";clocks =<&cpg CPG_CORE R9A07G044_CLK_I>;operating-points-v2 =<&cluster0_opp>;}; cpu1: cpu@100 {compatible ="arm,cortex-a55";reg =<0x100>;device_type ="cpu";next-level-cache =<&L3_CA55>;enable-method ="psci";clocks =<&cpg CPG_CORE R9A07G044_CLK_I>;operating-points-v2 =<&cluster0_opp>;}; L3_CA55: cache-controller-0 {compatible ="cache";cache-unified;
cache-size = <0x40000>;
};
};
cpu 頻率
cluster0_opp: opp-table-0{
compatible ="operating-points-v2";
opp-shared;
opp-150000000{
opp-hz = /bits/64<150000000>;
opp-microvolt = <1100000>;
clock-latency-ns = <300000>;
};
opp-300000000{
opp-hz = /bits/64<300000000>;
opp-microvolt = <1100000>;
clock-latency-ns = <300000>;
};
opp-600000000{
opp-hz = /bits/64<600000000>;
opp-microvolt = <1100000>;
clock-latency-ns = <300000>;
};
opp-1200000000{
opp-hz = /bits/64<1200000000>;
opp-microvolt = <1100000>;
clock-latency-ns = <300000>;
opp-suspend;
};
};
左右滑動查看完整內(nèi)容
測試信息節(jié)點:
當前溫度:cat/sys/class/thermal/thermal_zone0/temp
工作頻率:cat/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/cpuinfo_cur_freq
cat/sys/devices/system/cpu/cpu1/cpufreq/cpuinfo_cur_freq
cpu是否在線:cat/sys/devices/system/cpu/cpu*/online
可以通過熱風槍或溫箱設備模擬環(huán)境加熱,如上配置參數(shù)的控制過程。
總結(jié)如下
左右滑動查看完整內(nèi)容
cpu溫度 超過100度,啟動降頻 1.2G ->0.6G -> 0.3G 超過110度,關閉cpu1,并降頻至 0.15G 超過125度,關機;
Linux Thermal框架的核心價值在于平衡性能與溫度,通過智能熱管理提升系統(tǒng)穩(wěn)定性、延長硬件壽命、優(yōu)化功耗,并提供靈活的適配性,使其成為計算設備熱管理的關鍵組件。
產(chǎn)品設計參考
rzg2l-thermal-management-guideline
https://www.renesas.cn/zh/document/apn/rzg2l-thermal-management-guideline?r=1467981
rzg2l-power-consumption-measurement
https://www.renesas.cn/zh/document/apn/power-consumption-measurement?r=1467981
如果需要如下詳細功率計算表,請聯(lián)系銷售或于本公眾號后臺菜單欄點擊“樣片申請”聯(lián)系相應合作商獲取。

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原文標題:瑞薩RZ/G2L Linux Thermal Framework軟件熱管理介紹
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