NVIDIA Tegra124 SOCTHERM

NVIDIA Tegra SOCTHERM

이 GPL-2.0-only 또는 BSD-2-Clause YAML 스키마는 NVIDIA Tegra124 SOCTHERM thermal management system을 정의합니다. SOCTHERM IP block은 thermal sensor, polling 또는 interrupt 기반 monitoring, temperature trip point에 따른 CPU·GPU throttling, 외부 overcurrent notification 처리를 제공합니다. Overheat 상황의 emergency shutdown도 관리합니다. Maintainer는 Thierry Reding과 Jon Hunter입니다.

SoC, register, interrupt, clock, reset

`compatible`은 `nvidia,tegra114-soctherm`, `nvidia,tegra124-soctherm`, `nvidia,tegra132-soctherm`, `nvidia,tegra210-soctherm`, `nvidia,tegra210b01-soctherm` 중 하나입니다. `reg`와 `reg-names`는 각각 최대 두 항목입니다.

`interrupts`는 module interrupt와 EDP interrupt 순서이며 이름은 `thermal`, `edp`입니다. `clocks`는 thermal sensor clock과 module clock 순서이고 이름은 `tsensor`, `soctherm`입니다. `resets`는 module reset 한 항목이며 이름은 `soctherm`입니다. `#thermal-sensor-cells`는 sensor ID 하나를 받도록 1입니다.

Hardware throttle event container

`throttle-cfgs`는 `thermal-cooling-devices.yaml`을 따르며 hardware throttle event별 설정을 담는 container입니다. Event를 cooling device로 사용할 수 있습니다. 설명상 event child 이름은 `light` 또는 `heavy`이고, pattern은 `light`, `heavy`, `oc1`을 허용합니다. 각 child는 `#cooling-cells = 2`를 사용하며 명시되지 않은 추가 속성은 금지됩니다.

Throttle priority arbitration

`nvidia,priority`는 1~100의 `uint32` 값입니다. Throttle마다 설정이 다르므로 software가 priority를 정하면 hardware arbiter가 최종 throttle 설정을 선택합니다. 값이 클수록 priority가 높고 일반적으로 목표 frequency가 더 낮아집니다. Critical thermal alarm에는 더 높은 priority를 부여해야 하며 두 vector에 같은 값을 설정해 race가 생기지 않도록 해야 합니다.

CPU·GPU pulse skipper 깊이

Tegra124와 Tegra210의 `nvidia,cpu-throt-percent`는 pulse skipper의 percentage throttling depth이며 0~100입니다. Tegra132 전용 `nvidia,cpu-throt-level`은 CPU clock throttling depth를 0 `TEGRA_SOCTHERM_THROT_LEVEL_NONE`, 1 `LOW`, 2 `MED`, 3 `HIGH` 중 하나로 설정합니다.

Tegra124와 Tegra210의 `nvidia,gpu-throt-level`도 0~3 단계입니다. 각 값은 none 0%, low 50%, medium 75%, high 85% throttling을 뜻하며 대응 symbol은 `TEGRA_SOCTHERM_THROT_LEVEL_NONE`, `LOW`, `MED`, `HIGH`입니다.

Tegra210 OC event 제어

이 선택적 속성들은 Tegra210의 OCx throttle event에만 유효합니다. `nvidia,count-threshold`는 interrupt를 발생시키는 데 필요한 OC event 수입니다. 속성이 없으면 interrupt가 발생하지 않고 0이면 모든 OC alarm마다 interrupt합니다.

`nvidia,polarity-active-low` flag가 있으면 OC alarm signal은 low assert, 없으면 high assert입니다. `nvidia,alarm-filter`는 event를 filter할 clock 수이며 기본값은 0입니다. Filter가 만료되면 OC event가 오랫동안 없었다는 뜻이므로 counter를 지우고 filter를 다시 arm합니다. `nvidia,throttle-period-us`는 OC event가 deassert된 뒤 throttling을 유지할 microsecond 수이며 기본값은 0입니다.

Hardware thermtrip matrix

선택적 `nvidia,thermtrips`는 `uint32-matrix`이며 SOCTHERM hardware가 PMIC에 thermal trigger signal을 assert할 온도를 지정합니다. PMIC는 이 signal로 device reset 또는 shutdown을 수행할 수 있습니다. 각 행은 tsensor ID와 millidegree Celsius 온도의 쌍입니다. Sensor ID는 CPU 0, MEM 1, GPU 2, PLLX 3입니다.

이 속성이 없으면 `critical` trip point를 thermtrip temperature로 사용해 hardware thermal trigger를 설정합니다. 속성이 있으면 critical trip 위반을 thermal framework에 보고해 software shutdown을 구현합니다. `hot` trip point는 hardware throttle temperature로 설정되며 zone 온도가 이를 넘으면 HW throttle event가 발생합니다.

필수 속성

필수 속성은 `compatible`, `reg`, `reg-names`, `interrupts`, `interrupt-names`, `clocks`, `clock-names`, `resets`, `reset-names`입니다.

CAR와 CCROC register 분기

공통 `thermal-sensor.yaml`을 포함합니다. Tegra114, Tegra124, Tegra210, Tegra210B01은 첫 `reg`에 SOCTHERM register set, 두 번째에 clock/reset controller register를 두고 이름을 `soctherm-reg`, `car-reg`로 지정합니다. 그 밖의 Tegra132는 두 번째 범위가 CCROC register이며 이름을 `soctherm-reg`, `ccroc-reg`로 지정합니다. `additionalProperties: false`로 추가 속성을 금지합니다.

Tegra124 SOCTHERM 기본 설정

첫 예제는 0x700e2000 SOCTHERM와 0x60006000 CAR register, GIC SPI 48 thermal interrupt와 51 EDP interrupt, TSENSOR·SOC_THERM clock, reset 78을 구성합니다. `nvidia,thermtrips`는 CPU 102500 millidegree와 GPU 103000 millidegree를 지정합니다.

#include <dt-bindings/clock/tegra124-car.h>
#include <dt-bindings/interrupt-controller/arm-gic.h>
#include <dt-bindings/thermal/tegra124-soctherm.h>

soctherm@700e2000 {
    compatible = "nvidia,tegra124-soctherm";
    reg = <0x700e2000 0x600>, /* SOC_THERM reg_base */
          <0x60006000 0x400>; /* CAR reg_base */
    reg-names = "soctherm-reg", "car-reg";
    interrupts = <GIC_SPI 48 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
                 <GIC_SPI 51 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
    interrupt-names = "thermal", "edp";
    clocks = <&tegra_car TEGRA124_CLK_TSENSOR>,
             <&tegra_car TEGRA124_CLK_SOC_THERM>;
    clock-names = "tsensor", "soctherm";
    resets = <&tegra_car 78>;
    reset-names = "soctherm";

    #thermal-sensor-cells = <1>;

    nvidia,thermtrips = <TEGRA124_SOCTHERM_SENSOR_CPU 102500>,
                        <TEGRA124_SOCTHERM_SENSOR_GPU 103000>;

Heavy·light·OC1 throttle 설정

`heavy`는 priority 100으로 CPU pulse 85%와 GPU `HIGH` 85%를 skip합니다. `light`는 priority 80으로 CPU 50%와 GPU `LOW` 50%를 적용합니다. 둘이 동시에 발생하면 hardware arbiter가 priority가 높은 설정을 선택합니다.

`oc1`은 priority 50, active-low polarity, count threshold 100, alarm filter 5100000, throttle period 0 µs를 사용하며 CPU 75%와 GPU `MED` 75% throttling을 설정합니다.

    throttle-cfgs {
        /*
         * When the "heavy" cooling device triggered,
         * the HW will skip cpu clock's pulse in 85% depth,
         * skip gpu clock's pulse in 85% level
         */
        heavy {
            nvidia,priority = <100>;
            nvidia,cpu-throt-percent = <85>;
            nvidia,gpu-throt-level = <TEGRA_SOCTHERM_THROT_LEVEL_HIGH>;

            #cooling-cells = <2>;
        };

        /*
         * When the "light" cooling device triggered,
         * the HW will skip cpu clock's pulse in 50% depth,
         * skip gpu clock's pulse in 50% level
         */
        light {
            nvidia,priority = <80>;
            nvidia,cpu-throt-percent = <50>;
            nvidia,gpu-throt-level = <TEGRA_SOCTHERM_THROT_LEVEL_LOW>;

            #cooling-cells = <2>;
        };

        /*
         * If these two devices are triggered in same time, the HW throttle
         * arbiter will select the highest priority as the final throttle
         * settings to skip cpu pulse.
         */

        oc1 {
            nvidia,priority = <50>;
            nvidia,polarity-active-low;
            nvidia,count-threshold = <100>;
            nvidia,alarm-filter = <5100000>;
            nvidia,throttle-period-us = <0>;
            nvidia,cpu-throt-percent = <75>;
            nvidia,gpu-throt-level = <TEGRA_SOCTHERM_THROT_LEVEL_MED>;
        };
    };
};

Tegra132 CCROC throttle 설정

Tegra132 예제는 0x700e2000 SOCTHERM register와 0x70040000 CCROC register를 `soctherm-reg`, `ccroc-reg`로 매핑합니다. `heavy`는 priority 100과 CPU `HIGH`, `light`는 priority 80과 CPU `MED` level을 사용하며 동시 발생 시 arbiter가 높은 priority를 선택합니다.

thermal-sensor@700e2000 {
    compatible = "nvidia,tegra132-soctherm";
    reg = <0x700e2000 0x600>, /* SOC_THERM reg_base */
          <0x70040000 0x200>; /* CCROC reg_base */
    reg-names = "soctherm-reg", "ccroc-reg";
    interrupts = <GIC_SPI 48 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
                 <GIC_SPI 51 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
    interrupt-names = "thermal", "edp";
    clocks = <&tegra_car TEGRA124_CLK_TSENSOR>,
             <&tegra_car TEGRA124_CLK_SOC_THERM>;
    clock-names = "tsensor", "soctherm";
    resets = <&tegra_car 78>;
    reset-names = "soctherm";
    #thermal-sensor-cells = <1>;

    throttle-cfgs {
        /*
         * When the "heavy" cooling device triggered,
         * the HW will skip cpu clock's pulse in HIGH level
         */
        heavy {
            nvidia,priority = <100>;
            nvidia,cpu-throt-level = <TEGRA_SOCTHERM_THROT_LEVEL_HIGH>;

            #cooling-cells = <2>;
        };

        /*
         * When the "light" cooling device triggered,
         * the HW will skip cpu clock's pulse in MED level
         */
        light {
            nvidia,priority = <80>;
            nvidia,cpu-throt-level = <TEGRA_SOCTHERM_THROT_LEVEL_MED>;

            #cooling-cells = <2>;
        };

        /*
         * If these two devices are triggered in same time, the HW throttle
         * arbiter will select the highest priority as the final throttle
         * settings to skip cpu pulse.
         */
    };
};

CPU thermal zone과 cooling map

CPU zone은 passive·regular polling delay를 모두 1000 ms로 두고 `TEGRA124_SOCTHERM_SENSOR_CPU`를 참조합니다. 102500 millidegree critical shutdown trip과 100000 millidegree hot throttle trip은 각각 hysteresis 1000을 사용합니다. Cooling map은 hot trip을 `throttle_heavy` cooling device의 state 1로 연결합니다.

thermal-zones {
    cpu-thermal {
        polling-delay-passive = <1000>;
        polling-delay = <1000>;

        thermal-sensors = <&soctherm TEGRA124_SOCTHERM_SENSOR_CPU>;

        trips {
            cpu_shutdown_trip: shutdown-trip {
                temperature = <102500>;
                hysteresis = <1000>;
                type = "critical";
            };

            cpu_throttle_trip: throttle-trip {
                temperature = <100000>;
                hysteresis = <1000>;
                type = "hot";
            };
        };

        cooling-maps {
            map0 {
                trip = <&cpu_throttle_trip>;
                cooling-device = <&throttle_heavy 1 1>;
            };
        };
    };
};