嵌入式学习板-ElfBoard ELF 1 固定CPU频率的方法

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ELF 1开发板选用的是主频800MHz NXP的i.MX6ULL处理器。根据实际的应用场景，如果需要降低CPU功耗，可以将CPU频率固定为节能模式，下面以这款开发板为例给小伙伴们介绍一下固定CPU频率的方法。
先来介绍一下与CPU频率相关的命令：
1.列出/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/目录下的文件：

此目录中记录了CPU频率等信息，这些文件的含义如下：
cpuinfo_cur_freq：当前CPU工作频率，从CPU寄存器读取到的工作频率。
cpuinfo_max_freq：处理器所能运行的最高工作频率(单位:KHz）。
cpuinfo_min_freq：处理器所能运行的最低工作频率(单位:KHz）。
cpuinfo_transition_latency：处理器切换频率所需要的时间(单位:ns)。
scaling_available_frequencies：处理器支持的主频率列表(单位:KHz）。
scaling_available_governors：当前内核中支持的所有governor(调频)类型。
scaling_cur_freq：保存着cpufreq模块缓存的当前CPU频率，不会对CPU硬件寄存器进行检查。
scaling_driver：该文件保存当前CPU所使用的调频驱动。
scaling_governor：governor(调频)策略，Linux内核一共有5种调频策略：
①conservative：在CPU负载较低时，调节CPU的工作频率为较低的频率，以保证能源和散热的平衡。而当CPU负载较高时，调节CPU的工作频率为较高的频率，以提高计算机的性能。
②ondemand：定时检查负载，然后根据负载来调节频率。负载低的时候降低CPU频率，这样省电，负载高的时候提高CPU频率，增加性能。
③userspace：可以在用户空间手动调节频率。
④powersave：省电模式，通常以最低频率运行，系统性能会受影响，一般不会用这个。
⑤performance：最高性能，直接用最高频率，不考虑耗电。
scaling_max_freq：governor(调频)可以调节的最高频率。
scaling_min_freq：governor(调频)可以调节的最低频率。
stats：该目录给出了CPU各种运行频率的统计情况，比如CPU在各频率下的运行时间以及变频次数。
2.使用如下命令查看当前CPU频率：
root@ELF1:~# cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/cpuinfo_cur_freq
792000
当前CPU频率为792MHz，工作频率是最高的，其他的值如下：
root@ELF1:~# cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/cpuinfo_max_freq //最高工作频率
792000
root@ELF1:~# cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/cpuinfo_min_freq //最低工作频率
198000
root@ELF1:~# cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_cur_freq //当前频率
792000
root@ELF1:~# cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/cpuinfo_min_freq //可调最低频率
198000
root@ELF1:~# cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor //调频策略
performance
root@ELF1:~# cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_available_frequencies //支持的主频率
198000 396000 528000 792000
可以看出，当前CPU支持198MHz、396MHz、528Mhz和792MHz四种频率切换，其中调频策略为performance，也就是最高性能，直接用最高频率，不考虑耗电。

例如固定CPU频率为198MHz，具体修改方法有两种

1.修改文件系统
当用户有修改CPU频率需求时，ELF 1支持通过指令的方式调节CPU频率。
（1）设置为用户模式，修改频率为198000：
root@ELF1:~# echo userspace > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor
root@ELF1:~# echo 198000 > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_setspeed
（2）查看当前频率：
root@ELF1:~# cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/cpuinfo_cur_freq
198000                                                  //当前频率
上述修改方法仅在终端中临时生效，如果想要断电不丢失，可以将修改频率的命令写进开机自启脚本中：
（1）开机自启脚本路径/etc/rc.local：
root@ELF1:~# vi /etc/rc.local
（2）添加如下命令到开机自启脚本：
echo userspace > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor
echo 198000 > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_setspeed
效果如下：

（3）保存退出并重启开发板。
（4）查看当前频率：
root@ELF1:~# cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/cpuinfo_cur_freq
198000                                                  //当前频率
可以看到CPU频率已经固定为198MHz了。

2.修改内核：
通过图形化界面配置Linux内核的CPU调频策略：
需要先执行“make imx6ull_elf1_defconfig”命令生成.config，然后再使用图形界面进行配置，因为“make menuconfig”进行图形配置时，是从.config中读取出来的。
elf@ubuntu:~/work/ELF/linux-4.1.15-elf1$ . /opt/fsl-imx-x11/4.1.15-2.0.0/environment-setup-cortexa7hf-neon-poky-linux-gnueabi
elf@ubuntu:~/work/ELF/linux-4.1.15-elf1$ make imx6ull_elf1_defconfig   //生成.config
elf@ubuntu:~/work/ELF/linux-4.1.15-elf1$ make menuconfig
打开Linux内核的图形化配置界面，进入如下路径：
CPU Power Management
     -> CPU Frequency scaling
        -> Default CPUFreq governor
打开默认调频策略选择界面，选择“powersave”，选择以后保存退出图形化配置界面。

此时最新的配置会更新到.config，编译内核之前需要把.config文件中的配置复制到imx6ull_elf1_defconfig中，作为新的配置文件。
elf@ubuntu:~/work/ELF/linux-4.1.15-elf1$ cp .config arch/arm/configs/imx6ull_elf1_defconfig
elf@ubuntu:~/work/ELF/linux-4.1.15-elf1$ make imx6ull_elf1_defconfig
elf@ubuntu:~/work/ELF/linux-4.1.15-elf1$ make zImage
编译完成以后把新的zImage拷贝到开发板替换掉旧的zImage，保存并重启。
root@ELF1:~# cp /run/media/sda1/zImage /run/media/mmcblk1p1
root@ELF1:~# sync
root@ELF1:~# reboot
启动完成以后，查看当前频率：
root@ELF1:~# cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/cpuinfo_cur_freq
198000
当前CPU频率为198MHz了。查看scaling_governor文件看一下当前的调频策略：
root@ELF1:~# cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor
powersave
当前的CPU调频策略为powersave，也就是省电模式，该模式下系统运行在最低频率。功耗相应降低，但系统性能会受影响。
好啦，以上就是修改CPU固定频率的方法啦，希望对小伙伴们学习有所帮助哦！