功耗相关总结

文章目录

  • 功耗相关的使用场景
  • MCU中低功耗的应用
  • RTOS中低功耗应用

功耗相关的使用场景

目前越来越多的嵌入式设备采用电池进行供电,而不是跟台式电脑一样,可以一直连接着电源。在电池供电的场景下,对功耗的要求很高,工程师们尽量希望自己的设备充完一次点后可以使用更久。

本文从两个角度去看待如何实现低功耗。一种方法是MCU厂商提供的低功耗模式,在工程端,我们一般按照MCU厂商提供的方法使得MCU进入低功耗模式。另外一种方法是RTOS中的低功耗实现方法,因为RTOS是采用轮转调度的,可以在此基础上做相关处理,可以使设备使用的功耗更低。

MCU中低功耗的应用

以Cortex-M3内核为例,

通过查找CM3内核指南,可以看到这种内核提供了两种低功耗策略,如下图所示:
在这里插入图片描述

其实也很好理解,

  • 睡眠模式(Sleep Mode):
    在睡眠模式下,CPU停止执行指令,但所有的时钟信号(包括系统时钟和外设时钟)仍然保持活动状态。这意味着外设(如定时器、通信接口等)仍然可以工作,并且可以通过外设事件(如定时器溢出、串口数据到达等)来唤醒CPU。

  • 深度睡眠模式(Deep Sleep Mode):
    深度睡眠模式比睡眠模式更进一步降低功耗。在这个模式下,除了CPU停止执行指令外,大部分或全部的系统时钟和外设时钟也会被禁用。这意味着大多数外设也会停止工作。只有少数特定的唤醒源(如外部中断或者某些具有独立时钟的外设)才能唤醒处理器。

写一个表格对比一下:

特性睡眠模式深度睡眠模式
CPU停止执行指令停止执行指令
系统时钟保持活动大多数情况下禁用
外设时钟保持活动大多数情况下禁用
外设功能保持工作大多数情况下停止
唤醒事件外设事件限定的唤醒源
功耗更低

这是ARM内核层面提供的低功耗模式,但是在实际上厂商还可以客制化,这里举个例子,以STM32F1系列为例:
从STM32F1的参考手册可以见到:
在这里插入图片描述

其有三种模式,为啥三种呢,因为他扩展了CM3内核的深度睡眠模式,外加一个SRAM作为后备存储区,该区电力供应在进入深度睡眠模式的时候,可以选择被切断与保留,如果保留了,则可以当前的处理器状态备份到这个SRAM。(备份原理参考:https://blog.csdn.net/weixin_47702410/article/details/119751040)

总结一下,STM32F1的这三种模式与Cortex-M3内核的两种模式的关联如下:

  • 睡眠模式直接对应于Cortex-M3的睡眠模式。
  • 停止模式和待机模式可以看作是在Cortex-M3的深度睡眠模式的基础上,由STM32F1系列微控制器特有的扩展,它们提供了更深层次的功耗管理。

STM32F1的具体的休眠含义可以查找STM32F1的参考手册,如下:
在这里插入图片描述

RTOS中低功耗应用

RTOS在一般的应用中,处理器大量的时间都在处理空闲任务,此时可以考虑让处理器在空闲任务的时候进入低功耗模式。当需要处理应用层代码的时候就将处理器从低功耗模式唤醒。

因此关键在于如何确定CPU此时是空闲的,我们在空闲的时候开启低功耗而需要处理任务的时候,退出低功耗便可。

以FreeRTOS为例,一般会在空闲任务都会进入到钩子函数,则可钩子函数中执行低功耗相关处理。而FreeRTOS的系统时钟是由滴答定时器中断来提供的。

为此,FreeRTOS特地提供了一个解决方法–Tickless模式,当处理器进入空闲任务以后就关闭系统节拍中断(滴答定时器中断),只有当其他中断发生或者其他任务需要处理的时候处理器才会被低功耗模式中唤醒。

关于这方面的具体实现,可以在源码中查看如下宏的实现:

#define configUSE_TICKLESS_IDLE 1 //启用低功耗tickless模式

参考:https://blog.csdn.net/qq_26226375/article/details/125043059

总体来说,RTOS实现低功耗可运用如下的原理(滴答定时器作了处理,不然会一直唤醒内核),红色部分是任务处理时长,灰色部分是低功耗休眠时长,绿色部分是进入低功耗的处理时长:

在这里插入图片描述

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/pingmian/13596.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

炫酷gdb

在VS里面调试很方便对吧?(F5直接调试,F10逐过程调试--不进函数,F11逐语句调试--进函数,F9创建断点),那在Linux中怎么调试呢? 我们需要用到一个工具:gdb 我们知道VS中程…

2024/5/24 Day38 greedy 435. 无重叠区间 763.划分字母区间 56. 合并区间

2024/5/24 Day38 greedy 435. 无重叠区间 763.划分字母区间 56. 合并区间 遇到两个维度权衡的时候,一定要先确定一个维度,再确定另一个维度。如果两个维度一起考虑一定会顾此失彼。 重叠区间问题 435. 无重叠区间 题目链接 435 给定一个区间的集合 i…

从业务角度来看,DevOps 是什么?

如果您在我们的应用程序名称中看到“DevOps”,这意味着我们必须正确解释该术语,我们会这样做,但角度会有所不同。让我们从业务角度看看 DevOps 是什么。 通用名称 首先你应该知道,DevOps 没有明确的定义。是的。 大多数情况下&a…

07. 哨兵模式

文章目录 概述哨兵模式多哨兵模式测试哨兵模式优缺点哨兵模式的配置 概述 主从切换的技术是,当主服务器宕机后,需要手动把一台从服务器切换为主服务器,这需要人工干预,还会造成一段时间内服务不可用。所以我们考虑使用哨兵模式。…

安卓实现5个底部导航栏切换fragment

步骤,写 5 个 fragment 自定义的类5个布局文件: package com.xmkjsoft.xhgh.fragment;import android.os.Bundle; import android.view.LayoutInflater; import android.view.View; import android.view.ViewGroup;import androidx.annotation.NonNul…

win11安装docker运行Open-Webui 界面化展示 ollama大模型

1.OpenWeb UI运行需要docker 环境下载docker Get Started | Docker 2.需要命令提示符docker -v 查询是否安装成功; 查询docker详情docker version 3.github拉取open-webUi镜像Package open-webui GitHub 复制命令运行在命令提示符; 等待下载完成 4.到…

Web安全:企业如何抵御常见的网络攻击?

近年来随着人类社会向数字世界的加速发展,勒索软件攻击事件在全球范围内呈现快速上升的态势,几乎所有国家的政府、金融、教育、医疗、制造、交通、能源等行业均受到影响,可以说有互联网的地方就可能发生勒索软件攻击事件。 Web安全是一个大课…

蓝桥杯2023(十四届)省赛——统计日期(八重神子)

统计日期 2.日期统计 - 蓝桥云课 (lanqiao.cn) 其实一开始我想直接暴力的,然后写着写着突然觉得可以优化一下: 优化方法:先找所有2023的位置,记录初始和最后的位置 找出所有合法日期的位置,使用前缀和,计…

C语言基础-静态变量(static)

在C语言中,static关键字有多种用途,主要与变量的存储期(lifetime)和可见性(visibility)有关。以下是static在C语言中的主要用途: 局部静态变量: 在函数内部定义的局部静态变量&#…

2024-05-24 思考-关于软件架构设计

摘要: 2024-05-24 思考-关于软件架构设计 软件架构设计: 虽然在商业的战略中,软件代码只是起到最后的一个环节,但是对于业务本身来说,还是应该站在商业的视角上,去看待技术的实现此前读过的比较有价值的关于软件架构设计的书&…

【全开源】简单商城系统(PC/UniAPP)

轻松构建您的在线商店 在当今数字化时代,拥有一个在线商店对于许多商家来说已成为必不可少的营销手段。为了满足这一需求,我们推出了“简单商城系统源码”,让您轻松构建并管理您的在线商店。 一、简单易用,快速上手 “简单商城…

C++第三方库【JSON】— jsoncpp

目录 认识JSON jsoncpp库 安装&使用 认识jsoncpp Json::Value jsoncpp序列化 jsoncpp反序列化 认识JSON JSON(JavaScript Object Notation)是一种轻量级的数据交换格式,采用完全独立于编程语言的文本格式来存储和表示数据,常用于在客户端和服…

《QT实用小工具·六十五》基于QPropertyAnimation实现的移动动画和控件覆盖

1、概述 源码放在文章末尾 该项目基于QPropertyAnimation实现了控件平移动画和控件之间的相互覆盖效果,项目demo演示如下所示: 项目解析: new QPropertyAnimation(ui.SingleOcclusion, “pos”); //创建动画对象,第一个参数传…

用python做的一个井子棋游戏——浔川python社

简介: 在井子棋的基础上,我们改进了登录界面。允许大量玩家注册! # -*- coding: utf-8 -*- import tkinter as tk import tkinter.messagebox import pickle import random# 窗口 window tk.Tk() window.title(欢迎进入python) window.geometry(450x2…

《Python编程从入门到实践》day37

# 昨日知识点回顾 制定规范、创建虚拟环境并激活,正在虚拟环境创建项目、数据库和应用程序 # 今日知识点学习 18.2.4 定义模型Entry # models.py from django.db import models# Create your models here. class Topic(models.Model):"""用户学习的…

TypeScript中的类型推断(Type Inference):自动化的类型安全

TypeScript中的类型推断(Type Inference):自动化的类型安全 引言 类型推断是TypeScript的一个关键特性,它允许编译器根据值的初始化或上下文自动推导出变量的类型。这减少了需要显式指定的类型注解,同时保持了代码的…

springboot中不同请求方式的注解有哪些,有什么含义

在Spring Boot中,处理Web请求通常使用Spring MVC框架,它提供了一系列的注解来支持不同的HTTP请求方式。以下是一些常用的注解及其含义: RequestMapping: 这是一个通用的映射注解,可以用于映射类或方法到HTTP请求。它支持多种请求方…

Python进阶之深入类和对象

鸭子类型 鸭子类型实际上类似于多态的概念。指的是我们在使用一个父类的时候,不关心子类具体是什么,只要之类实现了父类必须要要实现的方法,我们就把它当成父类使用。 在下面的案例中,鸭子,猫,狗都是动物…

webgl three 几何体

辅助几何体 // AxesHelper:辅助观察的坐标系const axesHelper new THREE.AxesHelper(400);scene.add(axesHelper);//辅助观察网格const gridHelper new THREE.GridHelper(300, 25, 0x004444, 0x004444);scene.add(gridHelper); 基础几何体 //长方体const geomet…

时光初创知识付费模板 3.6.4 安装包 附教程

源码地址: https://wwv.lanzouh.com/b080wj8eh