FreeRTOS - Tickless模式

目录

简介

STM32低功耗模式 

Tickless模式详解

如何降低功耗?

Tickless模式的设计思想

难点: 

Tickless模式相关配置项

Tickless低功耗模式开启操作


简介

很多应用场合对于功耗的要求很严格,比如可穿戴低功耗产品、物联网低功耗产品等

一般MCU都有相应的低功耗模式,裸机开发时可以使用MCU的低功耗模式。

FreeRTOS也提供了一个叫Tickless的低功耗模式,方便带FreeRTOS操作系统的应用开发。

STM32低功耗模式 

  • 睡眠模式
  • 停止模式
  • 待机模式 

这里我们主要使用的是这个睡眠模式

进入睡眠模式

  • WFI  指令:__WFI
  • WFE 指令:__WFE

退出睡眠模式:

任何中断或事件都可以唤醒睡眠模式 

Tickless模式详解

如何降低功耗?

Tickless 低功耗模式的本质是通过 调用指令 WFI 实现 睡眠模式 !

Tickless模式的设计思想

        任务运行时间统计实验中,可以看出,在整个系统的运行过程中,其实大部分时间是在执行空闲任务的

空闲任务:是在系统中的所有其它任务都阻塞或被挂起时才运行的 

        可以在本该空闲任务执行的期间,让MCU 进入相应的低功耗模式;当其他任务准备运行的时候,唤醒MCU退出低功耗模式。

真是即可以降低功耗,又不影响系统运行 。

难点: 
  1. 进入低功耗之后,多久唤醒?也就是下一个要运行的任务如何被准确唤醒 
  2. 任何中断均可唤醒MCU,若滴答定时器频繁中断则会影响低功耗的效果?将滴答定时器的中断周期修改为低功耗运行时间,退出低功耗后,需补上系统时钟节拍数

Tickless模式相关配置项

configUSE_TICKLESS_IDLE

 此宏用于 使能 低功耗 Tickless 模式

configEXPECTED_IDLE_TIME_BEFORE_SLEEP 

此宏用于定义系统进入相应低功耗模式的最短时长

configPRE_SLEEP_PROCESSING(x) 

此宏用于定义需要在系统进入低功耗模式前执行的事务,如:进入低功耗前关闭外设时钟,以达到降低功耗的目的

configPOSR_SLEEP_PROCESSING(x) 

此宏用于定义需要在系统退出低功耗模式后执行的事务,如:退出低功耗后开启之前关闭的外设时钟,以使系统能够正常运行 

Tickless低功耗模式开启操作

/* 进入低功耗前所需要执行的操作 */
void PRE_SLEEP_PROCESSING(void)
{
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_DISABLE();
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_DISABLE();
    __HAL_RCC_GPIOC_CLK_DISABLE();
    __HAL_RCC_GPIOD_CLK_DISABLE();
    __HAL_RCC_GPIOE_CLK_DISABLE();
    __HAL_RCC_GPIOF_CLK_DISABLE();
    __HAL_RCC_GPIOG_CLK_DISABLE();
}
/* 退出低功耗后所需要执行的操作 */
void POST_SLEEP_PROCESSING(void)
{
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();
}

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