FreeRTOS-Tickless低功耗模式 | FreeRTOS十四

目录

说明：

一、低功耗模式简介

1.1、STM32低功耗模式

二、Tickless模式

2.1、Tickless模式如何功耗

2.2、Tickless模式设计思想

2.3、为了降低功耗，又不影响系统运行，怎么能做到呢？

三、Tickless模式修改配置

3.1、配置相关的宏定义

四、使用Tickless低功耗模式

4.1、使用步骤

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说明：

关于内容：

        1）以下内容多为概念了解与步骤分析

        2）暂无个人示例代码，使用的是FreeRTOS的官方示例代码

        3）若想移植代码测试的，请移步其它地方寻找，下文内容暂无个人示例代码供测试

关于其它：

        1）操作系统：win 10

        2）平台：keil 5 mdk

        3）语言：c语言

        4）板子：STM32系列移植FreeRTOS

一、低功耗模式简介

        很多应用场合对于功耗的要求很严格，如可穿戴的手表、物理网低功耗产品等；一般的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。

 1.1、STM32低功耗模式

如下图1：

       图1

        主要使用睡眠模式，进入睡眠模式WFI指令：_WFI，WFE指令：_WFE；退出休眠模式，任何中断或事件都可以唤醒睡眠模式；

 

二、Tickless模式

2.1、Tickless模式如何功耗

        本质是通过调用指令WIF实现睡眠模式。在执行空闲任务时，进入睡眠模式。

2.2、Tickless模式设计思想

        在任务运行时间统计实验中，可以看出整个系统在运行过程中，大部分时间是在运行空闲任务，如下图2：

图2

2.3、为了降低功耗，又不影响系统运行，怎么能做到呢？

        在空闲任务执行期间，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。

难点：

        1）进入低功耗之后，多久唤醒？在下一个任务执行前，如何准确唤醒MCU？

        2）任何中断都可以唤醒MCU，滴答定时器频繁中断会影响低功耗的效果（1ms就中断一次）

解决：

        1）计算出任务阻塞时间；

        2）使用滴答定时器的中断周期改为低功耗运行的时间，在退出低功耗后，需要补上系统时钟节拍。

 令人开心的是：FreeRTOS低功耗模式Tickless模式机制已经处理好了这些难点，直接调用相关API函数使用即可。

三、Tickless模式修改配置

3.1、配置相关的宏定义

        1）configUSE_TICKLESS_IDLE-->该宏定义用于使能低功耗Tickless模式（1为使能，0不使能，其它值需要自己实现Tickless功能）；

        2）configEXPECTED_IDLE_TIME_BEFORE_SLEEP-->该宏定义用于定义系统进入对应低功耗模式的最短时长（至少为2个系统节拍，也就是至少2ms）；

        3）configPRE_SLEEP_PROCESSING（x）-->该宏定义用于系统在进入低功耗前执行的事务，如：进入低功耗前关闭外设时钟，以达到进一步降低低功耗目的；

        4）configPOSR_SLEEP_PROCESSING（x）-->该宏定义用于系统在退出低功耗前执行的事务，如：退出低功耗前开启外设时钟，以达到系统正常运行。

注意：configPRE_SLEEP_PROCESSING（x）与configPOSR_SLEEP_PROCESSING（x）需要直行实现函数内部操作-->给个宏定义到另一个函数，在另一个函数实现即可。

四、使用Tickless低功耗模式

4.1、使用步骤

        1）配置相关宏定义

        2）实现两个函数：configPRE_SLEEP_PROCESSING（）、configPOSR_SLEEP_PROCESSING（），在这两个函数中实现进一步的低功耗（如关闭外部中断，关闭定时器等）