本期話題
基于 RTOS 的低功耗設(shè)計(jì)思路。
越來(lái)越多的嵌入式產(chǎn)品基于 RTOS 作為軟件平臺(tái)， 有些產(chǎn)品對(duì)低功耗的要求也越來(lái)越高， 本文討論一下如何在 RTOS 中處理微控制器的低功耗特性。
聊一聊
本文只簡(jiǎn)單討論一下設(shè)計(jì)思路，更詳細(xì)的設(shè)計(jì)，需要查閱所使用的 RTOS 相關(guān)文檔資料。
RTOS 一般采用基于時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的搶占式任務(wù)調(diào)度機(jī)制，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，一般的低功耗設(shè)計(jì)思路如下：
當(dāng) Idle 任務(wù)運(yùn)行時(shí)，進(jìn)入低功耗模式；
在適當(dāng)?shù)臈l件下，通過(guò)中斷或者外部事件喚醒 MCU。
當(dāng) OS 系統(tǒng)定時(shí)器產(chǎn)生中斷時(shí)，會(huì)將 MCU 從低功耗模式喚醒。而頻繁進(jìn)入/推出低功耗模式，使得 MCU 無(wú)法進(jìn)入深度睡眠。
Tickless Idle Mode 的設(shè)計(jì)思想在于盡可能地在 MCU 空閑時(shí)使其進(jìn)入低功耗模式。
從上述情景中可以看出軟件設(shè)計(jì)需要解決的問(wèn)題有：
（1）合理地進(jìn)入低功耗模式（避免頻繁使 MCU 在低功耗模式和運(yùn)行模式下進(jìn)行不必要的切換）；
RTOS 的系統(tǒng)時(shí)鐘源于硬件的某個(gè)周期性定時(shí)器（Cortex-M 系列內(nèi)核多數(shù)采用 SysTick），RTOS 的任務(wù)調(diào)度器可以預(yù)期到下一個(gè)周期性任務(wù)（或者定時(shí)器任務(wù)） 的觸發(fā)時(shí)間。
調(diào)整系統(tǒng)時(shí)鐘定時(shí)器中斷觸發(fā)時(shí)間，可以避免 RTOS 進(jìn)入不必要的時(shí)間中斷，從而更長(zhǎng)的時(shí)間停留在低功耗模式中，此時(shí) RTOS 的時(shí)鐘不再是周期的而是動(dòng)態(tài)的（在原有的時(shí)鐘基準(zhǔn)時(shí)將不再產(chǎn)生中斷，即 Tickless）。
（2）當(dāng) MCU 被喚醒時(shí)，通過(guò)某種方式為系統(tǒng)時(shí)鐘提供補(bǔ)償。
MCU 可能被兩種情況所喚醒，動(dòng)態(tài)調(diào)整過(guò)的系統(tǒng)時(shí)鐘中斷或者突發(fā)性的外部事件，無(wú)論是哪一種情況，都可以通過(guò)運(yùn)行在低功耗模式下的某種定時(shí)器來(lái)計(jì)算出 MCU 處于低功耗模式下的時(shí)間，在 MCU 喚醒后對(duì)系統(tǒng)時(shí)間進(jìn)行軟件補(bǔ)償；
（3）軟件實(shí)現(xiàn)時(shí)，要根據(jù)具體的應(yīng)用情景和 MCU 低功耗特性來(lái)處理問(wèn)題。
尤其是 MCU 的低功耗特性，不同 MCU 處于不同的低功耗模式下所能使用的外設(shè)（主要是定時(shí)器） 是不同的， RTOS 的系統(tǒng)時(shí)鐘可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
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