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本文介紹各種不同的省電方法的原理,并提供相關的范例說明。
開關系統(tǒng)模塊
在新唐科技NUC1xx中,為了省電的需求,當某個系統(tǒng)模塊不使用時,可以將其輸入時鐘關閉,使其進入關閉的模式,依此來達到省電的效果。在NUC1xx中,幾乎所有的系統(tǒng)模塊都可以各別被關閉,這些模塊包括:WatchDogTimer、RTC、Timer0"3、I2C0"1、SPI0"3、UART0"2、PWM0"7、CAN、USB、ADC、ACMP、PS2、PDMA、FlashISP。不過,并非每顆芯片都包含了所有模塊功能,例如CAN模塊只在NUC130和NUC140才有此功能,詳細說明請參考各芯片的相關文件。
系統(tǒng)時鐘設定
如果運行的時鐘高,則耗電高,反之則比較省電,但同時CPU就可能無法負荷大量的運算。因此,如果要同時兼顧大量運算跟省電,就必須能夠根據(jù)實際上的需求來調整CPU的工作時鐘,以求達到*的運作效率。
NUC1xx內建了PLL,能使用外部12MHz的晶振或是內部22M振蕩器產生系統(tǒng)所需的時鐘,由PLL所產生的時鐘再經過適當除頻,即可作為CPU的工作頻率。另外NUC1xx也提供經由外部32KHz的晶振或是內部10KHz振蕩器直接供給作為CPU工作頻率的方式。因此,NUC1xx對于工作時鐘的設定,提供了很大的靈活性。
IDLE省電模式
除了可利用設定的工作時鐘來達到省電的目的外,如果在系統(tǒng)*不需要工作時,還可以將CPU及大部分的硬件關閉,以達到zui大的省電效果。這種搭配關閉CPU及大部分硬件的模式,我們稱之為省電模式,其中包括了Idle省電模式及PowerDown省電模式。下面就Idle省電模式進行說明。
藉由關閉大部分硬件時鐘以達到zui大省電效率的模式主要有兩種,一種是Idle省電模式,另一種是PowerDown省電模式。這兩種模式zui大的不同點是,當系統(tǒng)進入Idle省電模式下時,任何的中斷事件都可以重新喚醒CPU,以便讓系統(tǒng)可以處理新進的事件。但如果系統(tǒng)處于PowerDown省電模式,就只有少數(shù)特定的中斷事件能夠喚醒系統(tǒng)。
由于所謂的Idle模式,實際上就是把CPU的時鐘關閉,這樣讓CPU在沒有工作時處在zui省電的模式。因為在這個模式下,只是將CPU的時鐘關閉,一旦有任何中斷事件發(fā)生,馬上可以打開CPU的時鐘來處理相關的事件,所以不會造成處理事件的延遲,同時又可以達到省電效果,是兼顧速度與省電的一種模式。
NUC1xx可以利用ARMCortex-M0本身提供的WFI/WFE指令進入Idle模式。一旦進入Idle模式,CPU將立刻進入Sleep模式而停止運作,因此在WFI/WFE指令之后的程序都必須等到CPU被喚醒后才會被執(zhí)行。此時NUC1xx的耗電量將降到約16mA@3.3V-48MHz。
進入Idle省電模式之后,如果要喚醒CPU,回到一般的工作模式,就必須先產生中斷信號。該中斷信號可以是NUC1xx中的任何模塊所產生的中斷,也可以通過外部中斷的方式來喚醒CPU。需要注意的是,當決定CPU要由某個中斷來喚醒時,就必須在進入Idle省電模式前,將該中斷設定完成,才能使其產生中斷事件來喚醒CPU。
PowerDown省電模式
PowerDown是新唐科技NUC1xxzui省電的一種模式,因為一旦進入PowerDown省電模式,晶振時鐘會被關閉,整顆NUC1xx呈現(xiàn)靜止的狀態(tài),這時的耗電量將減到zui小的程度。而在此模式下,也只有少數(shù)的特定中斷事件能夠喚醒NUC1xx,使其恢復工作狀態(tài)。在PowerDown模式下,NUC1xx提供了GPIO、USB、UART、RTC、ACMP和CAN的中斷喚醒方式。
要進入PowerDown省電模式,除了必須呼叫WFI/WFE指令外,在調用WFI/WFE指令之前,必須另將PD_WAIT_CPU和PWR_DOWN_EN兩個功能依序打開。已確保CPU*入Sleep模式后,系統(tǒng)再進入PowerDown模式,此時NUc1xx是屬于zui省電的狀態(tài),耗電量將降到約15uA。
一旦NUC1xx進入PowerDown省電模式,由于大部分的邏輯電路都進入停止狀態(tài),因此要想喚醒CPU,必須經由特殊定義的中斷源來喚醒。在Idle省電模式下,只要有任何中斷即可喚醒CPU不同,不過相同的是,兩者都必須要在進入省電模式前,先設定好將來要用來喚醒CPU的模塊,這包括其中斷或喚醒功能,這些為了喚醒CPU的準備都完成之后,才能進入省電模式,否則就沒有任何方式能夠再喚醒CPU了。
開關系統(tǒng)模塊
在新唐科技NUC1xx中,為了省電的需求,當某個系統(tǒng)模塊不使用時,可以將其輸入時鐘關閉,使其進入關閉的模式,依此來達到省電的效果。在NUC1xx中,幾乎所有的系統(tǒng)模塊都可以各別被關閉,這些模塊包括:WatchDogTimer、RTC、Timer0"3、I2C0"1、SPI0"3、UART0"2、PWM0"7、CAN、USB、ADC、ACMP、PS2、PDMA、FlashISP。不過,并非每顆芯片都包含了所有模塊功能,例如CAN模塊只在NUC130和NUC140才有此功能,詳細說明請參考各芯片的相關文件。
系統(tǒng)時鐘設定
如果運行的時鐘高,則耗電高,反之則比較省電,但同時CPU就可能無法負荷大量的運算。因此,如果要同時兼顧大量運算跟省電,就必須能夠根據(jù)實際上的需求來調整CPU的工作時鐘,以求達到*的運作效率。
NUC1xx內建了PLL,能使用外部12MHz的晶振或是內部22M振蕩器產生系統(tǒng)所需的時鐘,由PLL所產生的時鐘再經過適當除頻,即可作為CPU的工作頻率。另外NUC1xx也提供經由外部32KHz的晶振或是內部10KHz振蕩器直接供給作為CPU工作頻率的方式。因此,NUC1xx對于工作時鐘的設定,提供了很大的靈活性。
IDLE省電模式
除了可利用設定的工作時鐘來達到省電的目的外,如果在系統(tǒng)*不需要工作時,還可以將CPU及大部分的硬件關閉,以達到zui大的省電效果。這種搭配關閉CPU及大部分硬件的模式,我們稱之為省電模式,其中包括了Idle省電模式及PowerDown省電模式。下面就Idle省電模式進行說明。
藉由關閉大部分硬件時鐘以達到zui大省電效率的模式主要有兩種,一種是Idle省電模式,另一種是PowerDown省電模式。這兩種模式zui大的不同點是,當系統(tǒng)進入Idle省電模式下時,任何的中斷事件都可以重新喚醒CPU,以便讓系統(tǒng)可以處理新進的事件。但如果系統(tǒng)處于PowerDown省電模式,就只有少數(shù)特定的中斷事件能夠喚醒系統(tǒng)。
由于所謂的Idle模式,實際上就是把CPU的時鐘關閉,這樣讓CPU在沒有工作時處在zui省電的模式。因為在這個模式下,只是將CPU的時鐘關閉,一旦有任何中斷事件發(fā)生,馬上可以打開CPU的時鐘來處理相關的事件,所以不會造成處理事件的延遲,同時又可以達到省電效果,是兼顧速度與省電的一種模式。
NUC1xx可以利用ARMCortex-M0本身提供的WFI/WFE指令進入Idle模式。一旦進入Idle模式,CPU將立刻進入Sleep模式而停止運作,因此在WFI/WFE指令之后的程序都必須等到CPU被喚醒后才會被執(zhí)行。此時NUC1xx的耗電量將降到約16mA@3.3V-48MHz。
進入Idle省電模式之后,如果要喚醒CPU,回到一般的工作模式,就必須先產生中斷信號。該中斷信號可以是NUC1xx中的任何模塊所產生的中斷,也可以通過外部中斷的方式來喚醒CPU。需要注意的是,當決定CPU要由某個中斷來喚醒時,就必須在進入Idle省電模式前,將該中斷設定完成,才能使其產生中斷事件來喚醒CPU。
PowerDown省電模式
PowerDown是新唐科技NUC1xxzui省電的一種模式,因為一旦進入PowerDown省電模式,晶振時鐘會被關閉,整顆NUC1xx呈現(xiàn)靜止的狀態(tài),這時的耗電量將減到zui小的程度。而在此模式下,也只有少數(shù)的特定中斷事件能夠喚醒NUC1xx,使其恢復工作狀態(tài)。在PowerDown模式下,NUC1xx提供了GPIO、USB、UART、RTC、ACMP和CAN的中斷喚醒方式。
要進入PowerDown省電模式,除了必須呼叫WFI/WFE指令外,在調用WFI/WFE指令之前,必須另將PD_WAIT_CPU和PWR_DOWN_EN兩個功能依序打開。已確保CPU*入Sleep模式后,系統(tǒng)再進入PowerDown模式,此時NUc1xx是屬于zui省電的狀態(tài),耗電量將降到約15uA。
一旦NUC1xx進入PowerDown省電模式,由于大部分的邏輯電路都進入停止狀態(tài),因此要想喚醒CPU,必須經由特殊定義的中斷源來喚醒。在Idle省電模式下,只要有任何中斷即可喚醒CPU不同,不過相同的是,兩者都必須要在進入省電模式前,先設定好將來要用來喚醒CPU的模塊,這包括其中斷或喚醒功能,這些為了喚醒CPU的準備都完成之后,才能進入省電模式,否則就沒有任何方式能夠再喚醒CPU了。
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