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干货分享:RTOS 低功耗设计原理及实现

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发表于 2018-10-25 18:50:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
干货分享:RTOS 低功耗设计原理及实现

最近找这个资料的人比较多,好心的小编就来分享一些关于FreeRTOS的详解和开发资料比较多,文件比较多,分享部分RTOS低功耗设计原理和实现的部分,有兴趣的小伙伴可以到闯客网技术论坛下载,或者到群获取:813238832
图片1.png
图一
资料共享链接:https://bbs.usoftchina.com/thread-203500-1-1.html
RTOS 低功耗设计原理及实现
目前,越来越多的嵌入式产品在开发中使用 RTOS 作为软件平台,同时,开发中对低功耗的要求也越来越高,这篇文档会讨论一下如何在 RTOS 中处理微控制器的低功耗特性。应用中使用的 RTOS 一般采用基于时间片轮转的抢占式任务调度机制
一般的低功耗设计思路如下:
1. 当 Idle 任务运行时,进入低功耗模式;
2. 在适当的条件下,通过中断或者外部事件唤醒 MCU。
但是,从第二点可以看出,每次当 OS 系统定时器产生中断时,也会将 MCU 从低功耗模式中唤醒,而频繁的进入低功耗模式/从低功耗模式中唤醒会使得 MCU 无法进入深度睡眠,对低功耗设计而言也是不合理的。在 FreeRTOS 中给出了一种低功耗设计模式 ——Tickless Idle Mode,这个方法可以让 MCU 更长时间的处于低功耗模式。
二.Tickless Idle Mode 的原理 及实现
1. 情景分析
图片2.png
图二
上图是任务调度示意图,横轴是时间轴,T1,T2,T3,T4 是 RTOS 的时间片基准,有四个任务分别
TaskA,B,C,D,
Task A: 周期性任务
Task B: 周期性任务
Task C: 突发性任务
Task D: 周期性任务
从图中可以看出在四个任务进行调度之间,会有四次空闲期间(此时 RTOS 会调度 Idle 任务运行,软件设计的目标应该是尽可能使 MCU 在 Idle 任务运行时处于低功耗模式)。
Idle1: Idle 任务运行期间,会产生一次系统时钟滴答,此时会唤醒 MCU,唤醒后 MCU 又会进入低功耗模式,这次唤醒是无意义的。期望使 MCU 在 Idle1 期间一直处于低功耗模式,因此适当调整系统定时器中断使得 T1 时不触发系统时钟中断,中断触发点设置为 Task B 到来时;
Idle2:Task C 在系统滴答到达前唤醒 MCU(外部事件),MCU 可以在 Idle2 中可以一直处于低功耗模式;
Idle3: 与 Idle2 情况相同,但 Idle3 时间很短,如果这个时间很短,那么进入低功耗模式的意义并不大,
因此在进入低功耗模式时软件应该添加策略;
Idle4: 与 Idle1 情况相同。
写在最后的话
STM32 家族中拥有不同的系列,特别是专为低功耗应用设计的 L 系列,为其设计 RTOS 低功耗特性实现时可以有更多的实现方式(例,某种模式下内核停止运行,此时可以使用外部定时器或者 RTC 来代替 Systick 作为系统定时器)。

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