RTOS環(huán)境下低功耗設(shè)計(jì)思路

嵌入式專欄

作者 | strongerHuang
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不知道大家有沒(méi)有做過(guò)低功耗產(chǎn)品？

低功耗產(chǎn)品看似很簡(jiǎn)單，其實(shí)，要做好一款低功耗產(chǎn)品，特別是做到超低功耗，難度相對(duì)更高，軟件和硬件需要“高度配合”才能達(dá)到理想的低功耗。

今天就來(lái)講講在RTOS環(huán)境下低功耗設(shè)計(jì)的思路。

寫(xiě)在前面：編程思維
嵌入式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)具有多樣性、定制性，很多時(shí)候都要結(jié)合需求來(lái)實(shí)現(xiàn)軟硬件設(shè)計(jì)。

可能你寫(xiě)的一套軟件架構(gòu)，在“近似”的產(chǎn)品中軟件架構(gòu)、代碼模塊能復(fù)用，但如果跨度較大，你的軟件架構(gòu)就不一定適用了。

但是，嵌入式軟件設(shè)計(jì)有很多地方都是相通的，也許軟件架構(gòu)雖不能用了，但設(shè)計(jì)思路同樣適用。


就好比：你學(xué)會(huì)了某項(xiàng)技能，這家公司不要你了，領(lǐng)一家公司也會(huì)要你，而兩家公司的設(shè)計(jì)的產(chǎn)品不相同。

所以說(shuō)，有一個(gè)良好的編程思維很重要，包括軟件架構(gòu)、編程模塊、低耦合高內(nèi)聚等。

說(shuō)回來(lái)RTOS低功耗設(shè)計(jì)思路，常見(jiàn)的有：

普通低功耗：運(yùn)行Idle任務(wù)時(shí)，進(jìn)入低功耗模式。

超低功耗：在空閑狀態(tài)進(jìn)入低功耗，通過(guò)中斷或者外部事件喚醒。

普通低功耗
普通低功耗，指處理器間歇性進(jìn)入低功耗狀態(tài)，但會(huì)定期喚醒，這種功耗就做不到很低。

在RTOS中，實(shí)現(xiàn)這種普通低功耗，通常是在任務(wù)處于Idle（空閑任務(wù)）中實(shí)現(xiàn)其低功耗功能。

大概示意圖：



大概意思：Idle空閑任務(wù)定期進(jìn)入低功耗，但會(huì)定期喚醒，檢測(cè)是否有更高優(yōu)先級(jí)任務(wù)響應(yīng)。在處于低功耗狀態(tài)下，也可以通過(guò)外部事件或中斷歡迎處理器。

提示：
有些RTOS可以通過(guò)“HOOK鉤子函數(shù)”進(jìn)行低功耗操作。同時(shí)，有些RTOS的空閑任務(wù)可能需要進(jìn)行一些配置。

超低功耗
上面那種通過(guò)定期喚醒CPU的方式，即使沒(méi)有其他事做，CPU也要醒來(lái)“看一眼”，肯定做不到超低功耗。

要想做到超低功耗，沒(méi)事時(shí)別來(lái)打擾CPU，有才把它叫醒。
大概示意圖：



這種CPU進(jìn)入“深入低功耗”的方式，和上面不一樣，這與CPU的低功耗模式有關(guān)。

比如：睡眠、停機(jī)、待機(jī)等。不同的處理器各種低功耗模式可能有差異，具體如何實(shí)現(xiàn)，如何喚醒，要結(jié)合具體CPU實(shí)現(xiàn)方法完成。



最后
低功耗產(chǎn)品的設(shè)計(jì)相對(duì)更難，需要結(jié)合軟硬件解決各種“功耗異常”的問(wèn)題，但整體的應(yīng)用相對(duì)不復(fù)雜。

當(dāng)然，還有更多實(shí)現(xiàn)低功耗的方法：比如降頻、0功耗待機(jī)等。歡迎大家留言說(shuō)出你產(chǎn)品低功耗是如何實(shí)現(xiàn)的。
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