RT-Thread精通PM功耗调优 - 思想篇

背景:

        功耗管理,是一个较综合的管理工作,有管理、有实践、有数据、有思想,才能做好功耗,更重要的,我们要保证产品功能与性能满足要求的前提下,降低整机功耗。

       功耗的数据分析:电流  时间。  为何没有电压?一般功耗针对电池供电,电压变化不大,最重要的,只有电压,没有电流,也不会产生功耗!!

      如果是市电(220VAC)转直流,我想,工作时就打开,不用时就关闭,功耗管理并没有太多的体现。

       我们是个螺丝刀,只会用在拧螺丝上,而不是,把一切都作为螺丝刀。所以,功耗管理,一定是需要功耗调优时,引入的,而不是所有产品,都要管理功耗,都要这么干。

 

问题: 

        有些工程师,第一次使用rt-thread的功耗管理组件(PM框架+STM32L4平台适配+官方文档),还是不太理解如何使用。抛开大家没有实际功耗调优经验的问题,我觉得,应该站在用户的角度,谈一下PM管理的流程,用户需要了解什么,用户需要干什么,调优的思路与思想是什么。

 

PM管理流程:

       线程是否空闲,RT-Thread 系统是可以感知与调度的。线程空闲,并不代表功耗就是最低的,MCU还在全频跑,只是处理一些无用或空闲操作。

       业务是否要工作,何时空闲,用户需要指定。

       管理重点是:线程或业务空闲时,让系统功耗降下来。

       想让马儿一直跑,又让马儿不吃草?  PM框架告诉你:办不到!!

 

疑惑:

 

问:系统睡眠了,如何让业务自动的运行,总不能手动去按键、去晃动触发吧?需要定个时间,周期性唤醒?是否有唤醒机制?

答:PM管理组件,目的就是让业务工作时工作,一直工作,同时,空闲插缝时间(如吃饭时间),让系统功耗降下来,这里的功耗,是平均功耗,是一段时间的功耗,而不是瞬间的功耗。

         间歇性工作模式。如果你的业务一直占用CPU,系统功耗就比较高。这是业务问题。

 

问:我想让业务一直跑,业务根本停不下来?

答:不开启PM管理

 

问:听说rt-thread 有功耗管理组件,使用 lptimer,这个lptimer我MCU平台上没有,PM组件是否就不能用了呢?

答:lptimer,low power timer,低功耗定时器。姑且叫这个名字吧,意思是,如果系统睡眠了,无法通过常规的定时器唤醒,就靠它来唤醒。

        如果系统睡眠后,除了按键、复位,找不到唤醒的中断源,可以使用LSI(一般的STM32系列都有),当然,有些平台,确实没有,就不要进深睡眠(死睡眠),可以进入一个较轻的睡眠模式。

         所以,你可以使用PM组件,适配一部分睡眠模式即可!!

 

问:lptimer只用在Tickless下?只用在DeepSleep下?WFI,1ms一次的systick中断,可以less掉吗?

答:Tickless (less是省掉一部分tick,这部分tick,不产生中断),可以用在轻睡眠或深睡眠,rt-thread默认配置在深睡眠模式,这里你可以改!!,如改在轻睡眠模式下,或干脆真个工作都是tickless!!

       PM平台适配时,一定是用户【自主】的,不要被平台适配或是框架【框住】。你可以根据业务需求,把lptimer配置在轻睡眠模式,你可以只实现一个睡眠模式,你可以关闭PM组件,你可以配置5种以上的睡眠模式,你可以把睡眠模式,理解为场景!!这个是【自主的】,你要敢想。

 

问:我可以只使用PM框架里的部分功能吗?有些如注册各种pm device,notify,变频、如LPtimer,我可以不开吗?

答:当然可以。  变频功能,可以在平台适配时不实现,就等于关闭了。pm device可以不注册,不工作。lptimer,不使用,就可以真正深睡眠【只有中断能唤醒】。

 

实践:

PM组件的整体管理思路:默认系统要睡眠的,你想不被睡眠打断,就要请求,请求系统【不睡眠】,你工作完成,释放,【允许】系统睡眠。

 

重点:

(1)请求,request 系统【不睡眠】,或进入较轻的睡眠模式,前提是能保证你当前的工作可以正常干活!

(2)释放,允许系统睡眠,但不代表系统马上睡眠,能不能马上睡,何时睡,PM框架干这个活,你觉得不PM框架不靠谱,完全可以不用框架,自己实现。

(3)请求了,可以不释放吗? 拉完可以不擦屁股!!你在搞事情!! 当然可以,只是,系统可能无法进入更深的睡眠模式,功耗会高。

(4)PM管理的主要特点是管理系统、MCU处理器本身,没提过外设?如LCD?如Touch?这些外设,建议自己实现如开关控制,设备管理,不能全由PM框架决策。因为,LCD亮屏,依旧可以让MCU进入睡眠。所以外设的开关,不是PM决策睡眠模式的参数。

 

还不够

no code no BB!!

无图无真相!!

 

话说之前不太欣赏【开源精神】,认为这样,让知识、经验廉价。让人们更懒!!

其实,每个问题都是两面的。让技术更深入,掌握更多,让勤奋人更勤奋!

 

验证平台:

STM32L4(换个平台?有何困难?)

RTOS:rt-thread(换个RTOS?也要管理功耗!)

 

你需要一个参考的实例!一个使用rt-thread的PM的实例,能跑的(编译通过!)。

 

如下!

https://gitee.com/zhangsz0516/rtt_pm2.git

https://gitee.com/zhangsz0516/rtt_pm_log.git

 

 

关闭LPTimer

 

(1)第一种方法!!

 

RT-Thread精通PM功耗调优 - 思想篇

 

(2)【孔乙己】说:有四种写法!!!

第二种!!

 

RT-Thread精通PM功耗调优 - 思想篇

 

 

关闭变频!!

RT-Thread精通PM功耗调优 - 思想篇

 

 

 

关闭PM Device

【无作为】,不用注册添加,何须关闭!!!

 

咋用!!!

 

(1)处理前加请求,别睡了,干活!!!

rt_pm_module_request(PM_LCD_ID, PM_SLEEP_MODE_NONE);

 

(2)处理事情中!!!

 

(3)处理完了?不可能,只是当前暂时处理完【空闲】了!! release掉,下次再继续干!!

rt_pm_module_release(PM_LCD_ID, PM_SLEEP_MODE_NONE);

 

如此而已!!