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RT-Thread精通PM功耗调优 - 思想篇

发布于 2020-10-31 10:49:56 浏览：2742 订阅该版

[tocm]

[RT-Thread 电源管理与功耗调优系列 - 目录](https://club.rt-thread.org/ask/article/3419.html)

[RT-Thread精通PM功耗调优 - 思想篇](https://club.rt-thread.org/ask/article/2296.html)

[RT-Thread精通PM功耗调优 - lptimer篇](https://club.rt-thread.org/ask/article/2300.html)

[RT-Thread精通PM功耗调优 - 引脚篇](https://club.rt-thread.org/ask/article/2304.html)

[RT-Thread精通PM功耗调优 - 线程篇](https://club.rt-thread.org/ask/article/2305.html)

[RT-Thread精通PM功耗调优 - 外设篇](https://club.rt-thread.org/ask/article/2307.html)

[RT-Thread精通PM功耗调优 - Tickless篇](https://club.rt-thread.org/ask/article/2324.html)

[RT-Thread精通PM功耗调优 - 专用LOG篇](https://club.rt-thread.org/ask/article/2338.html)

[实践：RT-Thread PM管理实战 系列](https://club.rt-thread.org/ask/article/2282.html)

[上手：产品功耗管理与调优经验分享 系列](https://club.rt-thread.org/ask/article/2707.html)

[应用：PM组件应用与经验分享 系列](https://club.rt-thread.org/ask/article/292.html)

## 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，工作时就打开，不用时就关闭，功耗管理并没有太多的体现。

- 功耗管理，一定是需要功耗调优时，引入的，并不是所有产品，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，外设不处理，空闲操作时MCU也在全速运行。

* 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。

## 问与答

- 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？你在搞事情吧！ 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：

![2020-10-31_100647.png](/uploads/20201031/fa0dafc86743d6d1354990cfd2f0fc59.png)

（2）【孔乙己】说：有四种写法：
第二种：

![2020-10-31_101104.png](/uploads/20201031/187d42bec7685ce93b1e8559b7b35fc5.png)

## 关闭变频

因为在不变频的情况下，依旧可以实现超低功耗。

![2020-10-31_101234.png](/uploads/20201031/a5f2b0f852bd366e52bef386ee8a541a.png)

## 关闭PM Device

【无作为】，不用注册添加，何须关闭，实践发现，不需要。

## 使用API

* （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

* （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);
```

## 总结

- 以上，是PM工作的基本流程。

- 了解处理器的工作方法，设法让他低功耗运行。

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