MCU进入深度睡眠模式的函数浅析

hoopzhao

MCU进入深度睡眠模式的函数浅析

应用中最常用的省电模式为深度模式（即Deepsleep mode），通常在PWC时钟开启后透过调用pwc_deep_sleep_mode_enter函数即可进入。
本文将以AT32F403A的V2版BSP驱动为基础，深入到底层介绍进入深度睡眠模式函数的一些要点。如下为该函数原型
void pwc_voltage_regulate_set(pwc_regulator_type pwc_regulator)
{
  /* 注解① */
  PWC->ctrl_bit.vrsel = pwc_regulator;
}

void pwc_deep_sleep_mode_enter(pwc_deep_sleep_enter_type pwc_deep_sleep_enter)
{
  /* 注解② */
  SCB->SCR |= 0x04;
  if(pwc_deep_sleep_enter == PWC_DEEP_SLEEP_ENTER_WFE)
  {
    /* 注解④ */
    __SEV();
    __WFE();
    __WFE();  
  }
  else if(pwc_deep_sleep_enter == PWC_DEEP_SLEEP_ENTER_WFI)
  {
    /* 注解③ */
    __WFI();
  }
  SCB->SCR &= (uint32_t)~0x4;
}

注解①
此四行命令仅实现一个功能，即设置MCU内置电压调节器俗称（LDO）在进入深度睡眠后的状态。
实际应用设计需要注入如下：
当选择参数PWC_REGULATOR_ON时，即进入深度睡眠后正常开启电压调节器，应用设计时需要注意，因正常开启LDO，故相应的功耗会略微增加，但此时退出深度睡眠时由于无需重新启动LDO，故深度睡眠的退出时间会缩短。
当选择参数PWC_REGULATOR_LOW_POWER时，即进入深度睡眠后电压调节器处于低功耗模式，应用设计时需要注意，因LDO处于低功耗模式，故相应的功耗会略微减少，但此时退出深度睡眠时因需重新启动LDO需要一点启动延时，故深度睡眠的整体退出时间会被略微拉长
注解②
设置 Cortex™-M4 系统控制寄存器中的 SLEEPDEEP 位，向系统指示可以停止Cortex™-M4时钟以保障CPU能真正进入深度睡眠模式
注解③
WFI指令为Cortex™-M4的内核指令，其相当于NOP指令，作用为等待中断。需要注意的是任意比执行WFI指令时的代码优先级更高的中断均有能力让CPU退出WFI等待。且如果执行WFI指令时，NVIC中已有其他被挂起的中断时，CPU将同样直接退出WFI等待。
实际应用设计需要注意如下：
1）调用pwc_deep_sleep_mode_enter进入深度睡眠时，需检查是否有其他中断处于挂起状态，重点针对于一些涉及有调用__disable_irq()；命令来禁止中断响应的设计中；
2）如果需要在中断函数内调用pwc_deep_sleep_mode_enter进入深度睡眠时，此时要确保中断优先级的设定中，唤醒源的中断优先级必须设定为比调用pwc_deep_sleep_mode_enter的中断优先级要高，不然唤醒源将不具备唤醒能力
注解④
SEV指令为Cortex™-M4的内核指令，其相当于NOP指令，作用为发送事件。
WFE指令为Cortex™-M4的内核指令，其相当于NOP指令，作用为等待事件。
    __SEV();
    __WFE();
    __WFE();
这一组合指令实际参考M4内核手册来写的，其实现的效果为：执行SEV，让Cortex™-M4挂起一个事件（如果之前就有事件挂起，则此指令将会变得无效，因为对于内核而言，事件不能累计记录）。随后执行第一次WFE，其会立即消耗掉挂起的事件并退出这个WFE。最后再执行第二次WFE，此时将会真正开始等待事件，如果后续有唤醒源产生唤醒事件时，才会再退出这个WFE。
实际应用设计需要注意如下：
某些MCU厂家的BSP驱动中实际上仅写一句WFE，而不是采用前述组合指令的方式。此时实际上是存在隐患的，如果实际在调用pwc_deep_sleep_mode_enter函数前已有事件挂起时，那将会立即退出深度睡眠，达不到应用期望的效果。