概述

越來越多的芯片設(shè)計(jì)人員將ARM Cortex-M0和Cortex-M0+處理器用在多種超低功耗（ULP）微控制器和片上系統(tǒng)產(chǎn)品中。這里詳細(xì)的介紹如何利用這些特性，以及在設(shè)計(jì)自己的低功耗應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意什么。

那么軟件開發(fā)人員需要理解的一個(gè)關(guān)鍵問題是，低功耗特性是和具體設(shè)備相關(guān)的。開發(fā)板人員需要參考微控制器供應(yīng)商的應(yīng)用筆記和例子，才能了解到可用的低功耗特性。

進(jìn)入休眠模式

Cortex-M0和Cortex-M0+處理器默認(rèn)支持一個(gè)休眠模式和一個(gè)嘗試休眠模式，不過需要注意的是，微控制器供應(yīng)商可以利用設(shè)備相關(guān)的可編程寄存器定義其他的休眠模式。在處理器內(nèi)部，休眠模式和深度休眠模式的選擇由系統(tǒng)控制寄存器中的SLEEPDEEP位決定。

如果用的是符合CMSIS的設(shè)備驅(qū)動(dòng)庫(kù)，系統(tǒng)控制寄存器可以通過“SCB->SCR”來訪問。例如，要使能深度休眠模式，可以使用下面的語句

SCB-> |= SCB_SCR_SLEEPDEEP_Ms; //使能深度休眠特性

系統(tǒng)控制寄存器只支持字大小的傳輸。

微控制器的普通休眠模式和深度休眠模式的實(shí)際區(qū)別取決于芯片系統(tǒng)設(shè)計(jì)，例如，普通休眠中一些時(shí)鐘信號(hào)可能會(huì)被關(guān)掉，而深度休眠則可能會(huì)降低存儲(chǔ)器塊的電壓且可能會(huì)關(guān)掉系統(tǒng)中的其他部件。

在選擇了休眠模式后，可以利用WFE（等待事件）或WFI（等待中斷）指令來進(jìn)入休眠模式，為了提高可移植性，建議在執(zhí)行WFI/WFE指令前加上一個(gè)DSB（數(shù)據(jù)同步屏障）指令（對(duì)于其他高性能處理器，進(jìn)入休眠前可能還會(huì)有未完成的存儲(chǔ)傳輸）。

多數(shù)情況下，微控制器供應(yīng)商的設(shè)備驅(qū)動(dòng)庫(kù)中包含了進(jìn)入低功耗模式的函數(shù)，并且已經(jīng)為對(duì)應(yīng)的微控制器做了一定的處理。利用這些函數(shù)可以使微控制器得到最高等級(jí)的功耗優(yōu)化。

但是，如果開發(fā)的C代碼要具有在多個(gè)Cortex-M微控制器間的可移植性，可以使用下面的CMSIS函數(shù)來直接訪問WFE和WFI指令:

如果未使用符合CMSIS的設(shè)備驅(qū)動(dòng)，可以使用C編譯器提供的內(nèi)在函數(shù)或者內(nèi)聯(lián)匯編來生成WFE和WFI指令。此時(shí)，軟件代碼和工具鍵相關(guān)，且可移植性不高。例如KeilMDK-ARM和ARM-DS-5提供了如下面的內(nèi)在函數(shù)（和CMSIS版本不同，它們是小寫格式的）。

從架構(gòu)的角度來看，DSB指令要在WFE和WFI前執(zhí)行，這樣可以確保完成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)指令（如緩沖寫）在進(jìn)入休眠前結(jié)束。然而，對(duì)于現(xiàn)有的Cortex-M0和Cortext-M0+處理器，不使用DSB也不會(huì)引起什么問題。

由于WFE可由各種事件喚醒，其中包括過去發(fā)生的事件，且一般用于空循環(huán)。例如

while(processing_required()==0)
{
__DSB(); //推薦使用存儲(chǔ)器屏障以提高可移植性
__WFE();
}

匯編編程環(huán)境用戶可以直接在匯編代碼中使用WFE和WFI指令。

審核編輯：湯梓紅