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浅析RTOS环境下低功耗设计思路

strongerHuang 来源:strongerHuang 作者: strongerHuang 2021-12-08 10:35 次阅读

作者 | strongerHuang

微信公众号 | 嵌入式专栏

不知道大家有没有做过低功耗产品?

低功耗产品看似很简单,其实,要做好一款低功耗产品,特别是做到超低功耗,难度相对更高。

今天就来讲讲在RTOS环境下低功耗设计的思路。

写在前面:编程思维

嵌入式产品的设计具有多样性、定制性,很多时候都要结合需求来实现软硬件设计。

可能你写的一套软件架构,在“近似”的产品中软件架构、代码模块能复用,但如果跨度较大,你的软件架构就不一定适用了。

但是,嵌入式软件设计有很多地方都是相通的,也许软件架构虽不能用了,但设计思路同样适用。

就好比:你学会了某项技能,这家公司不要你了,领一家公司也会要你,而两家公司的设计的产品不相同。

所以说,有一个良好的编程思维很重要,包括软件架构、编程模块、低耦合高内聚等。

说回来RTOS低功耗设计思路,常见的有:

普通低功耗:运行Idle任务时,进入低功耗模式。

超低功耗:在空闲状态进入低功耗,通过中断或者外部事件唤醒。

普通低功耗

普通低功耗,指处理器间歇性进入低功耗状态,但会定期唤醒,这种功耗就做不到很低。

在RTOS中,实现这种普通低功耗,通常是在任务处于Idle(空闲任务)中实现其低功耗功能。

大概意思:Idle空闲任务定期进入低功耗,但会定期唤醒,检测是否有更高优先级任务响应。在处于低功耗状态下,也可以通过外部事件或中断欢迎处理器。

提示:

有些RTOS可以通过“HOOK钩子函数”进行低功耗操作。同时,有些RTOS的空闲任务可能需要进行一些配置。

超低功耗

上面那种通过定期唤醒CPU的方式,即使没有其他事做,CPU也要醒来“看一眼”,肯定做不到超低功耗。

要想做到超低功耗,没事时别来打扰CPU,有才把它叫醒。

这种CPU进入“深入低功耗”的方式,和上面不一样,这与CPU的低功耗模式有关。

比如:睡眠、停机、待机等。不同的处理器各种低功耗模式可能有差异,具体如何实现,如何唤醒,要结合具体CPU实现方法完成。

最后

低功耗产品的设计相对更难,需要结合软硬件解决各种“功耗异常”的问题,但整体的应用相对不复杂。

当然,还有更多实现低功耗的方法:比如降频、0功耗待机等。欢迎大家留言说出你产品低功耗是如何实现的。

编辑:jq

原文标题:RTOS环境下低功耗设计思路

文章出处:【微信号:strongerHuang,微信公众号:strongerHuang】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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    发表于 07-30 02:02 369次 阅读

    NCP1529 降压转换器 DC-DC 高效率 可调节输出电压 低纹波 1.7 MHz 1 A.

    9降压型DC-DC转换器是一款单片集成电路,适用于由一节锂离子电池或三节碱性/镍镉/镍氢电池供电的便携式应用。该器件可在外部可调范围为0.9 V至3.9 V或固定为1.2 V或1.35 V的输出范围内提供高达1.0 A的电流。它使用同步整流来提高效率并减少外部元件数量。该器件还内置1.7 MHz(标称)振荡器,通过允许使用小型电感器和电容器来减小元件尺寸。自动切换PWM / PFM模式可提高系统效率。 其他功能包括集成软启动,逐周期电流限制和热关断保护。 NCP1529采用节省空间的扁平2x2x0.5 mm UDFN6封装和TSOP-5封装。 特性 优势 96%效率,28 uA静态电流,0.3 uA关断电流 延长电池续航时间和'播放时间' 1.7 MHz开关频率 允许使用更小的电感和电容器 在轻负载条件下自动切换PWM和PFM模式 轻载时的低功耗 可调输出电压0.9V至3.9V 即使在PFM模式下,同类最佳低纹波 应用 终端产品 电池供电应用电源管理 核心电压低的处理器电源 USB供电设备 低压直流电源电源管理 手机,智能手机和掌上电脑 MP3播放器和便携式音频系统 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-30 02:02 1039次 阅读
    NCP1529 降压转换器 DC-DC 高效率 可调节输出电压 低纹波 1.7 MHz 1 A.

    NCP1521B 降压转换器 DC-DC 1.5 MHz 600 mA

    1B降压PWM DC-DC转换器针对便携式应用进行了优化,适用于由一节锂离子电池或三节碱性/镍镉/镍氢电池供电的便携式应用。该器件提供0.9 V至3.3 V的可调输出电压版本。它采用同步整流来提高效率并减少外部元件数量。该器件还内置1.5 MHz(标称)振荡器,通过允许更小的电感器和电容器来减小元件尺寸。自动切换PWM / PFM模式可提高系统效率。其他功能包括集成软启动,逐周期电流限制和热关断保护。 NCP1521B采用节省空间的薄型TSOP5和UDFN6封装。 特性 优势 96%效率,30 uA静态电流,0.3 uA关断电流 延长电池寿命和'播放时间' 1.5 MHz开关频率 允许使用更小的电感和电容 轻负载条件下PWM和PFM模式之间的自动切换 轻载时的低功耗 可调输出电压0.9 V至3.3V 同类最佳即使在PFM模式下也会出现波纹 应 终端产品 应用处理器的电源 电源用于低核心电压的处理器 手机,智能手机和掌上电脑 MP3播放器和便携式音频系统 数码相机和摄像机 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-30 02:02 826次 阅读
    NCP1521B 降压转换器 DC-DC 1.5 MHz 600 mA

    NCV891334 降压型稳压器 双模式 2 MHz低IQ

    x34是一款双模式稳压器,适用于汽车电池连接应用,必须使用高达45 V的输入电源。混合低功耗模式允许NCV891x34作为PWM降压转换器或低压差线性稳压器工作,NCV891x34适用于汽车驱动器信息系统中经常遇到的低噪声和低静态电流要求的系统。复位(具有固定延迟)和故障引脚(标记低输入电压和高温警告)简化了与微控制器的接口。 提供了两个引脚来同步切换到时钟或另一个NCV891x34。 NCV891x34还提供汽车电源系统中的一些保护功能,如电流限制,短路保护和热关断。此外,即使使用小电感值和全陶瓷输出滤波电容,高开关频率也会产生低输出电压纹波 - 形成节省空间的开关稳压器解决方案。 特性 轻载条件下40μAIq 3.0 PWM中的最大输出电流NCV891334中的模式 内部N通道电源开关 VIN工作范围3.7 V至36 V,承受负载转储至45 V 逻辑电平使能引脚可以连接电池 固定输出电压5.0 V或3.3 V,精度为±2% 2 MHz自激开关频率 输入和输出同步引脚 汽车要求现场和控制变更的NCV前缀 可湿性侧翼DFN(针边电镀) 这些器件无铅且符合RoHS标准 应用 终端产品 ...
    发表于 07-30 02:02 227次 阅读

    NCV2575 降压转换器 开关稳压器 可调输出电压 1.0 A.

    系列降压开关稳压器是单片集成电路,非常适合简单方便地设计降压型开关稳压器(降压转换器)。该系列的所有电路均能够以极佳的线路和负载调节驱动1.0 A负载。这些器件提供3.3 V,5.0 V,12 V,15 V的固定输出电压和可调输出版本。 此降压开关稳压器旨在最大限度地减少外部元件的数量,从而简化电源设计。标准系列电感器针对LM2575进行了优化,由多家不同的电感器制造商提供。 由于LM2575转换器是一种开关电源,与传统的三端线性稳压器相比,其效率要高得多,特别是在输入电压较高的情况下。在许多情况下,LM2575稳压器消耗的功率非常低,不需要散热器,也不会大幅降低其尺寸。 LM2575的特性包括在指定的输入电压和输出负载条件下保证4%的输出电压容差,以及振荡器频率的+/- 10%(0C至125C的+/- 2%)。包括外部关断,具有80 uA典型待机电流。输出开关包括逐周期电流限制,以及在故障条件下进行全保护的热关断。 特性 3.3 V,5.0 V,12 V ,15 V和可调输出版本 可调版本输出电压范围为1.23 V至37 V +/- 4%最大线路和负载条件 保证1.0 A输出电流 宽输入电压范围:4.75 V至40 V 仅需要4个外部元件 ...
    发表于 07-30 01:02 507次 阅读

    LV56841PVD LDO稳压器 5通道 带2个高侧开关

    1PVD是一款适用于汽车音响系统CD接收系统的电源IC。该IC集成了5个线性稳压器,2个高端功率开关系统,过流保护器,过压保护器和过热保护器。 SW33V输出的电源是低电压规格,与现有型号相比,可大幅降低功耗。 (包是HZIP15)。 特性 低功耗电流:50μA(典型值,只有VDD输出正在运行) 稳压器输出1 - 微控制器的VDD:输出电压:3.3V,最大输出电流:350mA 实施反向电流保护。 稳压器输出2 - 系统:输出电压:3.3V,最大输出电流:350mA 稳压器输出3 - 用于音频:输出电压:5至12V(由外部电阻设置),最大输出电流:300mA 稳压器输出4 - 用于照明:输出电压:5至12V(由外部电阻设置),最大输出电流:300mA 调节器输出5 - 对于CD:输出电压:6V,最大输出电流:1500mA 高侧开关in terlock VCC 1 - EXT:最大输出电流:500mA,输入和输出之间的电压差:0.75V 高带互锁的侧开关VCC 2 - ANT:最大输出电流:300mA,输入和输出之间的电压差:0.5V V6IN:6V用于系统(SW33V) VCC1:用于内部参考电压,控制电路和VDD输出。 ...
    发表于 07-29 23:02 421次 阅读
    LV56841PVD LDO稳压器 5通道 带2个高侧开关

    LV5684NPVD LDO稳压器 5通道 带2个高侧开关

    NPVD是一款多输出线性稳压器IC,可降低静态电流。 LV5684NPVD专为满足汽车信息娱乐系统的电源要求而设计。 LV5684NPVD集成了5个线性稳压器输出,2​​个高端电源开关,过流限制器,过压保护和热关断功能。 VDD和SW33V输出的电源是低电压规格,与现有型号相比,可大幅降低功耗。 特性 低消耗电流:50uA(典型值,只有VDD输出正在运行) 微控制器的VDD:输出电压:3.3V,最大输出电流:350mA 对于系统:输出电压:3.3V,最大输出电流:450mA 音频:输出电压:5到12V(由外部电阻设置),最大输出电流:250mA 用于照明:输出电压:5至12V(由外部电阻设置),最大输出电流:300mA 对于CD:输出电压:5V / 8V,最大输出电流:1300mA 带电流保护的高侧开关 - EXT:最大输出电流:350mA,输入和输出之间的电压差:0.5V 带电流保护的高侧开关 - ANT:最大输出电流:300mA,输入和输出之间的电压差:0.5V 电源输入 - V6IN: VDD为6V,系统(SW33V) 电源输入 - VCC1:对于内部参考电压,控制电路如果V6IN电压下降,VCC1将提供...
    发表于 07-29 23:02 399次 阅读

    FAN53526 3.0 A 2.4 MHz 数字可编程TinyBuck®调节器

    26是一款降压型开关稳压器,可从2.5V至5.5V的输入电压电源提供数字可编程输出。输出电压通过一个能够工作在3.4MHz的I2C接口进行编程。采用具有同步整流功能的专有架构,FAN53526能够以超过80%的效率提供3.0A连续性,在负载电流低至10mA时保持效率。稳压器工作在2.4MHz的标称固定频率,这降低了外部元件的价值。可以添加额外的输出电容,以改善负载瞬变期间的调节,而不会影响稳定性。在中等负载和轻负载条件下,脉冲频率调制(PFM)用于在省电模式下工作,典型静态电流为50μA(室温)。即使具有如此低的静态电流,该器件在大负载摆动期间也表现出优异的瞬态响应。在较高负载时,系统自动切换到固定频率控制,工作频率为2.4MHz。在关断模式下,电源电流降至1μA以下,从而降低功耗。如果需要固定频率,可以禁用PFM模式。 FAN53526采用15焊球,1.310mmx 2.015mm,0.4mm球间距WLCSP封装。电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 23:02 517次 阅读

    LV5683P LDO稳压器 4通道

    P是一款多线性稳压器,适用于USB硅调谐器汽车音响系统。该IC具有4个输出,VDD5V(3.3V),AUDIO(8.5V),SWU(3.3V)和USB5V(CD 8V:可用)。关于保护电路,它具有过流保护,过压保护和热关断功能。 VCC1(SWU和USB电源)是VCC的独立端子,接受较低的电压(例如来自DC / DC转换器),可以降低功耗。 特性 4系统稳压器 VDD5V(3.3V),AUDIO(8.5V),SWU(3.3V)和USB5V(CD 8V:可用) 过电流保护 过电压保护:典型21(除VDD外) 热关断Typ 175°C 应用Pch-LDMOS用于输出阶段 应用 汽车音响和信息娱乐系统 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 23:02 1715次 阅读

    NCP187 1.2A低Iq 低压差稳压器 低噪声 电源输出良好

    是1.2 A LDO线性稳压器,具有低静态电流消耗(在整个温度范围内典型值为30μA),低压差,低输出噪声和非常好的PSRR。该稳压器具有多种保护功能,如热关断,软启动,限流和电源良好输出信号,便于MCU接口 特性 优势 低Vin 1.5 V 低输出电压下的低功耗 超低噪声15μV rms 非常适合噪音敏感应用 1 kHz时的良好PSRR 75 dB 非常适合功率敏感设备 低V out 从0.8 V 适用于低压应用 低静态电流30μA 适合击球应用程序 小型DFN6 2 x 2 mm包装 适用于空间受限的应用程序 高输出电流1.2 A 适用于功率要求高的应用 应用 终端产品 电池供电设备 无线和LAN设备 智能手机,平板电脑,数码相机 RF,PLL,VCO和时钟电源 无线充电器 通讯系统 便携式设备 数码相机 平板电脑,智能手机 RF电源 图像传感器供应 消费类电子产品 电信应用 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 22:02 252次 阅读

    NCV8165 LDO稳压器 500 mA 低压差 超低Iq 超高PSRR 超低噪声

    5是一款LDO(低压降稳压器),能够提供500 mA输出电流。 NCV8165器件旨在满足RF和模拟电路的要求,具有低噪声,高PSRR,低静态电流和非常好的负载/线路瞬态。该器件设计用于1μF输入和1μF输出陶瓷电容。提供DFNW8 0.65P,3 mm x 3 mm x 0.9 mm封装。 类似产品: NCV8160 NCV8161 NCV8163 NCV8165 输出电流(A) 0.25 0.45 0.25 0.50 PSRR f = 1 kHz(dB) 98 98 92 85 噪音(μV RMS ) 10 10 6.5 8.5 特性 优势 超高PSRR在1 kHz时为85dB,在100 kHz时为63dB 非常适用于Wi-Fi模块等功耗敏感设备 超低输出噪声8.5μV RMS 非常好适用于噪声敏感应用 超低静态电流12μA 在轻载条件下提高效率 工作输入电压范围1.9V至5.5V 适用于电池供电设备 极低压差200mV,500mA 满载时的低功耗 应用 终端产品 A / D和D / A转换器电源 音频编解码器 电池供电设备 相机模块 RF模块 WiGig电源 LP5907或LP5912升级 汽车设备点负载调节 信息娱乐,车身控制和导航 远...
    发表于 07-29 22:02 536次 阅读

    NCP105 LDO稳压器 150 mA 高PSRR 高精度

    是150 mA LDO,可提供非常稳定,准确的电压和低噪声,适用于空间受限,噪声敏感的应用。为了优化电池供电的便携式应用的性能,NCP105采用动态静态电流调节,在空载时实现极低的IQ消耗。 NCP105采用小型XDFN-4 1 mmx1 mm,0.4 mm薄型封装以及标准TSOP5封装。 特性 优势 工作输入电压范围:1.7 V至5.5 V 非常适合电池供电的应用程序 低压差:125 mV典型值150 mA @ 2.8 V 支持输入输出电压要求非常低的应用 1kHz时高PSRR 70dB 非常适合噪音敏感的应用程序 热关断和电流限制保护 稳健的设计和高可靠性 Typ的非常低的静态电流。 50μA 适用于电池供电的应用 XDFN4 1.0 x 1.0 mm包中提供 非常非常适合空间受限的应用 +/- 1%典型Vout准确度@ 25°C 功率敏感设备的精确Vout TSOP5包中提供 非常适合首选含铅包的应用 应用 终端产品 触摸屏控制器电源 无线模块 相机供应模块 MCU和低功耗FPGA电源 物联网电池供电的无线传感器节点 智能手机 平板电脑 便携式设备 无线手机 IP摄像机 智能家居,智...
    发表于 07-29 22:02 344次 阅读

    NCP171 LDO稳压器 超低50nA Iq 双电源模式 80mA

    是双模式LDO,在ActiveMode中提供高达80 mA的电流,在低功耗模式下低至50 nA的Iq。双模式功能可通过ECO引脚选择,允许动态和低功耗模式之间的动态切换,非常适用于长寿命电池供电的无线应用。低功耗模式下的输出电压可降低50 mV,100 mV,150的内部工厂编程值相对于活动模式下的标称输出电压,mVor为200 mV。此功能进一步降低了睡眠模式下的应用消耗.NCP171采用SLIQ(超低Iq)LDO系列,具有50nA的超低静态电流,可用于小XDFN4 1.2 x 1.2包。 特性 优势 超低水平50nA 非常适合电池供电的应用 双模式功能针对主动模式和待机模式操作进行了优化 系统灵活地在两种不同的操作模式之间切换,优化性能和延长电池寿命 工作模式,高达80mA,具有出色的PSRR和噪声性能 非常适用于射频电源和高精度传感器 低功耗模式(SLIQ),50nA Iq 当系统处于扩展待机(低功耗)模式时延长电池寿命 模式选择,ECO Pin 灵活选择主动和低功率模式 XDFN 1.2x1.2包 空间受限应用程序的小尺寸 应用 终端产品 无线电池供电的物联网传感器 电池供电的医疗...
    发表于 07-29 22:02 1194次 阅读

    NCP115 LDO稳压器 300 mA 低Iq 高PSRR 高精度

    是300 mA LDO,可提供非常稳定,准确的电压和低噪声,适用于空间受限,噪声敏感的应用。为了优化电池供电的便携式应用的性能,NCP115采用动态静态电流调节,在空载时实现极低的IQ消耗。 NCP115采用小型XDFN-4 1 mmx1 mm,0.4 mm薄型封装以及标准TSOP5封装。 特性 优势 工作输入电压范围:1.7 V至5.5 V 非常适合电池供电的应用程序 固定电压选项:0.8 V至3.6 V 满足各种电源需求的灵活性 低压降:250 mV典型值300 mA @ 2.8 V 支持输入电压要求非常低的应用 1kHz时PSRR为70dB 非常适合噪音敏感应用 热关断和限流保护离子 稳健的设计和高可靠性 典型的非常低的静态电流。 50μA 适用于电池供电的应用 XDFN4 1.0 x 1.0 mm包中提供 非常非常适合空间受限的应用 +/- 1%典型Vout准确度@ 25°C 功率敏感设备的精确Vout TSOP5包中提供 非常适合首选含铅包的应用 应用 终端产品 触摸屏控制器电源 无线模块 相机供应模块 MCU和低功耗FPGA电源 物联网电池供电的无线传感器节点 智能手机...
    发表于 07-29 21:02 393次 阅读