1、如何降低功耗？

一般的簡(jiǎn)單應(yīng)用中處理器大量的時(shí)間都在處理空閑任務(wù)，所以我們就可以考慮當(dāng)處理器處理空閑任務(wù)的時(shí)候就進(jìn)入低功耗模式，當(dāng)需要處理應(yīng)用層代碼的時(shí)候就將處理器從低功耗模式喚醒。FreeRTOS 就是通過(guò)在處理器處理空閑任務(wù)的時(shí)候?qū)⑻幚砥髟O(shè)置為低功耗模式來(lái)降低能耗。一般會(huì)在空閑任務(wù)的鉤子函數(shù)中執(zhí)行低功耗相關(guān)處理，比如設(shè)置處理器進(jìn)入低功耗模式、關(guān)閉其他外設(shè)時(shí)鐘、降低系統(tǒng)主頻等等。

我們知道 FreeRTOS 的系統(tǒng)時(shí)鐘是由滴答定時(shí)器中斷來(lái)提供的，系統(tǒng)時(shí)鐘頻率越高，那么滴答定時(shí)器中斷頻率也就越高。以前講過(guò)，中斷是可以將 STM32F103 從睡眠模式中喚醒，周期性的滴答定時(shí)器中斷就會(huì)導(dǎo)致 STM32F103 周期性的進(jìn)入和退出睡眠模式。因此，如果滴答定時(shí)器中斷頻率太高的話(huà)會(huì)導(dǎo)致大量的能量和時(shí)間消耗在進(jìn)出睡眠模式中，這樣導(dǎo)致的結(jié)果就是低功耗模式的作用被大大的削弱。

為此，F(xiàn)reeRTOS 特地提供了一個(gè)解決方法——Tickless 模式，當(dāng)處理器進(jìn)入空閑任務(wù)周期以后就關(guān)閉系統(tǒng)節(jié)拍中斷（滴答定時(shí)器中斷），只有當(dāng)其他中斷發(fā)生或者其他任務(wù)需要處理的時(shí)候處理器才會(huì)被從低功耗模式中喚醒。為此我們將面臨兩個(gè)問(wèn)題：

問(wèn)題一：關(guān)閉系統(tǒng)節(jié)拍中斷會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)節(jié)拍計(jì)數(shù)器停止，系統(tǒng)時(shí)鐘就會(huì)停止。

FreeRTOS 的系統(tǒng)時(shí)鐘是依賴(lài)于系統(tǒng)節(jié)拍中斷（滴答定時(shí)器中斷）的，如果關(guān)閉了系統(tǒng)節(jié)拍中斷的話(huà)就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)時(shí)鐘停止運(yùn)行，這是絕對(duì)不允許的！該如何解決這個(gè)問(wèn)題呢？我們可以記錄下系統(tǒng)節(jié)拍中斷的關(guān)閉時(shí)間，當(dāng)系統(tǒng)節(jié)拍中斷再次開(kāi)啟運(yùn)行的時(shí)候補(bǔ)上這段時(shí)間就行了。這時(shí)候我們就需要另外一個(gè)定時(shí)器來(lái)記錄這段該補(bǔ)上的時(shí)間，如果使用專(zhuān)用的低功耗處理器的話(huà)基本上都會(huì)有一個(gè)低功耗定時(shí)器，比如 STM32L4 系列（L 系列是 ST 的低功耗處理器）就有一個(gè)叫做 LPTIM（低功耗定時(shí)器）的定時(shí)器。STM32F103 沒(méi)有這種定時(shí)器那么就接著使用滴答定時(shí)器來(lái)完成這個(gè)功能，具體實(shí)現(xiàn)方法后面會(huì)講解。

問(wèn)題二：如何保證下一個(gè)要運(yùn)行的任務(wù)能被準(zhǔn)確的喚醒？

即使處理器進(jìn)入了低功耗模式，但是我的中斷和應(yīng)用層任務(wù)也要保證及時(shí)的響應(yīng)和處理。中斷自然不用說(shuō)，本身就可以將處理器從低功耗模式中喚醒。但是應(yīng)用層任務(wù)就不行了，它無(wú)法將處理器從低功耗模式喚醒，無(wú)法喚醒就無(wú)法運(yùn)行！這個(gè)問(wèn)題看來(lái)很棘手，既然應(yīng)用層任務(wù)無(wú)法將處理器從低功耗模式喚醒，那么我們就借助其他的力量來(lái)完成這個(gè)功能。如果處理器在進(jìn)入低功耗模式之前能夠獲取到還有多長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行下一個(gè)任務(wù)那么問(wèn)題就迎刃而解了，我們只需要開(kāi)一個(gè)定時(shí)器，定時(shí)器的定時(shí)周期設(shè)置為這個(gè)時(shí)間值就行了，定時(shí)時(shí)間到了以后產(chǎn)生定時(shí)中斷，處理器不就從低功耗模式喚醒了。這里似乎又引出了一個(gè)新的問(wèn)題，那就是如何知道還有多長(zhǎng)時(shí)間執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)？這個(gè)時(shí)間也就是低功耗模式的執(zhí)行時(shí)間，值得慶辛的是 FreeRTOS已經(jīng)幫我們完成了這個(gè)工作。