RTOS 电源管理设计

leihen0525 发表于 2018-8-22 10:46

讨论一个问题，小弟从事汽车电子行业多年，最近手头项目上了我历时几个月写的实时操作系统，考虑是电动车项目，功耗必然是个大问题，在OS设计之初的时候并没有把电源管理当回事，结果电源管理部分很难和OS完美融合，参考目前众多RTOS的电源管理，似乎这一块设计都很薄弱，感觉并没有把嵌入式的低功耗问题考虑进去，不知道大家对这一块有没有什么好的思路推荐。
先用我手头这个上了系统的项目举个例子：
平台是KEA128 ARM M0+内核的芯片，
按照M0内核的功耗有三种 RUN WIAT STOP
我OS启动会创建一个空闲任务，空闲任务默认进入WAIT
开一个超时定时器留有一个给任务的API可以重设定时器时间
当定时器时间到设计空闲任务进入就直接进入STOP 并且开启RTC定时唤醒系统
问题吧就在这 RTC唤醒后重置定时器时间并且设置空闲进入WAIT 我只是期望唤醒后只执行一些唤醒事件检查任务但是吧起初设计系统没有考虑电源管理框架和任务调度的问题当唤醒后自然就所有任务都跑起来了
不知道大家有没有这方面经验比如在睡眠模式下冻结部分任务？

leihen0525 发表于 2018-8-22 10:51

按照汽车上 KL15 IGN作为唤醒和睡眠的信号我将这个信号设计为主动睡眠
而我想要OS具备一个合适的自动睡眠策略可以根据任务的需求来动态的降低功耗
已经困扰快一个星期了不知道有没有对操作系统电源管理特别有见解的人讨论一下这个问题

airwill 发表于 2018-8-27 07:00

你首先得理清楚,那些需要休眠, 什么条件休眠.
本身休眠的问题不算是 RTOS 内核要管理解决的问题.

什么 RTOS, M0 应该跑不了太复杂的 OS.

caijie001 发表于 2018-8-27 13:39

用os就别要低功耗吧，，，，os是为了快速响应跟线程管理的。低功耗那些裸机就好了呗

leihen0525 发表于 2018-8-28 14:26

airwill 发表于 2018-8-27 07:00
你首先得理清楚,那些需要休眠, 什么条件休眠.
本身休眠的问题不算是 RTOS 内核要管理解决的问题.

我可能是受到Windows系统的影响
不过好在理清楚一些问题
OS还是要跑起来的
我设计的初衷是想让OS做更多的事情 task可以减少设计复杂度

leihen0525 发表于 2018-8-28 14:29

caijie001 发表于 2018-8-27 13:39
用os就别要低功耗吧，，，，os是为了快速响应跟线程管理的。低功耗那些裸机就好了呗 ...

低功耗吧在车上点火开了一般就不考虑功耗至少目前汽车电子是这样的
只有点火关了功耗要求还是很高的毕竟长时间蓄电池会亏电
毕竟现在单片机很强嵌入式跑OS很正常当然嵌入式功耗电源还是很重要的不是么

leihen0525 发表于 2018-8-28 14:39

void Power_Idle_Task(void* pdata)
{
UART_Init();
Uart_SendChar(0xEF);
Power_Init();

Timer_Init();//定时器初始化

//System_Debug_Init();

Services_Init();//服务组件

Application_Init();//应用程序

while(1)
{
//喂狗
API_User_WDOG_Refresh();

switch (Power.Power_Status)
{
//1.设置进入Stop时间为1S
//2.设置当前进入模式为wait模式
case Power_Status_Init:
{
Power_RTC_SET_Time_User(1000,false);
API_User_SOC_Enter_Wait_Mode();

Power.Power_Status=Power_Status_Runing;
}break;

//1.设置当前在wait模式下运行时间为20MS
//2.设置当前进入模式为wait模式
//3.开启任务调度系统
case Power_Status_Enter_Wait:
{
Power_RTC_SET_Time_User(20,false);

API_User_SOC_Enter_Wait_Mode();
API_User_OS_Resume();

Power.Power_Status=Power_Status_Runing;

}// @suppress("No break at end of case")

//进入低功耗模式
case Power_Status_Runing:
{
asm("wfi");

}break;

//1.关闭任务调度系统
//2.设置当前进入低功耗模式
//3.设置唤醒stop模式时间为1S
case Power_Status_Enter_Stop:
{
API_User_OS_Suspend();
API_User_SOC_Enter_Stop_Mode();
Power_RTC_SET_Time_User(1000,false);

Power.Power_Status=Power_Status_Stoping;
}// @suppress("No break at end of case")

//进入低功耗模式
case Power_Status_Stoping:
{
asm("wfi");
}// @suppress("No break at end of case")

//1.检查当前唤醒信号是否有效
//2.如果唤醒信号有效则进入wait模式
case Power_Status_Check_WakeUp_Signal:
{
Function_Groups_Run(&Power.FGN,Null,Power_Check_WakUp);
}break;

default:
{

}break;
}

}

}
static void Services_Sleep_Task(void *pdata)
{

Services_Input_Link_Event_Flag_Group();

while(1)
{
switch (Services_Sleep.Status)
{
case Services_Sleep_Status_Init:
{
Function_Groups_Init(&Services_Sleep.Operation_Function);
Services_Sleep.Status=Services_Sleep_Status_Enter_WakeUp;
API_User_Wait_Enter_Stop_Times(1000,true);
API_User_Sleep(50);
}break;

case Services_Sleep_Status_Runing:
{

Event_Return_Type ER=Services_Input_Wait_Status(SI_IGN_IN,IO_OFF,100);
if(ER==Event_Return_OK)
{
API_User_Wait_Enter_Stop_Times(1000,true);

API_User_Sleep(500);

if(Services_Input_GET_Status(SI_IGN_IN)==IO_OFF)
{
Services_Sleep.Status=Services_Sleep_Status_Enter_Sleep;
API_User_Wait_Enter_Stop_Times(1000,true);
}
else
{
;
}
}
else if(ER==Event_Return_Time_Out)
{
API_User_Wait_Enter_Stop_Times(1000,true);
}
else
{
API_User_Sleep(100);
}
}break;
case Services_Sleep_Status_DeepSleep:
{
if(Services_Input_Wait_Status(SI_IGN_IN,IO_ON,-1)==Event_Return_OK)
{
Services_Sleep.Status=Services_Sleep_Status_Enter_WakeUp;
}
}break;

case Services_Sleep_Status_Enter_WakeUp:
{
API_User_Wait_Enter_Stop_Times(1000,true);

Function_Groups_Run(&Services_Sleep.Operation_Function,(void *)Services_Sleep_Operation_Enter_WakeUp,Null);
//API_User_Timer_WakeUp();
Services_Sleep.Status=Services_Sleep_Status_Runing;

}break;
case Services_Sleep_Status_Enter_Sleep:
{
Function_Groups_Run(&Services_Sleep.Operation_Function,(void *)Services_Sleep_Operation_Enter_Sleep,Null);
//API_User_Timer_Sleep();
Services_Sleep.Status=Services_Sleep_Status_DeepSleep;
}break;

default:
{
API_User_Sleep(100);
}break;
}

}
}
既然没有朋友有实质性结果我就把思路贴出来吧上面两个任务第一个是系统空闲任务优先级最低属于内核任务第二个是服务类任务因为我的内核设计是微内核架构第二个服务是检查IGN主动睡眠第一个是 OS自动根据任务需求睡眠唤醒运行等需求整体在睡眠下功耗做到了0.5MA 低于客户要求的1MA 有需要的小伙伴们可以了解一下

caijie001 发表于 2018-8-28 18:37

leihen0525 发表于 2018-8-28 14:29
低功耗吧在车上点火开了一般就不考虑功耗至少目前汽车电子是这样的
只有点火关了功耗要求还是很高 ...

你也可以这样理解，反正看情况需要吧，嵌入式这个东西就是可裁剪的，专向设备

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