如何在 FreeRTOS 中通过无滴答模式实现低功耗支持

发表于 2024-10-29 11:49

大家好，

我现在使用 Board NUCLEO-U031R8 进行测试。

我有一个旧的 FreeRTOS 项目，专为节能应用而设计，我正准备将其迁移到新的 IC STM32U031 系列 MCU。

在旧项目中，将configUSE_TICKLESS_IDLE设置为1可以让系统在任务空闲时进入低功耗模式，并且由制造商提供低功耗支持功能。

所以我开始使用STM32CubeMX创建一个简单的项目并安装“X-CUBE-FREERTOS”中间件（CMSIS RTOS2），并将configUSE_TICKLESS_IDLE设置为1。然后使用STM32CubeIDE导入.ioc文件，最后添加长时间LED闪烁任务以确保系统进入无滴答空闲模式。

LED 按预期运行，但我注意到电流消耗平均约为 5mA，这表明低功耗功能可能无法按预期运行。我是否遗漏了什么或错误的理解？

是否有推荐的方法在 FreeRTOS 中实现具有无滴答功能的低功耗模式？

发表于 2024-11-4 16:41

在FreeRTOSConfig.h文件中，将宏configUSE_TICKLESS_IDLE设置为1

发表于 2024-11-5 08:04

确保滴答定时器的重装载值不会溢出，即不能超过滴答定时器的最大计数值

发表于 2024-11-5 10:45

修改FreeRTOSConfig.h文件将configUSE_TICKLESS_IDLE宏定义为1，以启用无滴答空闲模式。

发表于 2024-11-5 15:08

configEXPECTED_IDLE_TIME_BEFORE_SLEEP定义了系统可以进入低功耗模式的最小时钟节拍数，默认值为2个系统时钟节拍，如果需要，可以在[size=0.875]FreeRTOSConfig.h文件中重新定义这个参数

发表于 2024-11-5 18:01

FreeRTOS提供了[size=0.875]portSUPPRESS_TICKS_AND_SLEEP()函数来实现Tickless模式

发表于 2024-11-5 19:48

如果滴答定时器的频率太高，会导致频繁的进出睡眠模式，从而增加能量消耗

发表于 2024-11-5 21:37

确保下一个要运行的任务能够被准确唤醒

发表于 2024-11-14 22:52

所以我开始使用STM32CubeMX创建一个简单的项目并安装“X-CUBE-FREERTOS”中间件

发表于 2025-1-8 22:12

在 FreeRTOS 中实现低功耗支持的一种常见方法是使用无滴答模式（Tickless mode）。在无滴答模式下，RTOS 的滴答时钟（也称为系统时钟或心跳时钟）不是固定频率的，而是按需运行

发表于 2025-1-9 02:00

当没有任务在等待时间延迟或中断时，系统时钟不会消耗电能。这有助于在嵌入式系统中实现低功耗运行

发表于 2025-1-9 03:00

确保你的系统时钟源是可配置的，并且支持低功耗模式。在某些微控制器上，你可能需要选择一个低功耗的时钟源（如低速振荡器）来降低功耗

发表于 2025-1-9 04:00

在 FreeRTOS 中，可以通过修改 FreeRTOSConfig.h 文件中的配置选项来启用无滴答模式

发表于 2025-1-9 05:00

你需要设置 configUSE_TICKLESS_MODE 为 1 来启用它。此外，还需要配置 configEXPECTED_IDLE_TIME_BEFORE_SLEEP 来定义系统空闲多长时间后进入休眠状态

发表于 2025-1-9 06:00

在启用无滴答模式后，你需要提供一个自定义的睡眠函数来让系统进入低功耗模式。这个函数应该根据当前的系统状态来确定睡眠的时间长度。通常，这个函数会在系统空闲时调用，并且在这段时间内关闭不必要的硬件和时钟源以节省电能

发表于 2025-1-9 07:00

在无滴答模式下，中断和唤醒机制变得尤为重要。你需要确保在中断发生时能够正确地恢复系统的状态，并且在需要时唤醒系统。这可能需要配置中断服务程序（ISR）来处理外部事件或定时器的唤醒请求

发表于 2025-1-9 08:00

在无滴答模式下，任务调度也需要特别注意。确保任务不会长时间等待资源或事件，因为这可能会导致系统长时间处于空闲状态并消耗不必要的电能。优化任务优先级和调度逻辑可以帮助减少空闲时间

发表于 2025-1-9 09:00

在实现低功耗支持后，进行充分的测试来验证系统的功耗表现是否符合预期。使用功耗分析工具来监控系统的功耗情况，并根据测试结果调整配置和优化代码

发表于 2025-1-9 10:00

一般来说是可以通过芯片的本身低功耗实现的吧？

[开发工具] 如何在 FreeRTOS 中通过无滴答模式实现低功耗支持

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