Режимы работы

Описание режимов

Активный

Состояние процессора	Состояние памяти	Состояние периферии	Состояние системного и батарейного домена	Тактирование	Вход в режим	Выход из режима
Процессор работает в нормальном режиме.	ОЗУ, EEPROM, SPIFI работают в нормальном режиме.	Периферия работает в нормальном режиме.	Системный домен включен, батарейный домен включен.	От внешнего осциллятора с частотой до 32 МГц OSC32M; От встроенного осциллятора с частотой до 32 МГц HSI32M.	Режим после сброса/подачи питания.	-

Режим «Активный» подразумевает режим с максимальной производительностью: максимальная системная частота, минимальные делители, тактирование всех задействованных устройств включено.

Пониженного энергопотребления

Состояние процессора	Состояние памяти	Состояние периферии	Состояние системного и батарейного домена	Тактирование	Вход в режим	Выход из режима
Процессор работает в нормальном режиме.	ОЗУ, EEPROM, SPIFI работают в нормальном режиме. Рекомендуется отключать тактирование неиспользуемых модулей памяти записью в регистры: PM.CLK_AHB_CLEAR	Рекомендуется отключать тактирование неиспользуемых периферийных модулей программно (пользователем) записью в регистры: PM.CLK_AHB_CLEAR; PM.CLK_APB_M_CLEAR; PM.CLK_APB_P_CLEAR.	Системный домен включен, батарейный домен включен.	От внешнего часового осциллятора; от встроенного часового осциллятора; от внешнего осциллятора с частотой до 32 МГц с делителем системной шины.	Программно, переключившись на нужный источник тактирования или выставив необходимый делитель.	Программно, переключившись на нужный источник тактирования или выставив необходимый делитель.

Режим «Пониженного потребления» предполагает уменьшение производительности и потребления за счет снижения рабочей частоты, временное отключение тактирования устройств, которые временно не используются. Режим «Активный» и режим «Пониженного потребления» достаточно условны, так как отличаются выбранными источником тактирования, установленными делителями частот, отключенным тактированием тех или иных устройств, что определяется конкретной задачей.

void lowEnergyMode()
{
    // Шина APB_P (периферия)
    uint32_t clk_apb_p_mask = 0; 

    // Шина APB_M (модули)
    uint32_t clk_apb_m_mask = 0 
                              | PM_CLOCK_APB_M_PAD_CONFIG_M   // контроллер выводов (вкл по умолч)
                              | PM_CLOCK_APB_M_WU_M         // блок  батар. домена WakeUp (вкл по умолч)
                              | PM_CLOCK_APB_M_PM_M         // блок упр. питанием PowerMonitor (вкл по умолч)
                              ;      

    // Шина AHB (главная)
    uint32_t clk_ahb_mask = 0
                            | PM_CLOCK_AHB_CPU_M      // Ядро (вкл по умолч)
                            | PM_CLOCK_AHB_EEPROM_M // EEPROM (вкл по умолч)
                            | PM_CLOCK_AHB_RAM_M    // ОЗУ (вкл по умолч)
                            // | PM_CLOCK_AHB_SPIFI_M  // SPI flash (вкл по умолч)
                            | PM_CLOCK_AHB_TCB_M    // TCB (вкл по умолчанию)
                            // | PM_CLOCK_AHB_DMA_M    // DMA
                            ;   

    // Включить тактирование выбранных блоков и выключить у остальных
    PM->CLK_APB_M_SET = clk_apb_m_mask;
    PM->CLK_APB_M_CLEAR = ~clk_apb_m_mask;
    PM->CLK_APB_P_SET = clk_apb_p_mask;
    PM->CLK_APB_P_CLEAR = ~clk_apb_p_mask;
    PM->CLK_AHB_SET = clk_ahb_mask;
    PM->CLK_AHB_CLEAR = ~clk_ahb_mask;

    /* Вход в режим пониженного энергопотребления переключением на источник LSI32K. */
    PM->AHB_CLK_MUX = PM_AHB_CLK_MUX_LSI32K_M | PM_AHB_FORCE_MUX_FIXED; // Переключиться на LSI32K
    for (volatile int i = 0; i < 100; i++)
        ;

    /* Отключение неиспользуемых источников тактирования */
    /* Источники 32МГц */
    /* Внутренний */
    WU->CLOCKS_SYS |= (1 << WU_CLOCKS_SYS_HSI32M_EN_S); // Выключить HSI32M
    /* Внешний */
    WU->CLOCKS_SYS |= (1 << WU_CLOCKS_SYS_OSC32M_EN_S); // Выключить OSC32M

    /* Источники 32кГц */
    /* Внутренний  */
    // WU->CLOCKS_BU |= (1 << WU_CLOCKS_BU_LSI32K_EN_S); // Выключить LSI32K
    /* Внешний */
    WU->CLOCKS_BU |= (1 << WU_CLOCKS_BU_OSC32K_EN_S); // Выключить OSC32K

    /* Делители частоты */
    PM->DIV_AHB = 255;
    PM->DIV_APB_M = 255;
    PM->DIV_APB_P = 255;
}

Спящий

Состояние процессора	Состояние памяти	Состояние периферии	Состояние системного и батарейного домена	Тактирование	Вход в режим	Выход из режима
Ядро в состоянии sleep	Тактирование Ядра, ОЗУ, EEPROM, SPIFI может быть выключено при записи в PM.SLEEP_MODE	Рекомендуется отключать тактирование неиспользуемых периферийных модулей программно (пользователем) записью в регистры: PM.CLK_AHB_CLEAR; PM.CLK_APB_M_CLEAR; PM.CLK_APB_P_CLEAR.	Системный домен включен, батарейный домен включен.	От внешнего осциллятора с частотой до 32 МГц От встроенного осциллятора с частотой до 32 МГц	Записью в регистр PM.SLEEP_MODE.	По прерыванию.

«Спящий» режим подразумевает автоматическое отключение частоты ядра, некоторых модулей памяти. Переход осуществляется записью в регистр PM. SLEEP_MODE. При записи отключается тактирование ядра и в зависимости от записываемого значения отключается тактирование следующих модулей:

• SLEEP_MODE[0] = 1 – отключение тактирования ядра;
• SLEEP_MODE[1] = 1 – отключение тактирования EEPROM;
• SLEEP_MODE[2] = 1 – отключение тактирования ОЗУ;
• SLEEP_MODE[3] = 1 – отключение тактирования контроллера SPIFI.

Ниже представлен пример входа в спящий режим, в котором включено тактирование GPIO0, GPIO_IRQ и EPIC. Выход из режима осуществляется, например, по внешнему прерыванию от вывода на порте GPIO0.

void sleepMode()
{
    // Шина APB_P (периферия)
    uint32_t clk_apb_p_mask = 0
                            | PM_CLOCK_APB_P_GPIO_0_M    
                            | PM_CLOCK_APB_P_GPIO_IRQ_M
                            ; 

    // Шина APB_M (модули)
    uint32_t clk_apb_m_mask = 0 
                              | PM_CLOCK_APB_M_PAD_CONFIG_M   // контроллер выводов (вкл по умолч)
                              | PM_CLOCK_APB_M_WU_M         // блок  батар. домена WakeUp (вкл по умолч)
                              | PM_CLOCK_APB_M_PM_M         // блок упр. питанием PowerMonitor (вкл по умолч)
                              | PM_CLOCK_APB_M_EPIC_M
                              ;      

    // Шина AHB (главная)
    uint32_t clk_ahb_mask = 0
                            | PM_CLOCK_AHB_CPU_M      // Ядро (вкл по умолч)
                            | PM_CLOCK_AHB_EEPROM_M // EEPROM (вкл по умолч)
                            | PM_CLOCK_AHB_RAM_M    // ОЗУ (вкл по умолч)
                            // | PM_CLOCK_AHB_SPIFI_M  // SPI flash (вкл по умолч)
                            | PM_CLOCK_AHB_TCB_M    // TCB (вкл по умолчанию)
                            // | PM_CLOCK_AHB_DMA_M    // DMA
                            ;   

     // Включить тактирование выбранных блоков и выключить у остальных
    PM->CLK_APB_M_SET = clk_apb_m_mask;
    PM->CLK_APB_M_CLEAR = ~clk_apb_m_mask;
    PM->CLK_APB_P_SET = clk_apb_p_mask;
    PM->CLK_APB_P_CLEAR = ~clk_apb_p_mask;
    PM->CLK_AHB_SET = clk_ahb_mask;
    PM->CLK_AHB_CLEAR = ~clk_ahb_mask;

    PM->AHB_CLK_MUX = PM_AHB_CLK_MUX_HSI32M_M | PM_AHB_FORCE_MUX_FIXED; // Переключиться на LSI32K
    for (volatile int i = 0; i < 100; i++)
        ;

    /* Отключение неиспользуемых источников тактирования */
    /* Источники 32МГц */
    /* Внутренний */
    // WU->CLOCKS_SYS |= (1 << WU_CLOCKS_SYS_HSI32M_EN_S); // Выключить HSI32M
    /* Внешний */
    WU->CLOCKS_SYS |= (1 << WU_CLOCKS_SYS_OSC32M_EN_S); // Выключить OSC32M

    /* Источники 32кГц */
    /* Внутренний  */
    WU->CLOCKS_BU |= (1 << WU_CLOCKS_BU_LSI32K_EN_S); // Выключить LSI32K
    /* Внешний */
    WU->CLOCKS_BU |= (1 << WU_CLOCKS_BU_OSC32K_EN_S); // Выключить OSC32K

    /* Делители частоты */
    PM->DIV_AHB = 255;
    PM->DIV_APB_M = 255;
    PM->DIV_APB_P = 255;

    /* Вход в спящий режим */
    /* Отключить тактирование SPIFI[3], RAM[2], ROM[1], ядро[0] */
    PM->SLEEP_MODE = 0b1110;
}

Стоп

Состояние процессора	Состояние памяти	Состояние периферии	Состояние системного и батарейного домена	Тактирование	Вход в режим	Выход из режима
Ядро в состоянии sleep.	Тактирование ОЗУ, EEPROM, SPIFI выключено.	Тактированием периферия выключено	Системный домен включен, батарейный домен включен.	Тактирование системы выключено.	Запись в регистр WAKEUP.STOP	RTC/выводу EXT_WU.

В режиме “Стоп” автоматически отключается тактирование всех устройств за исключением батарейного домена. Переход осуществляется записью в регистр WAKEUP.STOP.  Выход из режима событию на выводе EXT_WU, будильника, или по сбросу.

Для выхода из режима по RTC или выводу EXT_WU следует установить бит WU.SYS_MASK.SYS_UP_RTC или WU.SYS_MASK.SYS_UP_WU соответственно. При этом активный уровень, по которому происходит выход из режима, настраивается в WU.SYS_LEVEL.LVL_RTC и в WU.SYS_LEVEL.LVL_WU.

Ниже приведен пример кода входа в режим стоп. Выход из режима осуществляется установкой на выводе EXT_WU уровня логической "1".

void stopMode()
{
    /* Разрешить включение системного домена (из режима СТОП) при активном уровне внешнего вывода ext_wu */
    // WU->SYS_LEVEL &= ~WU_SYS_LEVEL_EXT_LINE_M; // Активный уровень EXT_WU лог. "0"
    WU->SYS_MASK |= WU_MASK_WAKEUP_EXT_M;
    for (volatile int i = 0; i < 100; i++)
        ;

    PM->AHB_CLK_MUX = PM_AHB_CLK_MUX_LSI32K_M | PM_AHB_FORCE_MUX_FIXED; // Переключиться на LSI32K
    for (volatile int i = 0; i < 100; i++)
        ;

    /* Отключение неиспользуемых источников тактирования */
    /* Источники 32МГц */
    /* Внутренний */
    WU->CLOCKS_SYS |= (1 << WU_CLOCKS_SYS_HSI32M_EN_S); // Выключить HSI32M
    /* Внешний */
    WU->CLOCKS_SYS |= (1 << WU_CLOCKS_SYS_OSC32M_EN_S); // Выключить OSC32M

    /* Источники 32кГц */
    /* Внутренний  */
    // WU->CLOCKS_BU |= (1 << WU_CLOCKS_BU_LSI32K_EN_S); // Выключить LSI32K
    /* Внешний */
    WU->CLOCKS_BU |= (1 << WU_CLOCKS_BU_OSC32K_EN_S); // Выключить OSC32K

    /* Делители частоты */
    PM->DIV_AHB = 255;
    PM->DIV_APB_M = 255;
    PM->DIV_APB_P = 255;

    /* Вход в режим стоп */
    WU->STOP = 1;
}

Ожидание

Состояние процессора	Состояние памяти	Состояние периферии	Состояние системного и батарейного домена	Тактирование	Вход в режим	Выход из режима
Питание выключено	Питание выключено	Питание выключено	Системный домен выключен, батарейный домен включен	Тактирование системы выключено.	Запись в регистр WAKEUP. SYS_POWEROFF.	По сбросу/RTC/ выводу EXT_WU

Во всех режимах, кроме ожидания питание всех доменов включено. В режиме ожидания остается включенным только батарейный домен. Системный LDO выключен. Переход осуществляется записью в регистр SYS_POWEROFF. Выход из режима событию на выводе EXT_WU, будильника, или по сбросу.

Для выхода из режима по RTC или выводу EXT_WU следует установить бит WU.SYS_MASK.SYS_UP_RTC или WU.SYS_MASK.SYS_UP_WU соответственно. При этом активный уровень, по которому происходит выход из режима, настраивается в WU.SYS_LEVEL.LVL_RTC и в WU.SYS_LEVEL.LVL_WU.

Ниже приведен пример кода входа в режим ожидания. Выход из режима осуществляется установкой на выводе EXT_WU уровня логической "1".

void standbyMode()
{

    /* Разрешить включение системного домена при активном уровне внешнего вывода ext_wu */
    // WU->SYS_LEVEL &= ~WU_SYS_LEVEL_EXT_LINE_M; // Активный уровень EXT_WU лог. "0"
    WU->SYS_MASK |= WU_MASK_WAKEUP_EXT_M;
    for (volatile int i = 0; i < 100; i++)
        ;

    PM->AHB_CLK_MUX = PM_AHB_CLK_MUX_LSI32K_M | PM_AHB_FORCE_MUX_FIXED; // Переключиться на LSI32K
    for (volatile int i = 0; i < 100; i++)
        ;

    /* Отключение неиспользуемых источников тактирования */
    /* Источники 32МГц */
    /* Внутренний */
    WU->CLOCKS_SYS |= (1 << WU_CLOCKS_SYS_HSI32M_EN_S); // Выключить HSI32M
    /* Внешний */
    WU->CLOCKS_SYS |= (1 << WU_CLOCKS_SYS_OSC32M_EN_S); // Выключить OSC32M

    /* Источники 32кГц */
    /* Внутренний  */
    // WU->CLOCKS_BU |= (1 << WU_CLOCKS_BU_LSI32K_EN_S); // Выключить LSI32K
    /* Внешний */
    WU->CLOCKS_BU |= (1 << WU_CLOCKS_BU_OSC32K_EN_S); // Выключить OSC32K
    
    /* Делители частоты */
    PM->DIV_AHB = 255;
    PM->DIV_APB_M = 255;
    PM->DIV_APB_P = 255;

    /* Вход в режим ожидания */
    WU->SYS_POWEROFF = 1; 
}

Потребление в различных режимах работы

Режим работы	Условия	Источник тактирования системы	Частота ядра	Потребление	Единицы
Активный	Тактирование периферий по умолчанию; Делитель AHB = 0; Делитель APB_M = 0; Делитель APB_P = 0.	OSC32M	FCPU = 32 МГц	12,54	мА
Пониженного энергопотребления	Тактирование включено только у WU, PM, CPU, EEPROM, RAM, TCB; Источники OSC32M, OSC32K, HSI32M выключены; Делитель AHB = 255; Делитель APB_M = 255; Делитель APB_P = 255.	LSI32K	FCPU = 125 кГц	1,50	мА
Спящий	Тактирование RAM, EEPROM, SPIFI выключено записью в PM.SLEEP_MODE = 0b1110; Тактирование включено только у WU, PM, CPU, TCB; Источники OSC32M, OSC32K, OSC32K выключены; Делитель AHB = 255; Делитель APB_M = 255; Делитель APB_P = 255.	HSI32M	FCPU = 125 кГц	3,26	мА
		OCS32M		3,25	мА
		LSI32K	FCPU = 125 Гц	1,50	мА
Стоп	Источники HSI32M, OSC32K, LSI32K выключены; Делитель AHB = 255; Делитель APB_M = 255; Делитель APB_P = 255; Загрузка из EEPROM.	OCS32M	FCPU = 125 кГц Ядро в состоянии sleep	2,03	мА
	Источники OSC32M, HSI32M, OSC32K выключены; Делитель AHB = 255; Делитель APB_M = 255; Делитель APB_P = 255; Загрузка из EEPROM.	LSI32K	FCPU = 125 Гц Ядро в состоянии sleep	0,78	мА
Ожидание	Источники HSI32M, OSC32K выключены; OSC32M включен; Делитель AHB = 255; Делитель APB_M = 255; Делитель APB_P = 255	LSI32K	FCPU = 125 Гц Питание ядра выключено	0,57	мА
	Источники OSC32M, HSI32M, OSC32K выключены; OSC32M не установлен, вывод XI заземлен; Делитель AHB = 255; Делитель APB_M = 255; Делитель APB_P = 255.	LSI32K	FCPU = 125 Гц Питание ядра выключено	0,17	мА
Примечание: В главном цикле инкрементируется переменная, программа выполняется из EEPROM.