YTM32L系列MCU低功耗模式簡介

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（產(chǎn)品）簡介YTM32L系列（MCU）是蘇州云途（半導(dǎo)體）針對車身控制領(lǐng)域推出的入門級32位產(chǎn)品，最高主頻達(dá)48MHz，內(nèi)嵌128KBFlash和16KBS（RAM），MCU內(nèi)嵌（CAN）-FD，LIN等豐富接口，滿足車規(guī)可靠性要求AEC-Q100?？梢詰?yīng)用于車身（傳感器）控制、（電機(jī)控制）、胎壓監(jiān)測、電動(dòng)座椅、電動(dòng)尾門、天窗、燈光控制及內(nèi)飾燈控制等方面。

YTM32M系列（芯片）基于32位車規(guī)級（ARM）Cortex-M33內(nèi)核，（CPU）全溫域主頻高達(dá)120MHz，提供1.25MB（嵌入式）閃存，符合ISO26262的ASIL-B等級要求，可靠性滿足AEC-Q100、Grade1標(biāo)準(zhǔn)，信息安全方面支持AES、SHA以及國密SM4等多種加密（算法），并提供符合AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)的MCAL。

在低功耗方面，YTM32系列MCU支持Sleep，DeepSleep，Standby和PowerDown（L系列不支持）幾種低功耗模式，其中Standby模式是CPU可以保留運(yùn)行狀態(tài)信息的最低功耗模式，PowerDown模式則是只有部分模塊和部分SRAM可以保留運(yùn)行信息，其他模塊和CPU在內(nèi)都會(huì)斷電，系統(tǒng)喚醒之后需要重啟，該模式是系統(tǒng)的最低功耗模式。YTM32系列MCU通過多種低功耗模式組合能夠很好的滿足汽車應(yīng)用的低功耗需求。

低功耗模式簡介YTM系列MCU針對汽車的低功耗需求，定義了幾種不同的低功耗模式：

Sleep模式，也稱為睡眠模式。這種模式下MCU內(nèi)部的（時(shí)鐘）都保持工作狀態(tài)，CPU核心停止工作，等待外設(shè)中斷喚醒，因?yàn)橹挥蠧PU停止工作，所以一般功耗降低的比較少，但是系統(tǒng)可以最快速的喚醒，對于采用系統(tǒng)時(shí)鐘的外設(shè)也是沒有影響的。在Sleep模式下，芯片內(nèi)部（電源模塊）依然保持正常運(yùn)行狀態(tài)，有比較高的帶負(fù)載能力。DeepSleep模式，也稱深入睡眠模式。這種模式下系統(tǒng)總線時(shí)鐘停止工作，CPU核心停止工作，等待外設(shè)中斷喚醒，此時(shí)對于采用系統(tǒng)時(shí)鐘作為主時(shí)鐘的外設(shè)，比如eTMR，pTMR，（DMA）等模塊因?yàn)闆]有了時(shí)鐘，所以都是不能工作的。系統(tǒng)的其他時(shí)鐘，比如FIRC，F(xiàn)XOSC等時(shí)鐘是可以根據(jù)時(shí)鐘配置選擇開啟和關(guān)閉的，對于支持功能時(shí)鐘的外設(shè)，如果相應(yīng)的時(shí)鐘保持開啟，那這些模塊也是可以正常工作的。DeepSleep模式由于總線時(shí)鐘關(guān)閉，一些依賴總線時(shí)鐘的模塊也無法工作，所以功耗會(huì)有比較大的降低。在DeepSleep模式下，芯片內(nèi)部（電源）模塊依然保持正常運(yùn)行狀態(tài)，有比較高的帶負(fù)載能力。從DeepSleep模式喚醒的時(shí)候，因?yàn)橐恍┕δ軙r(shí)鐘需要重新啟動(dòng)，所以喚醒時(shí)間相比于Sleep模式會(huì)有一定的延長，這個(gè)時(shí)間還取決于有多少時(shí)鐘需要重新啟動(dòng)。Standby模式，也稱為待機(jī)模式。這種模式和DeepSleep模式的主要區(qū)別是芯片內(nèi)部的電源模塊工作在低功耗模式，此時(shí)芯片的帶負(fù)載能力有一定減弱。這種模式下對于支持功能時(shí)鐘的模塊，如果相應(yīng)的功能時(shí)鐘開啟，這些模塊也可以正常工作，并可以正常喚醒芯片。這種模式下因?yàn)樾酒瑑?nèi)部電源模塊需要從正常工作模式轉(zhuǎn)換成低功耗模式，喚醒的時(shí)候需要從低功耗模式回到正常模式，所以進(jìn)入待機(jī)模式和從待機(jī)模式喚醒都需要一定的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間一般是微秒級別。在Standby模式下，芯片內(nèi)部RAM數(shù)據(jù)依然保持，F(xiàn)lash進(jìn)入低功耗模式，所有模塊（寄存器）配置保持不變，所以喚醒的時(shí)候，CPU還是可以繼續(xù)運(yùn)行。PowerDown模式，也稱為掉電模式。這種模式芯片大部分（數(shù)字電路）的（供電）被斷開，只有少部分?jǐn)?shù)字邏輯單獨(dú)供電，芯片內(nèi)部電源模塊僅維持不斷電的少量數(shù)字邏輯供電，此時(shí)芯片的功耗是最低的。在PowerDown模式下僅有支持喚醒功能的IO可以喚醒系統(tǒng)，另外還支持喚醒的內(nèi)部模塊包括lpTMR，RTC，（AC）MP等，模塊的功能時(shí)鐘也只有SIRC和SXOSC可以選擇。PowerDown模式因?yàn)榇蟛糠謹(jǐn)?shù)字電路都已經(jīng)斷電，所以喚醒的時(shí)候系統(tǒng)需要復(fù)位才能正常運(yùn)行。Mode(模式）Clock（時(shí)鐘）外設(shè)喚醒源復(fù)位功耗Sleep（睡眠）無變化正常工作所有中斷否稍有降低DeepSleep（深度睡眠）總線時(shí)鐘關(guān)閉，功能時(shí)鐘可配置支持功能時(shí)鐘，且功能時(shí)鐘開啟的模塊正常工作異步中斷，所有GPIO否較低Standby（待機(jī)）總線時(shí)鐘關(guān)閉，功能時(shí)鐘可配置支持功能時(shí)鐘，且功能時(shí)鐘開啟的模塊正常工作異步中斷，所有GPIO否很低PowerDown（掉電）SIRC/SXOSC可配置lpTMR,RTC,ACMP,WKU且有功能時(shí)鐘lpTMR,RTC,ACMP,WKU特定GPIO是最低低功耗模式流程YTM32芯片的低功耗模式結(jié)合了ARMCPU的低功耗模式和整個(gè)MCU系統(tǒng)外設(shè)的低功耗模式，低功耗模式的進(jìn)入流程如下：

配置相應(yīng)的喚醒外設(shè)，并開啟對應(yīng)的NVIC中斷，保證系統(tǒng)可以正確的喚醒應(yīng)用程序通過配置（LDO）的運(yùn)行模式?jīng)Q定系統(tǒng)在低功耗模式下的供電行為（DeepSleep/Standby/PowerDown），通過相關(guān)的時(shí)鐘配置設(shè)置相應(yīng)的時(shí)鐘在低功耗模式下是否開啟配置內(nèi)核寄存器的SCB→SCR寄存器的SCB_SCR_SLEEPDEEP_Msk比特決定系統(tǒng)進(jìn)入Sleep模式還是DeepSleep模式執(zhí)行WFI指令進(jìn)入低功耗模式系統(tǒng)執(zhí)行WFI指令之后，（硬件）會(huì)依據(jù)電源和時(shí)鐘的配置自動(dòng)關(guān)閉對應(yīng)的時(shí)鐘，然后切換系統(tǒng)電源，整個(gè)過程無需軟件參與，芯片引腳將保持原有的功能配置和輸入輸出狀態(tài)，進(jìn)出低功耗模式過程中，應(yīng)用無需對芯片引腳做特殊的配置。

另外，進(jìn)出低功耗模式過程中，系統(tǒng)的時(shí)鐘也是硬件切換的，應(yīng)用軟件無需做時(shí)鐘切換。當(dāng)系統(tǒng)從低功耗模式喚醒的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)恢復(fù)低功耗之前的時(shí)鐘配置模式，然后從WFI指令位置繼續(xù)往下執(zhí)行程序（PowerDown模式需要復(fù)位）。比如系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式之前系統(tǒng)時(shí)鐘為PLL，PLL參考時(shí)鐘為外部晶振FXOSC，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式（DeepSleep和Standby）時(shí)PLL和外部晶振被硬件關(guān)閉，在喚醒過程中，系統(tǒng)硬件可以直接重新開啟FXOSC和PLL，并等待PLL鎖定后將PLL作為系統(tǒng)時(shí)鐘執(zhí)行程序。

需要注意的是，當(dāng)系統(tǒng)時(shí)鐘采用FXOSC或者PLL的時(shí)候，系統(tǒng)喚醒需要等待外部晶振起振和PLL鎖定，而外部晶振起振時(shí)間一般是毫秒級別，所以說系統(tǒng)的喚醒時(shí)間會(huì)變長。如果應(yīng)用對于喚醒時(shí)間要求比較高，難么建議采用FIRC作為系統(tǒng)的時(shí)鐘，F(xiàn)IRC的啟動(dòng)時(shí)間只有幾個(gè)微秒，即使從Standby模式喚醒，喚醒時(shí)間也之后幾十微秒。

PowerDown模式說明

Powerdown模式是一種掉電模式，和傳統(tǒng)的低功耗模式在使用上有一定的差異。Powerdown模式本質(zhì)上是將芯片內(nèi)部大部分電路直接斷電，從而降低整個(gè)系統(tǒng)的功耗。在powerdown模式下只有部分模塊（lptmr，rtc，acmp，wku等）和部分SRAM可以繼續(xù)保持工作，而包括CPU在內(nèi)的其他模塊和大部分SRAM都會(huì)直接斷電，因?yàn)镃PU和外設(shè)的數(shù)據(jù)無法保存，系統(tǒng)在喚醒的時(shí)候需要經(jīng)過復(fù)位。

在powerdown模式下，芯片引腳狀態(tài)（包含輸入輸出，上下拉及驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度配置）會(huì)保持進(jìn)入低功耗模式之前的狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)喚醒并重新復(fù)位之后，應(yīng)用可以重新初始化芯片引腳功能。

芯片低功耗模式代碼

YTM32芯片的電源模式主要通過power_manager實(shí)現(xiàn)，用戶可以根據(jù)自己的需要配置多種低功耗模式，然后通過相應(yīng)的函數(shù)進(jìn)行切換。電源模式的定義如下：

/********************************************************************************Includedfiles******************************************************************************/#include"power_config.h"/*!@briefUserConfigura（ti）onstructurepwrMan1_InitConfig4*/power_manager_user_config_tpwrMan_InitConfigRun={.powerMode=POWER_MANAGER_RUN,/*!芯片低功耗模式常見問題匯總芯片建議的低功耗模式是哪種，芯片處于低功耗模式下可以通過哪些模塊喚醒？

YTM32B1L系列芯片最低只支持到Standby模式（不支持PowerDown模式），這種模式下所有的GPIO都是可以正常喚醒的芯片的，另外一些支持功能時(shí)鐘的模塊，比如lpTMR,（I2C）,SPI,（UART）,RTC,ACMP等模塊也是可以正常喚醒芯片的。

YTM32B1M/H系列芯片最低功耗模式時(shí)PowerDown，這種模式下只有支持WKU功能的（PI）N可以正常喚醒的芯片，另外一些在低功耗電源域的模塊，比如lpTMR,RTC,ACMP等模塊也是可以正常喚醒芯片的。為什么當(dāng)我進(jìn)入Standby/PowerDown模式的時(shí)候，測量的（電流）要比數(shù)據(jù)手冊上標(biāo)的值高很多？

這是一個(gè)我們進(jìn)行低功耗模式調(diào)試時(shí)經(jīng)常碰到的一個(gè)問題，針對這個(gè)問題一般有以下幾種原因：系統(tǒng)進(jìn)入沒有正確進(jìn)入低功耗模式，此時(shí)系統(tǒng)電流和Sleep模式相當(dāng)，如果發(fā)現(xiàn)是這種情況，那么就要看是不是有模塊產(chǎn)生了喚醒中斷，比如GPIO開啟了中斷喚醒功能，但是系統(tǒng)并沒有使能GPIO的中斷（NVIC模塊禁用了中斷），這個(gè)時(shí)候系統(tǒng)是無法進(jìn)入Standby模式，因?yàn)楫?dāng)系統(tǒng)開始進(jìn)入低功耗模式的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)Pending的外部中斷沒有響應(yīng)，而這個(gè)中斷是可以喚醒系統(tǒng)的，所以系統(tǒng)便會(huì)退出進(jìn)入低功耗模式，轉(zhuǎn)而等待這個(gè)中斷被系統(tǒng)響應(yīng)，而這個(gè)時(shí)候NVIC禁用了這個(gè)中斷，所以CPU依然保持Sleep模式，系統(tǒng)上表現(xiàn)進(jìn)入了低功耗模式，而實(shí)際上是進(jìn)入了Sleep模式，對于這種情況，我們就要排查系統(tǒng)使能的模塊是否在系統(tǒng)進(jìn)入standby模式的時(shí)候產(chǎn)生了中斷。系統(tǒng)進(jìn)入了低功耗模式，但是電流在200uA左右，這種情況從電流上看是進(jìn)入了Standby模式，模式電流偏高的原因可能是在Standby模式下開啟了部分的功能時(shí)鐘，比如SIRC或者FXOSC，并且有一些模塊正在工作，比如lpTMR以SIRC作為功能時(shí)鐘工作，這種情況是比較正常的，如果不需要SIRC時(shí)鐘，那么可以修改時(shí)鐘配置，從而進(jìn)一步降低系統(tǒng)功耗。數(shù)據(jù)手冊上面的電流數(shù)據(jù)一般都是在關(guān)閉這些功能時(shí)鐘的情況下測試得到的。電流偏高的另外一個(gè)原因可能是GPIO上有一定的負(fù)載，比如GPIO的輸入模式開啟了上拉（電阻），但是外部負(fù)載是將GPIO拉低的，或者GPIO輸出了一個(gè)高電平，而外部負(fù)載并不是高阻態(tài)，這兩種情況都會(huì)導(dǎo)致GPIO上面有比較大的電流。是否外接了調(diào)試器，在低功耗模式下，接入調(diào)試器也會(huì)引入一定的額外功耗，所以測量低功耗模式電流時(shí)候務(wù)必?cái)嚅_調(diào)試器連接從低功耗模式喚醒的時(shí)候，外設(shè)需要重新配置嗎？進(jìn)入低功耗模式之前外設(shè)是不是需要做特殊的操作？

對于大部分外設(shè)，進(jìn)出低功耗都不需要做特殊的操作，因?yàn)閅TM32B1L外設(shè)都是不掉電的，所有的配置都是可以保留的，所以從低功耗模式喚醒之后可以繼續(xù)使用，并不需要重新初始化。

對于部分外設(shè)，當(dāng)系統(tǒng)請求進(jìn)入低功耗模式的時(shí)候，如果外設(shè)正在工作，那么外設(shè)會(huì)block系統(tǒng)的低功耗請求，直到當(dāng)前操作完成，如果系統(tǒng)長時(shí)間沒有得到外設(shè)的響應(yīng)，系統(tǒng)會(huì)直接產(chǎn)生Reset。比如DMA正在傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候，系統(tǒng)請求進(jìn)入低功耗模式，這個(gè)時(shí)候?yàn)榱朔乐箶?shù)據(jù)丟失，DMA需要完成當(dāng)前數(shù)據(jù)傳輸之后才會(huì)響應(yīng)低功耗模式請求。低功耗模式下怎么喚醒芯片？

參考前面的表格，Sleep模式下，所有外設(shè)都是正常工作的，實(shí)際上只有CORE處于Sleep狀態(tài)，此時(shí)所有外設(shè)的中斷都可以喚醒芯片。在DeepSleep和Standby模式下，首先我們要在芯片手冊的NVIC表格中看模塊Wakeup列是否標(biāo)為可喚醒，另外當(dāng)模塊工作時(shí)需要時(shí)鐘（比如lpTMR，RTC），那么還要保證模塊的功能時(shí)鐘在低功耗模式下