[ ST NUCLEO-U575ZI-Q 测评] 10-STM32U5系列针对低功耗的优化方法
<div class='showpostmsg'><p data-line="0" dir="auto">STM32U系列主打的是超低功耗，功耗要比L系列的功耗更低，为了实现更低的功耗，芯片内部做了很多的优化，一起来看看都有哪些优化措施。这篇文章参考的是官方手册AN5652。</p><h2 data-line="2" dir="auto" id="%E4%B8%80%E8%8A%AF%E7%89%87%E5%86%85%E9%83%A8%E7%9A%84%E5%8A%9F%E8%80%97%E4%BC%98%E5%8C%96%E6%8E%AA%E6%96%BD">一、芯片内部的功耗优化措施</h2>
<p data-line="4" dir="auto">在STM32U575后缀带Q的芯片内部包含一个开关电源SMPS。可以使用这个开关电源代替内部的LDO为核心供电，已达到节省功耗的目的，但是SMPS有一定的噪声，有可能干扰一些功能。从下图可以看出，使用SMPS比使用LDO更加省电。</p>
<p data-line="6" dir="auto"></p>
<p data-line="8" dir="auto">LPBAM低功耗后台自主模式，许多外设可以正常工作，并自主进入停机模式，并直接访问内存。</p>
<p data-line="10" dir="auto">不同的低功耗模式要在：低功耗性能、短启动时间、可用外设集与唤醒源的最大数量直接实现最佳的折中。</p>
<p data-line="12" dir="auto">芯片支持动态电压调节，可以根据不同的工作频率调节为逻辑供电的主LDO的电压。 </p>
<p data-line="12" dir="auto"></p>
<p data-line="12" dir="auto">可以看出运行频率越低，需要的电压就越小，可以更省电。</p>
<p data-line="16" dir="auto">SMPS和LDO都可以作为内部的调压器使用，调压器分种两种模式：主调压器和低功耗调压器。主调压器在需要性能的时候使用。</p>
<p data-line="18" dir="auto"></p>
<p data-line="20" dir="auto">ICACHE是指令缓存，缓存来自处理器的指令提取负载。ICACHE只管理读，不管理写。从ICACHE上读指令，比在FLASH上读要省电。ICACHE有预取功能和单/双路模式，对应的电流消耗也不同，但是开着ICACHE更省电，开预取功能更省电，单路更省电。</p>
<p data-line="22" dir="auto">在低功耗模式下，FLASH的读取时间会更长。</p>
<p data-line="24" dir="auto">从上面可以看出低功耗的措施有：SMPS、ICACHE、动态VCORE电压调节、FLASH的低功耗读取（会增加Flash读操作的时间）</p>
<h2 data-line="26" dir="auto" id="%E4%BA%8C%E4%BD%8E%E5%8A%9F%E8%80%97%E6%A8%A1%E5%BC%8F">二、低功耗模式</h2>
<p data-line="28" dir="auto">STM32U5系列还有多种不同的低功耗模式，可以根据唤醒源、唤醒时间等方面综合考虑使用哪一种。</p>
<ol data-line="30" dir="auto">
<li data-line="30" dir="auto">
<p data-line="30" dir="auto">睡眠模式，cpu时钟关闭，但是其它外设还可以运行，包括内核外设（NVIC、Systick），发生中断或事件时唤醒。</p>
</li>
<li data-line="31" dir="auto">
<p data-line="31" dir="auto">停机模式，核心域中的所有时钟停止，禁用PLL、MSIS、MSIK、HSI16和HSE振荡器。外设可以启用MSIS、MSIK和HSI16。这个模式还有多个模式，不同的模式提供的最大数量活动外设和唤醒源不同，唤醒时间也不同。</p>
<p data-line="33" dir="auto">LPBAM也是这个模式的，一些外设时自主的可以启用时钟、总线、并搭配DMA传输数据。</p>
</li>
<li data-line="34" dir="auto">
<p data-line="34" dir="auto">待机模式，关闭内部调压器和核心域，关闭大部分时钟，RTC课保持激活状态，同时SRAM2的一部分区域也可以保持，也可以保持IO电平。唤醒后的时钟是MSIS，最高4MHz。</p>
</li>
<li data-line="35" dir="auto">
<p data-line="35" dir="auto">关断模式，几乎全部关闭，可以借助唤醒引脚或复位引脚唤醒。由LSE定时的RTC也能唤醒。</p>
</li>
</ol>
<h2 data-line="37" dir="auto" id="%E4%B8%89%E5%8A%9F%E8%80%97%E4%BC%98%E5%8C%96">三、功耗优化</h2>
<p data-line="39" dir="auto">官方推荐的功耗优化方法如下：</p>
<ol data-line="41" dir="auto">
<li data-line="41" dir="auto">ICACHE的使用。其中配置为直接映射的单路模式最省电。</li>
<li data-line="42" dir="auto">内部的Flash有2个存储区（bank），可以在运行和睡眠模式下，选择将某个bank置于掉电模式。也支持低功耗读取模式，低功耗读取会增加读取的时长，因此要综合考虑。</li>
<li data-line="43" dir="auto">电源控制的优化。可以将BOR配置为不连续模式。也可以切换到SMPS。</li>
<li data-line="44" dir="auto">低功耗模式下的RCC。</li>
<li data-line="45" dir="auto">IO状态：配置未使用的GPIO为默认输入比较省电。禁用不用IO的时钟。</li>
<li data-line="46" dir="auto">内部RAM。有5个，其中1、2、3为主RAM，4用于在停机2模式下的LPBAM。可以选择的关闭一些SRAM。在停机模式下SRAM的内容可以保存。进入待机模式SRAM和寄存器内容将丢失。但是可以配置SRAM2的一部分保持。</li>
<li data-line="47" dir="auto">运行和停机模式下的时钟控制。可以关闭不用的时钟，不过Flash、SRAM等内存单元的时钟除外。可以通过SMEN位使外设在处理器进入休眠模式时自动关闭。</li>
</ol>
<h2 data-line="49" dir="auto" id="%E5%9B%9Blpbam%E7%9A%84%E4%BD%BF%E7%94%A8">四、LPBAM的使用</h2>
<p data-line="51" dir="auto">LPBAM可以使外设在停机0、1、2模式下工作并保持自主，也就是不通过CPU，而是使用DMA，直接将数据读取到内存中。这样CPU不用唤醒。</p>
<p data-line="53" dir="auto">支持LPBAM的外设如下图所示，注意不同的停机模式，可以使用的外设也不一样。</p>
<p data-line="53" dir="auto"></p>
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<p>如果要用好一款芯片，手册得用功读，细细品呀。</p>
<p>感谢分享低功耗方面的知识。</p>
<p>测评汇总：免费申请|ST NUCLEO-U575ZI-Q https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1228653-1-1.html</p>
<p>如果进了LPBAM，想退出到STOP模式怎么弄呢？</p><br/>
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