hsh007 发表于 2024-3-9 16:14

MSPM0L130x工作模式分析和测试

<div class='showpostmsg'> 本帖最后由 hsh007 于 2024-3-12 07:36 编辑

# 1        目录
1. MSPM0L130x的电源域
2. MSPM0L130x的工作模式
3. 测试环境准备
4. 测试和分析
5. 参考

# 2        电源域
两个核心电源域：PD1 和 PD0。
PD1在RUN 和 SLEEP 模式是开的，但在所有其他模式下禁用。PD0 始终在 RUN、SLEEP、STOP 和 STANDBY模式开的。PD1 和 PD0 在 SHUTDOWN 模式下均被禁用。
- PD1 域包括 CPU 子系统、SRAM 存储器、PD1 外设和 PD1 外设总线，从 MCLK（包括 DMA）运行，最大频率为 32 MHz。 PD1 在 STOP 和 STANDBY 模式下禁用；CPU 寄存器、SRAM 和外设 MMR 配置寄存器都保留，以便从STOP 或 STANDBY 模式退出的时候可以立即恢复操作。
- PD0 域包括 PD0 外设和 PD0 总线段，后者从 ULPCLK 运行，最大RUN 和 SLEEP 模式下的频率为 32 MHz，STOP 模式下的频率为 4 MHz，待机模式下的频率为 32 kHz。PD0 域在除 SHUTDOWN 之外的所有模式下均通电，可以将其视为“始终开启”域。

# 3        工作模式
提供五种工作模式（电源模式），按功率递减顺序为：RUN、SLEEP、STOP、STANDBY 和 SHUTDOWN。下图显示了模式之间的交互：
![](Writing/MSPM0评测/attachments/MSPM0L130x工作模式分析和测试/IMG-MSPM0L130x工作模式分析和测试-20240309104557164.png)
## 3.1        RUN模式
在 RUN 模式下，CPU 处于活动状态，可以执行代码，并且可以启用任何外设。
有三个 RUN 模式策略选项：RUN0、RUN1 和 RUN2。
- RUN0：MCLK 和 CPUCLK 从快速时钟源 （SYSOSC） 运行。
- RUN1：MCLK 和 CPUCLK 从 LFCLK（32 kHz）运行以降低有功功率，但留下 SYSOSC支持为模拟模块提供服务，例如 ADC、OPA 或 COMP（在 HS 模式下）。
- RUN2：MCLK 和 CPUCLK 从 LFCLK（32 kHz）运行，SYSOSC 完全禁用省电。这是 CPU 运行时的最低功耗状态。
## 3.2        SLEEP模式
在 SLEEP 模式下，CPU 被禁用（时钟门控）；除此之外，设备配置与 RUN 相同。
有三个 SLEEP 模式策略选项：SLEEP0、SLEEP1 和 SLEEP2。确定 SLEEPx 策略进入 SLEEP 模式时按当前 RUNx 策略执行。
- SLEEP0：与 RUN0 相同，但 CPU 已禁用。
- SLEEP1：与 RUN1 相同，但 CPU 已禁用。
- SLEEP2：与 RUN2 相同，但 CPU 已禁用。

## 3.3        STOP模式
在 STOP 模式下，CPU、SRAM 和 PD1 外设被禁用并处于保留状态（如果适用）。PD0外设的最大 ULPCLK 频率为 4 MHz。 SYSOSC 可以在更高的频率下运行，以支持 ADC、OPA 或 HS COMP 操作，但 ULPCLK 将自动限制为 4 MHz SYSOSC由 SYSCTL 输出。
可以触发 DMA。DMA 触发器唤醒 PD1 电源域以产生 SRAM 和 DMA可用于处理 DMA 传输，并且 DMA 传输在当前的 MCLK 和 ULPCLK 上处理率。传输完成后，SRAM将返回到保留状态，并自动禁用PD1。
STOP模式是最低功耗模式，支持ADC、OPA和高速COMP操作。
STOP 模式有三个策略选项：STOP0、STOP1 和 STOP2。
- STOP0：进入 STOP 模式时，SYSOSC 以当前频率运行（32 MHz、24 MHz、16 MHz 或 4 MHz）。ULPCLK 始终由硬件自动限制为 4 MHz，但 SYSOSC 是不受干扰，以支持模拟外设（如ADC、OPA或COMP）的一致操作。
**注意**：如果 STOP0 是从 RUN1 输入的（启用了 SYSOSC，但 MCLK 来自 LFCLK），则 SYSOSC
与 RUN1 一样保持使能状态，ULPCLK 与 RUN1 一样保持在 32 kHz。
**注意**：如果从 RUN2 输入 STOP0（SYSOSC 已禁用，MCLK 源自 LFCLK），
SYSOSC 在 RUN2 中保持禁用状态，ULPCLK 在 RUN2 中保持 32 kHz。

- STOP1：SYSOSC 从当前频率换档至 4 MHz，以实现最低功耗在 STOP 模式下，SYSOSC 正在运行。SYSOSC 和 ULPCLK 均以 4 MHz 运行。

- STOP2：SYSOSC 被禁用，ULPCLK 以 32 kHz 的频率来自 LFCLK。这是最低的STOP 模式下的电源状态。

## 3.4        STANDBY模式
在STANDBY模式下，CPU、SRAM 和 PD1 外设被禁用并处于保留状态。PD0 外设，带除ADC和OPA外，ULPCLK的最大频率为32 kHz。SYSOSC是禁用。
可以触发 DMA。DMA 触发器唤醒 PD1 电源域以产生 SRAM 和 DMA。可用于处理 DMA 传输，并且 DMA 传输在当前的 MCLK 和 ULPCLK 上处理速率 （32 kHz）。传输完成后，SRAM将返回到保留状态，并自动禁用PD1。
在待机模式下不支持 ADC、OPA 和高速 COMP 操作。
STANDBY 模式有 2 个策略选项：STANDBY0 和 STANDBY1。
- STANDBY0：所有 PD0 外设都接收 ULPCLK 和 LFCLK。
- STANDBY1：只有 TIMG0 和 TIMG1 接收 ULPCLK 或 LFCLK。TIMG0 或 TIMG1 中断或 ADC触发器 STANDBY1 始终触发异步快速时钟请求以唤醒系统。其他PD0外设（如 UART、I2C、GPIO 和 COMP）也可以在发生外部事件时唤醒系统通过异步快速时钟请求，但它们不会主动STANDBY1时钟。

## 3.5        SHUTDOWN模式
在 SHUTDOWN 模式下，没有可用的时钟。核心稳压器被完全禁用，所有SRAM和寄存器内容将丢失，但 SYSCTL 中的 4 个字节的通用内存除外，该内存可以用于存储状态信息。BOR 和带隙电路被禁用。
设备可以通过支持唤醒功能的 IO、调试连接或 NRST 进行唤醒。
SHUTDOWN 模式具有所有工作模式中最低的电流消耗。退出 SHUTDOWN 模式触发 BOR。


# 4        测试环境准备

## 4.1        测试硬件

### 4.1.1        TI的MSPM0L1306 LaunchPad
是适用于MSPM0L1306 微控制器 (MCU) 的评估模块。该套件包含在 MSPM0L1xx 微控制器平台上开始开发所需要的全部资源，包括用于编程、调试和能量测量的板载调试探针。该板还具有用于快速集成简单用户界面、板载热敏电阻、光传感器和 RGB LED 的板载按钮和 LED。
下图显示了 LP-MSPM0L1306 LaunchPad 开发套件。

### 4.1.2        ST的X-NUCLEO-LPOM01A
板子如下图。用于给MSPM0L1306提供电源，并测试耗电。
可以通过USB接口供电，也可以外置电源供电。
可以单独使用，也可以配合电脑上的STM32CubeMonitor-Power软件工具使用。
!(/data/attachment/forum/202403/12/072131iibqhizdxdddmkb2.jpg?rand=6609.5444025535735)
## 4.2        测试软件

### 4.2.1        (https://www.ti.com.cn/tool/cn/CCSTUDIO)
### 4.2.2        例程：timx_timer_mode_periodic_sleep_LP_MSPM0L1306_nortos_ticlang

## 4.3        测试环境准备
### 4.3.1        硬件准备

#### 4.3.1.1        TI的MSPM0L1306 LaunchPad
参考User Guid(MSPM0L1306 LaunchPad Development Kit)，去掉该去掉的跳线，如下图：
!(/data/attachment/forum/202403/09/155450bcwyu0u59mcndrcf.jpg.thumb.jpg?rand=8213.87724923905)

当要通过XDS110烧写固件的时候，连接如下下图：
!(/data/attachment/forum/202403/09/155518rjwc267dc5a2l2l2.png?rand=5529.156703189462)

#### 4.3.1.2        TI的MSPM0L1306 LaunchPad和ST的X-NUCLEO-LPOM01A的连接
烧写完固件后，将两块板子如下连接。（用于烧写的跳线要断开）
!(/data/attachment/forum/202403/09/155537faksnja3nuukcguj.jpg.thumb.jpg?rand=4246.3909845823)

# 5        测试和分析

voltage: 3.3，Temperature: 22C°

## 5.1        测试
图片太多，后面几个的就不贴出来了。

### 5.1.1        STANDBY0
不设置Configure Unused Pins，添加TIMER_0








测试值如下：1.214uA


### 5.1.2        STANDBY1
基于如上修改为：


测试值如下：894.7nA


### 5.1.3        RUN0

```
int main(void)
{
    SYSCFG_DL_init();

    while (1) {
//      __WFI();
    }
}
```

测量值：1.344mA
因为图片过多，这里和下面就不贴出来了。

### 5.1.4        SLEEP0

!(/data/attachment/forum/202403/09/155640rjdkd6j9z981655d.png.thumb.jpg?rand=6414.901602882823)

测量值：941.7uA


### 5.1.5        RUN1

```
int main(void)
{
    SYSCFG_DL_init();

    DL_SYSCTL_setPowerPolicyRUN1SLEEP1();

    while (1) {
//      __WFI();
    }
}
```

测量值：525.2uA


### 5.1.6        SLEEP1

```
int main(void)
{
    SYSCFG_DL_init();

    DL_SYSCTL_setPowerPolicyRUN1SLEEP1();

    while (1) {
      __WFI();
    }
}
```

测量值：519.9uA


### 5.1.7        RUN2

```
int main(void)
{
    SYSCFG_DL_init();

    DL_SYSCTL_setPowerPolicyRUN2SLEEP2();

    while (1) {
//      __WFI();
    }
}
```

测量值：258.0uA


### 5.1.8        SLEEP2

```
int main(void)
{
    SYSCFG_DL_init();

    DL_SYSCTL_setPowerPolicyRUN2SLEEP2();

    while (1) {
      __WFI();
    }
}
```

测量值：255.4uA


### 5.1.9        STOP0



测量值：323.2uA

### 5.1.10        STOP1


测量值：156.6uA



### 5.1.11        STOP2


测量值：44.85uA


### 5.1.12        SHUTDOWN

```
int main(void)
{
    SYSCFG_DL_init();

    DL_SYSCTL_setPowerPolicySHUTDOWN();

    while (1) {
      __WFI();
    }
}
```

测量值：64.3nA

## 5.2        分析

汇总上面的测试结果如下：

| Mode   | Current |
| -------- | ------- |
| RUN0   | 1.344mA |
| RUN1   | 525.2uA |
| RUN2   | 258.0uA |
| SLEEP0   | 941.7uA |
| SLEEP1   | 519.9uA |
| SLEEP2   | 255.4uA |
| STOP0    | 323.2uA |
| STOP1    | 156.6uA |
| STOP2    | 44.85uA |
| STANDBY0 | 1.214uA |
| STANDBY1 | 894.7nA |
| SHUTDOWN | 64.3nA|

和数据手册中的7.5 Supply Current Characteristics节基本一致。


# 6        参考

- (https://www.ti.com.cn/tool/cn/LP-MSPM0L1306#tech-docs)
- (https://www.ti.com.cn/cn/lit/ug/zhcuap0e/zhcuap0e.pdf?ts=1709956116753&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.eetree.cn%252F)
- (https://www.ti.com.cn/tool/cn/CCSTUDIO)
- (https://www.ti.com/lit/gpn/MSPM0L1306?keyMatch=MSPM0L130X)
- (https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1244342-1-1.html)
- (https://www.st.com/zh/evaluation-tools/x-nucleo-lpm01a.html)
- (https://www.st.com/resource/en/user_manual/um2243-stm32-nucleo-expansion-board-for-power-consumption-measurement-stmicroelectronics.pdf)



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Jacktang 发表于 2024-3-10 15:02

<p>&nbsp;LP-MSPM0L1306 LaunchPad 开发套件的图片没上传上来</p>

hsh007 发表于 2024-3-12 07:37

Jacktang 发表于 2024-3-10 15:02
&nbsp;LP-MSPM0L1306 LaunchPad 开发套件的图片没上传上来

<p>谢谢提醒，已经换成了开发套件的图片</p>
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