【MSP430 编译器使用经验】-使用CCS的Energy Trace调试msp430的低功耗运行

mars4zhu

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本文简要介绍了使用CCSv6.0的低功耗测量评估工具Energy Trace对msp430芯片的低功耗运行进行优化。

目  录

1 概述        1

2 Energia项目开发流程简介        2

2.1. Energy Trace介绍        2

2.2. Energy Trace的设置        2

2.3. Energy Trace的运行        3

2.4. Energy Trace的低功耗优化对比分析        6

1 概述

本文简要介绍了使用CCSv6.0的低功耗测量评估工具Energy Trace对msp430芯片的低功耗运行进行优化。。

硬件平台：TI-Launchpad FR5969

软件平台：CCS V6.0.1

2 Energia项目开发流程简介

本章介绍CCS的msp430低功耗测量评估工具——Energy Trace，并简要记录采用Energy Trace对msp430的低功耗运行进行优化的流程。

2.1. Energy Trace介绍

Energy Trace是TI对msp430系列芯片开发的，利用支持Energy Trace功能的Debugger，可以在CCS的调试界面显示芯片的运行功耗，从而帮助开发者对芯片的低功耗运行进行优化，以下是官方文档描述：

“The EnergyTrace™ Technology is an energy-based code analysis tool set that is useful for measuring and viewing the application’s energy profile and optimizing it for ultra-low power consumption.

MSP430 devices with built-in EnergyTrace+[CPU State]+[Peripheral States] (or in short EnergyTrace++™) support allow real-time monitoring of many internal device states while normally executing user program code. EnergyTrace++™ is supported on selected MSP430 devices and debuggers.

The EnergyTrace mode (baring the “++”) is the base of EnergyTrace™ Technology and enables analog energy measurement to determine the energy consumption of an application, without the possibility to correlate it to internal device information. The EnergyTrace mode is available for all MSP430 devices with selected debuggers. ”

简而言之，Energy Trace是利用支持该功能的Debugger（EzFET等）对目标芯片供电，并测量供电输出电流（以及电压）大小，从而计算功耗，进而确定功耗优化选择。

而Energy Trace++则是通过调试器对支持该功能的芯片（不是所有430的芯片都支持），通过读取芯片内部功耗模式、时钟、外设使能等信息，从而估算芯片的功耗，进而确定功耗优化选择。

2.2. Energy Trace的设置

Energy Trace需要在菜单栏的Window->Preferences->Code Composer Studio->Advanced Tools->EnergyTrace™ Technology.里面设置如下图：

图 2-1  Energy Trace设置界面

同时，对于建立的项目，需要勾选“超低功耗模式的调试”

图 22  Project的低功耗调试模式设置界面

2.3. Energy Trace的运行

连接好Launchpad，并安装好驱动（参考Launchpad用户手册，不再赘述），打开EnergyTrace_Hands_On的项目，右键项目，选择Build Configurations->Set Active->Insufficient，则Insufficient.c导入项目，代码如下：

1. /*
   
2. /
   
3. //  MSP430FR59xx EnergyTrace Demo- High Energy Consumption Code
   
4. //
   
5. //   Description: This code is intentionally written inefficiently in order
   
6. //   to use an unnecessary amount of energy. The ULP Advisor and EnergyTrace
   
7. //   are used to help identify the problem areas in the code to point out
   
8. //   where changes can be made to increase efficiency.
   
9. //
   
10. //   About every second, an ADC temperature sample is taken and the degrees
    
11. //   Celsius and Fahrenheit are found using floating point calculations.
    
12. //   The results are printed and transmitted through the UART.
    
13. //   Some examples of the inefficient coding styles used are:
    
14. //      sprintf()
    
15. //      Floating point operations
    
16. //      Divide operations
    
17. //      Flag polling
    
18. //      Software delays
    
19. //      Floating port pins
    
20. //      No use of low-power modes
    
21. //      Counting up in loops
    
22. //
    
23. //   B. Finch
    
24. //   Texas Instruments Inc.
    
25. //   June 2014
    
26. //   Built with Code Composer Studio v6.0
    
27. #include <stdio.h>
    
28. #include <msp430.h>
    
29. #include <stdint.h>
    
30. .....
    
31.     UCA0CTLW0 &= ~UCSWRST;                    // Enable eUSCI_A
    
32. 
    
33.     __no_operation();                         // SET A BREAKPOINT HERE
    
34. 
    
35.     while(1)
    
36.     {
    
37.        ....
    
38.             while(UCA0STATW & UCBUSY);
    
39.             __no_operation();                 // For debugger
    
40.         }
    
41.     }
    
42. }

复制代码

点击Debug后，在调试界面的菜单栏选择Windows->Show View->Others，选择Energy Trace，进入Energy Trace分析界面。选择测量记录时间为10s，如下：

图 2-3  设置Energy Trace的分析时间为10s截图

Energy Trace主要包括Profile，以及Energy Profile(Energy Trace++ Profile)、State和Power四个标签页，以曲线形式表示功耗大小。Energy Trece Profile对功率、电压、电流的最大值、平均值、最小值计算，同时估算采用CR2032纽扣电池供电的持续运行时间。而Energy Trace++ Profile则记录各个时间点CPU的运行模式、各个外设、时钟等信息。

点击run，则Energy Trace自动记录芯片在10s内的功耗曲线。

点击Profile标签页的保存按钮 ，将结果保存到一个文件。

2.4. Energy Trace的低功耗优化对比分析

结束调试，在Project Explorer里选择项目的Build Configuration选择Most Efficient，并编译调试，同样保存10s的Energy Trace记录，然后点击Profile标签页的导入按钮 ，导入刚才保存的Inefficient的记录，两者对比如下：

图 2-5  Energy Trace对比分析低功耗LPM3模式与持续Active模式

在运行模式的对比中，当前的Runtime和Energy大部分集中在LPM3中，而且FRAM、MCLK都非常少，而Reference Runtime和Reference Energy都在Active Mode里面，可以直观地对比出不同低功耗运行模式下所占用的时间比例。

图 2-6  Energy Trace对比分析低功耗Power/Energy和States

上图则可以清楚地看到Inefficeint的Reference Energy和Reference Power（黄色曲线）比Most Efficient高出很多。并且可以看到Most Efficient的运行模式等状态在LPM3和ActiveMode之间切换，降低了功耗。

最后还有Build Configuration为Most Efficient Solution的运行对比如下：

图 2-7  Energy Trace对比分析PortB初始化的Power/Energy和States

采用对PortB初始化后，可进一步降低功耗。

晒出我使用MSP430编译器的经验与技巧！_使用CCS的Energy Trace调试msp430的低功耗运行.pdf (1.14 MB, 下载次数: 118)

2014-8-18 09:38 上传

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mars4zhu

word复制只能复制文字，完整的图文报告都在附件pdf文件里。

mars4zhu

8月14日TI的MCU Design Day上介绍了这个功能，我还现场提问了， 哈哈哈，提问互动送了个水杯。回来写了这个文档

soso

mars4zhu 发表于 2014-8-18 09:22
8月14日TI的MCU Design Day上介绍了这个功能，我还现场提问了， 哈哈哈，提问互动送了个水杯。回来写了这个 ...

不错  赞

图片需要单独上传附件的 呵呵

lidonglei1

2.3步  我的Build Configurations->Set Active->里没有Insufficient，是怎么回事？CCS5.4和CCS6.1都没有

lidonglei1

运行之后不出曲线

wanyisq

请问我按照你的一步一步来，怎么出不来结果啊。什么曲线都没有。芯片是msp430fr5989

mars4zhu

wanyisq 发表于 2015-11-6 14:09
请问我按照你的一步一步来，怎么出不来结果啊。什么曲线都没有。芯片是msp430fr5989

需要新一代的LaunchPad，上面的msp430调试器集成了一个电流传感器。

mars4zhu

lidonglei1 发表于 2015-6-11 16:11
运行之后不出曲线

需要新一代的LaunchPad，上面的msp430调试器集成了一个电流传感器。

wanyisq

mars4zhu 发表于 2015-11-6 14:15
需要新一代的LaunchPad，上面的msp430调试器集成了一个电流传感器。

我用的是自己画的板子，仿真器是买的MSP-FET430UIF不可以吗？这个仿真器内部没有电流传感器吗

mars4zhu

wanyisq 发表于 2015-11-6 14:19
我用的是自己画的板子，仿真器是买的MSP-FET430UIF不可以吗？这个仿真器内部没有电流传感器吗

似乎不可以，要最新的那种MSP430调试器。

wanyisq

mars4zhu 发表于 2015-11-6 15:22
似乎不可以，要最新的那种MSP430调试器。

好的 谢谢你

crjmail

楼主，你好。我按照你的步骤来根本出来不了界面上的信息，我的板子是自己做的。调试器用的是MSP-FETUIF.

mars4zhu

crjmail 发表于 2016-5-13 08:37
楼主，你好。我按照你的步骤来根本出来不了界面上的信息，我的板子是自己做的。调试器用的是MSP-FETUIF.

需要新一代的FET，老的不具备电流传感器

crjmail

mars4zhu 发表于 2016-5-15 19:57
需要新一代的FET，老的不具备电流传感器

那你可以给一个你用过的，可以正常使用的调试器型号吗？

mars4zhu

crjmail 发表于 2016-5-16 09:10
那你可以给一个你用过的，可以正常使用的调试器型号吗？

你好，

Energy Trace可以不再launchpad板子上测试,新版的MSP-UIF已经可以支持该功能在自己DIY的板子上。

其原理是直接监控内部模块，每个模块的电流消耗建模是已经在PC端上位机已经搞定，数据分析也是在上位机上运行，仿真器只是起到桥梁作用。

MSP430FR6xxx的仿真器是EZFET仿真器是支持Energy Trace。

G2系列的仿真器不支持Energy Trace。




http://www.deyisupport.com/quest ... 0/f/55/t/87143.aspx

JasonLuo111

这个要用哪一种仿真器呢？能放张图片或者给个淘宝链接吗

JasonLuo111

楼主用的是白色的还是黑色的仿真器？

mars4zhu

JasonLuo111 发表于 2016-9-26 20:24
楼主用的是白色的还是黑色的仿真器？

LaunchPad 自带的

mars4zhu

JasonLuo111 发表于 2016-9-26 20:01
这个要用哪一种仿真器呢？能放张图片或者给个淘宝链接吗

我的是LaunchPad自带的