CMSIS-RTOS Keil RTX - 進入ARM深度睡眠的正確方法

Question

您好，我想知道將ARM Cortex M0 +深度睡眠的正確方法是什麼。特別是我使用CMSIS-RTOS RTX。

我的IRQ處理方式是ISR只是設置操作系統信號並清除IRQ。例如：

void ISR_A(){ 
    osSignalSet(ID_Task_Handling_IRQ_A, IRQ_A_SIGNAL_CODE); 
    DisableIRQ_A(); 
} 

然後在我的空閒循環

void os_idle_demon(void) { 
... 
timeToSleep = os_suspend(); // get from OS how long I can sleep and also stop OS scheduling 
LPTMR_Init(timeToSleep,...) // set wakeup timer 
POWER_EnterLLS(void)  // enter deep sleep. Set registers and calls WFI instruction 
// after wakup compute actual slpetTime 
os_resume(sleptTime); // enable OS scheduling 
} 

的問題是，我的ISR沒有完全處理IRQ（它只是設置信號OS和一些線程將根據優先級處理，並調度 - 我想保持這種方式）。但是當IRQ進入os_suspend()和__wfi()指令之間時，則清除IRQ，但不能調度任務（因爲os_suspend()）。當CPU進入WFI時，它會進入休眠狀態，因此處理來自ISR的信號的OS線程將不會執行。但是CPU也沒有被（pad）IRQ喚醒，因爲這已經被處理了。

問題是如何自動做檢查，沒有任務掛起並啓動WFI。

喜歡的東西

if(! OS_Signal_Is_rised) { 
    // only do it atomically because what if IRQ would come here? 
    wfi; 
} 

Answer 1

所以我有時間在芯片MKL17Z256VFT4的ARM M0 +上做一些測試。使用CMSIS-RTOS RTX（v 4.75）。

它的工作原理是這樣的：

void os_idle_demon(void) { // task with lowest priority - scheduled by 
    //system when there is no action to do 
    for (;;) { 
    timeToSleep = os_suspend(); // stop OS from switching tasks and get maximum allowed sleep time 
    __disable_irq(); 
    LPTMR_Init(timeToSleep...); // set Low Power sleep timer 
    SCB->SCR |= SCB_SCR_SLEEPDEEP_Msk;//set DeepSleep 
    GPIO(pin=0,val=1); // signalize on GPIO pad that CPU is (almost) in sleep 
    __enable_irq(); 
    __wfi(); // go to DeepSleep 
    GPIO(pin=0,val=0); // signalize on GPIO pad that CPU just wakeup 
    sleptTime = LPTMR_GetCounterValue(); // get sleepTime after wakeup 
    os_resume(sleptTime); // set system to schedule tasks and give os info about sleep time 
    } 

我確實觀察到，當我刺激中斷在代碼執行的不同的地方發生了什麼。我使用NVIC_SetPendingIRQ(PORTCD_IRQn);來實施IRQ。我通過觀察GPIO引腳觀察了邏輯分析儀正在運行哪個任務。

情況1）容易的情況是：在調用ISR之前觸發IRQ，並在ISR系統信令中使用osSignalSet(ID_Thread1, SIGNAL_X)。由於每個線程的優先級都高於os_idle_demon，因此正在等待event = osSignalWait(ANY_SIGNAL, osWaitForever);的線程ID_Thread1被切換到（通過RTOS）並處理信號。之後線程開始再次等待任何信號，並計劃os_idle_demon任務，ARM進入睡眠狀態。

案例2）另一種情況是：IRQ設置在os_suspend()和__disable_irq()之間。我發現當在__disable_irq()之前調用IRQ時，ARM處理IRQ的速度不夠快，而實際上__disable_irq()首先被執行。所以IRQ一直等到__enable_irq()被調用。所有這些都涉及另一個案例。

情況3）在__enable_irq()之前設置IRQ。在啓用IRQ之後，在CPU執行DeepsSleep（__wfi();）之前，ISR被執行。信號已設置。但是系統不能切換線程（我們稱之爲os_suspend()）。但顯然WFI在某種程度上神奇地（我仍在研究規範爲什麼）沒有執行。深度睡眠不是敵人，代碼繼續到os_resume()。然後OS切換任務和信號被正確處理。

所以，唯一的車的情況是，當你把指令之間的東西：

__enable_irq(); 
// do not put anything here 
__wfi(); 

如果你把有什麼情況，然後將3這樣的反應：ISR已經__enable_irq()後立即執行。 ISR設置操作系統信號但沒有安排信號任務（因爲我們之前稱之爲os_suspend()）。然後通過__wfi()進入深度睡眠。系統然後永久休眠或直到LPTMR。但這是錯誤的，因爲有信號應該儘快處理，而不是！

所以結論是，看起來序列中描繪的序列是安全的。只要你沒有在__enable_irq();和__wfi();之間放置任何指令。您也不得在中間放置任何指示：os_suspend();和__disable_irq();。這至少對於MKL17Z256VFT4有效。不知道其他芯片。但是你可以通過執行該IRQ標記功能測試自己NVIC_SetPendingIRQ()

---編輯---

所以，我的朋友給我看了也01​​其中寫入，即使你關閉中斷CPSID的ARM喚醒功能WFI。因此，也許更安全的序列是

__wfi(); // go to DeepSleep 
// optionally enable peripherals that might been disabled 
__enable_irq(); 

不要忘了最新的你叫os_resume(sleptTime);之前，否則我的芯片上，我得到HardFault打電話__enable_irq();。

--- EDIT 2 ---

而且我發現，我們可以使用__WFE();指令，以確保沒有賽車條件。 WFE正在等待事件。它將CPU置於與WFI相同的睡眠模式。但它也會檢查「事件記錄」。該寄存器在每個ISR（最後）被設置。當WFE之前有IRQ時，WFE將不會進入睡眠狀態。您可以通過調用指令__SEV();來選擇設置「事件寄存器」。 SW無法訪問「事件寄存器」。如果你想確保清除它，你可以撥打電話

__SEV(); // set event register if it was not set 
__WFE(); // clear event register and don't goto sleep because we set event register just before 

但請注意，該指令與WFI的行爲略有不同。例如，如果設置了SEVONPEND，WFE也可以在掛起的IRQ上喚醒（請參閱WFE spec）。 （如果中斷的優先級低於Base Priority Mask Register中的配置，則說明中斷處於掛起狀態）另請參閱Entering Sleep Mode。這裏也是非常的nice table about difference WFI vs WFE

Answer 2

我推薦以下兩種方法之一。當我在操作系統上下文切換中使用wfi（）時，我啓用了SysTick中斷，因此在極少數情況下，中斷在os_suspend（）和wfi（）之間到達，系統只會在SysTick中斷，然後喚醒以檢查操作系統狀態。這種方法適用於大多數情況。 2）如果您有嚴格的實時要求，可以使用此處記錄的睡眠退出功能：http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.dui0552a/BABHHGEB.html。這可能會更復雜的實現，但使用中斷優先級，你可以保證os_suspend（）和進入睡眠之間的原子操作。