痞子衡嵌入式:从功耗测试角度了解i.MXRTxxx系列片内SRAM分区电源控制

2023-07-06 19:29:38 | 来源:博客园

大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子。今天痞子衡给大家介绍的是从功耗测试角度了解i.MXRTxxx系列片内SRAM分区电源控制


(资料图)

我们知道配合 MCU 一起工作的存储器包含 ROM(Flash) 和 RAM 两类,前者主要放 RO 代码和数据,后者放 RW 数据。MCU 可以没有片内 ROM,但是一般都会包含片内 RAM,这个片内 RAM 功耗是 MCU 整体功耗的重要组成部分。

恩智浦 i.MXRT 四位数系列片内 RAM 主要由 FlexRAM 和 OCRAM 组成,痞子衡写过一篇文章 《FlexRAM模块详解》,里面介绍了 FlexRAM 的电源控制策略。虽然 FlexRAM 也是由多个 Bank 组成,但是其无法做到任意开关每个 Bank,其受既定的组合策略控制(跟随系统 Low Power 模式),而 OCRAM 则直接是整体开关。就这方面设计而言,i.MXRT 三位数系列片内 SRAM 电源控制则灵活得多,今天痞子衡就重点聊聊这个话题:

一、片内SRAM分区控制

恩智浦 i.MXRT 三位数系列目前主要是 RT500 和 RT600 两大型号,前者包含 5MB 片内 SRAM,后者包含 4.5MB 片内 SRAM。因为片内 RAM 够大,所以为其设计的电源控制策略就更精细。

下图是 RT500 上 AXI-to-RAM 架构图,从图里我们知道 5MB SRAM 一共被分成了 32 块(注意不是等分,有 32KB/64KB/128KB/256KB 四种不同大小)。

- RT500 一共 32 个 SRAM 分区(SRAM0-31):- RT600 一共 30 个 SRAM 分区(SRAM0-29):- 不同大小的 SRAM 分区:  SRAM0-7   : 32KB  SRAM8-11  : 64KB  SRAM12-15 : 128KB  SRAM16-31 : 256KB

因为 RT500/600 都是基于 ARM Cortex-M33,所以片内 SRAM 在系统地址映射里有 Secure 和 Non-Secure 两个不同起始地址,再加上可以通过 Code 和 Data 两个不同总线去访问,所以应用里可以通过如下 4 个不同起始地址来访问到这同一块物理 SRAM。

这些 SRAM 分区除了大小不同之外,有一些还被赋予了特殊用途。比如 SRAM2,3 被 ROM API 征用了,如果应用里需要调用 ROM API,需要释放 SRAM2,3 使用权。SRAM0 则更特殊,它是唯一的一个软复位后依旧能保持内容的分区(其它分区复位后默认是Power down状态,不过上电 BootROM 执行时会将全部分区都打开)。

-(适用RT500/600)The SRAM2,3   region [0x10000-0x1BFFF] is reserved for ROM code. -(适用RT500/600)The SRAM0,3   region [0x0-0xFFFF], [0x1C000-0x1FFFF] are reserved for app-specific use cases. -(适用RT500/600)The SRAM4-11  region [0x20000-0x7FFFF] is reserved for Non-cached shared memory between M33 and DSP. -(适用RT500)    The SRAM12-21 region [0x80000-0x27FFFF] is reserved for DSP code and data.

全部 SRAM 分区的电源开关在 SYSCTL0->PDRUNCFG2,3寄存器中,其中 PDRUNCFG2 控制的是 SRAM 各分区存储介质的电,PDRUNCFG3 控制的是 SRAM 各分区外围支持电路(线性驱动器、感测放大器)的电。如果我们想在保持 SRAM 中内容的情况下省电,可以仅操作 PDRUNCFG3 去关闭外围。

二、功耗测量方法

功耗测量最简单的办法就是找一个万用表,调节到电流测量模式,将其串到 VDDCORE 信号上,MIMXRT595-EVK (Rev.D3) 板卡特地设计了 JS25 接头,方便测量电流。

板子上电,应用程序加载执行后,便可以实时观测到运行时电流。不过电流测量有几个注意事项:

1. 不要挂载调试器在线运行时测量电流,会导致结果偏大。2. 应用程序里如果有涉及模块电源开关代码,不要使能编译器优化等级,防止代码优化影响结果(电源开关有顺序要求)。3. 如果是 CPU 高频运算相关代码,不同编译器下会导致结果不同,因为代码密度可能有差异。4. 即使是单纯 while (1) 执行(可以在前面按需要加多个 NOP() 改变 while(1) 指令地址),指令地址不同也可能导致结果不同。
三、功耗测量结果

最后痞子衡在 MIMXRT595-EVK (Rev.D3) 板上借助 \SDK_2_13_1_EVK-MIMXRT595\boards\evkmimxrt595\demo_apps\hello_world\iar 模板例程(debug Build,需要修改 main 函数以及相应修改链接文件),来测试代码在不同 SRAM 分区下执行的电流情况:

void sram_power_cfg(void){    PRINTF("CPU Frequency %d\n", CLOCK_GetFreq(kCLOCK_CoreSysClk));    PRINTF("Main Clock %d\n", CLOCK_GetFreq(kCLOCK_BusClk));    // 控制 SRAM 分区电源    SYSCTL0->PDRUNCFG2_SET = 0xFFFFFFFC;    SYSCTL0->PDRUNCFG3_SET = 0xFFFFFFFC;    PRINTF("PDRUNCFG 0x%x, 0x%x, 0x%x, 0x%x\n", SYSCTL0->PDRUNCFG0, SYSCTL0->PDRUNCFG1, SYSCTL0->PDRUNCFG2, SYSCTL0->PDRUNCFG3);}int main(void){    BOARD_InitPins();    BOARD_BootClockRUN();    BOARD_InitDebugConsole();    sram_power_cfg();    // 增减 nop 指令数量来控制 while(1) 指令地址    asm("nop");    //asm("nop");    //asm("nop");    //asm("nop");    while (1)    {    }}

最终测试结果如下,不同大小的 SRAM 分区功耗是有差异的,并且即使 SRAM 分区大小相同,功耗也可能有差异。此外 while(1) 指令地址不同导致的运行功耗差异也不小:

RO section in SRAMx RW section in SRAM0SYSCTL0->PDRUNCFG2,3值NOP数控制 while(1)指令地址VDDCORE电流
10xFFFFFFFC0xbe50/0xbe52/0xbe58/oxbe5a29.39 - 30.52mA
10xFFFFFFFC0xbe54/0xbe56/0xbe5c/oxbe5e32.55 - 33.86mA
80xFFFFFEFE0x43e50/0x43e52/0x43e58/ox43e5a~30.4mA
80xFFFFFEFE0x43e54/0x43e56/0x43e5c/ox43e5e~34.3mA
120xFFFFEFFE0x83e50/0x83e52/0x83e58/ox83e5a~31.97mA
120xFFFFEFFE0x83e54/0x83e56/0x83e5c/ox83e5e~37.03mA
160xFFFEFFFE0x103e50/0x103e52/0x103e58/ox103e5a~31.45mA
160xFFFEFFFE0x103e54/0x103e56/0x103e5c/ox103e5e~34.7mA
300xBFFFFFFE0x483e50/0x483e52/0x483e58/ox483e5a~34.66mA
300xBFFFFFFE0x483e54/0x483e56/0x483e5c/ox483e5e~42.2mA

至此,从功耗测试角度了解i.MXRTxxx系列片内SRAM分区电源控制痞子衡便介绍完毕了,掌声在哪里~~~

欢迎订阅

文章会同时发布到我的 博客园主页、CSDN主页、知乎主页、微信公众号 平台上。

微信搜索"痞子衡嵌入式"或者扫描下面二维码,就可以在手机上第一时间看了哦。

上一篇 下一篇

相关新闻

痞子衡嵌入式:从功耗测试角度了解i.MXRTxxx系列片内SRAM分区电源控制

保利发展半年销售增12.65%至2368.21亿 归母净利润提升10.84%

奔驰电动车率先认输?宝马奥迪和特斯拉比亚迪怎么看

胡锡进“炒股记”第8集:盈利还剩757.99元,称想趁大盘低位赶快加仓以防止踏空

呼气要浅吸气宜深 这些防溺水知识全是重点

7月6日三元生物发生1笔大宗交易 成交金额642.6万元

国内动画电影票房排名TOP10,你贡献了哪部的票房?|焦点关注

环球头条:所罗门群岛总理索加瓦雷将访华

上半年全国演出票房收入167.93亿元 观众人数比去年增长10倍 环球聚焦

大兴区西红门持续开展垃圾分类进社区系列活动 全球今头条

王力宏方回应李靓蕾:法院并无认定其有任何过错

潜水员戴夫乌贼的皮肤碎片怎么获得 潜水员戴夫乌贼的皮肤碎片获取攻略 资讯

长安汽车王俊:中国汽车产业发展面临四大挑战|天天快资讯

离线空间迅雷(离线空间) 微速讯

身上红痣与血痣图片大全_身上红痣与血痣图片

最新新闻

痞子衡嵌入式:从功耗测试角度了解i.MXRTxxx系列片内SRAM分区电源控制

保利发展半年销售增12.65%至2368.21亿 归母净利润提升10.84%

奔驰电动车率先认输?宝马奥迪和特斯拉比亚迪怎么看

胡锡进“炒股记”第8集:盈利还剩757.99元,称想趁大盘低位赶快加仓以防止踏空

呼气要浅吸气宜深 这些防溺水知识全是重点

7月6日三元生物发生1笔大宗交易 成交金额642.6万元

国内动画电影票房排名TOP10,你贡献了哪部的票房?|焦点关注

环球头条:所罗门群岛总理索加瓦雷将访华

上半年全国演出票房收入167.93亿元 观众人数比去年增长10倍 环球聚焦

大兴区西红门持续开展垃圾分类进社区系列活动 全球今头条

王力宏方回应李靓蕾:法院并无认定其有任何过错

潜水员戴夫乌贼的皮肤碎片怎么获得 潜水员戴夫乌贼的皮肤碎片获取攻略 资讯

长安汽车王俊:中国汽车产业发展面临四大挑战|天天快资讯

离线空间迅雷(离线空间) 微速讯

身上红痣与血痣图片大全_身上红痣与血痣图片

商业地产在多业态运营中通过招商CRM和运营系统实现管理和决策|热点评

夏季梅江车展将开幕这些停车场可以停车 焦点消息

港媒:中国为民企排忧解难提振信心 观热点

天天新资讯:7月5日基金净值:易方达科创板两年定开混合最新净值1.0338,跌1.9%

健康食品环境,优化营商 全球观察

rear climate汽车按键 REAR汽车按键是什么意思|世界热消息

今日精选:曼大补录来了!布里斯托、华威、格拉、谢菲、约克公布2023补录专业!名额有限,速抢!

7月5日基金净值:鹏扬泓利债券A最新净值1.0058,跌0.08%|观热点

肖宽林上海复旦大学_肖宽_最资讯

国乒新组合首秀丢一局!陈梦王曼昱德班后重返赛场,搭档都换了

该谢谁?阿森纳近4个夏窗支出:8400万→1.3亿→1.65亿2.38亿-天天速递

C站日报 | 元气森林产品进军美国Costco;小红书新增露营地服务业务 天天通讯

今日观点!日本一中年男教师每月加班超110小时过劳死,法院判决当地政府赔偿417万元

全球最资讯丨珠江钢管(01938.HK)两间全资子公司与中油技开签订采购钢材合同 涉及约8万吨钢材

全球热头条丨中国羽毛球协会公布杭州亚运会参赛运动员名单