内容纲要

低功耗 Tickless 模式

低功耗 Tickless 模式简介

FreeRTOS 的低功耗 Tickless 模式是基于硬件层面的相应低功耗模式实现的，MCU 硬件层面相关的低功耗模式请读者参考正点原子对应开发板开发指南中《低功耗实验》章节，本章主要介绍 FreeRTOS 的低功耗 Tickless 模式。

空闲任务中的低功耗 Tickless 处理

在整个系统的运行过程中，其实大部分的时间是在执行空闲任务的，而空闲任务之所及叫做空闲任务，是因为空闲任务是在系统中的所有其他都阻塞或被挂起时才运行的，因此可以在本该空闲任务执行的期间，让 MCU 进入相应的低功耗模式，接着在其他任务因被解除阻塞或其他原因，而准备运行的时候，让 MCU 退出相应的低功耗模式，去执行相应的任务。在以上这一过程中，主要的难点在于， MCU 进入相应的低功耗模式后，如何判断有除空闲任务外的其他任务就绪，并退出相应的空闲模式去执行就绪任务，也就是如何计算 MCU 进入相应低功耗模式的时间，而 FreeRTOS 的低功耗 Tickless 模式机制已经处理好了这个问题。

函数 portSUPPRESS_TICKS_AND_SLEEP()

此函数实际上是一个宏，该宏在portmacro.h文件中有定义，因为各种不同架构的不同MCU，其进入低功耗模式的方式各有不同，因为 FreeRTOS 针对不同架构的不同 MCU，为用户提供了此宏，代码如下所示：

#ifndef portSUPPRESS_TICKS_AND_SLEEP
 extern void vPortSuppressTicksAndSleep( TickType_t xExpectedIdleTime );
 #define portSUPPRESS_TICKS_AND_SLEEP( xExpectedIdleTime ) \
 vPortSuppressTicksAndSleep( xExpectedIdleTime )
#endif

可以看出，宏 portSUPPRESS_TICKS_AND_SLEEP() 默认是被定义成函数 vPortSuppressTickAndSleep()，此函数中有一段重要的代码，使得 CPU 进入睡眠模式，代码如下所示：

__weak void vPortSuppressTicksAndSleep( TickType_t xExpectedIdleTime )
{
 /* 省略其他代码 */

 /* 此宏用于执行进入相应低功耗模式之前的事务 */
 configPRE_SLEEP_PROCESSING( xModifiableIdleTime );

 /* 判断时长是否大于 0 */
 if( xModifiableIdleTime > 0 )
 {
 __dsb( portSY_FULL_READ_WRITE );
 /* 进入睡眠模式 */
 __wfi();
 __isb( portSY_FULL_READ_WRITE );
     }

 /* 此宏用于执行退出相应低功耗模式后的事务 */
 configPOST_SLEEP_PROCESSING( xExpectedIdleTime );

 /* 省略其他代码 */
}

从上面的代码中可以看出，调用了函数__wfi()使得 CPU 进入睡眠模式，且在 CPU 进入睡眠模式前后，分别调用了函数 configPRE_SLEEP_RPOCESSING() 和函数 configPost_Sleep_ProCESSING()处理 CPU 进入睡眠模式之前和 CPU 退出睡眠模式之后要做的事务，在这两个函数中，用户可以自行添加一些优化功耗的相关功能，例如管理 MCU 一些片上外设的时钟、修改 MCU 的系统时钟或时钟源，使得 CPU 在进入睡眠模式后功耗达到最低，在退出睡眠模式后又恢复功能。