ऊर्जा अनुकूलन STM32: एक व्यावहारिक गाइड

नमस्कार, हेब्र!

ऊर्जा-कुशल उपकरणों में एसटीएम 32 माइक्रोकंट्रोलर के संचालन के बारे में नेटवर्क पर बहुत सारे लेख हैं - आमतौर पर बैटरी से चलने वाले उपकरण - हालांकि, उनके बीच यह दुर्भाग्यपूर्ण है कि वे ऊर्जा-बचत मोड और एसपीएल / एचएएल कमांड की सूची के बाहर इस विषय को नहीं समझते हैं, जिसमें वे शामिल हैं (हालांकि, एक ही दावा लागू होता है) STM32 के साथ काम करने के बारे में लेख के विशाल बहुमत)।

इस बीच, स्मार्ट घरों और सभी प्रकार के IoT के तेजी से विकास के कारण, विषय तेजी से प्रासंगिक होता जा रहा है - ऐसी प्रणालियों में, कई घटक बैटरी संचालित होते हैं, और उनसे निरंतर संचालन के वर्षों की उम्मीद की जाती है।

हम इस अंतर को STM32L1 के उदाहरण से भरेंगे - एक बहुत ही लोकप्रिय नियंत्रक, काफी किफायती और साथ ही साथ इस श्रृंखला के लिए कुछ समस्याएँ हैं। लगभग सब कुछ जो कहा गया है वह STM32L0 और STM32L4 पर भी लागू होगा, और, कॉर्टेक्स-एम कोर के आधार पर अन्य नियंत्रकों के लिए सामान्य समस्याओं और दृष्टिकोणों के संदर्भ में।



व्यावहारिक परिणाम ऊपर दी गई तस्वीर की तरह दिखना चाहिए (और हाँ, हम मल्टीमीटर और इसी तरह के कार्यों के लिए अन्य माप उपकरणों की प्रयोज्यता के बारे में भी बात करेंगे)।

STM32L1 में पावर सेवर मोड्स

बैटरी की बचत की मूल बातें प्रोसेसर का मुख्य बिजली-बचत मोड हैं। प्रत्येक निर्माता और नियंत्रकों की प्रत्येक श्रृंखला का अपना है (एक विशिष्ट सेट मानक कॉर्टेक्स-एम कोर मोड का एक विक्रेता विस्तार है जिसमें परिधि, आपूर्ति वोल्टेज आदि के बारे में विभिन्न बारीकियों के साथ है)।

विशेष रूप से, STM32L1, जो नियंत्रकों की किफायती श्रृंखला से संबंधित है, और इसके संबंध में, अन्य बातों के अलावा, बिजली सेटिंग्स का एक विस्तारित सेट प्राप्त किया, हमारे पास निम्नलिखित हैं:

• रन - सामान्य मोड। सभी समावेशी, सभी परिधीय उपलब्ध, आवृत्ति 32 मेगाहर्ट्ज तक।
• लो पावर रन (एलपी रन) - पूरे परिधि पर विचार करते हुए 131 kHz और अधिकतम खपत के भीतर एक ऑपरेटिंग मोड, 200 μA। एलपी रन मोड में, प्रोसेसर पावर नियामक एक विशेष किफायती मोड में जाता है, जो रन मोड में एक ही आवृत्ति पर काम करने की तुलना में पचास माइक्रोएम्प तक बचाता है।
• नींद - कर्नेल का निलंबन, लेकिन सभी घड़ी आवृत्तियों के संरक्षण के साथ। यदि प्रोसेसर को कर्नेल की आवश्यकता नहीं है, तो प्रोसेसर परिधीय काम करना जारी रख सकता है, लेकिन यह स्वचालित रूप से बंद हो सकता है।
• लो पावर स्लीप (एलपी स्लीप) - इकोनॉमी मोड में स्टेबलाइजर के संक्रमण के साथ नींद का संयोजन। घड़ी की आवृत्ति 131 kHz से अधिक नहीं है, कुल खपत 200 μA से अधिक नहीं है।
• स्टॉप - "घड़ी" जनरेटर 32768 हर्ट्ज, बाहरी या आंतरिक को छोड़कर, सभी घड़ी आवृत्तियों का एक पूर्ण विराम। STM32L1 के मामले में, केवल वास्तविक समय की घड़ी इस मोड में काम करना जारी रखती है, बाकी सब कुछ पूरी तरह से बंद हो जाता है; नए प्रोसेसर में, कम आवृत्तियों पर कुछ बाह्य उपकरणों को देखा जा सकता है। लगभग सभी प्रोसेसर पैर अपने राज्य को बनाए रखते हैं। रैम की सामग्री को बचाया जाता है, बाहरी व्यवधान काम करना जारी रखते हैं।
• स्टैंडबाय - वास्तविक समय की घड़ियों को छोड़कर, प्रोसेसर कोर, रैम और सभी बाह्य उपकरणों का एक पूर्ण बंद। रैम को बचाया नहीं गया है (यानी, सॉफ्टवेयर की दृष्टि से, स्टैंडबाय में छोड़ना लगभग बिजली विकृति के समान है - फिर से शुरू करें), आरटीसी टिक करना जारी रखता है। बाहरी व्यवधान काम नहीं करते हैं, तीन विशेष WKUPx पैरों को छोड़कर, जिनमें से 0 से 1 तक स्विचिंग प्रोसेसर को जागृत करता है।

प्रत्येक मोड में प्रवेश करना काफी सरल है - आपको तीन से पांच रजिस्टरों में झंडे सेट करने की आवश्यकता है, जिसके बाद (स्लीप मोड के लिए) डब्ल्यूएफआई या डब्ल्यूएफई निर्देश को कॉल करें, यह मानक कोर्टेक्स-एम निर्देश है, जिसका अर्थ है "इंटरप्ट के लिए प्रतीक्षा करें" और "ईवेंट के लिए प्रतीक्षा करें" । झंडे के आधार पर (वे प्रोसेसर के संदर्भ मैनुअल में वर्णित हैं, STM32L1 के लिए यह RM0038 है ) प्रोसेसर खुद इस कमांड पर इस मोड में आ जाएगा।

इसके अलावा, व्यवधानों को रोकना अच्छा होगा (इससे प्रोसेसर को नींद से जगाने की बाहरी और आंतरिक घटनाओं की क्षमता प्रभावित नहीं होगी) और डीएसबी कमांड का उपयोग करके डेटा को रजिस्टरों से मेमोरी में सहेजे जाने की प्रतीक्षा करें।

उदाहरण के लिए, यह स्टॉप मोड में जा रहा है जैसा दिखता है:

/*  PDDS    Stop  Standby,    */ PWR->CR &= ~(PWR_CR_PDDS); /*  Wakeup   ,      */ PWR->CR |= PWR_CR_CWUF; /*    low-power ,    Stop -    */ PWR->CR |= PWR_CR_LPSDSR; /*    Vref   */ PWR->CR |= PWR_CR_ULP; /*     Cortex-M,  Stop,  Standby -   Deep Sleep */ /*      Deep Sleep */ SCB->SCR |= (SCB_SCR_SLEEPDEEP_Msk); /*  ;       */ unsigned state = irq_disable(); /*      */ __DSB(); /*  */ __WFI(); /*    */ init_clk(); /*     */ irq_restore(state); 

डब्ल्यूएफआई एक अवरुद्ध निर्देश है, इस पर प्रोसेसर गहरी नींद में चला जाएगा और तब तक बाहर नहीं निकलेगा जब तक कि किसी तरह का व्यवधान न हो। हां, मैं दोहराता हूं कि इस तथ्य के बावजूद कि हमने स्पष्ट रूप से अवरोधों को बंद कर दिया है, प्रोसेसर उन्हें जवाब देगा और जाग जाएगा - लेकिन यह केवल हम वापस चालू करने के बाद प्रसंस्करण शुरू कर देंगे। और इसका गहरा अर्थ है।

ऊपर दिए गए कोड में, डब्ल्यूएफआई के बाद, ऑपरेटिंग आवृत्तियों का कुछ प्रकार का पुनर्संरचनाकरण केवल इस तरह नहीं होता है - तथ्य यह है कि एल 1 हमेशा 4.2 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर गहरी नींद छोड़ता है और इस आवृत्ति के स्रोत के रूप में आंतरिक एमएसआई जनरेटर के साथ है। कई स्थितियों में, आप स्पष्ट रूप से उस बाधा हैंडलर को नहीं चाहते हैं जो प्रोसेसर को इस आवृत्ति पर चलना शुरू करता है - उदाहरण के लिए, क्योंकि सभी टाइमर, यूएआरटी, और अन्य बसों की आवृत्ति बंद हो जाएगी; इसलिए, हम पहले ऑपरेटिंग आवृत्तियों को पुनर्स्थापित करते हैं (या, यदि हम एमएसआई पर रहना चाहते हैं, तो 4.2 मेगाहर्ट्ज के तहत आवश्यक बसों की पुनर्गणना करें), और फिर हम अवरोधों में गोता लगाते हैं।

व्यवहार में, दो सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले मोड हैं रन और स्टॉप। तथ्य यह है कि एलपी रन दर्दनाक रूप से धीमा है और इसका कोई मतलब नहीं है अगर प्रोसेसर को कुछ गणना करने की आवश्यकता है और न केवल बाहरी घटनाओं की प्रतीक्षा करें, और स्लीप और एलपी स्लीप भी किफायती नहीं हैं (2 एमए तक की खपत) और यदि आपको ज़रूरत है तो आवश्यक हैं कम से कम थोड़ा बचाएं, लेकिन एक ही समय में काम करने वाले बाह्य उपकरणों को छोड़ दें और / या घटनाओं के लिए प्रोसेसर की सबसे तेज संभव प्रतिक्रिया प्रदान करें। इस तरह की आवश्यकताएं मौजूद हैं, लेकिन पूरी तरह से बहुत बार नहीं।

स्टैंडबाई मोड का आमतौर पर उपयोग नहीं किया जाता है, क्योंकि यह जारी रखने के बाद असंभव है जहां से आपने शून्य रैम के कारण छोड़ दिया, बाहरी उपकरणों के साथ कुछ समस्याएं भी हैं, जिनके बारे में हम नीचे चर्चा करेंगे, जिनके लिए हार्डवेयर समाधान की आवश्यकता होती है। हालांकि, अगर डिवाइस को ध्यान में रखते हुए डिजाइन किया गया था, तो स्टैंडबाई को "ऑफ" मोड के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, इस डिवाइस के दीर्घकालिक भंडारण के दौरान।

दरअसल, इस की प्रस्तुति पर, अधिकांश मैनुअल आमतौर पर विजयी रूप से टूट जाते हैं।

समस्या यह है कि, उनके बाद, आपको काम के घंटों के साथ स्टॉप में प्रस्तावित 1.4 μA के बजाय वास्तविक खपत का दु: खद 100-200 μA मिलेगा - यहां तक ​​कि न्यूक्लियो संदर्भ डिबगिंग पर, जिसमें कोई बाहरी चिप्स, सेंसर आदि नहीं हैं। जिसके लिए इसे जिम्मेदार ठहराया जा सकता है।

और नहीं, आपका प्रोसेसर काम कर रहा है, इरेटा में कुछ भी नहीं है, और आपने सब कुछ ठीक किया।

बस अंत तक नहीं।

रेस्टलेस लेग्स सिंड्रोम

पहली समस्या STM32L1, जिसके बारे में कुछ लेखों का उल्लेख है, लेकिन अक्सर केवल मंचों पर याद किया जाता है, जब चर्चा के तीसरे दिन, 100-200 μA कहां से आया था, कोई व्यक्ति AN3430 के अस्तित्व को याद करता है और इसमें पेज 19 पर पहुंचता है - डिफ़ॉल्ट रूप से पैर राज्य।

मैं ध्यान देता हूं कि यहां तक ​​कि STMicro भी आस्तीन के माध्यम से इस मुद्दे को संदर्भित करता है, और अधिकांश दस्तावेजों में जहां ऊर्जा की खपत का अनुकूलन माना जाता है, यह बिना किसी कारण के जमीन पर अप्रयुक्त पैरों को खींचने या एनालॉग इनपुट मोड में डालने की सलाह के साथ एक या दो वाक्यांशों तक सीमित है।

दुखद बात यह है कि डिफ़ॉल्ट रूप से, सभी पैरों को डिजिटल इनपुट (GPIOx_MODER रजिस्टर में 0x00) के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है। श्मिट ट्रिगर हमेशा डिजिटल इनपुट पर होता है, जो इस इनपुट के शोर उन्मुक्ति में सुधार करता है, और यह पूरी तरह से स्वतंत्र है - यह एक सरल तर्क तत्व है, हिस्टैरिसीस के साथ एक बफर जिसे बाहरी क्लॉकिंग की आवश्यकता नहीं होती है।

हमारे मामले में, इसका मतलब है कि हमने स्टॉप मोड में घड़ी बंद कर दी, और श्मित ट्रिगर्स काम करना जारी रखा जैसे कि कुछ भी नहीं हुआ था - इनपुट सिग्नल के स्तर के आधार पर, वे अपने आउटपुट को 0 और 1 पर स्विच करते हैं।

इसी समय, एक विशिष्ट सर्किट में प्रोसेसर पैरों का हिस्सा हवा में लटका होता है - अर्थात, उन पर कोई बुद्धिमान संकेत नहीं है। यह सोचना गलत होगा कि स्पष्ट संकेत की अनुपस्थिति का मतलब है कि इन पैरों पर 0 नहीं है, इन पैरों पर अपने उच्च इनपुट प्रतिबाधा के कारण, एक अनिर्धारित मूल्य के कुछ यादृच्छिक शोर हैं, पिकअप से और वर्तमान में पड़ोसी पटरियों से बहने वाले टेलीविजन के पहले चैनल पर, यदि पैर एंटीना के रूप में सेवा करने के लिए पर्याप्त लंबा है (हालांकि, रूस में एनालॉग टीवी जल्द ही बंद हो जाएंगे, जिससे गलत तरीके से कॉन्फ़िगर किए गए माइक्रोकंट्रोलर्स की बिजली की खपत में कुछ कमी हो सकती है)।

इन उतार-चढ़ाव के अनुसार, 0 और 1. CMOS तर्क के बीच कुछ यादृच्छिक तरीके से पैर स्विच करते समय चालू खपत करता है। यही है, एक प्रोसेसर पैर हवा में लटका हुआ है, जो डिजिटल इनपुट मोड में कॉन्फ़िगर किया गया है, अपने आप में ध्यान देने योग्य वर्तमान का उपभोग करता है ।

इससे बाहर का रास्ता सरल है - जब आप कार्यक्रम शुरू करते हैं, तो आपको एनालॉग इनपुट की स्थिति में सभी पैरों को कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता होती है; STM32 में बिना किसी अपवाद के सभी पैरों के लिए औपचारिक रूप से है, भले ही वे एडीसी से जुड़े हों या नहीं, और इनपुट पर केवल श्मित ट्रिगर की अनुपस्थिति में डिजिटल इनपुट से भिन्न होता है।



ऐसा करने के लिए, यह 0xFF ... FF को सभी GPIOx_MODER रजिस्टरों के मान लिखने के लिए पर्याप्त है, ऐसा करना सबसे आसान है, जैसा कि ऊपर बताया गया है, शुरू में ही सही, और फिर खेलने के दौरान आप इस डिवाइस में आवश्यकतानुसार व्यक्तिगत पैरों को फिर से कॉन्फ़िगर करेंगे।

हालांकि, एक दूसरी क्रम की समस्या उत्पन्न होती है - यह अच्छा है यदि आपका फर्मवेयर एक विशिष्ट नियंत्रक पर काम करता है, और इसलिए आपको हमेशा पता है कि GPIOx में x क्या है। इससे भी बदतर अगर फर्मवेयर सार्वभौमिक है - एसटीएम 32 में अधिकतम 8 पोर्ट हो सकते हैं, लेकिन यह छोटा हो सकता है; जब आप नियंत्रक के इस मॉडल में मौजूद पोर्ट पर लिखने का प्रयास करते हैं, तो आपको हार्ड फाल्ट मिलेगा, अर्थात। कर्नेल दुर्घटना।

हालांकि, यहां तक ​​कि इस मामले को भी दरकिनार किया जा सकता है - कोर्टेक्स-एम आपको एम 3 और एम 4 के मामले में उनकी वैधता, इसके अलावा, पते की जांच करने की अनुमति देता है, चेक आम तौर पर काफी तुच्छ है, लेकिन एम 0 पर इसे कुछ जादू की आवश्यकता होती है, लेकिन इसे साकार किया जा सकता है ( विवरण यहां पढ़ा जा सकता है , हम इस लेख का प्रशंसक नहीं होंगे। )।

यही है, सामान्य तौर पर, प्रोसेसर ने शुरू किया, आवृत्तियों को ट्यून किया - और तुरंत सभी उपलब्ध GPIO पोर्ट के माध्यम से चला गया, उन्हें MODER वाले को लिख दिया (नीचे कोड RIOT OS के लिए लिखा गया है, लेकिन सामान्य तौर पर यह बिना टिप्पणी के स्पष्ट है और तीन मिनट में स्थानांतरित किया जा सकता है। किसी भी अन्य मंच)।

 #if defined(CPU_FAM_STM32L1) /* switch all GPIOs to AIN mode to minimize power consumption */ GPIO_TypeDef *port; /* enable GPIO clock */ uint32_t ahb_gpio_clocks = RCC->AHBENR & 0xFF; periph_clk_en(AHB, 0xFF); for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) { port = (GPIO_TypeDef *)(GPIOA_BASE + i*(GPIOB_BASE - GPIOA_BASE)); if (cpu_check_address((char *)port)) { port->MODER = 0xffffffff; } else { break; } } /* restore GPIO clock */ uint32_t tmpreg = RCC->AHBENR; tmpreg &= ~((uint32_t)0xFF); tmpreg |= ahb_gpio_clocks; periph_clk_en(AHB, tmpreg); #endif 

मैं ध्यान देता हूं कि यह केवल L1 श्रृंखला पर लागू होता है, L0 और L4 में अनुभव को ध्यान में रखा गया था, और वे, डिफ़ॉल्ट रूप से, स्टार्टअप पर एनालॉग इनपुट के रूप में सभी बंदरगाहों को कॉन्फ़िगर करते हैं।

इन सभी प्रक्रियाओं को ध्यान से करने के बाद, आप फर्मवेयर को तैयार डिवाइस में भर दें ... और प्रोसेसर पर स्टॉप मोड में 150 यूए प्राप्त करें और सभी बाहरी चिप्स बंद हो गए, इस तथ्य के बावजूद कि आपके अनुमान सबसे निराशावादी हैं, उन सभी चीज़ों पर डेटाशीट से आ रहे हैं जिन्हें आपने बोर्ड पर मिलाया है 10 μA से अधिक न दें।

इसके अलावा, आप प्रोसेसर को स्टॉप के बजाय स्टैंडबाय में ले जाने की कोशिश करते हैं, अर्थात। बस इसे लगभग पूरी तरह से बंद कर दें - और गिरने के बजाय, बिजली की खपत तीन गुना बढ़ जाती है, जो आधा मिलीपियर के करीब पहुंच जाती है!

घबराने की जरूरत नहीं। जैसा कि आपने अनुमान लगाया होगा, आपने सब कुछ ठीक किया। लेकिन अंत तक नहीं।

रेस्टलेस लेग सिंड्रोम - 2

अगली समस्या के दो भाग हैं।

पहला काफी स्पष्ट है: यदि आपके डिवाइस में एक माइक्रोकंट्रोलर शामिल नहीं है, तो यह भूलना महत्वपूर्ण नहीं है कि बाहरी चिप्स में इनपुट सिग्नल भी होते हैं, जिस पर श्मिट ट्रिगर लटका होता है, और जो इसके अलावा, चिप के आंतरिक तर्क को जगा सकता है। उदाहरण के लिए, एक चिप जिसे यूएआरटी टीम द्वारा अपनी नींद से हटा दिया गया है और हटा दिया गया है, इस बस पर किसी भी आंदोलन के साथ डेटा को पढ़ने की कोशिश करेगा।

तदनुसार, यदि इन सभी पैरों को हवा में लटका दिया जाता है, तो हमें कुछ भी अच्छा नहीं मिलेगा।

वे किन परिस्थितियों में हवा में खत्म होते हैं?

सबसे पहले, जब नियंत्रक स्टैंडबाय मोड में जाता है, तो सभी जीपीआईओ को उच्च प्रतिरोध के साथ हाई-जेड राज्य में स्थानांतरित किया जाता है - अर्थात, वास्तव में उनसे जुड़े बाहरी चिप्स हवा में हैं। STM32L1 (अन्य श्रंखला और अन्य नियंत्रकों में यह अलग-अलग तरीकों से होता है) में इस प्रोग्राम को ठीक करना असंभव है, इसलिए एकमात्र तरीका एक सिस्टम में है जो स्टैंडबाई मोड का उपयोग करता है, बाहरी चिप्स के इनपुट को जमीन पर या बाहरी प्रतिरोधों द्वारा खींचा जाना चाहिए।

एक विशिष्ट स्तर चुना जाता है ताकि चिप के दृष्टिकोण से लाइन निष्क्रिय हो:

• 1 UART TX के लिए
• एसपीआई मोसी के लिए 0
• SPI मोड 0 या 1 पर SPI CLK के लिए 0
• SPI मोड 2 या 3 के साथ SPI CLK के लिए 1
• एसपीआई सीएस के लिए 1

दूसरे, स्टॉप (sic!) मोड का उपयोग करते समय STM32 पर, इंटरफेस के आंतरिक हार्डवेयर ब्लॉक से जुड़े GPIO की स्थिति अलग हो सकती है ... अलग। यही है, एक ही एसपीआई इंटरफ़ेस, जब कॉन्फ़िगर किया जाता है, स्टॉप अचानक एक डिजिटल इनपुट के रूप में निकलता है, या, सामान्य रूप से, उच्च-जेड - बाहरी चिप के लिए संबंधित परिणामों के साथ लटका हुआ है। हालांकि प्रलेखन में कहा गया है कि पैर अच्छी स्थिति में हैं, आप एक प्राथमिकता केवल इस पर भरोसा कर सकते हैं यदि आप अपने पैरों का उपयोग नियमित GPIOs के रूप में करते हैं।

आप इसे समझ नहीं सकते और इसे माफ कर सकते हैं, लेकिन आप इसे याद कर सकते हैं और इसे ठीक कर सकते हैं: इस तरह से व्यवहार करने वाले इंटरफेस के लिए, आपको स्लीप केयर फ़ंक्शन में इस इंटरफ़ेस के निष्क्रिय स्तरों के अनुरूप स्तरों के साथ सामान्य GPIO में स्विचिंग को जोड़ना होगा। नींद से बाहर निकलने के बाद, इंटरफेस को बहाल किया जा सकता है।

उदाहरण के लिए, सोने के लिए जाने से पहले एक ही एसपीआई (सादगी के लिए, मैं आरआईओटी ओएस से कोड लेता हूं, यह स्पष्ट है कि रजिस्टरों पर लागू करना आसान है):

 /* specifically set GPIOs used for external SPI devices */ /* MOSI = 0, SCK = 0, MISO = AIN for SPI Mode 0 & 1 (CPOL = 0) */ /* MOSI = 0, SCK = 1, MISO = AIN for SPI Mode 2 & 3 (CPOL = 1) */ for (i = 0; i < SPI_NUMOF; i++) { /* check if SPI is in use */ if (is_periph_clk(spi_config[i].apbbus, spi_config[i].rccmask) == 1) { /* SPI CLK polarity */ if (spi_config[i].dev->CR1 & (1<<1)) { gpio_init(spi_config[i].sclk_pin, GPIO_IN_PU); } else { gpio_init(spi_config[i].sclk_pin, GPIO_IN_PD); } gpio_init(spi_config[i].mosi_pin, GPIO_IN_PD); gpio_init(spi_config[i].miso_pin, GPIO_AIN); } } 

कृपया ध्यान दें कि यहाँ दिए गए आउटपुट को स्तर 0 या 1 के साथ GPIO_OUT के रूप में कॉन्फ़िगर नहीं किया गया है, लेकिन 0 या 1 तक पुल-अप के साथ इनपुट के रूप में - यह एक मूलभूत बिंदु नहीं है, लेकिन यदि आप गलती करते हैं और किसी तरह का पुल-पुश खेलने की कोशिश करते हैं तो अतिरिक्त सुरक्षा प्रदान करता है। एक बाहरी चिप इस पैर को दूसरे तरीके से खींचती है। GPIO_OUT के साथ आप एक शॉर्ट सर्किट की व्यवस्था कर सकते हैं, GPIO_IN के साथ एक पुल-अप - कभी नहीं।

इसके अलावा, एसपीआई सीएस सिग्नल प्रभावित नहीं होता है - इस मामले में, यह प्रोग्रामिक रूप से उत्पन्न होता है, अर्थात, सामान्य जीपीआईओ द्वारा, और यह अपने राज्य को आत्मविश्वास से सपने में रखता है।

नींद छोड़ते समय पैर की स्थिति को बहाल करने के लिए, रजिस्टरों के मूल्यों को लिखना पर्याप्त है (MODER, PUPDR, OTYPER, OSPEEDR - किसी विशेष मामले में स्थिति देखें), प्रवेश द्वार पर, चर में, और उन्हें चर में वापस जाने पर रजिस्टरों में रोल करें। ।

और अब ... ता दाम! शीर्षक चित्र। डेढ़ माइक्रोप्रैस।

लेकिन यह जश्न मनाने के लिए बहुत जल्दी है। इस पर हमने ऊर्जा खपत के स्थिर अनुकूलन को समाप्त कर दिया है, और हमारे आगे गतिशील है ।

अकिलिस बनाम कछुआ

कौन सा बेहतर है - अधिक खाएं और तेजी से चलाएं या कम खाएं, लेकिन धीमी गति से चलाएं? माइक्रोकंट्रोलर्स के मामले में, इस सवाल का जवाब दो बार अनौपचारिक है।

सबसे पहले, ऑपरेटिंग आवृत्तियों को सामान्य मोड में 65 मेगाहर्ट्ज (एलपी रन) से 32 मेगाहर्ट्ज तक - बहुत व्यापक रेंज में बदला जा सकता है। किसी भी सीएमओएस चिप की तरह, एसटीएम 32 में बिजली की खपत के दो घटक हैं - स्थिर और गतिशील; दूसरा आवृत्ति पर निर्भर करता है, पहला स्थिर है। नतीजतन, ऊर्जा की खपत ऑपरेटिंग आवृत्ति और उत्पादकता के रूप में तेजी से कम नहीं होगी, और कार्य के आधार पर, ऊर्जा दक्षता के दृष्टिकोण से इष्टतम आवृत्ति भिन्न हो सकती है - जहां आपको किसी घटना की प्रतीक्षा करने की आवश्यकता है, लेकिन किसी कारण से आप सोने जा सकते हैं, वहाँ होगा कम आवृत्तियों प्रभावी होती हैं, जहां आपको बस संख्याओं को थ्रेश करना होगा - उच्च। विशिष्ट "अस्पताल-औसत" कार्यों में, आमतौर पर 2-4 मेगाहर्ट्ज से नीचे जाने का कोई मतलब नहीं होता है।

दूसरे, और यह एक कम तुच्छ क्षण है, नींद से बाहर निकलने की दर काम करने की आवृत्ति और इसे प्राप्त करने के तरीके पर निर्भर करती है।

सबसे खराब स्थिति एक बाहरी क्वार्ट्ज से 32 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर नींद से बाहर हो रही है (मुझे याद दिलाएं कि STM32L1 आंतरिक 4 मेगाहर्ट्ज थरथरानवाला पर उठता है), क्योंकि इसमें तीन चरण होते हैं:

• वास्तव में प्रोसेसर नींद से जागता है
• क्वार्ट्ज पीढ़ी स्थिरीकरण (1-24 मेगाहर्ट्ज)
• पीएलएल पीढ़ी स्थिरीकरण (32 मेगाहर्ट्ज)

दरअसल, यहां प्रोसेसर को नींद से बाहर निकालना सबसे छोटी समस्या है, 4.2 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर इसे लगभग 10 μs लगते हैं। लेकिन क्वार्ट्ज का स्थिरीकरण 1 एमएस तक ले सकता है (हालांकि आमतौर पर उच्च गति वाले गुंजयमान यंत्र के लिए यह अभी भी तेज है, कई सौ माइक्रोसेकंड के आदेश पर), पीएलएल मोड तक पहुंच एक और 160 μs है।

ये देरी एक सिस्टम के लिए ऊर्जा की खपत के दृष्टिकोण से महत्वपूर्ण नहीं हो सकती है जो शायद ही कभी उठती है (प्रति सेकंड एक बार से अधिक नहीं), लेकिन जहां वेकअप के बीच की अवधि दसियों मिलीसेकंड और उससे कम है, और वेकअप खुद कम हैं, ओवरहेड पहले से ही एक औसत दर्जे का जोड़ बनाने के लिए शुरू होता है इस बात को ध्यान में रखते हुए कि प्रोसेसर के जागने के दौरान अपेक्षाकृत कम विद्युत प्रवाह होता है।

इससे क्या हो सकता है? सामान्य तौर पर, उत्तर स्पष्ट है: बाहरी क्वार्ट्ज का उपयोग करने से बचने की कोशिश करें। उदाहरण के लिए, एक प्रोग्राम जिसमें दुर्लभ भारी उपकेंद्र होते हैं, जिन्हें सटीक क्लॉकिंग की आवश्यकता होती है (जैसे, तुच्छ लोगों का - UART डेटा एक्सचेंज), और लगातार सरल उपकेंद्र, प्रत्येक जाग्रत होने पर खुद तय कर सकते हैं कि क्या यह अब तक छोड़ना आवश्यक है। एमएसआई जनरेटर पर वर्तमान कार्य करने के लिए बाहरी क्वार्ट्ज, या यह आसान (और तेज) होगा, जिस पर प्रोसेसर पहले से ही आवृत्तियों को शुरू करने पर बहुत समय खर्च किए बिना जाग गया है।

इस मामले में, हालांकि, परिधि की घड़ी की आवृत्तियों को समायोजित करना आवश्यक हो सकता है, साथ ही फ्लैश मेमोरी (देरी चक्रों की संख्या) तक पहुंच मोड को समायोजित करना, प्रोसेसर कोर का वोल्टेज (एसटीएम 32 एल 1 में इसे तीन संभावित मूल्यों से चुना गया है), आदि। हालांकि, कर्नेल और मेमोरी ऑपरेटिंग मोड के संबंध में, अक्सर उपयोग की जाने वाली अधिकतम आवृत्ति के लिए उन्हें चुनकर उन्हें ठीक करना संभव है, क्योंकि कम आवृत्तियों पर कोर का गैर-इष्टतम संचालन इन आवृत्तियों पर कार्यों की छोटी मात्रा के कारण व्यावहारिक प्रदर्शन और शक्ति में महत्वपूर्ण बदलाव नहीं देगा। प्रदर्शन किया।

यद्यपि इस तरह के सभी उपाय पहले से ही मोड के ठीक ट्यूनिंग पर लागू होते हैं (और, उदाहरण के लिए, अधिकांश ओएस और लाइब्रेरी भी बॉक्स के करीब कुछ भी नहीं जानते हैं), कुछ मामलों में वे प्रतिशत की इकाइयों के पैमाने पर औसत खपत में कमी ला सकते हैं, और कभी-कभी और भी अधिक। उदाहरण के लिए, एक पानी का मीटर, जो प्रत्येक 50 एमएस में रीड स्विच के संपर्कों को प्रदूषित करता है, जबकि वास्तविक सर्वेक्षण में कई दस माइक्रोसेकंड लगते हैं - क्या आप नियंत्रक को जगाने के लिए इस समय तक ~ 500 μs जोड़ना चाहते हैं? ..

असहनीय रूप से लंबा दूसरा

एक अन्य समस्या जो सीधे ऊर्जा संरक्षण से संबंधित नहीं है, लेकिन अनिवार्य रूप से इसके संबंध में उत्पन्न होती है - 1 सेकंड से कम समय के अंतराल की गणना कैसे करें?

तथ्य यह है कि एसटीएम 32 एल 1 पर केवल एक टाइमर है जो स्टॉप मोड में काम करता है - यह आरटीसी है, समय की मानक इकाई जिसके लिए 1 सेकंड है। इसी समय, कार्यक्रमों में लगातार कम से कम एक ही पानी के मीटर लेने के लिए इकाइयों, दसियों और सैकड़ों मिलीसेकंड के समय अंतराल होते हैं।

कैसे हो? 32768 हर्ट्ज पर LPTIM टाइमर के साथ प्रोसेसर पर चलाएं? एक अच्छा विकल्प, वास्तव में, लेकिन हमेशा आवश्यक नहीं। इसके बिना यह संभव है।

सभी STM32L1 पर नहीं, बल्कि कैट से शुरू होता है। 2 (ये प्रोसेसर STM32L151CB-A, STM32L151CC और नए हैं), RTC ब्लॉक को एक नए रजिस्टर - SSR, SubSeconds Register के साथ पूरक बनाया गया था। अधिक सटीक रूप से, यह इतना अधिक पूरक नहीं था जितना इसे उपयोगकर्ता को दिखाई दे रहा था, साथ ही उप-क्षेत्र अलार्म ALRMASSR और ALRMBSSR को जोड़ा गया था।

इस रजिस्टर में समय की कोई समझने योग्य इकाइयाँ नहीं हैं, इसे एक तकनीकी आंतरिक काउंटर से निकाल दिया गया था। STM32L1 में, 32768 हर्ट्ज पर टिक करने वाली घड़ी दो विभक्त काउंटरों, अतुल्यकालिक और सिंक्रोनस से गुजरती है, जो कुल मिलाकर इसे 32768 से विभाजित करती है ताकि घड़ी के लिए 1 सेकंड का टिक हो सके। तो, SSR दूसरे काउंटर का वर्तमान मूल्य है।

यद्यपि SSR मिलीसेकंड में नहीं गिना जाता है, लेकिन इसकी इकाइयों में, इन इकाइयों के आयाम को सिंक्रोनस और एसिंक्रोनस काउंटर के डिवाइडर के अनुपात में बदलकर बदला जा सकता है, जबकि RTC इनपुट में मानक 1 सेकंड प्राप्त करने के लिए 32768 के बराबर अपने कुल गुणांक को बनाए रखते हैं। इन गुणांक को जानने के बाद, हम मिलीसेकंड में SSR के एक डिवीजन की कीमत की गणना कर सकते हैं, और यहां से हम प्रोग्रामिंग सबसेकंड अलार्म के लिए आगे बढ़ सकते हैं।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एक अतुल्यकालिक प्री-काउंटर एक तुल्यकालिक एसएसआर की तुलना में अधिक किफायती है, और इसलिए इसे 1 पर सेट करना और पहले से ही एसएसआर में इनपुट आवृत्ति को 32768 से विभाजित करना, केवल 30 μs की गिनती प्राप्त करना, ऊर्जावान रूप से नुकसानदेह है। खुद के लिए, हमने प्रारंभिक विभक्त 7 के लिए इष्टतम मूल्य निर्धारित किया, तुल्यकालिक के लिए - 4095 ((7 + 1) * (4095 + 1) = 32768)। प्रारंभिक विभक्त में और कमी के साथ, आरटीसी की ऊर्जा की खपत सूक्ष्म रूप से बढ़ने लगती है - एक माइक्रोएम्पियर के एक अंश से, लेकिन जब से हम इसे स्टॉप मोड में "संदर्भ" 1.4 μA के साथ तुलना करते हैं, यहां तक ​​कि अंश भी। डिफ़ॉल्ट रूप से, STM32L1 के लिए ये मूल्य 127 और 255 हैं, अर्थात्। संदर्भ मूल्य लगभग 4 एमएस है, जो थोड़ा मोटा है।

यदि आप कोड में गहरी खुदाई करना चाहते हैं, तो तय समय में हमने RTC_SSR और मिलीसेकंड अंतराल का समर्थन करने के लिए RIOT OS से मानक RTC ड्राइवर को अंतिम रूप दिया । तब से, हम इसका उपयोग वस्तुतः हर चरण में कर रहे हैं (और जब से हम OS में काम करते हैं, एक सेवा भी इसके ऊपर लटकी रहती है, जिससे आप कलाई के एक झटका के साथ एक हार्डवेयर टाइमर पर मनमाने समय के साथ लगभग किसी भी कार्य को लटका सकते हैं)।

उसी दृष्टिकोण को STM32L0 और STM32L4 नियंत्रकों में स्थानांतरित किया जाता है, जिसके सभी मॉडल में RTC_SSL रजिस्टर है; यह LPTIM टाइमर की आवश्यकता को समाप्त करता है और विभिन्न प्लेटफार्मों के लिए कोड को एकजुट करता है।

कैसे समझें कि एक मल्टीमीटर झूठ बोल रहा है

बेशक, सभी अनुकूलन के बाद, वैध सवाल उठता है: क्या, वास्तव में, हमने हासिल किया है?इसका उत्तर जाने बिना, कोई भी पूरी तरह से कॉन्फ़िगर किए गए झंडे के साथ खुद को एक WFE तक सीमित कर सकता है, सो जाओ और अपना 200-500 μA प्राप्त कर सकता है।

वर्तमान को मापने का सबसे पारंपरिक तरीका, ज़ाहिर है, एक मल्टीमीटर है। यह समझने के लिए कि यह एक माइक्रोकंट्रोलर की तरह लोड पर पड़ा है, इसकी गतिशील खपत बहुत सरल है - अगर इसे चालू किया जाता है, तो यह झूठ है।

हालांकि, इसका मतलब यह नहीं है कि मल्टीमीटर इस मामले में बेकार है। बस आपको इसे लागू करने में सक्षम होना चाहिए।

सबसे पहले, एक मल्टीमीटर एक बहुत धीमी चीज है, इसमें एक गिनती के लिए एक विशिष्ट समय एक दूसरा पैमाना है, एक माइक्रोकंट्रोलर के लिए राज्य बदलने का एक विशिष्ट समय एक माइक्रोसेकंड स्केल है। उस गति से इसकी खपत को बदलने वाली प्रणाली में, मल्टीमीटर बस यादृच्छिक मान दिखाएगा।

हालांकि, हमारे लिए ब्याज की गैर-आयामी चर नींद मोड में माइक्रोकंट्रोलर की खपत है; यदि यह महत्वपूर्ण रूप से उस मान से अधिक है जिसे हमने डेटाशीट पर अनुमानित किया है, तो कुछ स्पष्ट रूप से गलत है। यह एक स्थिर प्रणाली की खपत है , अर्थात, इसे एक मल्टीमीटर के साथ मापा जा सकता है।

शीर्षक तस्वीर में दिखाया गया सबसे तुच्छ तरीका माइक्रोटेमेटर मोड में एक मल्टीमीटर है, जो अब अधिकांश मध्य-श्रेणी के मॉडल में है, और इसमें अच्छी सटीकता और उत्कृष्ट रिज़ॉल्यूशन है। UT120C में A 1% har 3 डिस्चार्ज की प्रमाणित सटीकता के साथ 0.1 μA का एक संकल्प है, जो हमारे लिए पर्याप्त है।

इस मोड के साथ केवल एक समस्या है - इसमें मल्टीमीटर की एक बड़ी श्रृंखला प्रतिरोध, सैकड़ों ओम का एक स्केल है, इसलिए सामान्य मोड में, पावर सर्किट में इस तरह की मल्टीमीटर के साथ एक माइक्रोकंट्रोलर बस शुरू नहीं होगा। सौभाग्य से, पैमाने पर लगभग सभी उपकरणों में "mA" और "uA" की स्थितियां करीब हैं, दोनों सीमाओं को मापने के लिए कुर्सियां ​​समान हैं, इसलिए आप "mA" की सीमा पर नियंत्रक को सुरक्षित रूप से शुरू कर सकते हैं, और जब आप सो जाते हैं, तो "uA" पर क्लिक करें। "- यह काफी तेजी से होता है ताकि नियंत्रक के पास शक्ति खोने और रिबूट करने का समय न हो।

कृपया ध्यान दें कि यदि नियंत्रक गतिविधि में स्पाइक्स का अनुभव करता है, तो यह विधि लागू नहीं है। उदाहरण के लिए, वॉचडॉग टाइमर डिवाइस के फर्मवेयर में हर 15 सेकंड में रीसेट हो जाता है - इन क्षणों में, मल्टीमीटर 27 μA के क्षेत्र में कुछ दिखाने का प्रबंधन करता है, जिसका निश्चित रूप से मंगल पर मौसम से कोई लेना-देना नहीं है। यदि आपके सिस्टम पर हर 5-10 सेकंड में एक से अधिक बार मनमाने ढंग से शॉर्ट होता है, तो मल्टीमीटर बस झूठ होगा। स्थैतिक

मापने का एक और तरीका(मैं इस शब्द को सीधे हाइलाइट कर रहा हूं) मल्टीमीटर द्वारा खपत बाहरी शंट पर गिरावट का माप है। यदि आप कुछ दसियों सूक्ष्मदर्शी के पैमाने पर अल्ट्रा-छोटे धाराओं को मापना चाहते हैं, तो आपको एक बड़ा (उदाहरण के लिए, 1 kOhm) शंट लगाने की जरूरत है, और इसके समानांतर - सीधे संबंध में एक शोट्स्की डायोड। यदि शंट 0.3 वी से अधिक गिरता है, तो डायोड वोल्टेज ड्रॉप को खोलेगा और सीमित करेगा, और 0.3 वी तक आप मिलिवॉल्ट रेंज, 1 एमवी = 1 μA में मल्टीमीटर के साथ ड्रॉप को सुरक्षित रूप से माप सकते हैं।

काश, यह एक विशिष्ट मल्टीमीटर - मध्यम-वर्ग के उपकरणों के साथ कम-प्रतिबाधा शंट पर एक बूंद को मापने के लिए काम नहीं करेगा, भले ही वे 100 μV से नीचे कुछ दिखाते हों, इस रेंज में एक दुर्भाग्यपूर्ण सटीकता है। यदि आपके पास एक अच्छा डेस्कटॉप डिवाइस है जो 1 uV दिखा सकता है, तो आपको अब मेरी सलाह की आवश्यकता नहीं है।

हालाँकि, स्टेटिक्स अच्छे हैं, लेकिन डायनेमिक्स के बारे में क्या? औसत बिजली की खपत पर विभिन्न आवृत्तियों के समान प्रभाव का मूल्यांकन कैसे करें?

यहां सब कुछ जटिल है।

बुनियादी आवश्यकताओं को लिखें:

• कम से कम 1 μA की वर्तमान सीमा - 100 mA (10 ^ 5)
• माप अवधि 10 μs से अधिक नहीं
• वोल्टेज ड्रॉप 100 mV से अधिक नहीं है
• माप की अवधि - असीमित

यदि हम इसे सीधे संख्याओं में सीधे अनुवाद करते हैं, तो हमें अपेक्षाकृत तेज़ और 30 μV से कम के इनपुट पूर्वाग्रह के साथ 18-बिट एडीसी से कम नहीं मिलता है, 1 μV से वोल्टेज को मापने में सक्षम एनालॉग फ्रंट एंड, और कंप्यूटर पर एक त्वरित इंटरफ़ेस जो हमें यह सब स्थानांतरित करने की अनुमति देगा। और बचाओ।

और एक एकल उपयोग के लिए यह सब।

आप देखिए, हां, दस रुपये के हर कोने में ऐसी चीजें क्यों नहीं हैं? पहले सन्निकटन में कीसाइट N6705C हमारी आवश्यकताओं को पूरा करता है, केवल इसकी लागत $ 7960 है।

उदाहरण के लिए, बजट समाधानों में, SiLabs अपने डिबग में वर्तमान माप को एकीकृत करता है - उनके उन्नत ऊर्जा निगरानी (एईएम) सिस्टम की विशेषताएं विशिष्ट डीबगिंग मॉडल पर निर्भर करती हैं, और उन्हें माप की गति के साथ सबसे बड़ी समस्या है। पुराने "स्टार्टर किट" में, STK3300 / 3400 केवल 100 हर्ट्ज है, नए डिबग पर STK3700 / 3800 (आसानी से पहचाने जाने वाले ब्लैक टेक्स्टलाइट) - 6.25 kHz, और DK श्रृंखला डिबग के पुराने मॉडल में यह 10 kHz तक पहुंच सकता है, लेकिन इसकी लागत भी है वे पहले से ही $ 300 + हैं। गंभीर कार्यों के लिए, SiLabs आधिकारिक तौर पर उपरोक्त कुंजी की सिफारिश करता है।

सिद्धांत रूप में, इस तरह के उपकरण को स्वयं द्वारा डिज़ाइन किया जा सकता है - सबसे पहले, आपको न्यूनतम इनपुट पूर्वाग्रह के साथ बहुत अच्छे ऑप-एम्प्स की आवश्यकता है, जैसे कि ओपीए 2335। इस तरह के ऑप एम्प्स को अलग-अलग प्रवर्धन कारकों के साथ 2-3 टुकड़ों के एक ही शंट पर रखा जाता है, ये सभी अलग-अलग एडीसी इनपुट्स के लिए घाव होते हैं (इस दृष्टिकोण के साथ बिल्ट-इन माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करना काफी संभव है), फिर हर बार डेटा लिया जाता है, यह प्रोग्रामेटिक रूप से निर्धारित होता है कि इसमें से कौन सा ऑप्स है पल अतिभारित नहीं है, इससे रीडिंग गिने जाते हैं।

कंप्यूटर पर डेटा ट्रांसफर की गति की समस्या को काफी सरलता से हल किया गया है - क्योंकि व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए हम मुख्य रूप से वास्तविक जीवन में सिस्टम की औसत खपत में रुचि रखते हैं, माइक्रोसेकंड रीडिंग को मीटर के ऑन-बोर्ड माइक्रोकंट्रोलर में एकत्र किया जा सकता है और कुछ उचित मिलीसेकंड पैमाने के लिए अंकगणितीय औसत भेजा जा सकता है।

इसके अलावा, जैसा कि अभ्यास से पता चलता है, मीटर-लॉगर होना बहुत उपयोगी है, भले ही सरल और बहुत सटीक नहीं है, लेकिन हमेशा हाथ में है - ताकि ऊर्जा की बचत से टूटे हुए कुछ प्रकार के फर्मवेयर परिवर्तन के साथ आश्चर्य न करें।

उदाहरण के लिए, हमने अपने मानक USB अडैप्टर UMDK-RF में एक का निर्माण किया, जिसका उपयोग फर्मवेयर को डिबग करते समय लगातार किया जाता है - इसमें पहले से ही DAPLink प्रोटोकॉल, USB-UART ब्रिज और पावर मैनेजमेंट लॉजिक के समर्थन के साथ एक SWD प्रोग्रामर है, इसे एक खपत मीटर मिला है। लगभग नि: शुल्क। मीटर स्वयं एक 1 ओम शंट और एक INA213 एम्पलीफायर (50 बार लाभ, 5 μV की विशिष्ट शून्य ऑफसेट) है:



एम्पलीफायर सीधे माइक्रोकंट्रोलर के एडीसी (STM32F042806P6) के इनपुट से जुड़ा हुआ है, एडीसी एक हार्डवेयर टाइमर का उपयोग करके 10 μs की अवधि के साथ प्रक्रिया करता है, और यूएसबी के माध्यम से अप करता है। औसत डेटा 100-एमएस अंतराल के लिए आउटपुट है। नतीजतन, फ़र्मवेयर लॉजिक में कुछ बदलते हुए, आप बस धुएँ के लिए जा सकते हैं या कॉफी पी सकते हैं, उपकरण को टेबल पर छोड़ सकते हैं और वापस लौट सकते हैं, इस तरह से एक शेड्यूल देख सकते हैं:



ऐसे "मुक्त" डिवाइस की सटीकता, निश्चित रूप से उच्च नहीं है - 12-बिट एडीसी और एक एम्पलीफायर के साथ, न्यूनतम क्वांटम 16 μA है, लेकिन यह ऊर्जा खपत के दृष्टिकोण से डीबग किए गए उपकरणों के व्यवहार के त्वरित और नियमित मूल्यांकन के लिए बेहद उपयोगी है। अंत में, यदि आप फर्मवेयर या डिवाइस में कुछ गलत करते हैं, तो बहुत अधिक गारंटी के साथ आप कम से कम सैकड़ों की संख्या में माइक्रोएम्प की इकाइयों से बाहर निकल पाएंगे, और यह स्पष्ट रूप से दिखाई देगा।



एक और अच्छा बोनस यह है कि चूंकि डेटा को वर्चुअल COM पोर्ट में टेक्स्ट फॉर्म (माइक्रोएम्पल्स में मान) के लिए भेजा जाता है, आप डिवाइस के कंसोल को दिखाने वाली विंडो के बगल में टर्मिनल विंडो को पोजिशन कर सकते हैं और डिबग संदेशों के साथ एक साथ बिजली की खपत को देख सकते हैं।

मैं एक कारण के लिए इसके बारे में डींग मारता हूं, लेकिन उन सभी की पेशकश करने के लिए जो इस न्यूनतम (और बहुत सस्ते!) डिबगर प्रोग्रामर को अपनी परियोजनाओं में उपयोग करना चाहते हैं।

आप आरेख को यहां ( डीपट्रेस में स्रोत ) आकर्षित कर सकते हैं , यहां फर्मवेयर को बाहर निकालें (umdk-rf ब्रंच, जब लक्ष्य का निर्माण UMDK-RF, dap42 परियोजना पर आधारित हो )। आरेख गड़बड़ हो गया है, लेकिन मुझे उम्मीद है कि मुख्य बिंदु स्पष्ट हैं, फर्मवेयर libopencm3 का उपयोग करते हुए सी में लिखा गया है और सामान्य बांह-कोई-एग्बी-जीसीसी के साथ इकट्ठा किया गया है। अतिरिक्त कार्यों के रूप में, फर्मवेयर में पावर मैनेजमेंट होता है, नियंत्रण कुंजी से अधिभार संकेतों को पकड़ना और एक बटन के लंबे प्रेस के साथ अपने मूल बूटलोडर में इससे जुड़े नियंत्रक में प्रवेश करना।

NB: यदि आप बूट बटन को प्रोग्रामर के कंट्रोलर को अपने बूटलोडर में नियमित रूप से लाना चाहते हैं, तो उसके पास कनेक्शन की ध्रुवता होनी चाहिए, पहले बूट में कंट्रोलर का विकल्प बाइट्स और हटाए गए बूट करने वाले के लिए प्रोग्राम इनपुट और रेगुलर के लिए इंटरप्ट पोलरिटी इस बटन के कार्य।

आप यह देख सकते हैं कि विभिन्न मापक कारकों (उदाहरण के लिए, अपने कार्यों के लिए ऊपर वर्णित डीबगर को बेहतर बनाने के लिए) सेशन-एम्प के एक जोड़े पर वर्तमान माप कैसे किया जाता है, यहां (पृष्ठ 9), एक अधिक पारंपरिक विकल्प - एक सेशन-एम्पी और एक महंगी 24-बिट एडीसी के साथ। - TI में यह है (पेज 5 पर एनर्जीट्रेस)।

PS कृपया ध्यान दें कि कनेक्टेड UART या JTAG / SWD के साथ डिबगिंग के दौरान, एक छोटा करंट उनके पैरों के माध्यम से लीक हो सकता है, जो डिवाइस के वास्तविक संचालन के दौरान नहीं होगा। इसलिए, UMDK- आरएफ पर, लगभग 15 μA SWD में लीक होता है (और इसलिए, हेडर फोटो में, बोर्ड के पुराने संस्करण पर, SWD के बिना, मल्टीमीटर के साथ माप किया जाता है), और STM32 न्यूक्लियर पर लगभग 200 μA के SWD के माध्यम से सहज प्रवाह के साथ मामले थे । माप के लिए उपयोग किए जाने वाले डिबग बोर्डों को ऐसी विशेषताओं के लिए जांचना आवश्यक है - या तो उनकी इंटरफ़ेस लाइनों को डिस्कनेक्ट करके, अगर ऐसी कोई संभावना है, या परिणाम की तुलना डिवाइस की खपत को डिबगिंग के लिए स्थापित किए बिना मापा जाता है, उदाहरण के लिए, स्टैटिक मोड में मल्टीमीटर के साथ।

एक निष्कर्ष के बजाय

मुझे आशा है कि आप पहले से ही समझ चुके हैं कि आपने माइक्रोकंट्रोलर प्रोग्रामिंग को अपनी मुख्य विशेषता के रूप में चुनकर क्या गलती की है।