Cortex-M0处理器的故障处理和功耗管理
eetrendMcu 2020-11-19

一、故障处理

故障是异常的一个子集,见第2-19页的异常处理模型。在NMI或HardFault异常处理时发生的故障将会引起HardFault异常或导致锁定(Lockup)。故障包含:•执行一条SVC指令,该指令的优先级高于或等于SVCall。•缺少调试器连接时,执行BKPT指令。

• 在加载或存储数据时,系统产生总线错误。

• 执行XN存储区的指令。

• 执行来自系统已产生总线故障的地址位置的指令。

• 取向量时系统产生总线错误。

• 执行一条未定义的指令。

• T位已清为0,处理器不在Thumb状态时执行指令。

• 试图读取或保存数据到未对齐的地址。

注意:只有Reset和NMI能抢占具有固定优先级的HardFault异常。而HardFault异常则能抢占除Reset、NMI或另一个HardFault异常之外的所有异常。

1、锁定(Lock up)

以下这些情况处理器会进入锁定状态:执行NMI或HardFault异常处理时发生故障;或在使用MSP异常返回时,还没有从堆栈恢复PSR寄存器的值系统就产生总线错误。当处理器处于锁定状态时,不能执行任何指令。处理器将保持锁定状态直到以下情况之一发生:

• 处理器被复位;

• 调试器中止处理器运行;

• 发生NMI异常,并且当前锁定是处于HardFault异常处理中。

注意:如果锁定状态出现在NMI异常处理中,后续的NMI异常不能导致处理器离开锁定状态。

二、功耗管理

Cortex-M0处理器的睡眠模式可减少功耗,睡眠模式是在处理器实现时定义的,可以是以下的一种或两种:•停止处理器时钟的睡眠模式。

• 深度睡眠模式,停止系统时钟,并关掉PLL和flash存储器。

如果处理器实现了两种睡眠模式,则能提供不同级别的节能,SCR寄存器的SLEEPDEEP位用于选择睡眠模式,见下文的系统控制寄存器。关于深度睡眠模式的更多信息见处理器提供商所提供的资料。本节将描述进入睡眠模式的机制,以及从睡眠模式唤醒的条件。

1、进入睡眠模式

本节描述使处理器进入睡眠模式的软件机制。

系统可能产生伪唤醒事件,例如,一个调试操作可唤醒处理器。因此软件在此事件后,必须能重新让处理器进入睡眠模式。为了把处理器置回睡眠模式,程序可能需要一个空闲循环。

等待中断指令

等待中断指令WFI,能使处理器立即进入睡眠模式,当处理器执行一条WFI指令时,它停止执行指令,并进入睡眠模式,见第3-60页的WFI以获取更多的信息。

等待事件指令

等待事件指令,WFE,根据条件让处理器进入睡眠模式,条件是根据1位事件寄存器的值。当处理器执行一条WFE指令时,它检查事件寄存器的值:

0 处理器停止执行指令,进入睡眠模式。

1 处理器将寄存器该位的值置为0,并继续执行指令,不进入睡眠模式。

如果事件寄存器的值为1,表明处理器在执行WFE指令时不能进入睡眠模式。典型的情况:这是由于一个外部事件信号的要求,或在多处理器系统中的另一个处理器执行了一条SEV指令。软件不能直接访问这个寄存器。

异常退出时睡眠(sleep-on-exit)

如果SCR寄存器的SLEEPONEXIT位置为1,则当处理器完成执行一个异常处理并返回Thread模式时,处理器立即进入睡眠状态,这一机制用于仅仅需要处理器在中断发生时才运行的应用中。

2、从睡眠模式唤醒

唤醒处理器的条件依赖于导致处理器进入睡眠模式的机制。从WFI或sleep-on-exit产生的睡眠中唤醒正常情况下,处理器只在检测到具有足够优先级的异常,并进入异常时才会唤醒。

处理器唤醒后,在执行中断处理之前,某些嵌入式系统可能必须执行系统恢复任务。这通过置PRIMASK位为1来实现。如果一个有中断到达,该中断被允许,并比当前异常的优先级高,则处理器唤醒,但直到PRIMASK位置为0,处理器才执行中断处理。

从WFE产生的睡眠中唤醒

如果出现以下情况,处理器将被唤醒:

• 处理器检测到一个足够高优先级的异常而进入异常。

• 处理器检测到一个外部事件信。

• 在多处理器系统中的另一个处理器执行了一条SEV指令。

另外,如果SCR寄存器的SEVONPEND位置为1,任何一个新的挂起的中断都能触发一个事件并唤醒处理器,哪怕该中断是禁止的或没有足够的优先级而不能进入异常。关于SCR的更多信息见第4-16页的系统控制寄存器。

3、可选的唤醒中断控制器

处理器可能包含了一个唤醒中断控制器(WIC),WIC是一个可选的外设,能检测中断并将处理器从深度睡眠模式唤醒。仅当SCR寄存器的DEEPSLEEP位置1时,WIC才被允许。

WIC是不可编程的,也没有任何寄存器或用户接口,完全通过硬件信号工作。

当WIC被允许,处理器进入深度睡眠模式时,系统功耗管理单元能关闭Cortex-M0处理器大部分组成部分的功耗。但同时也有一个副作用,就是停止了系统滴答定时器。当WIC接收到一个中断时,它需要花费几个时钟周期唤醒处理器,并恢复处理器的状态,而后处理器才能处理中断。这意味着在深度睡眠模式下,中断延时增加了。

4、外部事件信号

处理器可能包含一个外部事件信号,处理器外设使用此信号与处理器联络,用于处理器从WFE状态唤醒;或将内部的WFE事件寄存器置为1,以表示处理器在执行下一个WFE指令后不能进入深度睡眠模式。

5、功耗管理编程

ISO/IEC语言没有直接产生WFI、WFE和SEV指令,CMSIS为这些指令提供以下内部函数:

void WFE(void)//WaitforEvent

void WFI(void)//WaitforInterrupt

void SEV(void)//SendEvent

声明: 本文转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们及时删除。(联系我们,邮箱:evan.li@aspencore.com )
0
评论
热门推荐
  • 相关技术文库
  • 单片机
  • 嵌入式
  • MCU
  • STM
  • 为什么有些CPU的主频更低,但运算效率却更高呢?

    为什么有些CPU的主频更低,但运算效率却更高呢? 比如:51单片机30M主频,STM32单片机20M主频,执行相同一段代码可能主频更低的STM32所花的时间更短。 这里就牵涉到CPU流水线的问题,本文围绕CPU流水线描述相关内容。 一、早期CPU流水线 1.流水线来源 流水线

    10-19
  • 究竟是什么让很多单片机的工作电压是5V?

    5V来自于TTL电平,5呢为True,0即为False,之后用了压降更低的PN节,衍生出了3.3这个电平。 12V和24V来自于汽车电瓶,早年乘用车又12V和24V两个系统,现在一般小型车12V,商用车24V,再究其由来应该是铅酸电池。 所以3v3和5v一般出现在信号电路或者单片机等vc

    10-19
  • 没想到,CRC校验原来这么简单

    由于公众号申请的时间比较晚,所以没有留言互动功能,最近公众号上线了读者讨论功能,和留言差不多,对本篇文章有什么感想的都可以到文章末尾留言评论。 目录 前言 CRC算法简介 CRC计算 CRC校验 CRC计算的C语言实现 CRC计算工具 总结 前言 最近的工作中,要实

    11-09
  • 解决串口传输“阻塞”问题的方案

    本文在探讨传统数据收发不足之后,介绍如何使用带FIFO的串口来减少接收中断次数,通过一种自定义通讯协议格式,给出帧打包方法;之后介绍一种特殊的串口数据发送方法,可在避免使用串口发送中断的情况下,提高系统的响应速度。 1.简介 串口由于使用简单,价格

    09-17
  • 嵌入式 Linux 的一切,看这一篇就够了!

    嵌入式Linux是什么 嵌入式Linux跟桌面Linux一样,是一个操作系统。从单片机走过来的童鞋往往习惯于直接控制寄存器,事必躬亲,从零开始实现想要的功能。而在嵌入式Linux的世界里,我们首先要抛弃这个思想,应把它作为最后没办法的办法。 就像我们想要在window

    09-11
  • 单片机高阻态与P0口上拉电阻讲解

    51单片机的时候对P0口必须加上上拉电阻,否则P0就是高阻态,对这个问题可能感到疑惑,为什么是高阻态?加上拉电阻?今天针对这一概念进行简单讲解。 在一个系统中或在一个整体中,我们往往定义了一些参考点,就像我们常常说的海平面,在单片中也是如此,我们

    09-01
  • 技术原理解读:小波变换

    记得我还在大四的时候,在申请出国和保研中犹豫了好一阵,骨子里的保守最后让我选择了先保研。当然后来也退学了,不过这是后话。当时保研就要找老板,实验室,自己运气还不错,进了一个在本校很牛逼的实验室干活路。我们实验室主要是搞图像的,实力在全国也是

    09-01
  • 数控加工刀具及工具系统:数控加工刀具

    点击蓝字关注我们 一、数控加工对刀具的要求 稳定可靠的切削性能, 很高的耐用度, 可靠的卷屑、 断屑和排屑能力, 高的加工精度和重复定位精度, 能实现刀具尺寸的预调、 快速换刀和自动换刀。 二、数控加工刀具的构成和分类  数控加工刀具一般应包括通用刀

    08-27
  • 螺纹刀具:丝锥和板牙

    一、丝锥 1.普通丝锥的结构 丝锥是加工内螺纹并能直接获得螺纹尺寸的标准螺纹刀具,它的基本结构是一个有轴向槽的外螺纹。  2.螺旋丝锥  螺旋丝锥可控制排屑方向: 加工通孔右旋螺纹用左旋槽丝锥,使切屑从孔底排出。 加工盲孔右旋螺纹用右旋槽丝锥,使切屑

    09-09
  • 单片机系统抗干扰,软件 VS 硬件哪个重要?

    在提高硬件系统抗干扰能力的同时,软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。下面以MCS-51单片机系统为例,对微机系统软件抗干扰方法进行研究。 1、软件抗干扰方法的研究 在工程实践中,软件抗干扰研究的内容主要是:一、消除模拟输入

    08-24
  • 大牛都是怎么学习STM32的?看完顿悟

    单片机用处这么广,尤其是STM32,这么火!如何快速上手学习呢? “不要去学STM32”。我不是说STM32不好,而是这种为了学习单片机而去学习单片机的思路不对。 你问,如何系统地入门学习stm32? 这本身就是一个错误的问题。假如你会使用8051 , 会写C语言,那么

    08-25
  • 史上最全Linux/C/C++思维导图

    申明:所有图片都源自网络素材,侵删。 这是收集的,并花大量时间整理的可说最全的Linux/C/C++思维导图。 有些图可能不是高清,但是放大即可看清楚。 linux思维导图 1、认识Linux 2、Linux命令 3、Linux学习路径 4、Linux 桌面介绍 FHS:文件系统目录标准 Linu

    08-20
下载排行榜
更多
广告