关于LPC54114的SDK中POWER_SetLowPowerVoltage函数的使用方法

imetro

最近在测试HWVAD，写了个最小化功耗的语音活动唤醒程序，效果很不错，待机功耗约为200uA，可以秒杀各种需要使用CPU计算的方案。配置如下：
1. 将所有未用引脚置于确定状态，断开板上其它外设的连接。
2. 主时钟使用FRO 12 MHz，DMIC使用看门狗振荡器输出的800 kHz，其它时钟树未变。
3. DMIC的OSR设为25，并使能PHY_HALF功能（数字麦克风的实际时钟为400 kHz），其它同SDK中的dmic_hwvad程序。
4. 主循环调用POWER_EnterDeepSleep函数，在进入中断后点亮LED，退出中断后关闭（同dmic_hwvad程序）。

现在的问题是，我想尝试进一步优化功耗。查阅SDK的电源管理API，得知有一个函数POWER_SetLowPowerVoltage可用于为低功耗调节模式设置电压电平（英文原话为Set voltage levels for low power regulation mode.），该函数可以对使用FRO 12 MHz和48 MHz的情况进行优化。按理说这个函数应该适合我的应用，但是在使用这个函数后，发生了意想不到的错误。情况如下：
1. 直接在休眠前使用POWER_SetLowPowerVoltage函数，会导致在执行POWER_EnterDeepSleep函数后再也无法由HWVAD唤醒CPU。
2. 在执行POWER_EnterDeepSleep函数后将MAINCLKSELA改为看门狗振荡器，可以正确地由HWVAD唤醒CPU，但在将MAINCLKSELA改回FRO 12 MHz时死机。
3. 使用LPCOpen中的Chip_POWER_EnterDeepSleep函数，结果同1。
4. 我调用的函数POWER_EnterDeepSleep的语句为

1. while (1) POWER_EnterDeepSleep(SYSCON_PDRUNCFG_PDEN_SRAM0(1) | SYSCON_PDRUNCFG_PDEN_WDT_OSC(1));

复制代码

如果添加FRO，即语句为

1. while (1) POWER_EnterDeepSleep(SYSCON_PDRUNCFG_PDEN_SRAM0(1) | SYSCON_PDRUNCFG_PDEN_WDT_OSC(1) | SYSCON_PDRUNCFG_PDEN_FRO(1));

复制代码

再添加POWER_SetLowPowerVoltage函数就可以正常唤醒了，但此时的功耗显然很高（根据数据手册，FRO的电流为200uA，对于之前的结果来说太大了）。

在这里我想请教一下几个问题：
1. POWER_SetLowPowerVoltage函数到底应该如何使用呢？无论是在SDK还是LPCOpen都找不到调用该函数的地方。特别是英文中的low power regulation mode，感觉应该注明到底是什么意思。  
2. LPCOpen版本的电源管理API是有完整的源代码的，但SDK的似乎没有。看了一下LPCOpen的POWER_SetLowPowerVoltage函数，似乎调用了一个名为ROM_POWER的模块，但参考手册并未注明，推测是片上LDO的配置模块；另外还调用了ROM_SYSCON的AHBCLKCTRL寄存器开启/关闭了部分模拟模块，这些模块也未在参考手册定义。可否解释一下POWER_SetLowPowerVoltage函数究竟是怎么工作的吗？同样地，还有POWER_SetVoltage函数。
3. 是否可以公布关于ROM_POWER这个模块的更多信息呢？特别是每个寄存器的定义。记得在STM32中相关的内容是公开的，这部分内容要是能够解释一下就再好不过了。


金币不多，还请见谅，谢谢各位回帖的朋友。

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doatello

帮顶

小恩GG

楼主你好，非常抱歉迟回复你了，现在回答你的几个问题：
1. POWER_SetLowPowerVoltage函数到底应该如何使用呢？
答： 其实我这边对这个API函数所拥有的资料也很少，没有例程和额外的讲解，只有user manual中提到的几句话。
    low power regulation mode就是低功耗模式。
    POWER_SetLowPowerVoltage函数，你说没有配置FDRUNCFG0中的PDEN_FRO=1的时候，进入低功耗后，不能用HWVAD唤醒CPU.这个时候，你的功耗情况和不加POWER_SetLowPowerVoltage，测试下来具体差别如何？
2.   可否解释一下POWER_SetLowPowerVoltage函数究竟是怎么工作的吗？同样地，还有POWER_SetVoltage函数
答：你说的“看了一下LPCOpen的POWER_SetLowPowerVoltage函数，似乎调用了一个名为ROM_POWER的模块”， 是否可以截个图，看看哪里调用ROM_POWER了？但是话说回来，这些功耗API本来就是ROM API，所以肯定是在ROM里面的。 而POWER_SetVoltage以及POWER_SetLowPowerVoltage，根据用户手册的描述，的确是配置了内部的片上调节器。POWER_SetVoltage是用于active mode下内部器件的电压的，我看到lpcopen的PMU代码里面也用了这个函数，而且手册里面讲的内容还比较多，也有注意事项，但是POWER_SetLowPowerVoltage这个倒是没有相关的例子。关于具体原理，由于ROM的代码是没有放出来的，所以目前还没有办法知道具体情况。看功能一个是ACTIVE下面用的，一个是低功耗下用的。如果不谈唤醒的问题，你那边加上低功耗电压配置和不加的实际功耗是否有较大区别？如果没有很大优势，我建议你先不用这个函数，因为这方面的资料真的很少。
3.  是否可以公布关于ROM_POWER这个模块的更多信息呢？
很抱歉，这个资料，是不对外开放，我们这边也无法拿到。

小恩GG

楼主你那边意思是如果关掉FRO，进入低功耗，反而能够用HWVAD唤醒是吧？但是功耗很高？这个功耗指的是进入低功耗，还是唤醒之后的功耗？
如果是唤醒之后的功耗，你试试用POWER_SetVoltage，就跟LPCopen例程里面那样，看看功耗是否能降下来。

imetro

小恩GG 发表于 2018-5-2 14:46
楼主你那边意思是如果关掉FRO，进入低功耗，反而能够用HWVAD唤醒是吧？但是功耗很高？这个功耗指的是进入低 ...

之前部分内容说得不够清楚，可能引起误解，还请见谅。

现在的配置是这样的：DMIC时钟由看门狗振荡器提供（WDTOSCCTRL设置为1.6 MHz二分频后得到800 kHz时钟，DMICCLKSEL设置为0x5即wdt_clk，DMICCLKDIV设置为0即不分频），外设系统时钟由FRO 12 MHz提供（理论上应该无所谓）；低功耗模式是深度睡眠模式，PDSLEEPCFG设置看门狗振荡器和SRAM0运行（暂时不需要用到其它外设）。中断等其它设置均正确配置。
然后实验结果如下：

1. 不使用POWER_SetLowPowerVoltage函数，直接在循环中执行进入深度睡眠模式的函数，则一切正常，中断可被唤醒，不活动时电流为200 uA不到（包括数字麦克风，下同），算是正常的值。
2. 在1的基础上使用POWER_SetLowPowerVoltage函数，执行的地方在进入休眠模式之前，此时可以进入深度睡眠模式，但表现为“睡死”的状态，中断无法被唤醒，此时电流接近400 uA。
3. 在2的基础上把PDSLEEPCFG中的FRO振荡器打开，则一切正常，中断可被唤醒，不活动时电流大于300 uA，相对1来说多余的电流应该是被FRO消耗的。
4. 在2的基础上在进入深度睡眠前把主时钟切换为看门狗振荡器，则中断可被唤醒，不活动时的电流和1差不多。但是无法在中断或程序的其它地方把主时钟切换回FRO 12 MHz，在执行完切换的代码后直接死机，表现和2类似。
综上所述，我认为这个函数可能会导致FRO振荡器在进入深度睡眠模式时正常关闭后无法再被打开，至于这个函数执行后应该达到的效果如何无法预料（400 uA的电流可能是因为进入了重置或锁定的状态，不能用作参考），因此也没有办法去判断这个函数执行的必要性。

未尽事宜可以参考我在NXP官网社区发布的帖子：Usage of POWER_SetLowPowerVoltageForFreq in LPC5411x SDK。话说在链接回复的也是你们吗？如果是的话我就只在这里回复了，毕竟英文打着累

imetro

小恩GG 发表于 2018-5-2 14:21
楼主你好，非常抱歉迟回复你了，现在回答你的几个问题：
1. POWER_SetLowPowerVoltage函数到底应该如何使用 ...

另外说说LPCOpen那边的事情。我这里参考的并不是集成在ROM里面的API。对于LPC5411x，参考手册没有提到电源管理的ROM API，只有LPCOpen和SDK两种API可以用，不像LPC5410x的参考手册还提到了电源管理的ROM API，虽然也提到了不推荐使用。
网上可以下载到的LPCOpen和SDK，电源管理都是没有源代码的，只有已经编译好的库。官方的Application Note里面有电源管理的源代码，看接口应该是LPCOpen的，但是无法证实是否就是LPCOpen里面电源管理部分的源代码。不管是LPCOpen还是SDK，这两个函数执行的效果是相同的，我把SDK的电源管理库反汇编后执行的功能也基本和Application Note里面的源代码相同。
我在原文里面提到的ROM_POWER实际上是出自这个Application Note里面电源管理的源代码，位置是lpc5411x_power_lib_source_keil_iar_v1.00.000\lpc5411x\examples_5411x\periph_pmu\src\power_library.c，我截个图给你看看。

可以看到，这里使用了这个名为ROM_POWER的一些寄存器，而这个ROM_POWER定义的基地址是0x40020000，根据名字和功能来看像是设置片上LDO的模块。这个ROM_POWER在Chip_POWER_SetVoltage函数里面也有用到。不过，我也不明白这里为什么有ROM开头，毕竟这个库在编译后理论上和LPCOpen的电源管理库是一样的。

imetro

小恩GG 发表于 2018-5-2 14:21
楼主你好，非常抱歉迟回复你了，现在回答你的几个问题：
1. POWER_SetLowPowerVoltage函数到底应该如何使用 ...

最后吐点槽，说几个发现的问题：
1. 我把SDK和LPCOpen的电源管理库给反汇编了，发现有几个函数的实现略有些不一样，比如SDK的库在深度掉电模式下关闭了除（可选的）RTC振荡器外的其它模块，但LPCOpen的库还保留了一些模块的运行，实际测试的效果基本没有区别。我想知道这种情况下是否优先选择SDK的实现？
2. SDK中没有配置看门狗振荡器的函数，现在只能直接修改寄存器，这个算是相关功能没有实现吧。