你知道RTOS应用中节省功耗的方法吗？

你知道在空闲任务中使用一行代码可以节省多少能量吗？FreeRTOS商业版本OpenRTOS及安全版本SAFERTOS的提供商WHIS创建了一个基本应用程序，在RTOS的idle hook中添加了一条WFI指令，通过测量系统节省了超过37%的能耗。如果此RTOS解决方案部署在100万个处理器上，则节省的电量将相当于为165个英国家庭在同一时期供电所需的电量。

通过添加一行代码实现节能、环保的RTOS应用设计

在Cortex-M架构处理器中使用 RTOS 时，WHIS通过在空闲任务中使用等待中断 (WFI) 指令，使处理器能耗节约三分之一以上。

在 ARM Cortex-M 平台上的低功耗实现非常简单：

当使用基于优先级的抢先式RTOS时，只要没有用户任务需要调度，默认情况下RTOS会运行最低优先级的任务，通常是空闲任务。空闲任务执行一个无限循环，每次循环调用“空闲钩子函数”。为了节省空闲任务的功耗，空闲钩子函数需要配置处理器工作在低功耗模式。

一个简单有效的低功耗实现方法是在空闲钩子函数中添加一条WFI指令，将处理器设置为低功耗模式，可以被中断唤醒。

void vApplicationIdleHook( void )

{

asm volatile ("WFI \n" );

}

如果系统在执行空闲任务，则非空闲任务被调度执行的唯一可能方式是响应中断，通常是系统节拍。当中断发生时，处理器恢复到正常模式并继续执行。

结果验证

WHIS基于从 FreeRTOS 升级到 SAFERTOS workshop Demo(请点击“阅读原文”)，彩色LED循环应用程序来实现了验证工作。应用包含多个任务，但任务大部分时间处于阻塞状态，因此处理器的每个节拍时间中大部分运行在空闲任务中。在应用中创建了一个空闲钩子函数，其包含一条WFI指令。为了量化可以节省的功耗，我们使用WFI运行应用，然后将其与注释掉WFI指令的应用程序进行比较。

测量结果如下：

单个处理器节省的绝对功率非常小，但是考虑到全球每年部署的大量处理器，可以节省的功率确实可以扩展。大量嵌入式设计中已采取许多硬件/软件措施降低系统功耗，但对于普通的设计，强烈建议设计人员考虑在空闲钩子函数中添加WFI指令。仅需一行代码，如果所有设计都针对功耗进行了优化，节省的能量将是相当可观的。欢迎关注微信公众号【麦克泰技术】