Blackfin处理器低功耗设计

文章摘要：在转换工作模式时，应该明确处理器当前的工作模式，而系统的工作模式由PLL控制寄存器(PLL_CTL)中的PLL_OFF，BYPASS，STOPCK和PDWN状态位共同确定。图2说明了各种工作模式转换之间的联系以及转换条件。通过设置PLL_CTL寄存器实现工作模式的转换，新的设置不会立即生效，需要先执行下面的一个程序段从当前工作模式转换至另一个工作模式的具体过程简述如下(1)设置唤醒请求，目的：将处理器唤醒，使PLL_CTL中新的设置生效以便进入新的工作模式。(2)按模式转换条件，设置PLL_CTL。(3)禁止一切中断，将处理器置入空闲状态，等待唤醒请求。(4)唤醒后恢复中断，PLL_CTL中设

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　　在转换工作模式时，应该明确处理器当前的工作模式，而系统的工作模式由PLL控制寄存器(PLL_CTL)中的PLL_OFF，BYPASS，STOPCK和PDWN状态位共同确定。图2说明了各种工作模式转换之间的联系以及转换条件。

　　通过设置PLL_CTL寄存器实现工作模式的转换，新的设置不会立即生效，需要先执行下面的一个程序段

　　从当前工作模式转换至另一个工作模式的具体过程简述如下

　　(1)设置唤醒请求，目的：将处理器唤醒，使PLL_CTL中新的设置生效以便进入新的工作模式。

　　(2)按模式转换条件，设置PLL_CTL。

　　(3)禁止一切中断，将处理器置入空闲状态，等待唤醒请求。

　　(4)唤醒后恢复中断，PLL_CTL中设置的新值开始生效，处理器进入新的工作模式，继续执行其他指令。

　　默认状态下，所有的中断都能产生1个唤醒请求，即当1个中断产生时，处理器内核就会收到1个唤醒请求，如果此时处于空闲状态，则会退出此状态，处理相应(中断)程序。通过系统中断唤醒使能寄存器(SIC_IWR)设置中断与唤醒请求之间的对应关系，其中24～31位保留，其他位分别对应了不同的中断源，如定时器中断、看门狗定时器中断、DMA中断等，某一位如果置1，则相应中断发生时就会产生1个唤醒事件。系统复位后，SIC_IWR中的所有位均为1。

　　工作模式转换的关键就是对PLL_CTL的设置，这就要求确认系统当前的工作模式，再根据图2所示的转换条件设置PLL_CTL寄存器。另外必须设置唤醒请求，因为它有助于确定处理器何时被唤醒，进入预期的工作状态。

　　下面是一个从全速模式到激活模式转换的实例：

　　对唤醒请求进行设置，本例中利用看门狗定时器中断来产生这个唤醒请求。

　　(1)设置定时器的计数值：通过看门狗计数寄存器(WDOG_CNT)设置。

　　(2)设置相应事件：当定时器计数至O时产生中断，即看门狗控制寄存器(WDOG_CTL)第3位置1，其余位为0。

　　(3)利用看门狗中断产生唤醒请求：SIC_IWR寄存器第24位置1，其他位为0，使能看门狗中断唤醒请求。

　　3 片内外设控制

　　系统设计中不是所有外设都能用到，而系统具体运行过程中，有些外设也不需要一直工作。所以，在适当的时候可以通过禁用不使用的外设来降低系统的功耗。Blackfin535有专门的外设时钟寄存器(PLL_IOCK)，统一控制所有外设的时钟，禁用某外设只需要将PLL_IOCK中对应位置0即可。Blackfin533／532／531没有这种统一的时钟控制寄存器，只能通过每个外设的控制寄存器来使能或禁用外设。

　　4 内核电压控制

　　Blackfin系列处理器通过片内的调压器可以将外部的2．2～3．6 V的供电电压转换成0．85～1．2 V，为内核供电。由于功耗与电压的平方成正比，降低内核电压可有效降低系统功耗。片内的调压器需要搭配一定的外部电路才能实现其调压功能，外部电路图3所示。

　　VDDEXT为I／O供电电压，VDDINT为内核供电电压，VROUT为外部FET／BJT驱动，用于控制开关频率。

　　通过调压器控制寄存器(VR_CTL)的VLEV(4～7位)来设置内核电压值，VLEV与电压值的对应关系，如表5所示。

　　修改VR_CTL的VLEV值可将内核电压控制在0．8～1．2 V，也可以将内核供电完全关闭，即将VR_CTL中的FREQ(O～1位)设置为00，此时内核时钟和系统时钟都会停止工作，而内核电压为0。修改内核工作电压的程序段需要放在对PLL_CTL设置程序之后执行。

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