你知道RTOS應用中節省功耗的方法嗎？

你知道在空閑任務中使用一行代碼可以節省多少能量嗎？FreeRTOS商業版本OpenRTOS及安全版本SAFERTOS的提供商WHIS創建了一個基本應用程序，在RTOS的idle hook中添加了一條WFI指令，通過測量系統節省了超過37%的能耗。如果此RTOS解決方案部署在100萬個處理器上，則節省的電量將相當于為165個英國家庭在同一時期供電所需的電量。

通過添加一行代碼實現節能、環保的RTOS應用設計

在Cortex-M架構處理器中使用 RTOS 時，WHIS通過在空閑任務中使用等待中斷 (WFI) 指令，使處理器能耗節約三分之一以上。

在 ARM Cortex-M 平臺上的低功耗實現非常簡單：

當使用基于優先級的搶先式RTOS時，只要沒有用戶任務需要調度，默認情況下RTOS會運行最低優先級的任務，通常是空閑任務。空閑任務執行一個無限循環，每次循環調用“空閑鉤子函數”。為了節省空閑任務的功耗，空閑鉤子函數需要配置處理器工作在低功耗模式。

一個簡單有效的低功耗實現方法是在空閑鉤子函數中添加一條WFI指令，將處理器設置為低功耗模式，可以被中斷喚醒。

void vApplicationIdleHook( void )

{

asm volatile ("WFI \n" );

}

如果系統在執行空閑任務，則非空閑任務被調度執行的唯一可能方式是響應中斷，通常是系統節拍。當中斷發生時，處理器恢復到正常模式并繼續執行。

結果驗證

WHIS基于從 FreeRTOS 升級到 SAFERTOS workshop Demo(請點擊“閱讀原文”)，彩色LED循環應用程序來實現了驗證工作。應用包含多個任務，但任務大部分時間處于阻塞狀態，因此處理器的每個節拍時間中大部分運行在空閑任務中。在應用中創建了一個空閑鉤子函數，其包含一條WFI指令。為了量化可以節省的功耗，我們使用WFI運行應用，然后將其與注釋掉WFI指令的應用程序進行比較。

測量結果如下：

單個處理器節省的絕對功率非常小，但是考慮到全球每年部署的大量處理器，可以節省的功率確實可以擴展。大量嵌入式設計中已采取許多硬件/軟件措施降低系統功耗，但對于普通的設計，強烈建議設計人員考慮在空閑鉤子函數中添加WFI指令。僅需一行代碼，如果所有設計都針對功耗進行了優化，節省的能量將是相當可觀的。歡迎關注微信公眾號【麥克泰技術】