功耗测量

本章节基于默认 SDK，通过 Wi-Fi 唤醒 和 GPIO 唤醒 两个低功耗示例，帮助用户快速熟悉并验证低功耗方案。

GPIO 唤醒测试

测试环境和工具准备

  1. 硬件设备：待测试开发板、USB Type C 连接线、测试电脑和杜邦线（用于连接测试 Pin 和 VCC/GND）

  2. 串口调试工具：用于观察开发板运行状态，以及发送测试指令

  3. 测量设备：电流源（或电压源）或数字万用表，以及配套上位机软件

测试代码

以 PA3 引脚作为唤醒源的测试代码如下，将其添加到 project_km4tz/src/main.c 或 project_km4/src/main.c，在 main 函数靠近末尾的地方调用测试函数：

void gpio_irq_handler(void *id, u32 event)
{
     UNUSED(id);

     u32 GPIO_Pin = (event >> 16);
     u8 port_num = PORT_NUM(GPIO_Pin);
     GPIO_TypeDef *GPIO = (GPIO_TypeDef *)(GPIO_REG_BASE + port_num * 0x400);

     /* 0:AP; 1:NP */
     RTK_LOGI(TAG, "Core %d GPIO_IRQ_HANDLED %x!\n", SYS_CPUID(), GPIO_Pin);

     RTK_LOGI(TAG, "GPIO_INT_STATUS = 0x%x\n", GPIO->GPIO_INT_STATUS);

     GPIO_INTConfig(GPIO_Pin, DISABLE);

}
void gpio_test(void)
{
     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {
             .GPIO_Pin = _PA_3,
             .GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP,
             .GPIO_Mode = GPIO_Mode_INT,
             .GPIO_ITTrigger = GPIO_INT_Trigger_EDGE,
             .GPIO_ITPolarity = GPIO_INT_POLARITY_ACTIVE_LOW,
     };
     GPIO_INTConfig(_PA_3, DISABLE);
     GPIO_Init(&GPIO_InitStruct);
     InterruptRegister(GPIO_INTHandler, GPIOA_IRQ, (u32)GPIOA_BASE, 3);
     InterruptEn(GPIOA_IRQ, 3);
     GPIO_UserRegIrq(_PA_3, gpio_irq_handler, &GPIO_InitStruct);
     SOCPS_SetAPWakeEvent(WAKE_SRC_GPIOA, ENABLE);
     GPIO_INTConfig(_PA_3, ENABLE);
}

测试流程

以下测试流程建立在官方开发板的基础上：

  1. 参考原理图，移除开发板 VDD33 和 VDD33_S 引脚之间的 0 欧姆电阻；

  2. 将电压源（必须输出 3.3v）的正极接到 VDD33_S 引脚，将负极接到 GND 引脚，然后打开电压源上位机软件，设置电压源输出 3.3v；

  3. 使用 USB TypeC 线连接开发板和电脑；

  4. 配置 GPIO 测试代码；

  5. 编译并下载包含 GPIO 唤醒配置的固件到目标开发板；

  6. 打开串口工具软件，选择开发板对应的串口，短按 CHIP_EN 按钮；

  7. 打开电压源上位机软件，查看电流波形；

  8. 待日志输出结束后，输入测试指令 AT+TICKPS=R 进入休眠，观察此时电压源上位机的电流波形；

  9. 杜邦线一端连接 PA3，另一端短暂接 GND，即可唤醒 CPU。此时串口将打印中断日志，电压源上位机可以观察到此时电流值的变化。

备注

如果使用万用表，可以将其设置为电流档，然后把正极接 VDD33，负极接 VDD33_S。

输入 AT+TICKPS=R 指令后 CPU 进入休眠，待检测到 GPIO 的下降沿之后，CPU 被唤醒并执行中断，然后再次休眠。休眠时被 GPIO 唤醒的日志如下：

15:06:14.019 AT+TICKPS=R
15:06:14.019
15:06:14.019 [MEM] After do cmd, available heap 4450176
15:06:14.019
15:06:14.019
15:06:14.019 #
15:06:14.019 APPG
15:06:14.019 NPPG
15:06:18.035 NPPW
15:06:18.035 APPW
15:06:18.035 [MAIN-I] Core 0 GPIO_IRQ_HANDLED 3!
15:06:18.035 [MAIN-I] GPIO_INT_STÄTUS = 0x0
15:06:18.035 APPG

休眠时的平均电流为 428.3uA，唤醒后的峰值电流超过 20mA。休眠时被 GPIO 唤醒的最终电流波形如下图所示：

../_images/gpio_wakeup_current.png

Wi-Fi 唤醒测试

测试环境和工具准备

  1. 硬件设备：待测试开发板、USB Type C 连接线、测试电脑

  2. 串口调试工具：用于观察开发板运行状态，以及发送测试指令

  3. 测量设备：电流源（或电压源）和配套上位机软件，也可以使用数字万用表

测试流程

  1. 在 amebaxxx_project 目录下，输入 ./menuconfig.py，打开菜单，使能 Wi-Fi 选项;

  2. 将电压源（必须输出 3.3V）的正极接到 VDD33_S 引脚，将负极接到 GND 引脚，然后打开电压源上位机软件，设置电压源输出 3.3V；

  3. 使用 USB Type C 线连接开发板和电脑；

  4. 编译并下载包含 Wi-Fi 功能的的固件到目标开发板；

  5. 打开串口工具软件，选择开发板对应的串口，短按 CHIP_EN 按钮；

  6. 打开电压源上位机软件，查看电流波形；

  7. 待日志输出结束后，输入指令 AT+WLCONN=ssid,<WiFi ssid>,pw,<password> 连接 Wi-Fi，其中 WiFi ssid 和 password 需要替换成可用的 Wi-Fi 及其密码（不加尖括号）;

  8. 如果连接成功，串口会打印 assoc success；然后输入 AT+TICKPS=R，观察电流波形；若连线失败，需要检查热点是否存在、开发板天线是否正确设置等。

输入 AT+TICKPS=R 指令后 CPU 进入休眠，每隔 102ms 左右，系统被唤醒处理 Beancon，处理完成后再次休眠。因收发 Beancon 周期性唤醒的日志如下：

15:54:13.711 [WLAN-A] start auth to 50:2b:73:c3:6f:71
15:54:13.737 [WLAN-A] auth success, start assoc
15:54:13.761 [WLAN-A] assoc success (2)
15:54:13.801 [WLAN-A] set pairwise key 4 (WEP40-1 WEP104-5 TKIP-2 AES-4 GCMP-15)
15:54:14.797 [WLAN-A] set group key 4 1
15:54:14.798 [WLAN-I] set cam: gtk alg 4 0
15:54:14.813 [$]wifi connected
15:54:16.574 [$]wifi got ip:"192.168.0.103"
15:54:16.574 [WLAN-I] AP consume heap 11896
15:54:16.574 [WLAN-I] Available heap after wifi init 4409120
15:55:10.086 AT+TICKPS=R
15:55:10.086
15:55:10.086 [MEM] After do cmd, available heap 4409632
15:55:10.086
15:55:10.086
15:55:10.086 #
15:55:10.086 APPG
15:55:10.086 NPPG
15:55:10.114 NPPW
15:55:10.114 NPPG
15:55:10.210 NPPW
15:55:10.223 NPPG
15:55:10.238 NPPW

Wi-Fi 在休眠时，因收发 Beancon 周期性唤醒 CPU 的电流波形如下图所示。左侧均值电流超过 20mA，此时 CPU 仍处于 Active 状态；右侧休眠时的平均电流为 178.5uA，收发 beacon 时的电流接近 20mA。

../_images/wifi_wakeup_current.png