Skip to content

DTU低功耗

1 低功耗操作

1.1 Clock Gating

在系统空闲时，开启Clock Gating可以让DTU进入暂停状态，基带中断或外部中断可唤醒，然后系统继续运行。

1.2 睡眠：RTC唤醒

设定时间后进入睡眠，使用RTC定时唤醒。这种方式比较简单，精度不是很高。

1.3 睡眠：DFE唤醒

设定时间后进入睡眠，使用DFE定时唤醒。这种方式相对RTC唤醒时间精度更高，达到us级别。

1.4 睡眠：同步信号检测唤醒

进入睡眠，基带会一直检测同步信号，一旦检测到同步唤醒信号，并确认唤醒ID正确就，则被唤醒。

1.5 睡眠：信号检测唤醒

进入睡眠，基带会一直检测信号，一旦检测到唤醒信号，并确认唤醒ID正确就，则被唤醒。

2 低功耗测试

2.1 测试模型

一种应用场景是把DTU作为一个模组使用，受MCU控制。

这里采用IOTE评估板作为MCU控制另外一个IOTE评估板(需要有外部32k晶振)演示DTU低功耗测试。

测试模型步骤：

步骤1：启动IOTE，等待其接入网关

步骤2：启动MCU，MCU向IOTE发送数据，发送完数据进入阻塞，等待通知信号

步骤3：IOTE收到数据后，将数据透传到网关，透传完数据，进入睡眠(DFE唤醒)

步骤3：IOTE醒来后通知MCU进行下次数据发送

步骤4：MCU收到通知信号，进行数据发送。然后进行步骤3，如此循环。

这里的睡眠时间满足：发送数据周期时间 = 发送数据时间 + 睡眠时间 + 程序启动到下次发送的时间，程序会自动计算，只需设置发送周期就行了。

MCU的参考程序在本文末尾。

2.2 参数配置

发送要求：MCU发送数据长度50字节、发送周期时间2s。

可以计算出在symbol len为256，MCS为3的情况下，IOTE需要发送2包才能发完，发送时长小于300ms(不重传)，预留了足够的时间给IOTE睡眠和启动。

子系统配置参数(网关和IOTE保持一致)：

名称 描述
symbol len 设1，代表256
下行上行比 设0，代表1：1
上行group数量 设0，代表1
其他保持一致，保证能正常接入网关

网关端：

名称 描述
上行编码 设2，代表16进制编码
连接态时间 设3，需要大于发送间隔时间2s
广播帧发送周期 设1
上行发送周期 设2000，代表2000ms的发送间隔
发送一次数据需要的帧数 设2，代表需要发送2包才能发完一次数据

IOTE端：

名称 描述
接入设备类型 设0，同步到网关
使能外部晶振 设1，用外部晶振时间才准确
硬件板类型 设1，代表IOTE评估板
连接态时间 设3，与网关端保持一致
数据速率 设3，即MCS设为3
分时发送开关 设1，开启后IOTE按照网关分配时隙发送数据
唤醒后IO输出开关 设1，开启唤醒后IO输出
唤醒后IO输出pin脚 设0x11，对应十进制为17
唤醒后IO输出高电平保持时间 设10，代表10ms
2.3 开始测试

如下图，将MCU和IOTE连接起来。其中IOTE评估板的GPIO17有针脚引出，同时连接了未定义指示功能的LED灯，有信号时可以观察到该灯的闪烁情景。

先保证IOTE正常运行，接入到网关。然后插上跳帽线启动MCU板。

观察MCU日志信息，是否正常发送数据；观察IOTE日志信息，是否收到配置命令，正常发送数据到网关，然后进入睡眠；

在MQTT工具中，查看收到的MQTT消息内容与发送信息是否一致，收到的时间是否满足2s时间间隔(选择时间精度高且刷新快的MQTT工具)。

IOTE日志和MCU日志信息如下：

MQTT消息如下：

观察MQTT消息接收时间，满足2s间隔。此时可以观察IOTE运行状态指示灯和其他指示灯，睡眠时所有灯是熄灭的。

程序调通后，可以将MCU单独供电，在静态数据表中把如下IOTE的灯都关闭，然后使用仪器测试功耗。

附录：

低功耗测试的MCU示例程序
#include <rtthread.h>
#include <rtdevice.h>
#include "uc_gpio.h"

const rt_uint8_t g_data[] = {   \
    0x00, 0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55, 0x66, 0x77, 0x88, 0x99, \
    0x00, 0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55, 0x66, 0x77, 0x88, 0x99, \
    0x00, 0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55, 0x66, 0x77, 0x88, 0x99, \
    0x00, 0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55, 0x66, 0x77, 0x88, 0x99, \
    0x00, 0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55, 0x66, 0x77, 0x88, 0x99};
static rt_device_t g_user_com;
static rt_thread_t g_send_data_thread;
static rt_sem_t g_awaken_sem;
static rt_uint32_t g_send_cnt;

static void handle_awake_inform(void *p)
{
    if (g_awaken_sem)
    {
        rt_kprintf("g_awaken_sem release\n");
        rt_sem_release(g_awaken_sem);
    }
}

static void send_data_thread(void *p)
{
    rt_uint16_t send_len = 0;
    rt_thread_mdelay(2000);

    send_len = rt_device_write(g_user_com, 0, g_data, sizeof(g_data));
    rt_kprintf("send len %d send cnt %d\n", send_len, ++g_send_cnt);

    while (1)
    {
        rt_sem_take(g_awaken_sem, RT_WAITING_FOREVER);
        rt_kprintf("g_awaken_sem take success\n");

        send_len = rt_device_write(g_user_com, 0, g_data, sizeof(g_data));
        rt_kprintf("send len %d send cnt %d\n", send_len, ++g_send_cnt);
    }
}

int main(void)
{
    rt_err_t open_ret;

    g_user_com = rt_device_find("uart0");
    if (g_user_com)
    {
        struct serial_configure config = RT_SERIAL_CONFIG_DEFAULT;
        RT_ASSERT(RT_Device_Class_Char == g_user_com->type);

        config.baud_rate = BAUD_RATE_4800;
        rt_device_control(g_user_com, RT_DEVICE_CTRL_CONFIG, &config);

        open_ret = rt_device_open(g_user_com, RT_DEVICE_OFLAG_RDWR | RT_DEVICE_FLAG_INT_RX);
        if (RT_EOK != open_ret)
        {
            rt_kprintf("open device uart0 fail\n");
        }
    }
    else
    {
        rt_kprintf("not find device uart0\n");
        RT_ASSERT(0);
    }

    gpio_set_pin_mux(UC_GPIO_CFG, GPIO_PIN_17, GPIO_FUNC_0);
    rt_pin_write(GPIO_PIN_17, PIN_LOW);
    rt_pin_mode(GPIO_PIN_17, PIN_MODE_INPUT);
    rt_pin_attach_irq(GPIO_PIN_17, PIN_IRQ_MODE_RISING, handle_awake_inform, NULL);
    rt_pin_irq_enable(GPIO_PIN_17, PIN_IRQ_ENABLE);
    g_awaken_sem = rt_sem_create("awaken_sem", 0, RT_IPC_FLAG_PRIO);

    g_send_data_thread = rt_thread_create("send_data_thread", send_data_thread, NULL, 512, 5, 3);
    rt_thread_startup(g_send_data_thread);

    return 0;
}
Back to top