深度排查恩智浦MCX N系列支持的六種電源模式

前 言

在上周文章-MCX N系列之電源管理中，小編帶大家了解了MCX N系列的電源架構(gòu)以及不同的電源配置，本篇文章將介紹MCX N系列支持的六種電源模式，分別為：

Active

Sleep

Deep Sleep

Power Down

Deep Power Down

VBAT

任意的復(fù)位行為都會(huì)使芯片進(jìn)入Active模式。

? ? ? ? ? ? ? ??圖1.MCX N系列的電源模式

電源模式

1. Active mode

MCX N系列支持三種Active mode?: OD(Over Drive), SD (Standary Drive), MD (Mid Drive). OD/SD/MD模式下對(duì)應(yīng)的VDD_CORE電壓分別為1.2V/1.1V/1.0V, CPU時(shí)鐘在三種模式下最高為150M/100M/50M, 各個(gè)外設(shè)的時(shí)鐘在三種模式下也是不同的，詳情請(qǐng)參考MCXNx4x RM 或者M(jìn)CX N23x RM.

Active模式允許在可能的情況下采用以下省電選項(xiàng)：

配置CORE子電源域（CORE_MAIN/CORE_WAKE）的電壓水平來(lái)平衡功耗和性能

關(guān)閉未用到的模塊的時(shí)鐘

2. Sleep mode

在Sleep模式下，CPU0時(shí)鐘是關(guān)閉的，但是系統(tǒng)時(shí)鐘（system clock）和總線時(shí)鐘 (bus clock) 還在，大部分模塊是可以工作的。

Sleep模式允許在可能的情況下采用以下省電選項(xiàng)：

配置CORE子電源域的電壓水平來(lái)平衡功耗和性能

通過(guò)軟件單獨(dú)配置SRAM區(qū)域?yàn)锳ctive或者Deep Sleep狀態(tài)

關(guān)閉未用到的模塊的時(shí)鐘

3. Deep Sleep mode

在Deep Sleep模式下，CPU執(zhí)行暫停，內(nèi)核時(shí)鐘是關(guān)閉的。基于不同的時(shí)鐘配置，Deep Sleep模式支持下面的行為：

CPU時(shí)鐘，系統(tǒng)時(shí)鐘，總線時(shí)鐘都關(guān)閉

一些模塊可以利用低功耗異步時(shí)鐘源而保留工作狀態(tài)，并可以作為喚醒源

配置系統(tǒng)RAM為State Retention狀態(tài)

中斷或者喚醒事件可以喚醒CPU。另外，Deep Sleep模式也支持部分喚醒，即喚醒事件只喚醒總線控制器而不是CPU，例如只喚醒DMA控制器，芯片會(huì)在DMA完成任務(wù)之后自動(dòng)進(jìn)入Deep Sleep模式。

Deep Sleep模式允許在可能的情況下采用以下省電選項(xiàng)：

配置CORE子電源域的電壓水平來(lái)平衡功耗和性能

關(guān)閉未用到的模塊的時(shí)鐘

4. Power Dowm mode

Power Down模式會(huì)使芯片的大部分功能都進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)，這是支持芯片保留所有寄存器狀態(tài)的最低的電源模式?？梢酝ㄟ^(guò)中斷或者喚醒事件來(lái)喚醒處于Power Down模式時(shí)的芯片，外部的信號(hào)也可以用來(lái)喚醒芯片，例如GPIO或者VDD_SYS電源域下的外設(shè)。

在Power Down模式下：

CPU時(shí)鐘，系統(tǒng)時(shí)鐘，總線時(shí)鐘都是關(guān)閉的

CORE_MAIN和CORE_WAKE域處于state retention狀態(tài)

Flash掉電

?軟件可以獨(dú)立的配置SRAM區(qū)域進(jìn)入deep sleep或者掉電狀態(tài)

為了平衡不同的模塊時(shí)鐘頻率和功耗，CORE子電源域的電壓可以VDD_CORE電壓或IVS（reduced voltage scaling）電壓中獨(dú)立選擇。

5. Deep Power Down mode

在Deep power down模式下：

整個(gè)CORE電源域，包括子電源域都是掉電的

VDD_CORE的片上穩(wěn)壓器（CORE LDO/DCDC）也是斷電的

System LDO是工作的

此模式下只有l(wèi)p_osc時(shí)鐘是可以工作的，lp_osc可以來(lái)自于FRO16K或者外部的32K晶振。

只有SRAMA可以被配置為retention狀態(tài)。

Deep Power Down模式下芯片的喚醒會(huì)執(zhí)行Reset流程，外部的Reset信號(hào)或者VDD_SYS電源域的外設(shè)可以喚醒芯片。

6. VBAT mode

VBAT模式是MCX N系列支持的最低的功耗模式，只有POR才可以將芯片從VBAT模式喚醒。VDD_SYS和VDD_CORE電源域掉電之后芯片才會(huì)進(jìn)入VBAT模式。

在VBAT模式下，只有SRAMA可以被配置為retention狀態(tài)。

需要注意的是，芯片在工作時(shí)，VDD_BAT必須要供電，如果VDD_BAT電壓太低會(huì)觸發(fā)VBAT POR事件，VBAT POR事件會(huì)復(fù)位芯片。

電源模式的配置

我們可以通過(guò)配置SPC （SystemPower Control）和 CMC （Core ModeController）來(lái)配置芯片進(jìn)入想要的電源模式。

其中SPC用來(lái)配置片上穩(wěn)壓器（CORELDO/DCDC/System LDO）在不同電源模式下的功能，對(duì)于Active模式和Sleep模式，我們需要使用SPC模塊中的ACTIVE_CFG和ACTIVE_CFG1寄存器來(lái)配置片上穩(wěn)壓器，而對(duì)于Deep Sleep, Power Down, Deep Power Down模式，我們需要使用LP_CFG, LP_CFG1寄存器來(lái)配置片上穩(wěn)壓器。

CMC模塊用來(lái)配置芯片進(jìn)入哪一種功耗模式以及如何進(jìn)入相應(yīng)的功耗模式。

關(guān)于更多電源模式的配置，請(qǐng)參考MCXNx4x RM或MCX N23x RM.

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