WFE和WFI在嵌入式系统中实现低功耗的原理和机制详解

最新推荐文章于 2024-06-11 10:50:19 发布
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本文详细介绍了WFE和WFI指令在嵌入式系统中实现低功耗的原理，这两种机制允许处理器在空闲或等待事件时进入睡眠状态，从而降低功耗。WFE指令响应内部和外部事件唤醒，而WFI仅在接收到中断时唤醒。通过使用这些机制，开发人员可以优化电池寿命并提高设备的续航能力。

WFE和WFI在嵌入式系统中实现低功耗的原理和机制详解

嵌入式系统中，功耗一直是一个关键的考量指标。为了提高设备的续航能力和降低功耗，一些特殊的指令和指令集体系被引入到处理器中，以便于在系统空闲或等待外部事件发生时进入低功耗模式。其中，WFE（Wait For Event）和WFI（Wait For Interrupt）是常见的实现低功耗的机制。

WFE指令用于将处理器置于睡眠状态，但仍然可以响应来自内部或外部的事件唤醒。当处理器执行到WFE指令时，如果没有任何事件发生，处理器将进入低功耗状态，等待事件的发生。而一旦有事件发生，例如中断或外设访问请求，处理器将立即从睡眠状态中唤醒并继续执行。WFE指令的机制通过检查一个或多个事件寄存器的状态来决定是否进入睡眠状态。

WFI指令也用于将处理器置于睡眠状态，但与WFE不同的是，WFI只会在接收到中断信号时唤醒。当处理器执行到WFI指令时，它会进入低功耗状态，并暂停指令的执行，直到接收到一个中断信号。一旦有中断信号产生，处理器会立即从睡眠状态中唤醒并继续执行。与WFE相比，WFI具有更高的睡眠状态，因为它不会响应除中断以外的事件。

以下是使用ARM Cortex-M系列处理器的CMSIS（Cortex Microcontroller Software Interface Standard）库实现WFE和WFI机制的示例源代码：

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最全讲解WFE和WFI进入低功耗的原理机制
baron-周贺贺-代码改变世界ctw
05-15 2231
PE进入low-power的方式有两种：Event Register是每个 PE 的单个位寄存器。Event Register是概念寄存器，不能显式访问。Reset时Event Register是unknow的。软件不能读写Event Register.只有WFE和WFET(Wait for Event with Timeout)时，Event Register才会被清除。当PE执行WFE或WFET时：如果PE进入了low-power模式，直到以下发生才能退出low-power模式该架构允许以下所有内容：
WFE和WFI进入低功耗的原理机制及代码实现
DevCyberX的博客
09-13 1067
其中，WFE（Wait For Event）和WFI（Wait For Interrupt）是常用的两种进入低功耗模式的方法。WFE和WFI是嵌入式系统中常用的进入低功耗模式的方法。通过使用WFE指令，可以使处理器进入低功耗模式，直到特定事件发生才会唤醒处理器。WFE是一种处理器指令，用于使处理器进入低功耗模式，直到某个特定事件发生才会唤醒处理器。WFI是另一种处理器指令，用于使处理器进入低功耗模式，直到接收到中断信号才会唤醒处理器。函数用于进入低功耗模式，处理器会停止执行指令，等待中断的到来。
WFE和WFI的区别
weixin_30791095的博客
07-31 2536
1. 概念： WFI(Wait for interrupt)和WFE(Wait for event)是两个让ARM核进入low-power standby模式的指令，由ARM architecture定义，由ARM core实现。 2. WFI和WFE 2.1 相同点 WFI和WFE的功能非常类似，以ARMv8-A为例（参考DDI0487A_d_armv8_arm.pdf的描述），主要...
WFI/WFE低功耗机制
ptw1992的博客
10-13 1743
核心的输出信号core_sleep_value将输出CSR寄存器sleepvalue的值（注意：此信号仅在断言core_wfi_mode时有效；–当核心检测到输入信号rx_evt（称为事件信号）被断言时，核心将被唤醒并继续执行先前中断的指令流。–注意：如果在等待总线操作完成时发生内存访问错误异常，核心将进入异常处理模式，而不是睡眠模式。–核心的输出信号core_wfi_mode将被断言，表示该核心在执行wfi指令后处于睡眠模式；当所有未完成的事务都完成时，核心安全地进入空闲状态，这被称为睡眠模式。
WFI
Ftworld21的专栏
09-25 2870
1. WFI与WFE的区别为，WFI等待的是中断，而WFE等待是事件，所以WFE不能进入中断服务函数，而WFI可以。 2. 实验现象和WFE一样。     CLK_Config();//切换LSI为主时钟          //不使用的IO全部设置为输出低电平     GPIO_Init(GPIOA, GPIO_Pin_All, GPIO_Mode_Out_PP_Low_Slow);
wfe与wfi
madannasf的博客
12-08 768
WFE && WFI WFE(wait for event)等待事件的发生，根据事件的PE状态进行判断，如果PE状态为1，表示任何一个事件都会将这个事件进行唤醒，如果PE=0则进入到low power stanby模式，只有WFE Wakeup Event才能唤醒。 WFI(wait for interrupt)等待中断，CPU会立即进入倒low power stanby模式，只有WFI wakeup interrupt发生才能唤醒。 ...
LOW POWER(PWR)低功耗（电源系统结构、低功耗模式（睡眠、停止、待机）、稳压器、WFI任意中断和WFE唤醒事件命令、低功耗相关寄存器和HAL库驱动、低功耗模式配置步骤）
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扬帆起航
06-11 2071
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12-12 1556
在 ARM 架构中，WFI（Wait For Interrupt）和 WFE（Wait For Event）是两个指令，用于处理器的低功耗和休眠模式。WFI 指令用于将处理器进入低功耗模式，直到中断信号到来时才被唤醒。当执行 WFI 指令时，处理器将停止指令的执行，停止取指，并且进入休眠状态。当一个中断被触发时（如外部中断、定时器中断等），处理器会退出低功耗模式，继续执行后续指令。WFE 指令用于将处理器进入低功耗模式，直到某个事件发生时才被唤醒。
嵌入式软件的低功耗设计架构
ExogFix的博客
09-27 288
低功耗设计可以延长设备的电池寿命，减少能源消耗，并且可以在某些情况下降低设备的散热问题。通过以上的低功耗设计架构和相应的源代码示例，可以针对嵌入式软件进行功耗优化。关键是进行功耗分析，并根据分析结果采取相应的优化措施，例如使用睡眠模式管理、任务调度器优化、硬件模块控制和数据通信优化等。在进行嵌入式软件低功耗设计之前，首先需要进行功耗分析，以了解系统中消耗最多能量的组件和操作。设备功耗管理：对于嵌入式系统中的各种外设和传感器，可以采取措施来降低其功耗。例如，避免不必要的循环和复杂的数据结构可以提高系统效率。
ARM系列之ARM多核指令WFE、WFI、SEV原理
ZP1015
09-12 1万+
WFI和WFE都是Cortex内核进入低功耗的指令，WFI（）和WFE（），如果仅仅从字面去理解，一个是中断（int）唤醒，一个是事件（event）唤醒，完美！但是，中断是什么，好理解，那事件是什么？中断算一个事件吗？WFE等待的事件是从哪里来的？内核为啥要分WFI和WFE？是不是有点懵！WFE和WFI都是用来让内核进入低功耗的，中断和事件都可以唤醒内核。WFE还会受控于一个，此寄存器软件不可访问。此功能时为多核而准备的。WFE在为0，或为1时，其功能是不一样的。WFE的E就是指这个事件寄存器。
【ARMv8/v9 异常模型入门及渐进 10 -- WFI 与 WFE 使用详细介绍 1】
CodingCos的博客
05-20 1413
ARMv8架构提供了几个与事件相关的指令，包括等待事件（WFE）、发送事件（SEV）和本地发送事件（SEVL），这些指令有助于减少因处理器元素（PE，Processor Element）反复尝试获取自旋锁（spin-lock）而导致的功耗和总线竞争。ARMv8架构中引入了全局监视器的概念，当处理器元素（PE）的全局监视器从独占访问状态变为开放访问状态时，会自动生成一个事件。因此，当一个PE释放自旋锁时，不再需要在代码中显式包含SEV指令来唤醒等待锁的其他PE，系统会自动生成相应的事件，，而不进入等待状态。
【ARMv7-A】——WFE(wait for event)
tyustli
05-28 700
WFI (Wait for interrupt) 和 WFE (Wait for event) 是两个让 ARM 核进入 low-power standby 模式的指令，由 ARM architecture 定义，由 ARM core 实现。ARM 架构中的 WFE 指令（Wait For Event，等待事件）是一种低功耗指令，用于使处理器进入低功耗状态，直到某个事件发生。WFE 指令的使用场景和 WFI（Wait For Interrupt）类似，但它能处理更广泛的事件，而不仅仅是中断。
Cortex WFI和WFE指令
我的博客
04-23 564
而WFE则稍微不同，执行WFE指令后，根据Event Register（一个单bit的寄存器，每个PE一个）的状态，有两种情况：如果Event Register为1，该指令会把它清零，然后执行完成（不会standby）；听着挺简单，但怎么会有两个指令？WFI wakeup event和WFE wakeup event可以分别让Core从WFI和WFE状态唤醒，这两类Event大部分相同，如任何的IRQ中断、FIQ中断等等，一些细微的差别，可以参考“DDI0487A_d_armv8_arm.pdf“的描述。
arm 待机指令 WFI和WFE
u014089131的博客
05-18 1万+
百度百科上对于待机的解释： 待机是将当前处于运行状态的数据保存在内存中，机器只对内存供电，而硬盘、屏幕和CPU等部件则停止供电。由于数据存储在速度快的内存中，因此进入等待状态和唤醒的速度比较快。 对于手机而言，待机就是除了DDR保持低频刷新，维护DDR中数据以外，其他的外围设备都断电，cpu core也进入low power 模式， 停止工作，等待外部事件唤醒。 arm core进
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