电源管理

ESP-IDF的集成电源管理可以根据程序组件的需求, 调节总线的频率, CPU的频率

CONFIG_PM_ENABLE 选项启用电源管理功能。

使用这一个进行调节CPU的频率会使得中断的响应时间增加

启用动态调频和自动 Light-sleep

esp_err_t esp_pm_configure(const void *config)

这一个里面需要设置三个函数

• max_freq_mhz：最大 CPU 频率 (MHz)，即获取 ESP_PM_CPU_FREQ_MAX 锁后所使用的频率。该字段通常设置为 CONFIG_ESP_DEFAULT_CPU_FREQ_MHZ。
• min_freq_mhz：最小 CPU 频率 (MHz)，即仅获取 ESP_PM_APB_FREQ_MAX 锁后所使用的频率。该字段可设置为晶振 (XTAL) 频率值，或者 XTAL 频率值除以整数。注意，10 MHz 是生成 1 MHz 的 REF_TICK 默认时钟所需的最小频率。
• light_sleep_enable：没有获取任何管理锁时，决定系统是否需要自动进入 Light-sleep 状态 (true/false)。

如果在 menuconfig 中启用了 CONFIG_PM_DFS_INIT_AUTO 选项，最大 CPU 频率将由 CONFIG_ESP_DEFAULT_CPU_FREQ_MHZ 设置决定，最小 CPU 频率将锁定为 XTAL 频率(晶振的频率)。

ESP32的电源管理中，管理锁用于保护系统在深度睡眠模式下不被意外唤醒。当ESP32进入深度睡眠模式后，所有的外设和时钟都被关闭，只有管理模块处于工作状态。如果在此期间，外部信号或中断触发了某个外设，可能会导致系统被唤醒，从而影响功耗。因此，ESP32引入了管理锁的概念，当管理锁被锁定时，即使有外部触发，系统也不会被唤醒。只有当管理锁被解锁时，才会允许外部信号触发系统唤醒。这样可以有效地防止系统被意外唤醒，延长电池寿命。

自动 Light-sleep 模式基于 FreeRTOS Tickless Idle 功能，因此如果在 menuconfig 中没有启用 CONFIG_FREERTOS_USE_TICKLESS_IDLE 选项，在请求自动 Light-sleep 时，esp_pm_configure() 将会返回 ESP_ERR_NOT_SUPPORTED 错误。

If power management support is enabled, FreeRTOS will be able to put the system into light sleep mode when no tasks need to run for a number of ticks. This number can be set using FREERTOS_IDLE_TIME_BEFORE_SLEEP option. This feature is also known as "automatic light sleep".

可以使用这一个选项设置自动睡眠

CPU 最高频率	电源管理锁获取情况	APB 频率和 CPU 频率
240	获取 ESP_PM_CPU_FREQ_MAX或 ESP_PM_APB_FREQ_MAX	CPU: 240 MHzAPB: 80 MHz
无	使用 esp_pm_configure() 为二者设置最小值
160	获取 ESP_PM_CPU_FREQ_MAX	CPU: 160 MHzAPB: 80 MHz
获取 ESP_PM_APB_FREQ_MAX,未获得 ESP_PM_CPU_FREQ_MAX	CPU: 80 MHzAPB: 80 MHz
无	使用 esp_pm_configure() 为二者设置最小值
80	获取 ESP_PM_CPU_FREQ_MAX或 ESP_PM_APB_FREQ_MAX	CPU: 80 MHzAPB: 80 MHz
无	使用 esp_pm_configure() 为二者设置最小值

动态调频和外设驱动

使用动态调频的时候, APB的频率可以在一个RTOS的周期里面多次改变, 有的外设不受APB的频率影响, 有的可能会出现问题

Timer Group 外设定时器会继续计数，但定时器计数的速度将随 APB 频率的变更而变更。

时钟频率不受 APB 频率影响的外设时钟源通常有 REF_TICK, XTAL, RC_FAST (i.e., RTC_8M)。

目前以下外设驱动程序可感知动态调频，并在调频期间使用 ESP_PM_APB_FREQ_MAX 锁：

• SPI master
• I2C
• I2S（如果 APLL 锁在使用中，I2S 则会启用 ESP_PM_NO_LIGHT_SLEEP 锁）
• SDMMC

启用以下驱动程序时，将占用 ESP_PM_APB_FREQ_MAX 锁：

• SPI slave：从调用 spi_slave_initialize() 至 spi_slave_free() 期间。
• GPTimer：从调用 gptimer_enable() 至 gptimer_disable() 期间。
• Ethernet：从调用 esp_eth_driver_install() 至 esp_eth_driver_uninstall() 期间。
• WiFi：从调用 esp_wifi_start() 至 esp_wifi_stop() 期间。如果启用了调制解调器睡眠模式，广播关闭时将释放此管理锁。
• TWAI：从调用 twai_driver_install() 至 twai_driver_uninstall() 期间 (只有在 TWAI 时钟源选择为 TWAI_CLK_SRC_APB 的时候生效)。
• Bluetooth：从调用 esp_bt_controller_enable() 至 esp_bt_controller_disable() 期间。如果启用了蓝牙调制解调器，广播关闭时将释放此管理锁。但依然占用 ESP_PM_NO_LIGHT_SLEEP 锁，除非将 CONFIG_BTDM_CTRL_LOW_POWER_CLOCK 选项设置为 “外部 32 kHz 晶振”。

API

#include "esp_pm.h"

• This header file is a part of the API provided by the esp_pm component. To declare that your component depends on esp_pm, add the following to your CMakeLists.txt:

  REQUIRES esp_pm

  PRIV_REQUIRES esp_pm

esp_err_t esp_pm_configure(const void *config)

配置函数, 使用这一个函数进行配置

esp_err_t esp_pm_lock_create(esp_pm_lock_type_t lock_type, int arg, const char *name, esp_pm_lock_handle_t *out_handle)

初始化句柄, 初始化的时候这一个句柄是没有获取的

• lock_type -- Power management constraint which the lock should control
• arg -- argument, value depends on lock_type, see esp_pm_lock_type_t
• name -- arbitrary string identifying the lock (e.g. "wifi" or "spi"). Used by the esp_pm_dump_locks function to list existing locks. May be set to NULL. If not set to NULL, must point to a string which is valid for the lifetime of the lock.
• out_handle -- [out] handle returned from this function. Use this handle when calling esp_pm_lock_delete, esp_pm_lock_acquire, esp_pm_lock_release. Must not be NULL.

esp_err_t esp_pm_lock_acquire(esp_pm_lock_handle_t handle)

这一个锁被获取的时候会使用对应的电池管理算法, 这一个锁是一个递归的锁, 可以在中断里面使用

handle -- handle obtained from esp_pm_lock_create function

esp_err_t esp_pm_lock_release(esp_pm_lock_handle_t handle)

释放这一个锁

重启

void esp_restart(void)

重启

esp_err_t esp_register_shutdown_handler(shutdown_handler_t handle)

注册一个回调函数, 会在esp_restart函数执行的时候进行调用