大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子。今天痞子衡給大家介紹的是從功耗測試角度瞭解i.MXRTxxx系列片內SRAM分區電源控制。
我們知道配合 MCU 一起工作的存儲器包含 ROM(Flash) 和 RAM 兩類，前者主要放 RO 代碼和數據，後者放 RW 數據。MCU 可以沒有片內 ROM，但是一般都會包含片內 RAM，這個片內 RAM 功耗是 MCU 整體功耗的重要組成部分。
恩智浦 i.MXRT 四位數系列片內 RAM 主要由 FlexRAM 和 OCRAM 組成，痞子衡寫過一篇文章 《FlexRAM模塊詳解》，裏面介紹了 FlexRAM 的電源控制策略。雖然 FlexRAM 也是由多個 Bank 組成，但是其無法做到任意開關每個 Bank，其受既定的組合策略控制（跟隨系統 Low Power 模式），而 OCRAM 則直接是整體開關。就這方面設計而言，i.MXRT 三位數系列片內 SRAM 電源控制則靈活得多，今天痞子衡就重點聊聊這個話題：
一、片內SRAM分區控制
恩智浦 i.MXRT 三位數系列目前主要是 RT500 和 RT600 兩大型號，前者包含 5MB 片內 SRAM，後者包含 4.5MB 片內 SRAM。因爲片內 RAM 夠大，所以爲其設計的電源控制策略就更精細。
下圖是 RT500 上 AXI-to-RAM 架構圖，從圖裏我們知道 5MB SRAM 一共被分成了 32 塊（注意不是等分，有 32KB/64KB/128KB/256KB 四種不同大小）。
- RT500 一共 32 個 SRAM 分區（SRAM0-31）：
- RT600 一共 30 個 SRAM 分區（SRAM0-29）：
- 不同大小的 SRAM 分區：
SRAM0-7 ： 32KB
SRAM8-11 ： 64KB
SRAM12-15 ： 128KB
SRAM16-31 ： 256KB
因爲 RT500/600 都是基於 ARM Cortex-M33，所以片內 SRAM 在系統地址映射裏有 Secure 和 Non-Secure 兩個不同起始地址，再加上可以通過 Code 和 Data 兩個不同總線去訪問，所以應用裏可以通過如下 4 個不同起始地址來訪問到這同一塊物理 SRAM。
這些 SRAM 分區除了大小不同之外，有一些還被賦予了特殊用途。比如 SRAM2,3 被 ROM API 徵用了，如果應用裏需要調用 ROM API，需要釋放 SRAM2,3 使用權。SRAM0 則更特殊，它是唯一的一個軟復位後依舊能保持內容的分區（其它分區復位後默認是Power down狀態，不過上電 BootROM 執行時會將全部分區都打開）。
-（適用RT500/600）The SRAM2,3 region [0x10000-0x1BFFF] is reserved for ROM code.
-（適用RT500/600）The SRAM0,3 region [0x0-0xFFFF], [0x1C000-0x1FFFF] are reserved for app-specific use cases.
-（適用RT500/600）The SRAM4-11 region [0x20000-0x7FFFF] is reserved for Non-cached shared memory between M33 and DSP.
-（適用RT500） The SRAM12-21 region [0x80000-0x27FFFF] is reserved for DSP code and data.
全部 SRAM 分區的電源開關在 SYSCTL0->PDRUNCFG2,3寄存器中，其中 PDRUNCFG2 控制的是 SRAM 各分區存儲介質的電，PDRUNCFG3 控制的是 SRAM 各分區外圍支持電路（線性驅動器、感測放大器）的電。如果我們想在保持 SRAM 中內容的情況下省電，可以僅操作 PDRUNCFG3 去關閉外圍。
二、功耗測量方法
功耗測量最簡單的辦法就是找一個萬用表，調節到電流測量模式，將其串到 VDDCORE 信號上，MIMXRT595-EVK (Rev.D3) 板卡特地設計了 JS25 接頭，方便測量電流。
板子上電，應用程序加載執行後，便可以實時觀測到運行時電流。不過電流測量有幾個注意事項：
1. 不要掛載調試器在線運行時測量電流，會導致結果偏大。
2. 應用程序裏如果有涉及模塊電源開關代碼，不要使能編譯器優化等級，防止代碼優化影響結果（電源開關有順序要求）。
3. 如果是 CPU 高頻運算相關代碼，不同編譯器下會導致結果不同，因爲代碼密度可能有差異。
4. 即使是單純 while (1) 執行（可以在前面按需要加多個 NOP() 改變 while(1) 指令地址），指令地址不同也可能導致結果不同。
三、功耗測量結果
最後痞子衡在 MIMXRT595-EVK (Rev.D3) 板上藉助 \SDK_2_13_1_EVK-MIMXRT595\boards\evkmimxrt595\demo_apps\hello_world\iar 模板例程（debug Build，需要修改 main 函數以及相應修改鏈接文件），來測試代碼在不同 SRAM 分區下執行的電流情況：
void sram_power_cfg(void)
{
PRINTF("CPU Frequency %d\n", CLOCK_GetFreq(kCLOCK_CoreSysClk));
PRINTF("Main Clock %d\n", CLOCK_GetFreq(kCLOCK_BusClk));
// 控制 SRAM 分區電源
SYSCTL0->PDRUNCFG2_SET = 0xFFFFFFFC;
SYSCTL0->PDRUNCFG3_SET = 0xFFFFFFFC;
PRINTF("PDRUNCFG 0x%x, 0x%x, 0x%x, 0x%x\n", SYSCTL0->PDRUNCFG0, SYSCTL0->PDRUNCFG1, SYSCTL0->PDRUNCFG2, SYSCTL0->PDRUNCFG3);
}
int main(void)
{
BOARD_InitPins();
BOARD_BootClockRUN();
BOARD_InitDebugConsole();
sram_power_cfg();
// 增減 nop 指令數量來控制 while(1) 指令地址
asm("nop");
//asm("nop");
//asm("nop");
//asm("nop");
while (1)
{
}
}
最終測試結果如下，不同大小的 SRAM 分區功耗是有差異的，並且即使 SRAM 分區大小相同，功耗也可能有差異。此外 while(1) 指令地址不同導致的運行功耗差異也不小：
| RO section in SRAMx RW section in SRAM0 |
SYSCTL0->PDRUNCFG2,3值 | NOP數控制 while(1)指令地址 |
VDDCORE電流 |
|---|---|---|---|
| 1 | 0xFFFFFFFC | 0xbe50/0xbe52/0xbe58/oxbe5a | 29.39 - 30.52mA |
| 1 | 0xFFFFFFFC | 0xbe54/0xbe56/0xbe5c/oxbe5e | 32.55 - 33.86mA |
| 8 | 0xFFFFFEFE | 0x43e50/0x43e52/0x43e58/ox43e5a | ~30.4mA |
| 8 | 0xFFFFFEFE | 0x43e54/0x43e56/0x43e5c/ox43e5e | ~34.3mA |
| 12 | 0xFFFFEFFE | 0x83e50/0x83e52/0x83e58/ox83e5a | ~31.97mA |
| 12 | 0xFFFFEFFE | 0x83e54/0x83e56/0x83e5c/ox83e5e | ~37.03mA |
| 16 | 0xFFFEFFFE | 0x103e50/0x103e52/0x103e58/ox103e5a | ~31.45mA |
| 16 | 0xFFFEFFFE | 0x103e54/0x103e56/0x103e5c/ox103e5e | ~34.7mA |
| 30 | 0xBFFFFFFE | 0x483e50/0x483e52/0x483e58/ox483e5a | ~34.66mA |
| 30 | 0xBFFFFFFE | 0x483e54/0x483e56/0x483e5c/ox483e5e | ~42.2mA |
至此，從功耗測試角度瞭解i.MXRTxxx系列片內SRAM分區電源控制痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪裏~~~
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