Silicon Labs EFR32xG22 开发板软件评测 - GPD工程功耗检测

zhyh007

前言

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在第二篇评测中我们基于SiliconEFR32平台，创建了Zigbee GPD工程，本文在该工程基础上，学会如何使用Silicon自带的功耗检测工具Energy Profiler，并对工程功耗进行代码级别的监测。

什么是Energy Profiler
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EnergyProfiler(以下简称EP)是Silicon自研的一款功耗测量软件，作为插件内嵌于Simplicity Studio内部，可以以代码级别的形式，对程序的每个函数进行实时功耗统计。同时可以记录例如TX/RX中断的发生，在波形上同步记录与统计，方便应用级别开发者在项目评估阶段就可以快速分析程序功耗，将低功耗做到极致。EP安装请参考测评第一篇文章。启用EP时界面如下：

基于GPD工程添加支持EP功能
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GPD工程(或者自定义工程)本身并不支持EP功能，需要按照如下步骤对工程进行修改：
第一步：添加硬件接口定义在hal-config.h(project_name/hal-config/hal-config.h)文件内, 添加代码

1. <p class="MsoNormal" style="text-align:left;mso-layout-grid-align:
   
2. none;text-autospace:none" align="left"><b><span style="font-size:10.0pt;
   
3. font-family:" courier="" new";color:#7f0055;mso-font-kerning:0pt"="" lang="EN-US">#define</span></b><span style="font-size:10.0pt;font-family:" courier="" new";color:black;="" mso-font-kerning:0pt"="" lang="EN-US"> BSP_TRACE_SWO_PIN<span style="mso-spacerun:yes">                     </span>(3U)</span><span style="font-size:10.0pt;font-family:" courier="" new";mso-font-kerning:="" 0pt"="" lang="EN-US"></span></p>
   
4. 
   
5. <p class="MsoNormal" style="text-align:left;mso-layout-grid-align:
   
6. none;text-autospace:none" align="left"><b><span style="font-size:10.0pt;
   
7. font-family:" courier="" new";color:#7f0055;mso-font-kerning:0pt"="" lang="EN-US">#define</span></b><span style="font-size:10.0pt;font-family:" courier="" new";color:black;="" mso-font-kerning:0pt"="" lang="EN-US"> BSP_TRACE_SWO_PORT<span style="mso-spacerun:yes">                    </span>(gpioPortA)</span><span style="font-size:10.0pt;font-family:" courier="" new";mso-font-kerning:="" 0pt"="" lang="EN-US"></span></p>
   
8. 
   
9. <p class="MsoNormal"><b><span style="font-size:10.0pt;font-family:
   
10. " courier="" new";color:#7f0055;mso-font-kerning:0pt"="" lang="EN-US">#define</span></b><span style="font-size:10.0pt;font-family:" courier="" new";color:black;="" mso-font-kerning:0pt"="" lang="EN-US"> <span style="background:silver;mso-highlight:silver">BSP_TRACE_SWO_LOC</span><span style="mso-spacerun:yes">                     </span>(0U)</span></p>

复制代码

第二步：导入bsp文件将bsp_trace.c文件导入到工程内部，操作方法为在操作系统中直接复制即可。即在v2.7/hardware/kit/common/bsp路径下copy到 工程所在代码目录.

第三步：主函数内初始化进入emberGpdAfPluginMainCallback函数(对于本工程，该函数在gpd-sensor/gpd-sensor-callback.c中)，在进入while循环前，添加初始化代码BSP_TraceSwoSetup(); 同时，为了导入该函数，需要在该c文件中包含头文件bsp_trace.h
                 

第四步：确认debug功能打开右键工程->Properties->C/C++ Build->Settings->Debug Settings, 确认debug level功能已打开。

第五步：编译与启动重新编译工程，如按照上述步骤执行(仅限于zigbee类型工程，蓝牙等配置过程稍有不同)。在Simplicity Studio中点击Launcher->Tool(小图标)->选择Energy Profiler启动。同时确认EVB开发板电源的拨码开关调节到AEM档位。下载s37程序。
(下文如何使用EP接评论)

zhyh007

使用Energy Profiler

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启动EP：Quick Access ->Start Energy Capture, 选中Jlink Silicon Labs：

接下来，在底部点击Select an Executable, 选中工程axf文件

注意，如果设备显示Device is Locked. 说明该设备已经加锁，需要Connect设备，手动解锁，或者关掉已经打开的energy progfiler，成功后，启动EP会显示如下图

可以看到，目前工程RX和串口相关函数是较为耗费电量的。对于应用级开发者，为了降低功耗，可以选择适当关闭串口功能(实际应用中全部关闭)。选择按键PB0-PB1，可以看到波形发生了变化，触发中断时，电流发生了变化，可以充分说明该软件对功耗的统计是实时的。方便应用开发者实时跟踪耗电情况。

接下来, 通过输入cli命令 sensorsleep 可以对比电流功率：

通过进入睡眠模式，可以看到电流从平均 3.73mA->2.14mA，降低了42.6%。此时也可以通过按键来唤醒设备，继续cli命令debug。

总结--------------
本文基于Silicon EFR32, 介绍了如何在zigbee工程中添加Energy Profiler工具并使用，可以看到在该工具的帮助下，开发者可以迅速分析系统中代码功耗，快速定位功耗较大的代码段，对于从应用代码中降低系统功耗有着显著的便利。需要额外说明的是，本文展示的工程电流在mA级别，原因是睡眠只调用了EM2级别，但是实际工程中通过配置EM4级别，可达到uA级别电流，从而符合市场与产品的需求。