低消費電力¶

IPRO7 の FreeRTOS アプリケーションでは、3 つの省電力状態を使用できます。WFI（FreeRTOS の tickless idle）、PDS（Power-Down Sleep、Level 31。その場から再開）、HBN（Hibernate。コールドブートで復帰）です。SDK は、ビルド済みの低消費電力フレームワーク hal_lp による PDS への移行と復帰、および ipro_pm による WFI と PDS の自動選択を提供します。IPRO7AI Reef EVK では SW8 と JP2 を使って IPRO7AI 単体の電流を測定できますが、同梱の Reef 向け設定はいずれも PDS に入りません。

低消費電力モード¶

アーキテクチャ¶

設定¶

# CONFIG_USE_PSRAM is not set
CONFIG_HAL_LP=y
CONFIG_FREERTOS_IDLE_HOOK=y
CONFIG_PLATFORM_UART_BAUDRATE=115200

.config は書かれたとおりに autoconf.h に変換されます。Kconfig の依存関係は適用されないため、関連するキーはすべて明示的に書いてください。

テストアプリケーション ipro_lp_test¶

apps/test/ipro_lp_test は、BLE も PSRAM も使わない最小構成のアプリケーションで、RTC による復帰を伴う PDS Level 31 をテストします。IPRO7 EVB 向けに設定されています（CONFIG_EVB=y）。lp シェルコマンドでこのページの各ケースを確認できます。lp sleep <ms>（hal_lp による PDS）、lp auto on|off（アイドル時の PDS）、lp status、lp mem [ms]（どの OCRAM が保持されるか）、lp misc on|off（MISC ドメインの電源を維持）、lp fastboot <ms>（コールドブートによる HBN からの復帰）、lp wakectx です。このページとあわせて src/lp_test_cli.c を読んでください。

プログラミングインターフェース¶

次の流れは apps/platform/ipro7_demo/demo/soc/peripheral/lowpower_demo.c に沿っています。フレームワークを初期化し、ウェイクアップフックを登録して、RTC タイマーで PDS に入ります。

#include "hal_lp.h"

extern void shell_uart_reinit(void);
extern void vPortSetupTimerInterrupt(void);

static int wake_reinit(int wakeup_reason, void *arg)
{
    (void)wakeup_reason;
    (void)arg;
    shell_uart_reinit();          /* PDS でコンソール UART がリセットされている */
    vPortSetupTimerInterrupt();   /* FreeRTOS のシステムタイマー */
    /* その他の周辺機能（I2C、SPI など）はここで再初期化する */
    return 0;
}

int sleep_ms(uint32_t ms)
{
    static int initialized;
    if (!initialized) {
        if (hal_lp_init() != 0) {
            return -1;
        }
        hal_lp_register_wakeup_hook(wake_reinit, NULL);
        initialized = 1;
    }

    hal_lp_cfg_t cfg = {
        .rtc_wakeup_en    = 1,
        .rtc_sleep_us     = ms * 1000ULL,
        .flash_power_down = 1,
        .psram_retention  = 1,     /* PSRAM がある場合はセルフリフレッシュで保持 */
        .ocram_retention  = 1,
    };
    hal_lp_result_t res;
    int ret = hal_lp_enter(&cfg, &res);   /* 復帰要因（HAL_LP_WAKEUP_*）または負のエラーコード */
    if (ret == HAL_LP_ERR_ENTRY_ABORTED) {
        /* 割り込みが保留中で、チップは PDS に入らなかった（WFI 1 回と同じ） */
    }
    return ret;
}

• hal_lp_result_t は、復帰要因、復帰のトリガーとなった GPIO、実際のスリープ時間を返します。hal_lp_get_virtual_ms() はスリープをまたいで継続する時間基準を提供します。
• GPIO による復帰：hal_lp_cfg_t の gpio_wakeup_en と gpio_cfg（wakeup_mask、トリガー、プル）を設定します。GPIO0～31 が使用できます。
• スリープ後に FreeRTOS のティックカウントは自動では補正されません。ipro_lp_test と同様に、xTaskCatchUpTicks() で実際のスリープ時間を加算してください。
• HBN：hal_lp_enter_fastboot() の後、チップはコールドブートで復帰するため、この呼び出しから戻ることはありません。起動時に hal_lp_is_fastboot_wakeup() を確認し、hal_lp_get_wake_context() で復帰コンテキストを読み出します。残す必要があるデータは、事前に HBN RAM に置いておく必要があります。

保持と復帰¶

• OCRAM：MISC ドメインの電源を切った状態（デフォルト）では、PDS31 を通じて保持されるのは OCRAM の先頭 64 KB だけです。pm_pds_set_misc_keep() で MISC ドメインの電源を維持すると、OCRAM 全体が保持されます。復帰後に必要なデータは先頭 64 KB に置くか MISC を維持し、ipro_lp_test の lp mem で結果を確認してください。
• PSRAM：psram_retention により PDS 中は PSRAM がセルフリフレッシュ状態に保たれ、復帰時にフレームワークが PSRAM を復旧します。IPRO7AI（Reef の SoC）では PSRAM がパッケージに内蔵されており、PDS 中もセルフリフレッシュ状態を維持する必要があります。
• HBN RAM：4 KB。HBN を通じて保持される唯一のメモリです。フレームワークのパラメーターと fastboot の復帰コンテキストもここに置かれます。
• コンソール：UART0 は PDS31 でリセットされるドメインにあるため、復帰後に再初期化してください（shell_uart_reinit() または platform_init()）。コンソールの RX ピン（GPIO21、Reef では U6 の 4 番ピン）では PDS から復帰できず、スリープ中に入力した文字は失われます。
• GPIO による復帰：hal_lp は GPIO0～31 に対応します。低レベルの pm_pds_gpio_wakeup_set()（hal_pm.h）は GPIO0～41 を受け付けますが、ピンは 4 本単位でトリガー設定を共有し、使えるのは ASYNC トリガーだけです（SYNC トリガーには PDS で停止するクロックが必要です）。HBN からは AON ピンでのみ復帰します。
• 32 kHz クロック：デフォルトは RC32K です。ボードに 32 kHz 水晶がある場合は pm_pds_set_32k_src() で切り替えます。Reef には水晶がなく RC32K で動作します。フレームワークには RC32K のキャリブレーションが含まれています。
• Flash：flash_power_down = 1 にするとスリープ中は Flash の電源が切られ、復帰時にフレームワークが XIP を復旧します。

BLE とスリープ¶

• ipro_pm の BLE バックエンドと BLE 接続中の PDS（CONFIG_IPRO_PM_BLE、CONFIG_IPRO_PM_PDS_CONNECTED）には、BLE コントローラーのソースビルドが必須です。コントローラーはビルド済みライブラリとしてのみ提供されるため、これらはパッケージからはビルドできません。BLE 接続中の低消費電力が必要な製品については、INTELPRO にお問い合わせください。
• ipro_ble_remote/defconfig_reef は意図的に PDS を使わずに動作します。Reef は USB 給電で、カメラとオーディオにはクロックが必要なためです。
• ipro_pdm_mic_demo（IPRO7 EVB、IPRO7AI EVK）は、tickless WFI と手動の pds [sec] コマンドを使った BLE の例です。
• BLE コントローラーのバリアント、Exchange Memory のサイズなどの BLE の設定については、BLE 開発を参照してください。

測定¶

• 外部の測定器を使い、SoC の電源経路で測定します。Reef では SW8 と JP2 で IPRO7AI の 3.3 V を測定器に通します（手順は後述）。その他のボードについては電源と消費電流の測定を参照してください。
• チップが実際にどのくらいの頻度で、どのくらいの時間スリープしているかを確認し、復帰要因（hal_lp_result_t）をログに残します。想定より頻繁に復帰する場合は、まずタイマーと保留中の割り込みを調べます（hal_lp_enter() が HAL_LP_ERR_ENTRY_ABORTED を返します）。
• ipro_pm を使う場合、pm stats で各モードの滞在時間と推定電流を一覧表示できます。この推定値は設定どうしの比較用であり、実測の代わりにはなりません。
• 同じファームウェアを WFI と PDS で比較し、UART の出力が途中で切れないよう、出力が終わってからスリープに入るようにします。

Reef でのハンズオン¶

ファームウェアの動作中に IPRO7AI が消費する電流を測定します。同梱の Reef 向け設定はいずれも PDS に入らないため、この手順では出荷時ファームウェアを使い、アイドル状態のシェルとカメラパイプライン動作中とを比較します。独自のアプリケーションでも同じ手順を繰り返すと、スリープを追加する前のベースラインを得られます。

3 ピンの JP2 ヘッダーにつなぐリード線付きの電流計（またはソースメジャーユニット）が必要です。

次のステップ：最初の独自アプリケーションを作るで独自のアプリケーションを作成し、アプリケーションのテストでその動作と電流を確認します。

本リリースの制限事項¶

• 同梱の IPRO7AI Reef EVK 向け設定で PDS や HBN に入るものはありません。ipro_lp_test と ipro7_demo の低消費電力コマンドは IPRO7 EVB 向けです。
• BLE 接続中の PDS はパッケージからビルドできません（コントローラーのソースビルドが必要）。
• Zephyr RTOS では低消費電力モードを使用できません（pm_state は PDS にも HBN にも入りません）。Zephyr RTOS を参照してください。
• CONFIG_IPRO_PM_IDLE_PDS（アイドルタスクによる PDS への移行）には同梱のサンプルがありません。使用する前にご使用のボードで検証してください。
• 低消費電力のメモリレイアウトは HOTCODE オプションと併用できません。

関連ドキュメント¶

• IPRO7AI Reef EVK：SW8、JP2 と電流測定の手順。
• 電源と消費電流の測定
• BLE 開発
• ビルドシステムと設定
• Zephyr RTOS