揭秘EFR32第二代無線平臺的省電妙招－Lean Watchdog定時器電路

看門狗（Watchdog）電路的核心是一個簡單的計數(shù)器，它必須在一定的時間內(nèi)復(fù)位。如果沒有發(fā)生這種情況，由于無休止的軟件循環(huán)，看門狗計數(shù)器的過載（overflow）事件將觸發(fā)無線微控制器（MCU）或片上系統(tǒng)（SoC）上的硬件復(fù)位，并導(dǎo)致軟件重新開始執(zhí)行。這個功能是必需的，以防止芯片陷入循環(huán)和失速。

先進的無線MCU的電源結(jié)構(gòu)，如EFR32第二代無線平臺的系列器件，都被劃分為多個電源域（powerdomain），以管理睡眠模式下的電流消耗。要使用看門狗，必須使能其電源域，這會增加EM2/EM3模式下的電流消耗?？撮T狗本身僅消耗約200na，但電源域的額外電流消耗是顯著的。但是，如果應(yīng)用程序還需要在電源域中使用另一個外設(shè)，則看門狗的額外電流消耗可以忽略不計。

如果啟用電源域的唯一原因是為了支持看門狗的使用，而又擔(dān)心EM2模式漏電流，則可以采用以下方法實現(xiàn)Lean Watchdog電路。本文將逐一說明關(guān)鍵知識，幫助開發(fā)人員了解此一設(shè)計。您可以點擊文末的閱讀原文按鈕或通過復(fù)制下方鏈接訪問芯科科技在線社區(qū)獲取完整內(nèi)容：https://community.silabs.com/s/share/a5U8Y000001dr4kUAA/the-lean-watchdog-an-alternative-to-the-regular-watchdog-circuit

Lean Watchdog電路設(shè)計

為了優(yōu)化需要最低功耗看門狗式解決方案的應(yīng)用程序，SiliconLabs（亦稱“芯科科技”）開發(fā)了Lean Watchdog概念，使用EFR32芯片內(nèi)的功能，無需啟用額外的電源域，即可消耗最少的額外功率，從而顯著節(jié)省功耗。

使用EFR32設(shè)備內(nèi)置的FAILDET和BURTC的實現(xiàn)解釋如下:

FAILDET特性

EFR32第二代無線平臺提供三種不同的時鐘源，并可用作睡眠時鐘源，包括：LFXO, LFRCO和ULFRCO。在高精度應(yīng)用中，睡眠周期的持續(xù)時間很重要，因此可以選擇LFXO作為睡眠時鐘源。為了防止LFXO故障可能會阻止設(shè)備退出EM2模式，第二代無線平臺有一個內(nèi)置的LFXO時鐘源監(jiān)視器。如果晶體未能在預(yù)期時產(chǎn)生時鐘脈沖，則會引發(fā)稱為FAILDET的故障中斷，如果在1毫秒內(nèi)發(fā)生少于3個LFXO時鐘正邊，則會發(fā)生故障中斷。由于FAILDET是LFXO的一部分，它總是處于開啟狀態(tài)，因此觸發(fā)它不會使用額外的電流。

BURTC定時器

在EM2休眠時間配置錯誤的情況下，EFR32第二代無線平臺設(shè)備有一個稱為備份實時時鐘或BURTC的定時器，從0開始計數(shù)。由于這個定時器也在已經(jīng)通電的域中，它不消耗額外的電流。

如果BURTC配置的超時時間大于EM2休眠時間，并且達到預(yù)定義的計數(shù)值，定時器將過載，導(dǎo)致EM2通過中斷喚醒。如果設(shè)備沒有從EM2喚醒，BURTC將從EM2喚醒設(shè)備，并進行軟件復(fù)位。

結(jié)合FAILDET和BURTC的LeanWatchdog解決方案

上面提到的EFR32第二代無線平臺的兩個特性可以結(jié)合起來創(chuàng)建Lean Watchdog。在EM2期間使用FAILDET監(jiān)控LFXO，確保無線MCU在LFXO時鐘丟失或不穩(wěn)定的情況下始終喚醒。結(jié)合BURTC過載事件(如果部件未退出EM2將發(fā)生)，該解決方案提供與內(nèi)置看門狗相同的功能，而無需啟用額外的電源域。

Lean Watchdog有兩個優(yōu)點：它在EM2休眠期間提供了針對不穩(wěn)定LFXO時鐘的額外保護，并且可以在不啟用額外電源域的情況下實現(xiàn)。此外，精益看門狗的電流消耗僅為0.34 uA @ 85°C，而內(nèi)置看門狗和額外電源域的電流消耗為8.9 uA @ 85°C。因此，使用Lean Watchdog方法消耗的電流比內(nèi)置方案少26倍。

更多技術(shù)信息請訪問有關(guān)該主題的完整應(yīng)用指南－AN1426: EFR32第二代無線平臺上的低功耗Lean Watchdog解決方案（AN1426: Low-power "Lean Watchdog" Solution on EFR32Series 2 Devices）：https://www.silabs.com/documents/public/application-notes/an1426-low-power-lean-watchdog-solution.pdf

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