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CC2640R2F Evaluation Board功耗測量
簡介
藍牙低耗能标準在開發過程中就考慮到了長電池壽命， 可支援器件依靠單節紐扣電池運作數年。我們假定讀者對基本的電氣功能概念有所了解， 并了解如何使用示波器和外用表等實驗室測試裝置。
本文使用SimpleBLEPeripheral示例程式進行功耗測量并使用TI的 CC2640R2F LuanchPad開發闆和我公司的CC2640R2F Evaluation Board開發闆進行對比。請注意，本文檔中提供的結果旨在提供指導。各種各樣的因素都将影響藍牙低産品的功耗。您應針對目标應用方案在受控環境中于硬體上執行測量。
硬體環境
- TI CC2640R2F LaunchPad開發闆
- CC2640R2F Evaluation Board開發闆
- DS1102E示波器
- 外用表
- APS3005D電源
軟體環境
- IAR Embedded workbench 7.80.3
- BLE-STACK V3.0.1
- flash_programmer 2
- BTool
協定棧和IAR安裝參考CC2640R2 BLE 開發環境搭建，本例程需要使用Btool，有關BLE Device Monitor使用介紹請參考： BTool。 本文中使用的所有工具可以在CC2640R2開發工具集介紹裡獲得。
SimpleBLEPeripheral修改
包含在 BLE-Stack 中的通用樣例應用 simple_peripheral 非常适合用于分析單獨運作在無線 MCU 上的藍牙低耗能協定的功耗。有關simple_peripheral的編譯運作說明請參考編譯第一個工程（simple_peripheral）和 運作第一個例程（simple_peripheral）。要擷取純粹的藍牙低耗能協定分析， 需要按照表 5 中所述在 simple_peripheral 樣例應用中進行一些修改。 之是以需要進行修改， 是因為我們的目的是測量 BLE 堆棧單獨産生的電流消耗， 是以必須關閉額外的應用處理。
| 功能 | 說明 |
|---|---|
| 周期性事件 | 發生的唯一應用處理是在建立連接配接後開始的周期性事件。要從應用中清除周期性事件，隻需注釋掉simple_peripheral.c檔案中 SimpleBLEPeripheral_processStateChangeEvt 函數的GAPROLE_CONNECTED用例中的以下源代碼行：//Util_startClock(&periodicClock) ;注釋掉該行之後， 就絕不會再設定第一個周期性事件的RTOS計時器。 |
| LCD | 通過在預定義的符号中添加Display_DISABLE_ALL來禁用所有螢幕。在CCS中，轉到“Project Properties”→“Build”→“ARM Compile”→“Advanced Options”→“Predefined Symbols”→“Pre-define NAME”。 在 IAR 中， 轉到“Project Options”→“C/C++ Compiler”→“Preprocessor”→“Defined symbols”。 |
| 連接配接參數更新 | 在建立連接配接後不久， 會從外圍器件發出自動連接配接參數請求。 它使用simple_peripheral.c中定義的參數。 在執行測量任務時， 删除該功能并通過對等器件直接控制連接配接參數會更加便利。在simple_peripheral.c中，将DEFAULT_ENABLE_UPDATE_REQUEST define更改為GAPROLE_LINK_PARAM_UPDATE_WAIT_REMOTE_PARAMS，如下所示：#defineDEFAULT_ENABLE_UPDATE_REQUESTGAPROLE_LINK_PARAM_UPDATE_WAIT_REMOTE_PARAMS |
| 添加ExtFlash.c 和 ExtFlash.h | ExtFlash.c 和 ExtFlash.h 位于 TI-RTOS 中間件中。通過轉到“Project”→“Add Files”将其添加到SBP 應用項目中。此外，使用以下指令将其包含在 simple_peripheral.c 中：#include <ti/mw/extflash/ExtFlash.h> |
| 關閉外部閃存 | 通過調用 ExtFlash_open();ExtFlash_close() 打開和關閉外部閃存;（在SimpleBLEPeripheral_init()中) |
| 睡眠時進入standby模式 | 通過在預定義符号中添加POWER_SAVING。轉到“Project Options”→“C/C++ Compiler”→“Preprocessor”→“Defined symbols“ |
CC2640R2F Evaluation Board配置
為了擷取不受幹擾的電流測量結果，應拆除CC2640R2F Evaluation Board開發闆上的跳線。下圖顯示了已拆除所有跳線的開發闆。請注意:拆除JTAG跳線後，晶片的程式設計和調試功能将變得不可用。外置電源連接配接3.3V供電接口和GND進行供電，連接配接下圖中藍色方框部分的供電接口。
BTool設定
如下如所示，在形成連接配接之前，應使用正确的連接配接參數。可以根據您的應用選擇合适的參數，這裡設定的是1秒的連接配接間隔和0的從機延遲。是以，確定輸入這些值後選擇"Set"按鈕。
外設以通電并且成功連接配接之後，您可以在BTool界面的"Device Information"字段中看到已連接配接的外圍裝置,如圖所示。
廣播狀态功耗測試
我們設定以下幾個廣播間隔進行功率測試：100ms、500ms、1000ms。
| 藍牙狀态 | 連接配接間隔 | TI LaunchPad平均電流值 | CC2640R2F Evaluation Board平均電流值 |
|---|---|---|---|
| 廣播 | 100 ms | 81.3 uA | 77.2 uA |
| 廣播 | 500 ms | 10.6 uA | 13.1 uA |
| 廣播 | 1000 ms | 6.9 uA | 7.0 uA |
如下圖所示。這是在廣播周期為100ms使用示波器和外用表擷取平均電流資訊。示波器兩端探頭并聯一個10歐電阻。測量的平均電壓值（平均電流值=平均電壓/10）。圖中列印了所有參數。作為對比，其中左邊為示波器列印的TI CC2640R2F LaunchPad的資料，右邊為示波器列印的CC2640R2F Evaluation Board列印的資料。下圖中還展示了使用外用表顯示的平均電流值，同樣左邊為TI CC2640R2F LaunchPad的平均電流值。右邊為CC2640R2F Evaluation Board的平均電流值。
如下圖所示。這是在廣播周期為500ms使用示波器和外用表擷取平均電流資訊。示波器兩端探頭并聯一個10歐電阻。測量的平均電壓值（平均電流值=平均電壓/10）。圖中列印了所有參數。作為對比，其中左邊為示波器列印的TI CC2640R2F LaunchPad的資料，右邊為示波器列印的CC2640R2F Evaluation Board列印的資料。下圖中還展示了使用外用表顯示的平均電流值，同樣左邊為TI CC2640R2F LaunchPad的平均電流值。右邊為CC2640R2F Evaluation Board的平均電流值。
如下圖所示。這是在廣播周期為1000ms使用示波器和外用表擷取平均電流資訊。示波器兩端探頭并聯一個10歐電阻。測量的平均電壓值（平均電流值=平均電壓/10）。圖中列印了所有參數。作為對比，其中左邊為示波器列印的TI CC2640R2F LaunchPad的資料，右邊為示波器列印的CC2640R2F Evaluation Board列印的資料。下圖中還展示了使用外用表顯示的平均電流值，同樣左邊為TI CC2640R2F LaunchPad的平均電流值。右邊為CC2640R2F Evaluation Board的平均電流值。
連接配接狀态功耗測試
我們設定以下幾個連接配接間隔進行功率測試：20ms、100ms、500ms、1000ms。
| 藍牙狀态 | 連接配接間隔 | TI LaunchPad平均電流值 | CC2640R2F Evaluation Board平均電流值 |
|---|---|---|---|
| 連接配接 | 20 ms | 269.6 uA | 259.8 uA |
| 連接配接 | 100 ms | 61.2 uA | 58.3 uA |
| 連接配接 | 500 ms | 7.1 uA | 7.0 uA |
| 連接配接 | 1000 ms | 6.9 uA | 7.0 uA |
如下圖所示。這是在連接配接間隔為20ms使用示波器和外用表擷取平均電流資訊。示波器兩端探頭并聯一個10歐電阻。測量的平均電壓值（平均電流值=平均電壓/10）。圖中列印了所有參數。作為對比，其中左邊為示波器列印的TI CC2640R2F LaunchPad的資料，右邊為示波器列印的CC2640R2F Evaluation Board列印的資料。下圖中還展示了使用外用表顯示的平均電流值，同樣左邊為TI CC2640R2F LaunchPad的平均電流值。右邊為CC2640R2F Evaluation Board的平均電流值。
如下圖所示。這是在連接配接間隔為100ms使用示波器和外用表擷取平均電流資訊。示波器兩端探頭并聯一個10歐電阻。測量的平均電壓值（平均電流值=平均電壓/10）。圖中列印了所有參數。作為對比，其中左邊為示波器列印的TI CC2640R2F LaunchPad的資料，右邊為示波器列印的CC2640R2F Evaluation Board列印的資料。下圖中還展示了使用外用表顯示的平均電流值，同樣左邊為TI CC2640R2F LaunchPad的平均電流值。右邊為CC2640R2F Evaluation Board的平均電流值。
如下圖所示。這是在連接配接間隔為500ms使用示波器和外用表擷取平均電流資訊。示波器兩端探頭并聯一個10歐電阻。測量的平均電壓值（平均電流值=平均電壓/10）。圖中列印了所有參數。作為對比，其中左邊為示波器列印的TI CC2640R2F LaunchPad的資料，右邊為示波器列印的CC2640R2F Evaluation Board列印的資料。下圖中還展示了使用外用表顯示的平均電流值，同樣左邊為TI CC2640R2F LaunchPad的平均電流值。右邊為CC2640R2F Evaluation Board的平均電流值。
如下圖所示。這是在連接配接間隔為1000ms使用示波器和外用表擷取平均電流資訊。示波器兩端探頭并聯一個10歐電阻。測量的平均電壓值（平均電流值=平均電壓/10）。圖中列印了所有參數。作為對比，其中左邊為示波器列印的TI CC2640R2F LaunchPad的資料，右邊為示波器列印的CC2640R2F Evaluation Board列印的資料。下圖中還展示了使用外用表顯示的平均電流值，同樣左邊為TI CC2640R2F LaunchPad的平均電流值。右邊為CC2640R2F Evaluation Board的平均電流值。
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