⚡ 低功耗 & 高实时 · 平衡术
🎓
基于MCU的实时系统
30章
01
课程导论：为什么低功耗与高实时性总是矛盾的？
一个电池供电的IoT传感器实例
02
MCU选型策略：从Cortex-M0到M7
不同内核的功耗与性能权衡
03
时钟管理艺术：动态调频（DVFS）与时钟门控
实际应用技巧
04
睡眠模式深度解析：待机、停止、休眠模式
选择与切换代价
05
RTOS内核Tickless机制
如何让系统在空闲时真正睡过去
06
任务优先级设计
避免优先级反转与饿死，同时降低功耗
07
事件驱动架构
用信号量和事件标志组替代轮询
08
外设的按需供电：GPIO、ADC、SPI等
精细化管理
09
DMA与低功耗
让数据搬运不占CPU，CPU才能安心睡觉
10
缓存与预取策略
Cache命中率对实时性和功耗的双重影响
11
中断延迟优化
快速响应外部事件，然后迅速回到低功耗状态
12
临界区与关中断
如何缩短关中断时间以保持实时性
13
任务调度策略
协作式与抢占式调度在功耗上的差异
14
内存管理
动态内存分配对实时性和功耗的隐性成本
15
电源管理单元（PMU）编程
实战配置MCU的电源状态
16
实时时钟（RTC）与定时器
用定时唤醒替代忙等待
17
ADC采样策略
降低采样率与使用FIFO缓冲
18
无线通信功耗优化
BLE、LoRa、WiFi的发送与监听策略
19
传感器数据融合
减少无效数据上报，降低MCU唤醒次数
20
电池电量监测
基于电压或库仑计的精准估算
21
软件架构设计
分层与模块化如何助力功耗优化
22
RTOS内核裁剪
去掉不需要的功能，减少Tick中断开销
23
汇编级优化
关键路径用汇编改写，提升实时响应
24
功耗测量工具
从示波器到专业功耗分析仪的使用技巧
25
案例分析：智能门锁
低功耗与实时响应设计
26
案例分析：可穿戴设备
心率监测实时系统
27
案例分析：工业传感器节点
长续航设计
28
调试与验证
如何用逻辑分析仪抓取功耗与实时性数据
29
常见陷阱
电容放电、GPIO浮空、未用引脚处理等
30
课程总结与未来趋势
RISC-V、能量采集与自适应实时系统
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