MSP430G2553 - 電力モード

概要

電力モードは、マイコンの消費電力を管理するための仕組みである。
アプリケーションの要件に応じて、適切な電力モードを選択することにより、バッテリー駆動のデバイスにおける動作時間を延ばすことができる。

• アクティブモード

  マイコンがフル機能で動作しているモードである。

  全てのクロックが動作し、CPUと周辺モジュールは通常の速度で動作する。

  消費電力が最も高くなる。

  
  

• 低電力モード

  マイコンの一部の機能を停止または低速化することで、消費電力を抑えるモードである。

  低電力モードにはいくつかのレベルがあり、停止する機能によって分類される。

  一般的に、低電力モードのレベルが上がるほど、消費電力は低くなるが、復帰に時間がかかる場合がある。

  
  

• スリープモード

  CPUを停止して、いくつかの周辺モジュールも停止するモードである。

  割り込みやリセットにより、スリープモードから復帰する。

  低電力モードの一種と考えることができる。

  
  

• ディープスリープモード

  ほとんどの機能を停止して、最小限の消費電力で動作するモードである。

  外部割り込みやリセットにより、ディープスリープモードから復帰する。

  復帰時に、メモリの内容が失われる場合がある。

  
  

• 遷移と復帰

  電力モード間の遷移は、レジスタの設定や特定の命令で行う。

  割り込みやリセットにより、低電力モードからアクティブモードに復帰する。

  復帰時に、停止していた機能を再初期化する必要がある場合がある。

電力モードを効果的に使用するには、アプリケーションの要件を分析、および、必要な機能と応答時間を考慮して、適切なモードを選択する必要がある。
また、割り込みや周辺モジュールの設定を適切に行い、復帰時の処理を正しく実装することが重要である。

MSP430G2553の動作モード

MSP430G2553は、1つのアクティブモードと5つのソフトウェア選択可能な低消費電力動作モードを備えている。
割り込みイベントにより、いずれの低消費電力モードからでもウェイクアップ、要求を処理して、割り込みからの復帰時に低消費電力モードに戻ることができる。

6つの動作モードをソフトウェアで設定することができる。

• アクティブモード (AM)

  CPUと全てのクロックが動作しているモードである。

  消費電力が最も高くなる。

  
  

• 低消費電力モード0 (LPM0)

  CPUおよびMCLKは停止するが、ACLK、SMCLK、DCOは動作し続ける。

  CPUの消費電力を抑えることができる。

  
  

• 低電力モード1 (LPM1)

  CPU、MCLKが停止する。

  DCOのDCジェネレータにおいては、アクティブモードでDCOが使用されていない場合は停止する。

  ACLK、SMCLK、MCLKは動作し続ける。

  
  

• 低電力モード2 (LPM2)

  CPU、DCO、MCLK、SMCLKが停止する。

  DCOのDCジェネレータ、ACLKは動作し続ける。

  
  

• 低電力モード3 (LPM3)

  CPU、DCO、MCLK、SMCLKが停止する。

  ACLKのみ動作し続ける。

  
  

• 低電力モード4 (LPM4)

  CPU、MCLK、SMCLK、ACLK、DCOのDCジェネレータが停止する。

  水晶発振器も停止する。

  消費電力が最も低くなる。

電力モードの設定

状態レジスタ (SR) を使用する場合

状態レジスタ (Status Register, SR) は、マイコンの現在の状態を示すレジスタである。
MSP430マイコン全般では、SRは16ビットのレジスタであり、各ビットが特定の状態を表している。

電力モードに必要な各ビットについて、以下に示す。

• CPUの停止 (4ビット目)

  SRのCPUOFFビットを1にする。

  
  

• オシレータの停止 (5ビット目)

  SRのOSCOFFビットを1にする。

  
  

• システムクロックジェネレータ (DCOおよびSMCLK) の停止 (6ビット目)

  SRのSCG0ビットを1にする。

  
  

• システムクロックジェネレータ (DCO、SMCLK、MCLK) の停止 (7ビット目)

  SRのSCG1ビットを1にする。

__bis_SR_register()関数を使用する場合

__bis_SR_register関数を使用して、状態レジスタ (SR) の該当ビットを1にする。

ただし、割り込みが発生すると、省電力モードから復帰する。
省電力モードを使用する場合は、必要なクロックと周辺モジュールを適切に設定して、不要なものは停止させることが重要である。
また、割り込みを適切に設定して、省電力モードから復帰できるようにする必要がある。

 // LPM3に移行
 __bis_SR_register(LPM3_bits);