低功耗开发指南

1 简介

SiFli MCU 芯片为双核 Cortex‑M33 STAR SoC 芯片。大核 HCPU 工作频率为 0~240MHz，属于 HPSYS 子系统，适用于进行图形、音频、神经网络等高性能运算；小核 LCPU 工作频率为 0~48MHz，属于 LPSYS 子系统，适用于运行蓝牙、传感器收集与运算等任务。

低功耗开发例程参考 example\pm\classical。

2 配置低功耗模式

2.1 打开低功耗模式

在工程目录下运行 sdk.py menuconfig 打开软件配置菜单：

使能低功耗功能(Enable Low power support)：
- 路径：Sifli middleware → Enable Low power support
- 开启：Enable Low power support
  - 宏开关：BSP_USING_PM
  - 作用：开启低功耗功能

../_images/enable_pm.png — 图 enable Low Power 配置菜单

选择低功耗模式(Enable Standby Mode)：
- 路径：RTOS → RT-Thread Components → Device Drivers → Using Power Management device drivers → Select PM Mode
- 选择：Enable Standby Mode
  - 宏开关：PM_Standby_ENABLE
  - 作用：选择低功耗模式为Standby Sleep 模式

../_images/stabdby.png — 图 Standby Sleep 配置菜单

开启低功耗调试开关，打开后会输出低功耗相关日志 (非必选，开启后会有低功耗日志打印，会占用时间，对功耗有影响) (Enable PM Debug)
- 路径：Sifli middleware → Enable Low power support -> Enable PM Debug
  - 选择：Enable PM Debug
    - 宏开关：BSP_PM_DEBUG
    - 作用：开启低功耗日志调试开关

../_images/low_power11.png — 图 debug 配置菜单

注意：如果 LCPU 打开了 STANDBY 模式，那么 HCPU 也必须打开 STANDBY 模式。

配置好后，确认工程配置文件 rtconfig.h 内已包含下面的定义：

#define RT_USING_PM 1           // 启动 PM 模块
#define PM_STANDBY_ENABLE 1     // STANDBY 休眠模式
#define BSP_USING_PM 1          // 启动 PM 模块
#define BSP_PM_DEBUG 1          // 打印 PM[S], PM[W] 的日志(非必选)

2.2 关闭低功耗模式

在工程目录下运行 sdk.py menuconfig，按照开启低功耗的路径反向取消对应配置即可。

3 按键唤醒配置

配置方法参照 SDK\example\pm\classical 例程。

待机唤醒配置（适用于 standby/deep 唤醒）

如下为 HAL 层待机唤醒 API 示例,可以使用 HAL_LPAON_QueryWakeupPin() 与 HAL_HPAON_QueryWakeupPin() 来获取唤醒引脚对应的PIN序号;若 IO 唤醒需要处理事件，还需配置 GPIO 中断：

HAL_HPAON_EnableWakeupSrc(HPAON_WAKEUP_SRC_PIN3, AON_PIN_MODE_LOW);         // 55x PA80 #WKUP_A3
HAL_LPAON_EnableWakeupSrc(LPAON_WAKEUP_SRC_PIN5, AON_PIN_MODE_NEG_EDGE);    // 55x PB48 #WKUP_PIN5
// 配置是否生效, 可对照芯片手册查看对应寄存器:
rt_kprintf("wsr:0x%x,wer:0x%x,\n", hwp_hpsys_aon->WSR, hwp_hpsys_aon->WER); // hcpu
rt_kprintf("wsr:0x%x,wer:0x%x,\n", hwp_lpsys_aon->WSR, hwp_lpsys_aon->WER); // lcpu

关机唤醒配置（适用于 hibernate 唤醒）

55 系列 MCU：Hibernate 下只有 LCPU 的唤醒 PIN0‑5 具有唤醒功能；具体参见 55 系列用户手册 PMUC WER 寄存器配置。

// 55x 配置方法:
HAL_PMU_EnablePinWakeup(5, AON_PIN_MODE_NEG_EDGE); // 55x PB48 #WKUP_PIN5
rt_kprintf("CR:0x%x,WER:0x%x\n", hwp_pmuc->CR, hwp_pmuc->WER);

Hibernate 关机后，唤醒后等同于冷启动（但有 PM_HIBERNATE_BOOT 标志位），不同于 Standby 唤醒能恢复到原有程序继续运行。唤醒 PIN 和电平模式由 PMU 寄存器控制，可打印 WER/CR 寄存器核对；若同一 IO 同时用于待机与关机唤醒，两者配置都需要生效。

4 低功耗模式调试方法

4.1 低功耗模式

PM_SLEEP_MODE_IDLE: CPU 进休闲(idle)模式，CPU停在WFI 或 WFE，系统中有高速时钟(HRC/HXT/DBLR/DLL)，所有外设均可使能并产生中断。

PM_SLEEP_MODE_LIGHT: CPU进入浅睡(light)，CPU 停在 WFI 指令,系统中高速时钟关闭，CPU相关的外围设备停止工作,但是不掉电，系统切换到32K时钟。可以由低功耗定时器(LPTIM)，RTC，BLE MAC(LCPU Only)，Mailbox(其他CPU)，或者特定的唤醒pin来唤醒。唤醒时间30us-100us。唤醒之后继续在WFI之后的指令运行。

PM_SLEEP_MODE_DEEP: 和PM_SLEEP_MODE_LIGHT一样，但是系统的供电切换到RET_LDO，唤醒时间增加到100us-1ms。唤醒之后继续在WFI之后的指令运行。
PM_SLEEP_MODE_STANDBY: CPU进入待机(standby)模式，系统中高速时钟关闭，CPU相关的外围设备掉电，RAM除了系统配置的部分，都停止供电，PIN的状态保持，系统的供电切换到RET_LDO。可以由低功耗定时器，RTC，BLE MAC(LCPU Only)，Mailbox(其他CPU)，或者特定的唤醒pin来唤醒。唤醒时间1ms-2ms。唤醒之后，系统会重新启动，根据AON寄存器中的低功耗模式指示，软件判断系统从standby模式启动，以便与冷启动区别。

各种低功耗模式的电流见表4‑1。若存在 PSRAM，HCPU 会将掉电 RAM 需保留的数据备份到 PSRAM，唤醒后再恢复；无 PSRAM 则备份到 64KB Retention RAM。下文如无特别说明，“进入睡眠”指进入 IDLE 之外的低功耗模式，“唤醒”指退出 IDLE 之外的低功耗模式。

表4‑1：低功耗模式

低功耗模式	CPU 状态	外设状态	SRAM	唤醒源	唤醒时间
PM_SLEEP_MODE_IDLE	stop	run	可访问	任意中断	<1µs
PM_SLEEP_MODE_DEEP	stop	stop	LPSYS：不可访问，全保留 HPSYS：不可访问，全保留	RTC, 唤醒PIN, IO(PA), LPTIM1, LPSYS, MAILBOX2	~ 250us
PM_SLEEP_MODE_STANDBY	reset	reset	LPSYS：不可访问，全保留 HPSYS：不可访问，只保留 64KB	RTC, 唤醒PIN, LPTIM1, LPSYS, MAILBOX2	~ 1.5ms

4.2 关机模式

除了每个子系统提供上述四种低功耗模式，芯片还提供两个系统级关机模式

Hibernate：所有子系统掉电，系统切到 32K 晶体，可被 PIN 和 RTC 唤醒（RTC 唤醒时间准确）。接口：HAL_PMU_EnterHibernate。
Shutdown：所有子系统掉电，系统切到 RC10K，可被 PIN 和 RTC 唤醒（RTC 唤醒时间不准确）。接口：HAL_PMU_EnterShutdown。

表4‑2：关机模式

低功耗模式	CPU 状态	外设状态	SRAM	IO	唤醒源	唤醒时间
Hibernate	reset	reset	数据不保留	高阻	RTC 和 PIN	>2ms
Shutdown	reset	reset	数据不保留	高阻	RTC 和 PIN	>2ms

注：电流数据仅供参考，实际数值会因外设使能和 IO 设置不同而变化。stop 表示停止工作，退出低功耗后无需重新配置即可继续；reset 表示退出后已被复位（CPU 从 ROM 开始，外设需重新配置）。

不满足睡眠但仍需降低功耗，可参考 WFI 自动降频与场景化动态调频。

4.3 WFI 自动降频

当进入 IDLE 线程但不满足睡眠条件时，可通过降低 HCPU 频率来降低 WFI 期间电流。允许降频的前提：所有高速外设不在工作。高速外设包括：

EPIC
EZIP
LCDC
USB
SD

说明：EPIC/EZIP 的在忙判定集成在 SDK 自带的 LVGL 实现中；如未使用该实现，需在外设开始/结束工作时分别调用 rt_pm_hw_device_start/rt_pm_hw_device_stop 指示忙闲，避免在忙时降频执行 WFI。LCDC/USB/SD 的忙闲判定集成在 RT-Thread 的 LCD Device 驱动中。

4.4 场景化动态调频

对于无需高性能的场景，大核可降频降压以降低工作功耗（例如灭屏后仅运行抬腕算法可降至 48MHz）。虽然频率降低使执行时间变长，但总能耗（电流 × 时间）可能更低。可在不同场景下实测选择最优模式。

使用 rt_pm_run_enter 配置当前运行模式，HCPU 支持以下四种模式（应用启动默认 PM_RUN_MODE_HIGH_SPEED）；向高速模式切换立即生效，向低速模式切换会延迟到 IDLE 线程执行时完成：

模式	系统时钟（MHz）
PM_RUN_MODE_HIGH_SPEED	240
PM_RUN_MODE_NORMAL_SPEED	144
PM_RUN_MODE_MEDIUM_SPEED	48
PM_RUN_MODE_LOW_SPEED	24

SDK 还提供 pm_scenario_start/pm_scenario_stop 便于按场景切换。目前支持 UI 与 Audio：

其中任一开启 → 使用 HIGH_SPEED；
UI 与 Audio 均未开启 → 使用 MEDIUM_SPEED。

4.5 低功耗流程

方案中，只有在熄屏之后，HPSYS 才能进入睡眠模式；亮屏状态下，当 HCPU 不工作时，HPSYS 只能进入 IDLE 模式。只有当 HPSYS 进入睡眠后，LPSYS 才能进入睡眠；若 HPSYS 未睡，即使 LCPU 空闲，LPSYS 也只能进入 IDLE（52 系列例外，HCPU 与 LCPU 可独立休眠）。在 HPSYS 已睡眠的情况下，LPSYS 可自由进出睡眠，不必唤醒 HPSYS。

4.5.1 熄屏

锁屏时间可在设置界面选择。当屏幕无操作超过锁屏时间后屏幕熄灭，在 IDLE 线程中检查睡眠条件，若满足，则 HPSYS 进入睡眠，LPSYS 随之也可进入睡眠。

../_images/low_power13.png — 图 4.1 熄屏流程

4.5.2 HPSYS 唤醒

HPSYS 可以由以下几种方式唤醒：低功耗定时器(LPTIM)、RTC、BLE MAC(仅LCPU)、Mailbox(来自其他CPU)或者特定的唤醒引脚。例如，当我们使能按键引脚的唤醒功能后，按下按键时HPSYS就会被唤醒。

以按键唤醒亮屏为例，流程如图 4.2；亮屏后进入新一轮熄屏判断流程。来自手机 APP 的 setting 事件触发的唤醒流程如图 4.3，处理完 Setting 请求回到 IDLE 线程可立即进入睡眠。

../_images/low_power14.png — 图 4.2 按键亮屏熄屏流程

../_images/low_power25.png — 图 4.3 收到手机 Setting 事件的唤醒流程

关于待机下的现场保留：

HCPU：在待机前会将需保留的数据/上下文备份至 PSRAM；唤醒后从 PSRAM 恢复运行现场（无 PSRAM 时仅依赖 HPSYS 的 Retention 区域）。
LCPU：保持所有 RAM 供电，将 CPU 寄存器上下文保存在 RAM 中；唤醒后直接从 RAM 恢复现场。

4.5.3 LPSYS 唤醒

LPSYS 可被以下事件唤醒：

按键
HPSYS 醒来
Sensor 数据采集定时器超时
BLE 周期性定时器超时

4.5.3 跨电源域外设共享与睡眠约束

SiFli 的 HCPU 与 LCPU 分属不同电源域，分别控制各自电源域内的外设。为支持资源共享：

当 LCPU 处于 IDLE/ACTIVE（未进入睡眠）时，HCPU 可以使用 LCPU 电源域内的外设；但必须避免两核同时使用同一外设，否则在并行运行时会发生硬件资源冲突。
常见场景是 HCPU 使用 LCPU 外设。此时只要 HCPU 需要该外设，LCPU 就必须保持唤醒（不可进入睡眠），否则访问将失败。
若 LCPU 进入待机模式，其相关外设会掉电，进而约束 HCPU 的最低功耗模式：HCPU 也需进入待机路径。唤醒顺序上，需要先唤醒 LCPU 并重新初始化相关外设（包括 LCPU 外设），随后 HCPU 才能正常使用这些资源。

4.6 日志解读

HCPU 和 LCPU 会通过 console 输出日志。按 2.1 节的方法打开低功耗调试开关后，可以在日志中搜索下列关键字分析流程。

表4‑3：日志关键字解析

日志	含义
gui_suspend	熄屏
gui_resume	亮屏
[pm]S: mode,gtime	进入睡眠；mode=2 表示 LIGHT，4 表示 STANDBY；gtime 单位 32768Hz
[pm]W: gtime	退出睡眠；gtime 单位 32768Hz
[pm]WSR:0xXXX	唤醒原因（按寄存器位含义解析）

gtime 在 HCPU 与 LCPU 侧同步，例如：在 2136602 时刻进入睡眠、2142330 时刻唤醒，则睡眠时长为 sleep_time=(2142330-2136602)/32768=175ms；若 WSR=0x200，表示由 LPSYS 触发的 mailbox 中断唤醒。WSR 每个比特含义参见芯片手册。

../_images/low_power15.png — 图 4.4 低功耗日志示例

HPSYS 的 WSR 含义

比特域	含义
[0]	RTC 唤醒
[1]	LPTIM1 唤醒
[2]	PIN0 唤醒
[3]	PIN1 唤醒
[4]	PIN2 唤醒
[5]	PIN3 唤醒
[8]	LPSYS 手动唤醒 HPSYS
[9]	LPSYS 使用 Mailbox 唤醒 HPSYS

LPSYS 的 WSR 含义

比特域	含义
[0]	RTC 唤醒
[1]	LPTIM2 唤醒
[2]	LPCOMP1 唤醒
[3]	LPCOMP2 唤醒
[4]	BLE 唤醒
[5]	PIN0 唤醒
[6]	PIN1 唤醒
[7]	PIN2 唤醒
[8]	PIN3 唤醒
[9]	PIN4 唤醒
[10]	PIN5 唤醒
[11]	HPSYS 手动唤醒 LPSYS
[12]	HPSYS 使用 Mailbox 唤醒 LPSYS

4.7 常见问题分析

由于进入睡眠模式后 SWD 无法连接，必须使用 UART 作为 console 端口抓取日志分析问题。

4.7.1 是否进入睡眠模式

若满足以下任一条件，很可能 HPSYS 已进入睡眠：

SWD 无法连接
HCPU 的 console 无应答
HCPU 日志出现 “S: mode, gtime”

若满足以下任一条件，很可能 LPSYS 已进入睡眠：

LCPU 的 console 无应答
LCPU 日志出现 “S: mode, gtime”

需确认 LCPU 已打开 Command shell 中的 finsh shell 选项。

也可通过测量芯片电源管脚电压判断当前低功耗模式：

HPSYS 处于 active/sleep/deepsleep：LDO1_VOUT≈1.1V；HPSYS 处于 standby：LDO1_VOUT 逐渐下降至 0V。
LPSYS 处于 active/sleep/deepsleep：LDO2_VOUT 或 BUCK2_VOUT≈0.9V；LPSYS 处于 standby：相应电压逐渐下降至 0V。
进入 hibernate：LDO1_VOUT/LDO2_VOUT/BUCK2_VOUT/VDD_RET 均下降至 0V。

55 系列低功耗模式下的电源管脚电压示意见图 4.5（来源：SF32LB55x 用户手册 4.2.9）。

../_images/low_power16.png — 图 4.5 低功耗模式下的电源管脚电压

4.7.2 为什么没有进入睡眠模式

进入睡眠判定条件

对应用程序而言，睡眠/工作模式的切换由最低优先级的 IDLE 线程透明控制：当所有高优先级线程无任务时，IDLE 得到调度并检查是否满足以下全部条件，方可进入睡眠：

没有禁止睡眠模式（不存在未释放的 rt_pm_request(PM_SLEEP_MODE_IDLE)）
最近一个将要超时的操作系统定时器时间 > 门限（默认 100ms）
不满足唤醒条件（例如已使能的唤醒源当前未被激活）
发送给小核的数据已被读走（IPC 队列无未消费数据）

睡眠前的定时唤醒配置

进入睡眠前，会依据“最近一个定时器”的超时值配置 LPTIM，使其在该时刻产生中断唤醒大核。例如：最近一个定时器 200ms 后超时，则将 LPTIM 配置为 200ms 后中断，从而保证睡眠期间仍能准时触发 OS 定时器回调。

禁止/释放睡眠接口

应用可在关键区内显式抑制睡眠，驱动框架在外设工作期间也会自动抑制，以避免中断模式下误睡：

// 禁止进入睡眠，直到 release
rt_pm_request(PM_SLEEP_MODE_IDLE);
// ... 关键区/外设操作 ...
rt_pm_release(PM_SLEEP_MODE_IDLE);

定时门限与策略

用户可以参考电源管理中的 configuration`, 对工程打开低功耗的支持，使用不同的低功耗策略，可以进入不同的低功耗模式。系统目前默认的策咯是：

默认策略示例：

static const pm_policy_t default_pm_policy[] =
{
    {15, PM_SLEEP_MODE_LIGHT},                  // 空闲超过 15ms，进入浅睡
#ifdef PM_STANDBY_ENABLE
    {10000, PM_SLEEP_MODE_STANDBY},             // 空闲超过 10s，进入待机
#endif /* PM_STANDBY_ENABLE */
};

常见原因检查（HCPU/LCPU 类似）：

打开 PM 模块并确认宏定义：

#define RT_USING_PM 1
#define BSP_USING_PM 1          // 开启低功耗模式
#define PM_STANDBY_ENABLE 1     // 进入 standby 低功耗
#define BSP_PM_DEBUG 1          // 打开低功耗调试日志

确认 CPU 已空闲并进入 idle 线程：

通过 finsh 命令 list_thread 查看线程状态；除 tshell、tidle 为 ready 外，其他应为 suspend，否则 IDLE 线程无法运行。

../_images/low_power17.png — 图 4.6 list_thread 命令返回的信息

确认未禁止进入睡眠：

在 console 执行 pm_dump；若 “Idle Mode 的 Counter”>0，说明有模块 rt_pm_request(PM_SLEEP_MODE_IDLE) 禁止了睡眠，需对应 rt_pm_release(PM_SLEEP_MODE_IDLE) 解除。

../_images/low_power18.png — 图 4.7 pm_dump 命令返回的信息

确认 OS 定时器超时时间大于睡眠门限：在 console 中发送命令list_timer，显示操作系统的所有已创建的定时器，将 flag 为 activated 定时器的 timeout 值与睡眠门限作比较，若小于睡眠门限，则表示因为该定时器导致无法进入睡眠。操作系统定时器timeout 的单位为 ms。

../_images/low_power19.png — 图 4.8 pm_dump 命令返回的信息

见如下配置,HPSYS 的睡眠门限默认为100ms，LPSYS 的睡眠门限为 10ms

RT_WEAK const pm_policy_t pm_policy[] =
{
#ifdef PM_STANDBY_ENABLE
#ifdef SOC_BF0_HCPU
    {100, PM_SLEEP_MODE_STANDBY}, //Hcpu 当100ms之内没有定时器唤醒,就进入standby休眠
#else
    {10, PM_SLEEP_MODE_STANDBY}, //Lcpu 当10ms之内没有定时器唤醒,就进入standby休眠
#endif /* SOC_BF0_HCPU */
#elif defined(PM_DEEP_ENABLE)
#ifdef SOC_BF0_HCPU
    {100, PM_SLEEP_MODE_DEEP}, //Hcpu 当100ms之内没有定时器唤醒,就进入Deep休眠
#else
    {10, PM_SLEEP_MODE_DEEP}, //Lcpu 当10ms之内没有定时器唤醒,就进入Deep休眠
#endif /* SOC_BF0_HCPU */
#else
#ifdef SOC_BF0_HCPU
    {100, PM_SLEEP_MODE_LIGHT},
#else

若 HCPU 代码中存在 90ms 周期延时，将导致永不睡眠：

while (1)
{
    rt_thread_delay(90); // 90ms delay
}

注意延时函数区别：

HAL 层（延时期间不会切换线程）：

HAL_Delay(10);     // 10ms
HAL_Delay_us(10);  // 10us

RTT 接口（会切到其他线程，可能触发 idle→休眠）：

rt_thread_delay(100); // 100ms

确认不存在未处理的唤醒源：

通过命令读取寄存器核对 WER/WSR：

55 系列WSR地址：

regop unlock 0000
regop read 4007001c 1   # LPSYS WSR
regop read 4003001c 1   # HPSYS WSR

也可用 Jlink/SifliUsartServer 读取寄存器或通过日志打印：

rt_kprintf("wsr:0x%x,wer:0x%x,\n", hwp_hpsys_aon->WSR, hwp_hpsys_aon->WER); // hcpu
rt_kprintf("wsr:0x%x,wer:0x%x,\n", hwp_lpsys_aon->WSR, hwp_lpsys_aon->WER); // lcpu

常见问题：唤醒 pin 电平配置不当（例如低电平唤醒但电平一直为低）。

确认发给另一核的数据已被读走：

可通过 Ozone 连接、dump 内存用 trace32 查看，或日志打印 ipc_ctx 队列的 read_idx_mirror/write_idx_mirror；不相等表示有未取走数据，会阻断睡眠。

../_images/low_power20.png — 图 4.9 非空环形缓冲的情形

../_images/low_power21.png — 图 4.10 空环形缓冲的情形

示例打印激活队列索引：

for (i = 0; i < IPC_LOGICAL_QUEUE_NUM; i++)
{
    if (ipc_ctx.queues[i].active == true)
    {
        if (ipc_ctx.queues[i].rx_ring_buffer && ipc_ctx.queues[i].tx_ring_buffer)
        {
            LOG_I("ipc_ctx.queues[%d].tx read_idx_mirror=0x%x, write_idx_mirror=0x%x\n",
                  i,
                  ipc_ctx.queues[i].tx_ring_buffer->read_idx_mirror,
                  ipc_ctx.queues[i].tx_ring_buffer->write_idx_mirror);
        }
    }
}

../_images/low_power22.png — 图 4.11 LCPU 未开启 data service 导致通道缺失示例

5 功耗优化方法

5.1 待机漏电分析

当 HPSYS 与 LPSYS 均已进入睡眠，整机功耗优化重点：

屏、传感器、充电 IC 等可拆器件先拆，测最小系统电流；
软件 IO 电平配置不当导致电压差/浮空漏电；
芯片内部 PSRAM/Flash 与外部 NAND/Flash/eMMC 未进入休眠。

若硬件可分路测电流，可定位是 VSYS/ VLDO2/ VLDO3/ VDD_SIP/ VDDIOA 哪路漏电以收敛范围。

5.1.1 外设漏电

常见原因：

板级器件未断电；
板级器件已掉电，但芯片管脚设置不当导致由芯片管脚向板级器件倒灌。

针对 2)，应避免：连接掉电器件的芯片管脚输出高或使能上拉。常用外设在工作/睡眠下的推荐配置如下（外部电路不掉电时无需改变管脚，外部电路掉电时需切换为低功耗配置）。

表 5‑1：管脚推荐设置

外设	管脚	方向	工作状态	睡眠（外部电路不掉电）	睡眠（外部电路掉电）
PSRAM	PSRAM_CLK	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输出低
PSRAM	PSRAM_CLKB	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输出低
PSRAM	PSRAM_CS	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输出低
PSRAM	PSRAM_DM0	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输出低
PSRAM	PSRAM_DM1	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输出低
PSRAM	PSRAM_DQS0	I/O	数字输入下拉	数字输入下拉	数字输入下拉
PSRAM	PSRAM_DQS1	I/O	数字输入下拉	数字输入下拉	数字输入下拉
PSRAM	PSRAM_DQx	I/O	数字输入下拉	数字输入下拉	数字输入下拉
QSPI	QSPIx_CLK	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输出低
QSPI	QSPIx_CS	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输出低
QSPI	QSPIx_DIO0	I/O	数字输入下拉	数字输入下拉	数字输入下拉
QSPI	QSPIx_DIO1	I/O	数字输入下拉	数字输入下拉	数字输入下拉
QSPI	QSPIx_DIO2	I/O	数字输入上拉	数字输入上拉	数字输入下拉
QSPI	QSPIx_DIO3	I/O	数字输入上拉	数字输入上拉	数字输入下拉
QSPI	QSPIx_DIO4	I/O	数字输入下拉	数字输入下拉	数字输入下拉
QSPI	QSPIx_DIO5	I/O	数字输入下拉	数字输入下拉	数字输入下拉
QSPI	QSPIx_DIO6	I/O	数字输入上拉	数字输入上拉	数字输入下拉
QSPI	QSPIx_DIO7	I/O	数字输入上拉	数字输入上拉	数字输入下拉
USART	USARTx_RXD	I	数字输入上拉	数字输入上拉	数字输入下拉
USART	USARTx_TXD	O	数字输出	数字输出	数字输出
USART	USARTx_CTS	I	数字输入上拉	数字输入上拉	数字输入下拉
USART	USARTx_RTS	O	数字输出	数字输出	数字输出
I2C	I2Cx_SCL	I/O	数字输入	数字输入	数字输入下拉
I2C	I2Cx_SDA	I/O	数字输入	数字输入	数字输入下拉
SPI M	SPIx_CLK	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输出低
SPI M	SPIx_CS	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输出低
SPI M	SPIx_DI	I	数字输入下拉	数字输入下拉	数字输入下拉
SPI M	SPIx_DO	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输出低
SPI M	SPIx_DIO	I/O	数字输入下拉	数字输入下拉	数字输入下拉
LCDC SPI	LCDCx_SPI_CS	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输入下拉
LCDC SPI	LCDCx_SPI_CLK	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输入下拉
LCDC SPI	LCDCx_SPI_DIO0	I/O	数字输入下拉	数字输入下拉	GPIO 模式输入下拉
LCDC SPI	LCDCx_SPI_DIO1	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输入下拉
LCDC SPI	LCDCx_SPI_DIO2	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输入下拉
LCDC SPI	LCDCx_SPI_DIO3	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输入下拉
LCDC SPI	LCDCx_SPI_RSTB	O	数字输出	数字输出	GPIO 输出低
LCDC SPI	LCDCx_SPI_TE	I	数字输入	数字输入	GPIO 模式输入下拉
SDIO	SD_CLK	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输出低
SDIO	SD_CMD	I/O	数字输入上拉	数字输入上拉	数字输入下拉
SDIO	SD_DIOx	I/O	数字输入上拉	数字输入上拉	数字输入下拉
I2S	I2S1_BCK	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输出低
I2S	I2S1_LRCK	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输出低
I2S	I2S1_SDI	I	数字输入下拉	数字输入下拉	数字输入下拉
I2S	I2S2_BCK	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输出低
I2S	I2S2_LRCK	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输出低
I2S	I2S2_SDI	I	数字输入下拉	数字输入下拉	数字输入下拉
I2S	I2S2_SDO	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输出低
PDM	PDM_CLK	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输出低
PDM	PDM_DATA	I	数字输入下拉	数字输入下拉	数字输入下拉
GPTIM 出	GPTIMx_CHx	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输出低
GPTIM 入	GPTIMx_CHx	I	数字输入下拉	数字输入下拉	数字输入下拉
GPTIM	GPTIMx_ETR	I	数字输入下拉	数字输入下拉	数字输入下拉
GPIO In	GPIO	I	数字输入	数字输入	GPIO 输出低或数字输入下拉
GPIO Out	GPIO	O	数字输出	数字输出	GPIO 模式输出低

5.1.2 芯片 IO 内部漏电

常见模型（详见 FAQ 8.7/8.8）：

输入管脚悬空（对端设备断电等同悬空）导致不确定电平；
IO 输出电平与内/外部上下拉不匹配。

下图为管脚内部结构（示意功能：DS/OE/O/IE/PE/PS 等）。

../_images/low_power23.png — 图 5.1 管脚内部结构图

注意：55 系列 USB 的 PA01 口内部默认 18K 下拉，输出高或外接高电平时会产生漏电；处理参考 FAQ “55 系列 MCU 复用 USB 的 PA01/PA03 漏电风险”。

5.1.3 芯片内外部存储芯片漏电

PSRAM 进出 Half_sleep 示例：

void BSP_Power_Up(bool is_deep_sleep)
{
#ifdef SOC_BF0_HCPU
    if (!is_deep_sleep)
    {
#if defined(BSP_USING_PSRAM1)
        rt_psram_exit_low_power("psram1"); // 退出 half_sleep
#endif
    }
    // ...
}

void BSP_IO_Power_Down(int coreid, bool is_deep_sleep)
{
#ifdef SOC_BF0_HCPU
    if (coreid == CORE_ID_HCPU)
    {
#if defined(BSP_USING_PSRAM1)
        rt_psram_enter_low_power("psram1");  // 进入 half_sleep
#endif
    }
#else
    // ...
#endif
}

Flash 掉电与 Deep Sleep 示例：

HAL_RAM_RET_CODE_SECT(BSP_PowerDownCustom, void BSP_PowerDownCustom(int coreid, bool is_deep_sleep))
{
#ifdef SOC_BF0_HCPU
#ifdef BSP_USING_NOR_FLASH2
    HAL_PMU_ConfigPeriLdo(PMU_PERI_LDO2_3V3, false, true); // 关闭 nor flash 供电

    HAL_PIN_Set(PAD_PA16, GPIO_A16, PIN_PULLDOWN, 1); // 断电后将 IO 改为下拉
    HAL_PIN_Set(PAD_PA12, GPIO_A12, PIN_PULLDOWN, 1);
    HAL_PIN_Set(PAD_PA15, GPIO_A15, PIN_PULLDOWN, 1);
    HAL_PIN_Set(PAD_PA13, GPIO_A13, PIN_PULLDOWN, 1);
    HAL_PIN_Set(PAD_PA14, GPIO_A14, PIN_PULLDOWN, 1);
    HAL_PIN_Set(PAD_PA17, GPIO_A17, PIN_PULLDOWN, 1);

    HAL_PIN_Set(PAD_PA35, GPIO_A35, PIN_PULLDOWN, 1);
    HAL_PIN_Set(PAD_PA36, GPIO_A36, PIN_PULLDOWN, 1);
#elif defined(BSP_USING_NOR_FLASH1)
    FLASH_HandleTypeDef *flash_handle;
    flash_handle = (FLASH_HandleTypeDef *)rt_flash_get_handle_by_addr(MPI1_MEM_BASE);
    HAL_FLASH_DEEP_PWRDOWN(flash_handle); // nor flash 进入 deep sleep；IO 状态无需修改
    HAL_Delay_us(3);
#endif /* BSP_USING_NOR_FLASH2 */
#else
    { ; }
#endif
}

HAL_RAM_RET_CODE_SECT(BSP_PowerUpCustom, void BSP_PowerUpCustom(bool is_deep_sleep))
{
#ifdef SOC_BF0_HCPU
    if (!is_deep_sleep)
    {
#ifdef BSP_USING_NOR_FLASH2
        HAL_PIN_Set(PAD_PA16, MPI2_CLK,  PIN_NOPULL,   1); // 先恢复 IO 到工作态再上电
        HAL_PIN_Set(PAD_PA12, MPI2_CS,   PIN_NOPULL,   1);
        HAL_PIN_Set(PAD_PA15, MPI2_DIO0, PIN_PULLDOWN, 1);
        HAL_PIN_Set(PAD_PA13, MPI2_DIO1, PIN_PULLDOWN, 1);
        HAL_PIN_Set(PAD_PA14, MPI2_DIO2, PIN_PULLUP,   1);
        HAL_PIN_Set(PAD_PA17, MPI2_DIO3, PIN_PULLUP,   1);

        HAL_PIN_Set(PAD_PA35, GPIO_A35, PIN_PULLUP, 1);
        HAL_PIN_Set(PAD_PA36, GPIO_A36, PIN_PULLUP, 1);

        HAL_PMU_ConfigPeriLdo(PMU_PERI_LDO2_3V3, true, true); // 打开 nor flash 供电
        BSP_Flash_hw2_init(); // 断电后需重新初始化 nor flash
#elif defined(BSP_USING_NOR_FLASH1)
        FLASH_HandleTypeDef *flash_handle;
        flash_handle = (FLASH_HandleTypeDef *)rt_flash_get_handle_by_addr(MPI1_MEM_BASE);
        HAL_FLASH_RELEASE_DPD(flash_handle); // 退出 deep sleep
        HAL_Delay_us(20); // 具体延时参见芯片手册 tRES1
#endif
    }
    else if (PM_STANDBY_BOOT == SystemPowerOnModeGet())
    {
    }
#elif defined(SOC_BF0_LCPU)
    { ; }
#endif
}

注意：XIP 运行在 nor flash 的情况下，操作 nor flash 休眠/唤醒的代码需放 RAM（HAL_RAM_RET_CODE_SECT）。

5.2 代码实现

管脚配置代码位于开发板的 pinmux.c 与 drv_io.c。需依据 IO 定义与硬件实现 BSP_PIN_Init、BSP_Power_Up、BSP_IO_Power_Down 等接口。

5.2.1 工作状态管脚设置

BSP_PIN_Init 在冷启动与 STANDBY 唤醒后都会执行一次，可在其中设定工作态的功能/输入输出模式。例如将 PB46 配为 USART3_RX，数字输入上拉：

HAL_PIN_Set(PAD_PB46, USART3_RXD, PIN_PULLUP, 0);

对于输出 IO，若仅配置为 PIN_NOPULL 且未设置 GPIO 输出，将导致“默认输入态”而悬空漏电。需设置输出电平，例如：

HAL_PIN_Set(PAD_PA35, GPIO_A35, PIN_NOPULL, 1);
// 随后请配置为明确高/低电平输出，或在需要时 HAL_GPIO_DeInit 恢复输入态

5.2.2 睡眠状态管脚设置

在 drv_io.c中可实现以下虚函数，用于进出睡眠时动态切换管脚设置：

表 5‑2：睡眠状态的管脚设置 API

函数名	说明
BSP_IO_Power_Down	进入睡眠前执行
BSP_Power_Up	唤醒后执行（STANDBY 唤醒在 `BSP_PIN_Init` 后）
BSP_TP_PowerDown	熄屏后执行
BSP_TP_PowerUp	亮屏前执行
BSP_LCD_PowerDown	熄屏后执行
BSP_LCD_PowerUp	亮屏前执行

如果板级器件的掉电和上电控制都伴随睡眠进行，可以在 BSP_IO_Power_Down 中将板级器件断电并修改相应的管脚设置，反向操作则在 BSP_Power_Up 中完成。但这种方法的缺点是控制不够精细，比如熄屏后，可能过一段时间 HPSYS 才会进入睡眠，在此之前如果仍旧给 LCD 供电的话就会增加耗电，或者当 HPSYS 被唤醒执行一段时间任务但又不需要亮屏时，如果在 BSP_Power_Up 中就打开屏幕的供电，也会增加耗电。为此，用户可以在 BSP_IO_Power_Down 和 BSP_Power_Up 中实现更复杂的控制逻辑。以屏幕与触控为例，将屏幕与触控的掉电处理放在 BSP_TP_PowerDown 和 BSP_LCD_PowerDown 中，这样一旦熄屏后屏幕与触控芯片即可马上断电，而在 BSP_Power_Up 里需要再次调用 BSP_TP_PowerDown 和 BSP_LCD_PowerDown，这样即使 HPSYS 被唤醒，也可以将管脚的设置恢复到掉电状态，如果满足了亮屏条件，系统会在亮屏前调用 BSP_TP_PowerUp 和 BSP_LCD_PowerUp 恢复屏幕与触控的供电与工作状态下的管脚设置。

调用顺序与 coreid 说明：

void BSP_IO_Power_Down(int coreid, bool is_deep_sleep) 会在 HCPU 进入睡眠前被调用两次：
- 第一次 coreid=CORE_ID_LCPU：在撤销 LCPU 唤醒请求之前执行，用于关闭“由 HCPU 使用的 LCPU 外设相关管脚”。撤销后 LCPU 可能进入低功耗，HCPU 将无法再访问 LCPU 电源域寄存器。
- 第二次 coreid=CORE_ID_HCPU：在 HCPU 真正入睡前执行，用于关闭 HCPU 自身使用的其他管脚。
在 LCPU 工程中，该函数在 LCPU 入睡前调用一次，用于关闭 LCPU 使用的管脚。
不同外设的低功耗管脚配置不同。一般应关闭上/下拉以避免回路漏电；管脚输出高低取决于板级设计（是否与外设上电状态匹配）。

5.3 休眠流程

• HCPU 休眠唤醒（简化流程）： rt_thread_idle_entry → rt_system_power_manager → _pm_enter_sleep → pm->ops->sleep(pm, mode) → sifli_sleep → 日志 [pm]S:4,11620140 → 设备 RT_DEVICE_CTRL_SUSPEND → sifli_standby_handler → BSP_IO_Power_Down → WFI 进入 standby → 定时器/IO 唤醒 → SystemPowerOnModeInit → HAL_Init → BSP_IO_Init → restore_context（PC 回到 sifli_standby_handler 之后）→ BSP_Power_Up → RT_DEVICE_CTRL_RESUME → 日志 [pm]W:11620520、[pm]WSR:0x80。

• LCPU 休眠唤醒与 HCPU 类似，差异点：sifli_standby_handler → sifli_standby_handler_core → BSP_IO_Power_Down → soc_power_down → WFI → SystemPowerOnModeInit → SystemPowerOnInitLCPU → HAL_Init → BSP_IO_Init → restore_context → soc_power_up → BSP_Power_Up → RT_DEVICE_CTRL_RESUME → 日志同上。

5.4 Hibernate 关机漏电分析

5.4.1 Hibernate 关机流程

进入 Hibernate：调用 HAL_PMU_EnterHibernate()。休眠前需配置好 Hibernate 下 PMU 的唤醒 PIN 与电平。

Hibernate 唤醒：按下唤醒 PIN 后唤醒。可用 PM_HIBERNATE_BOOT == SystemPowerOnModeGet() 判断是否为 hibernate boot，并结合按键时间判断是否开机。

5.4.2 Hibernate 关机配置

进入 Hibernate 前：

调用 HAL_PMU_EnterHibernate()；
配置 PMU 唤醒 PIN 与电平，确保可被唤醒；

55 系列：Hibernate 下唤醒 PIN 均为浮空输入，为防止浮空漏电需外部上下拉；

注意：

55 系列 MCU：每个唤醒 pin 可单独使能，仅需 HAL_PMU_EnablePinWakeup 即可；

Hibernate 唤醒判断：

if (PM_HIBERNATE_BOOT == SystemPowerOnModeGet())
{
    // 根据按键持续时间等决定是否开机
}