Renesas RE01B MCU Study Notes ：Overview

这是一款基于Cortex-M0+的超低功耗MCU，但其实刚拿到文档的时候，它让我眼前一亮的并不是超低功耗这个关键词，而是它支持蓝牙5.0、具有2D加速的功能，也就是说这一块低功耗芯片片上就具有完整的无线通信协议栈，而不是像以前接触过的STMicro32那样。大胆预测一下，它应该是应用在长续航场景下的移动设备上，例如智能手环之类的。 ## Overview&CPU

拿到它的第一件事是找它的Block Design Diagram，这样可以清晰的了解整体的结构：

RE01B:Block Diagram

CPU&BUS&DEBUG

可以看到，这颗MCU的Cortex-M0+是带有MPU的，因此在运行嵌入式OS的时候相较于以往用到的Cortex-M0多了一个存储器内存访问权限设置的功能。

除此之外，经查阅资料，Cortex-M0+还将原有的取指、译码、执行三级流水线压缩到了两级（取指+预解析、解析+执行），Cortex-M0+的可配置中断数和M0相同都是32个

由于目前手上能拿到的资料只有它官方的手册，其他有些手册是日文的…在手册中也并没有具体提到这款MCU使用了哪种BUS，只提到了调试时使用的CoreSight Access Ports用的是AHB-AP和APB-AP。

AP端口

如图，其中AHB-AP被直接连接在了CPU bus matrix上面，能够访问到CPU能访问的所有地址；

APB-AP则连接到了特定的一块地址空间，叫OCD地址空间，并连接着OCD寄存器，目前不知道这是个什么。

SYSTEM

Power-Saving Functions

这款芯片的精髓之一就在于使用了很多低功耗设计，包括以下部分：

• Clock division function
• Module stop function
• Power control modes
• Low power consumption modes
• Power supply modes

第一点Clock division function其实很常见，这个在STM32系列里也有，它的含义是具有一系列独立的分频器，可以按照需要给不同的片上外设分配不同的时钟频率，以节省不必要的能量消耗。

第二点Module stop function以前没见过，根据说明文档的描述，它可以独立地关闭每一个外设(原文：Supply of the clock signal can be stopped independently for each peripheral module)，不知道是不是只是瑞萨给自家外设模块的ip里写了和时钟解耦合的内容，即外设的使能口也能控制输入外设的时钟信号有无

第三点Power control modes分了几档速度，满速最高时钟频率64MHz、正常速度时钟频率32MHz这种。最低时钟频率是Low leakage current mode 低漏电流模式，时钟频率为32.768kHz

第四点Low power consumption modes应该是大家都有的功能，第五点是根据能量消耗芯片选择适合的电源域(Power Domain)。第四点第五点后面详细介绍几种模式的调度过程。

Operating Mode调度

OPE状态图

主要由三个Operating Mode组成，分别为Normal、Boost和Low leakage current（低漏电流模式，VBB）

• Normal operating mode是在MCU复位后进入的模式，高速模式下的运行频率在32MHz，低速模式的运行频率在2MHz，除此之外还有个Subosc-speed mode，频率和RTC时钟频率一致，为32.768KHz。
• Low leakage current operating mode是当MCU运行在Subosc-speed mode且时钟频率不高于32.768KHz频率下时可以进入的一种模式，这种模式可以通过back bias voltage control(VBBC)降低漏电流，相同时钟频率下电量消耗比Normal中Subosc-speed mode更低。
• Boost operating mode全功率运行模式，时钟频率最高，同样能耗也最高。它只能从Normal mode的高速模式下切换，并且power mode要在all power supply mode (ALLPWON)。

Power supply Mode调度

在提到Power supply mode之前，手册还提到了一个叫“电源域(Power domain)”的概念，可以类比于时钟域理解，即为了方便控制各个模块的供电，将它们的电源划分区域进行控制操作。

原文：Furthermore, in this chip, the power domain is divided into four to achieve low power consumption, and it can control power supply/shutoff of each power domain.

四个PowerDomain的分配

以及根据这四个电源域进行不同分配而产生的三种供电模式：

• All power supply mode(ALLPWON)：所有电源供应都开启，对应着上面提到的Boost operating mode
• Flash-excluded power supply mode(EXFPWON):顾名思义，包含FLash闪存的电源域(ISO3)被关闭，这个时候MCU的指令代码必须在SRAM中运行
• Minimum power supply mode(MINPWON):这个模式下，ISO2和ISO3这两个电源域被关闭，只留下最基础的功能，同样由于FLASH没运行了，指令代码必须在SRAM上运行

后面详细学一下他这几个Power saving functions的实现方法，以及其他和功耗控制相关的外设。