【经验】Silicon Labs多协议无线SoC EFR32 EM4模式配置及应用
SILICON LABS EFR32无线SoC包含多协议EFR32MG系列、蓝牙系列EFR32BG 和私有协议系列EFR32FG，内核均为Silicon Labs的cortex M4，外设等也基本沿用EFM32单片机。EFR32的低功耗模式共分为5种，分别是EM0~EM4，其中EM4又分为EM4H和EM4S。本文将实现可被引脚唤醒的EM4休眠状态。
首先看下各个睡眠模式：
EM0：全速运行模式；
EM1：外设活动、CPU睡眠模式；
EM2: 深度睡眠1，但是sleep timer仍然可以运行，可以理解为所有用到高速时钟的外设都停止了；
EM3：深度睡眠模式2，此时，HFXO HFRCO LFXO LFRCO均停止工作，所有相关的外设停止；
EM4H：深度睡眠模式3，此时还可以有一个utral low power LFRCO作为定时器工作。
EM4S：关断模式模式，电流消耗低至40nA。所有跟时钟相关的都停止了。但是仍然可以使用部分GPIO唤醒。
EM4是功耗最低的休眠模式，一旦唤醒将执行复位操作。但是在EM4H状态下，还能够在RTCC中保存128字节的ram，在Zigbee协议栈中，就应用了这一特性，将Zigbee的几个关键的参数保存起来，用于复位后再唤醒的网络恢复。但是EM4S状态是关断状态，通过引脚唤醒后将直接执行复位，而无法保存任何的ram信息。
虽然EM4状态会使MCU复位，但是GPIO的状态仍然是可以选择的性的保持、栓锁或复位的。分别来说：
1、GPIO状态保持，指的是进入EM4后，GPIO引脚状态不变，直到EM4唤醒后恢复到初始状态。
2、GPIO状态栓所，指的是进入EM4后，引脚状态不变，EM4唤醒后，引脚状态仍然保持，直到MCU主动去解除锁定。
3、GPIO状态复位，指一旦进入EM4,GPIO引脚就自动复位。这时候要注意那些通过GPIO引脚来唤醒的操作，有可能会被立即唤醒。
接下来实现一个关断模式，EM4S，的操作方法，首先需要包含em_emu.c和em_emu.h文件。做一下初始化，以QFN48封装的芯片为例，共有六个引脚可用于唤醒EM4状态，分别是：
PF2
PF7
PD14
PA3
PB13
PC10
本例以PF7低电平沿唤醒，查询数据手册的pin Definitions中的Alternate function overview部分，可知，PF7是中断源1，即EM4WU1.
需要初始化为上拉输入：
GPIO_PinModeSet(gpioPortF,7,gpioModeInputPullFilter,1);
然后配置EM4中断唤醒：
参数1表示EM4WU1,详情可以参考EFR32的Reference Manuel，参数2选择低电平触发。
GPIO_EM4EnablePinWakeup((1<<17), 0<<17);
对EM4的状态进行初始化：
EMU_EM4Init_TypeDef em4Init=EMU_EM4INIT_DEFAULT;
默认的初始化结构体为：
{
false, /* Retain LFXO configuration upon EM4 entry */
false, /* Retain LFRCO configuration upon EM4 entry */
false, /* Retain ULFRCO configuration upon EM4 entry */
emuEM4Shutoff, /* Use EM4 shutoff state */
emuPinRetentionDisable, /* Do not retain pins in EM4 */
}
我们需要拷贝过来，或者在后面修改一下，emuPinRetentionDisable应当修改为emuPinRetentionEm4Exit，防止出现一旦进入EM4则引脚状态复位导致唤醒。然后进行初始化生效：
EMU_EM4Init(&em4Init);
一切配置妥当后，如需进入EM4关断模式，调用函数：
EMU_EnterEM4();即可进入EM4S。
需要注意的是，进入EM4的设备是无法直接烧录程序的。如需重新烧录，可以断电重启进入非EM4状态。如果还是不行，就需要对芯片进行UNLOCK DEBUG ACCESS了。
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产品型号
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品类
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Protocol Stack
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Frequency Band @ Max TX Power(GHz@dBm)
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Flash(kB)
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RAM(kB)
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GPIO(个数)
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Operating Temperature(℃)
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Storage Temperature(℃)
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Pin Count
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AVDD Supply Voltage(V)
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EFR32MG12P433F1024GL125-C
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Gecko Multi-Protocol Wireless SoC
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Bluetooth LE Zigbee Thread Proprietary, Wi-SUN
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2.4GHz @ 19dBm, Sub-GHz @ 20dBm
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1024kB
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256kB
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65
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-40℃~85℃
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-50℃~150℃
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BGA125
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1.8V~3.8V
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选型表 - SILICON LABS 立即选型
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产品型号
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品类
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Protocol Stack
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MAX TX Power (dBm)
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Flash(kB)
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RAM(kB)
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GPIO(个数)
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Secure Vault
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IADC High-Speed/High-Accuracy
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Multi Vector Processor
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Max CPU Speed(MHz)
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Operating Temperature(℃)
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Storage Temperature(℃)
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Pin Count
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AVDD Supply Voltage(V)
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EFR32MG24B310F1536IM48-B
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Wireless SoC
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Matter,Zigbee,Thread,Bluetooth 5.3
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10dBm
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1536kB
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256kB
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High
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IADC High-Speed/High-Accuracy
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Multi Vector Processor
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78.0MHz
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-40℃~125℃
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-50℃~150℃
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QFN48
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1.71V~3.8V
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产品型号
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品类
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MCU Core
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Core Frequency (MHz)
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Flash
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RAM
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Secure Vault
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Bluetooth
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Bluetooth 5
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Bluetooth Mesh
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Cryptography
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Output Power Range (dBm)
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GPIO
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I²C
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SPI
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I²S
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Receive Sensitivity
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ADC
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Comparators
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Temperature Range (ºC)
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Package Type
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Package Size(mm)
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EFR32BG24B110F1536IM48-B
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Bluetooth®Wireless SoC
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ARM Cortex-M33
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78
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1536
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256
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High
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5.3
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Bluetooth 5
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Bluetooth Mesh
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AES-128;AES-256;ECC;SHA-1;SHA-2
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-20 to 10
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28
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2
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3
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1
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-97.6DBM(1Mbit/s GFSK)
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12-bit,SAR,1Msps
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2
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-40 to 125
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6x6
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产品型号
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品类
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Integrated MCU
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MCU Core
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Flash (kB)
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RAM (kB)
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Communications
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Output Power Max (dBm)
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RX Current (mA)
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Peak RX Sensitivity
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Proprietary 2.4GHz
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Proprietary Sub-GHz
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Security
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GPIO
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DAC
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Temp Sensor
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Timers (16-bit)
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Temperature Range (℃)
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Package Type
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Package Size (mm)
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EFR32FG25A111F1152IM56-B
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Wi-SUN SoC
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Integrated MCU
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ARM Cortex-M33
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1152
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256
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2xI²C;5xSPI;5xUSART
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6.3
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-125.8(4.8kbps OQPSK@915MHz)
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×
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Proprietary Sub-GHz
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AES-128;AES-256;ECC;SHA-1;SHA-2
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VDAC
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Temp Sensor
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6
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-40 to 125
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QFN56
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7x7
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电子商城
品牌：SILICON LABS
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价格：￥8.1764
现货： 101,879
品牌：SILICON LABS
品类：Mighty Gecko Multi-Protocol Wireless SoC
价格：￥27.0929
现货： 90,767
现货市场
品牌：SILICON LABS
品类：Switch Hall Effect Magnetic Position Sensor
价格：￥2.2924
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服务
Ignion可支持多协议、宽频段的物联网天线方案设计，协议：Wi-Fi、Bluetooth、UWB、Lora、Zigbee、2G、3G、4G、5G、CBRS、GNSS、GSM、LTE-M、NB-IoT等，频段范围：400MHz~10600MHz。
最小起订量： 2500 提交需求>
可定制卫星定位天线协议：GPS、北斗、伽利略 (Galileo) 、格洛纳斯（GLONASS）卫星定位；增益：5~25dBi；驻波比：≤1.5；接口连接器：IPEX：1~5代IPE、SMA接口/公头等。
最小起订量： 1000 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
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授权代理品牌：电源及模块
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