RSIC-V_WFI和WFE

在 RISC-V 架构中，`WFE`（Wait For Event）和 `WFI`（Wait For Interrupt）是两种不同的低功耗休眠指令，主要用于暂停处理器执行以降低功耗，直到特定事件或中断触发唤醒。以下是它们的核心区别：

核心差异

1. 标准化程度

• WFI（Wait For Interrupt）
  - 功能： 
  处理器执行 `WFI` 后会进入休眠状态，**直到被任意使能的中断或异常唤醒**（包括定时器中断、外部中断等）。 
  - 设计目标： 
  主要用于降低功耗，适用于空闲等待中断的场景（如操作系统空闲循环）。 
  - 行为细节： 
  - 唤醒条件：任何未被屏蔽的中断（全局中断使能且中断源未被禁用）。 
  - 实现可能允许处理器在中断未实际触发时继续执行（取决于微架构实现）。 
  - 典型用途： 
  操作系统调度器在无任务运行时调用 `WFI` 进入低功耗模式。

 

• WFE（Wait For Event）
  - 功能： 
  处理器执行 `WFE` 后会暂停，直到特定事件（Event）发生。事件可能包括： 
  - 显式的 `SEV`（Send Event）指令（由其他核或线程触发）。 
  - 中断（可选配置，取决于实现）。 
  - 设计目标： 
  支持多核/多线程场景下的高效同步，避免忙等待（busy-wait）。 
  - 行为细节： 
  - 唤醒条件更灵活，可能不依赖中断（例如通过核间通信触发）。 
  - 某些实现可能允许事件累积（即事件发生后未立即唤醒时，后续 `WFE` 直接通过）。 
  - 典型用途： 
  多核同步场景，如自旋锁优化（锁被释放时通过 `SEV` 唤醒等待的核）。

1. 功能设计

   • WFI ：执行后处理器暂停，仅通过中断唤醒 （如定时器、外设中断）。
   • WFE ：支持事件唤醒 （如多核通信中的SEV指令），更适合多核协作场景（如自旋锁优化）。

2. 实现方式

   • 支持WFE的处理器（如青稞）需通过配置寄存器（如PFIC系统控制寄存器）将WFI切换为WFE行为。

3. 应用场景

• WFI适用于单核低功耗待机。
• WFE常用于多核间同步，减少忙等待的功耗。

特性	WFI	WFE
唤醒条件	中断/异常 |	事件（SEV指令或中断，可配置）
多核优化	不直接支持核间同步	专为多核同步设计（依赖 `SEV`）
功耗管理	纯粹低功耗休眠	兼顾低功耗与同步效率
灵活性	依赖中断机制	可配置是否忽略中断

 　　5.注意事项

　　- WFI 是 RISC-V 标准指令（Base ISA 和特权架构定义）。 
　　- WFE并非标准指令，但在某些扩展（如自定义多核扩展）或厂商实现中可能存在（例如某些高性能核或嵌入式设计）。 
　　- 实现差异： 
　　具体行为（如事件的定义、中断与事件的优先级）可能因微架构不同而有所变化，需参考具体手册（如 SiFive、ARM 兼容扩展等）。

 

举例：

    /*WFE应用场景*/
    SYS_DisableAllIrq(&irq_status);//关闭全局中断
    LowPower_Sleep(RB_PWR_RAM32K | RB_PWR_RAM96K | RB_PWR_EXTEND);//芯片进入低功耗睡眠模式，停在__WFE()处，即使全局中断处于关闭状态，产生中断也可唤醒芯片，但此时是中断事件唤醒，中断标志会一直存在内核中，等待全局中断恢复即可进入中断服务函数
    SYS_RecoverIrq(irq_status);//恢复全局中断后，立即进入中断服务函数

 

    /*WFI应用场景*/
    SYS_DisableAllIrq(&irq_status);
    .......
    SYS_RecoverIrq(irq_status);
    LowPower_Sleep(RB_PWR_RAM32K | RB_PWR_RAM96K | RB_PWR_EXTEND);//低功耗睡眠中，如果使用__WFI()，必须在睡眠前恢复全局中断才可唤醒，否则芯片无法醒来