【经验】使用Silicon Labs Wireless Gecko无线SoC时的蓝牙堆栈配置介绍

时间： 2019-07-30 来源：Silicon Labs

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本文档主要介绍在使用SILICON LABS 无线SoC模块时，如何进行蓝牙堆栈的配置。要在Wireless Gecko上运行蓝牙堆栈和应用程序，必须正确配置MCU及其外围设备。初始化硬件后，还必须使用gecko_init（）函数初始化堆栈。

1. 无线Gecko MCU和外设配置

initMcu（）

initMCU（）函数用于初始化MCU内核。此功能启动振荡器并配置器件的能耗模式。可以将与外科设置无关的外设初始化（例如，定时器初始化）添加到此功能中。必须在main（）的开头调用该函数。

initBoard（）

initBoard（）函数用于初始化电路板功能，例如初始化外部闪存。可以将依赖于电路板设计的外设初始化（例如GPIO init或UART init）添加到此功能中。必须在initMcu（）之后调用该函数。

initApp（）

initApp（）函数用于初始化特定于应用程序的功能，例如在WSTK上启用SPI显示。必须在initBoard（）之后调用该函数。

1.1自适应跳频

蓝牙堆栈实现自适应跳频（AFH），符合ETSI EN 300 328标准。使用+10 dBm及以上的发射功率时需要AFH。 AFH还可以通过避免拥塞信道来提高性能。

要在蓝牙堆栈中启用AFH，必须调用以下初始化函数：

void gecko_init_afh（）;

在主从连接中，两端可以彼此独立地使用AFH。主设备可能是非自适应的，但从设备仍然可能需要是自适应的。该标准允许在阻塞的通道上使用控制传输。出于合规性原因，如果从站检测到阻塞的通道正在使用中，它将仅在该通道上发送单个数据包以防止连接超时。

1.2蓝牙时钟

时钟设置在initMcu_clocks（）函数中初始化。时钟设置包括振荡器（HFXO，LFXO和LFRCO）的初始化，其中包括调谐，时钟初始化（HFCLK，LFCLK，LFA，LFB，LFE）以及振荡器时钟分配等参数。注意：此功能未启用外设时钟（如GPIO时钟，TIMER时钟）。初始化外设时必须启用它们。

1.3 DC-DC配置

在具有DC-DC的设备上，配置在initMCU（）函数中设置。 SDK中的示例具有DC-DC配置，可与Silicon Labs的蓝牙模块，无线电板和参考设计配合使用，但定制设计可能需要特定的DC-DC设置。可以在hal-config-board.h中设置这些自定义设置。

1.4 LNA

低噪声放大器（LNA）是一种电子放大器，可放大极低功率信号，而不会显着降低其信号噪声比。 LNA提高了RF灵敏度。

作为前端模块（FEM）的一部分，某些MGM12P模块提供了板载LNA。要在这些模块中使用LNA，需要正确配置和启用FEM。使用前缀BSP_FEM_在hal-config-board.h中配置FEM。

如果电路板支持FEM，则在initBoard（）函数内的initFem（）中初始化FEM。

1.5定期广播

定期广播使多个侦听设备能够与单个广播设备同步。因此，它是一种多播形式。每个侦听设备在开始接收数据之前需要与广播设备同步。定期广播使用侦听设备上的扫描仪来建立与广播设备的同步。同步后，可以停止扫描仪。

1.6 PTI

PTI（数据包跟踪接口）是Wireless Gecko SoC中的内置模块，用于将传入和传出的无线数据包作为原始数据路由到调试接口。然后可以在Simplicity Studio的网络分析仪中捕获和显示这些数据包。 Network Analyzer具有蓝牙数据包解码器，可用于调试，分析和测量蓝牙网络。

PTI在initApp（）函数中的configEnablePti（）中初始化。可以使用HAL_PTI_BAUD_RATE定义在hal-config.h中设置波特率，而使用带有BSP_PTI_前缀的定义可以在hal-config-board.h中配置引脚。

从蓝牙2.6.x开始，PTI配置了RAIL提供的功能。

1.7发射功率

蓝牙的发射功率取决于无线电允许的最大功率，软件配置，RF路径增益补偿和自适应跳频（AFH）的使用。

当发射机功率为+10 dBm及以上时，ETSI EN 300 328标准要求使用AFH。

如果适应性要求阻止，则允许的最大功率限制在小于+10 dBm。 ETSI标准要求AFH使用至少15个通道。此要求可防止在以下情况下使用+10 dBm及以上：传统广播，扫描相应连接，以及连接状态下没有足够的通道可用。

1.8白名单

白名单用于过滤设备。目前仅在发现设备时才支持它。连接请求，广播期间来自远程设备的扫描请求以及连接启动不受白名单的限制。白名单大小与最大绑定设备数的配置相匹配。如果使用白名单时更改了绑定设备的最大数量，则需要在新设置生效之前重置设备。配对设备会自动添加到白名单中。或者，可以使用BGAPI命令gecko_cmd_sm_add_to_whitelist（）手动添加它们。不支持随机地址解析。使用可解析的随机地址的设备在扫描期间将不可见。由于大多数Android和iOS手机使用可解析的随机地址，因此白名单功能将在设备发现期间有效阻止这些设备。

要在蓝牙堆栈中启用白名单，必须在通用gecko_init函数之后调用以下初始化函数：

void gecko_init_whitelisting（）;

启用该功能后，可以通过BGAPI命令在运行时启用和禁用该功能

gecko_cmd_le_gap_enable_whitelisting（）。

1.9 Wi-Fi共存

Wi-Fi共存（COEX）是一种协议，其中蓝牙和Wi-Fi仲裁哪个协议可以使用无线电进行传输。启用后，它可以提高Wi-Fi和蓝牙的性能。使用带有前缀BSP_COEX_和HAL_COEX_的定义在hal-config-board.h中配置COEX。

要启用COEX，请在gecko_stack_init（）之后调用以下函数。

gecko_initCoexHAL（）; COEX实现了Wi-Fi IC的GPIO接口。它依赖于EMLIB em_gpio.c和EMDRV gpiointerrupt.c，并且需要将两个文件都包含在项目中。

2. 使用gecko_stack_init（）进行蓝牙配置

gecko_stack_init（）函数用于配置蓝牙堆栈，包括睡眠模式配置，为连接分配的内存，OTA配置等。在配置蓝牙堆栈之前，不能使用任何蓝牙堆栈功能。

蓝牙堆栈配置示例：

gecko_stack_init（）函数中的配置选项包括：睡眠启用/禁用，蓝牙连接计数，堆大小，睡眠时钟准确度，GATT数据库，OTA配置和PA配置。

一旦调用函数gecko_stack_init（），就必须单独初始化每个使用的堆栈组件。这种分离允许通过不包括不必要的堆栈组件来优化内存。

以下API可用于分别初始化堆栈组件：

gecko_bgapi_class_dfu_init（）	启用设备固件升级（dfu）API。
gecko_bgapi_class_system_init（）	启用本地设备（系统）API。
gecko_bgapi_class_le_gap_init（）	启用通用访问配置文件（间隙）API。
gecko_bgapi_class_le_connection_init（）	允许管理连接建立，参数设置，和连接API的断开程序。
gecko_bgapi_class_gatt_init（）	能够通过gatt API浏览和管理远程GATT服务器中的属性。
gecko_bgapi_class_gatt_server_init（）	允许通过本地GATT数据库gatt_server API浏览和管理属性。
gecko_bgapi_class_hardware_init（）。	支持访问和配置软件定时器。
gecko_bgapi_class_flash_init（）	启用可以使用的持久存储命令（flash）API管理闪存中的用户数据。
gecko_bgapi_class_test_init（）	启用DTM测试API。
gecko_bgapi_class_sm_init（）	启用安全管理器（sm）API。
gecko_bgapi_class_util_init（）。	启用实用功能API，如atoi和itoa