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

2019-07-30 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


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