【经验】从CC2530到EFR32的迁移之硬件测试
许多熟悉CC2530的用户都会想通过SmartRF Studio工具来测试产品的发射功率,通信误包率等参数,也可以简单的评估通信距离等,将产品切换到EFR32MG系列时,没有类似的PC工具可以使用,因此感觉难以进行硬件性能测试,本文目的在于介绍EFR32硬件测试方法,以减少读者的困惑。
首先是SILICON LABS没有提供SmartRF Studio这样的可视化工具,因此必须借助命令行工具进行测试,所能进行的测试项目相当。 测试前先要使用Simplicity Studio v4生成和编译对应芯片的 Railtest固件。
Railtest固件虽然没有可视化界面,但其功能十分强大,主要有:
· 发送和接收数据包
· 时间表在RAIL时基中的特定时间传输
· 配置RAIL地址过滤以仅接收特定数据包
· 启用CCA机制(CSMA / LBT)以在传输之前验证信道是否清除
· 在RAIL时基中设置计时器回调,以查看RAIL计时器API的工作原理
· 在当前配置的频段内更改传输通道
· 改变发射功率电平
· 在2.4 GHz和/或Sub-GHz频段内启用指定持续时间的RF能量感测,并在此事件时休眠。
· 输出连续的未调制音调以进行调试
· 输出连续调制的PN9流以进行调试
· 进入直接模式,可以使用异步GPIO作为输入和输出来发送和接收数据。
完整的railtest使用说明在SDK中,通常存放于路径:
X:\SiliconLabs\SimplicityStudio\v4\developer\sdks\gecko_sdk_suite\v2.6\protocol\flex\documentation
X表示用户的SKD安装盘符。
假定目标的IO定义为
将生成的固件下载到目标板,接线方式参考上表。
下载后使用串口工具,大部分的串口工具都可以使用,串口工具里回车要能够配置或者本身默认为“\r\n”,如果在windows10系统中,推荐串口工具 ”串口调试助手“,可从windows store下载。该工具支持预定义指令列表,更为方便后续的测试。如果你没有这个工具,只需要输入相同的指令即可,每条指令都要带上回车。
一 、串口工具连接芯片
串口工具默认配置为界面如下,如果工具不同,请注意保持参数一致。
图1 串口工具配置
将调试目标与电脑PC连接以后,输入指令
help
<command> <args> <help text>
u=uint8, v=uint16, w=uint32, s=int32, b=string, ?=Anything, *=0 or more of previous
--- Application Configuration ---
…………………… // 这里返回非常多的内容,初次使用可稍作阅读
如果能够得到帮助信息,表示设备已经连接成功。
二 测试发射功率及频偏
连接频谱仪测试发射功率是研发测试中常见而且必要的工作,如何将产品连接仪器和使用仪器本文不作介绍,请自行搜索解决。
在连接仪器后,可以将频率中心点设置为2405MHz, 扫描带宽100MHz,参考发射功率22dBm,然后在串口助手中依次输出以下指令(带回车)。
rx 0
config2p4GHz802154
settxtone 1
然后在仪器可以看到一个稳定的载波输出,此时可以读得射频的发射功率,中心频点等。在这里也是进行射频匹配和频偏调整是最常见的方法。
退出载波发送模式
settxtone 0
注: EFR32MG芯片可以从内部调整CTUNE,以改变中心频率。
三、 误包率测试
使用两个节点进行通信,可以初始评估产品是否适合于当前的工作环境,类似于 TI SmartRF Studio软件,Railtest可以直接在两个测试点之间通信,通过统计通信信息,可以看到通信是否可靠。 在节点通信过程中,每一个数据包都会在串口工具显示出来。
一个数据包的完整信息如下:
{{(rxPacket)}{len:9}{timeUs:2428125748}{crc:Pass}{rssi:-75}
{lqi:0}{phy:0}{isAck:False}{syncWordId:0}{antenna:0}{channelHopIdx:254}
{payload: 0x0a 0x03 0x08 0x1d 0xff 0xff 0xff 0xff 0x07}}
这当中有RSSI值,CRC校验结果,以及数据载荷等内容。
发送的节点可以使用指令。
rx 0
tx 100 //100表示发送100个数据包。
在接收端应该确保处于接收模式,不能在发送模式,也不能在载波发送模式。进入接收模式的指令如下:
rx 1
在即定的数据发送完成后,可以通过以下指令读回本轮通信的结果
status
{{(status)}{UserTxCount:1}{AckTxCount:0}{UserTxAborted:0}{AckTxAborted:0}{UserTxBlocked:0}{AckTxBlocked:0}{UserTxUnderflow:0}{AckTxUnderflow:0}{RxCount:223}{SyncDetect:1396}{NoRxBuffer:0}{RfSensed:0}{ackTimeout:0}{ackTxFpSet:0}{ackTxFpFail:0}{ackTxFpAddrFail:0}{RfState:Rx}{RAIL_state_active:0}{RAIL_state_rx:1}{RAIL_state_tx:0}{Channel:11}{AppMode:None}{TimingLost:0}{TimingDetect:0}{FrameErrors:1173}{RxOverflow:0}{AddrFilt:0}{Aborted:0}{RxBeams:0}{DataRequests:0}{Calibrations:2}{TxChannelBusy:0}{TxClear:0}{TxCca:0}{TxRetry:0}}
本例中显示已经接收到223个数据包。通过对比发送数据与接收数据包数,以及分析接收端单个数据的接收质量,即可初始判断硬件性能。
当然railtest还有许多更加功能,比如角本实现自动化序列测试等功能,需要用户自已去探索,由于zigbee硬件的测试步骤较为复杂,而各家芯片公司推出的工具又不尽相同,需要用户在上手阶段多一些耐心和坚持,深入的理解工具,即能帮助到研发人员,也有助于后续优化产测流程。
注:
本例中所有实验在开发工具可正常运行。
如果目标板上有用到PD02 PD03且产生输入跳变,则可能会导致测试无法进行。
图2 发工具
世强联合Silicon Labs带来全新的EFR32MG21A系列多协议SoC芯片,支持ZigBee, BLE, Thread,采用40nm工艺,-104.5dBm超高接收灵敏度,直接输出20dBm信号无需PA, 4mmx4mm的小封装,工业级温度标准,最大1M flash, 96K ram, 1.71V ~ 3.8V宽电压工作范围,集成硬件加密单元,支持ADC和PWM,是智能照明的首选无线连接方案。
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产品型号
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品类
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Protocol Stack
|
Frequency Band @ Max TX Power(GHz@dBm)
|
Flash(kB)
|
RAM(kB)
|
GPIO(个数)
|
Operating Temperature(℃)
|
Storage Temperature(℃)
|
Pin Count
|
AVDD Supply Voltage(V)
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EFR32MG12P433F1024GL125-C
|
Gecko Multi-Protocol Wireless SoC
|
Bluetooth LE Zigbee Thread Proprietary, Wi-SUN
|
2.4GHz @ 19dBm, Sub-GHz @ 20dBm
|
1024kB
|
256kB
|
65
|
-40℃~85℃
|
-50℃~150℃
|
BGA125
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1.8V~3.8V
|
选型表 - SILICON LABS 立即选型
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EFR32MG24 无线 SoC 是使用 Matter、OpenThread 和 Zigbee 进行网状物联网无线连接的理想选择
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
|
Multi Vector Processor
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Max CPU Speed(MHz)
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Operating Temperature(℃)
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Storage Temperature(℃)
|
Pin Count
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AVDD Supply Voltage(V)
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EFR32MG24B310F1536IM48-B
|
Wireless SoC
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Matter,Zigbee,Thread,Bluetooth 5.3
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10dBm
|
1536kB
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256kB
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28
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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
|
选型表 - SILICON LABS 立即选型
Silicon labs 蓝牙SOC选型表
Cortex-M4/M33内核,支持蓝牙5,待机功耗1.2μA;实测网络节点100+,工作温度高达125℃,提供芯片和模块。其最新的1.4μA超低功耗蓝牙SoC EFR32BG22具有主频高达76.8MHz Cortex-M33内核,16位ADC,支持蓝牙5.2与AoX定位和蓝牙Mesh协议。
产品型号
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品类
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MCU Core
|
Core Frequency (MHz)
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Flash
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RAM
|
Secure Vault
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Bluetooth
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Bluetooth 5
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Bluetooth Mesh
|
Cryptography
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Output Power Range (dBm)
|
GPIO
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I²C
|
SPI
|
I²S
|
Receive Sensitivity
|
ADC
|
Comparators
|
Temperature Range (ºC)
|
Package Type
|
Package Size(mm)
|
EFR32BG24B110F1536IM48-B
|
Bluetooth®Wireless SoC
|
ARM Cortex-M33
|
78
|
1536
|
256
|
High
|
5.3
|
Bluetooth 5
|
Bluetooth Mesh
|
AES-128;AES-256;ECC;SHA-1;SHA-2
|
-20 to 10
|
28
|
2
|
3
|
1
|
-97.6DBM(1Mbit/s GFSK)
|
12-bit,SAR,1Msps
|
2
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-40 to 125
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QFN48
|
6x6
|
选型表 - SILICON LABS 立即选型
EFR32MR21 RCP多协议无线SoC数据手册
EFR32MR21是一款低功耗无线系统级芯片(SoC),适用于物联网设备的多协议、多频段网络。该芯片集成了80 MHz ARM Cortex-M33内核和高性能2.4 GHz射频收发器,提供高效的无线连接解决方案。其主要特性包括:32位ARM Cortex-M33核心、512 kB闪存和64 kB RAM、12通道外设反射系统、集成功率放大器(PA)支持高达20 dBm的发射功率、丰富的外设集合和多达20个通用输入/输出引脚。
SILICON LABS - RCP MULTIPROTOCOL SOC,RCP多协议无线SOC,RCP MULTIPROTOCOL WIRELESS SOC,RCP多协议SOC,EFR32MR21,EFR32MR21A020F512IM32-C,EFR32XG21,EFR32,EFR32MR21 FAMILY,物联网应用,IOT CONNECTED APPLICATIONS
Silicon labs Wi-SUN无线SoC芯片选型表
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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)
|
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)
|
Temperature Range (℃)
|
Package Type
|
Package Size (mm)
|
EFR32FG25A111F1152IM56-B
|
Wi-SUN SoC
|
Integrated MCU
|
ARM Cortex-M33
|
1152
|
256
|
2xI²C;5xSPI;5xUSART
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16
|
6.3
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-125.8(4.8kbps OQPSK@915MHz)
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×
|
Proprietary Sub-GHz
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AES-128;AES-256;ECC;SHA-1;SHA-2
|
37
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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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选型表 - SILICON LABS 立即选型
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SILICON LABS SUB-G 无线SOC选型表
智能家居、安防、照明、楼宇自动化和计量领域中次GHz“物联网”应用的理想解决方案。高性能的sub-GHz无线电提供远程功能,不受Wi-Fi等技术2.4GHz干扰的影响。
产品型号
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品类
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Protocol Stack
|
Pin Count
|
Frequency Band @ Max TX Power(GHz@dBm)
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Flash(kB)
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RAM(kB)
|
GPIO(个数)
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Operating temperature(℃)
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Storage Temperature(℃)
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AVDD Supply Voltage(V)
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EFR32FG1P133F256GM48-C0
|
Flex Gecko Proprietary Protocol SoC
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Proprietary
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QFN48
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2.4GHz @ 19dBm, Sub-GHz @ 20dBm
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256kB
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32kB
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28
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-40℃~85℃
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-50℃~150℃
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1.85V~3.8V
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电子商城
品牌:SILICON LABS
品类:Wireless Gecko SoC
价格:¥8.1764
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品牌:SILICON LABS
品类:Wireless Gecko SoC
价格:¥10.4994
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品牌:SILICON LABS
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价格:¥27.0929
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品类:Switch Hall Effect Magnetic Position Sensor
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现货:126,000
服务
根据用户的接口模块,使用是德示波器及夹具查看实时眼图演示,测试USB/MIPI/DDR/SATA/HDMI协议,支持最高到1.2GHz的实时眼图协议测试。支持到场/视频直播测试,资深专家全程指导。
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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>
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