Wi-SUN入门指导2:使用EFR32FG25 Wi-SUN Dongle创建Wi-SUN - RCP工程
SILICON LABS的Wi-SUN架构有Border Router、Router Nodes和Limited Function Nodes (LFN)三种设备,类似于ZigBee的协调器、路由器和终端设备。我们要创建一个Wi-SUN网络,首先需要有一个Border Router设备。如下图所示,Border Router设备的主控运行Linux系统,然后再通过串口跟使用EFR32FGxx无线SoC芯片(Flex Gecko Wireless SoC)的RCP设备通信。Router Nodes和Limited Function Nodes (LFN)设备则是通过无线的方式来跟Border Router进行通信。
本文主要介绍如何使用世强自研的无线SoC EFR32FG25 Wi-SUN Dongle来创建Wi-SUN - RCP工程的方法。
这是EFR32FG25 Wi-SUN Dongle的原理框图。
这是EFR32FG25 Wi-SUN Dongle的引脚定义。
下面介绍具体创建Wi-SUN - RCP工程的方法:
1、在Simplicity Studio v5软件的菜单栏点击File,点击New,再点击Silicon Labs Project Wizard。
2、在New Project Wizard页面,由于我们使用自己做的板子,没有使用原厂的开发板,所以Target Boards不用选择;Target Device输入并选中我们EFR32FG25 Wi-SUN Dongle所使用的芯片型号:EFR32FG25A121F1152IM56,SDK选择Simplicity SDK Suite v2024.6.1;IDE/Toolchain选择GNU ARM v12.2.1;点击NEXT。
3、在Wireless Technology勾选Wi-SUN,点击Wi-SUN - RCP工程,再点击NEXT。
4、可以选择修改工程名称,点击Copy contents,点击FINISH,等待工程创建完成,可能需要几分钟的时间。
5、Wi-SUN - RCP工程创建完成之后,它会显示readme.md页面,里面有Wi-SUN - RCP Border Router的介绍和一些Wi-SUN开发的参考资料链接。
6、我们先修改39 MHz晶体的可调匹配电容CTUNE值,实现对晶体频率的校准。双击打开wisun_rcp.slcp文件,点击SOFTWARE COMPONENTS,在搜索栏输入hfxo,点击High Frequency Crystal Oscillator (HFXO)组件,再点击Configure。
由于EFR32FG25 Wi-SUN Dongle使用的39 MHz晶体精度是10 ppm,所以把HFXO precision in PPM改为10;然后把CTUNE改为我们在实验室给EFR32FG25 Wi-SUN Dongle校准频偏时得到的数据90。注意不同板子的CTUNE值不一样,需要参考以下文章进行频偏校准后得到具体的CTUNE值。
【经验】使用频谱仪测试无线模块EFR32FG23的发射功率和频偏的方法
7、确认一下串口的引脚配置,打开sl_wsrcp_uart_config.h文件,可以看到现在串口的波特率为115200,UART_TX引脚为PA08,UART_RX引脚为PA09,跟我们EFR32FG25 Wi-SUN Dongle的串口引脚定义是一样的,所以我们先不用对它进行修改。
8、默认的串口配置没有使用CPCd,为了让Linux主控和RCP之间的串口通信更加稳定可靠,原厂建议Linux主控和RCP之间使用CPCd(Co-Processor Communication daemon)来进行通信。由于篇幅原因,本文的串口通信暂时没有使用CPCd,先使用默认的串口配置,后面会单独写一篇介绍如何使能CPCd。
9、由于我们的EFR32FG25 Wi-SUN Dongle使用的KCT8103L FEM有接收LNA功能,我们实测它的接收增益在19 dB左右。所以我们还需要设置RSSI Offset值,把接收增益给抵消了,不然Dongle在执行CCA的时候会有问题。如果没有使用类似KCT8103L的FEM,则不需要执行这一步。
首先安装RAIL Utility, RSSI组件,
Simplicity Studio v5软件右下角有进度条可以查看组件安装进度。
组件安装完成后,点击Configure,
把Software RSSI offset value设置为-19。
10、由于我们的EFR32FG25 Wi-SUN Dongle使用康希通信的KCT8103L这颗FEM,所以我们还需要安装和配置FEM组件。如果您的Wi-SUN板子没有使用FEM,可以忽略安装和配置FEM的步骤。这是KCT8103L的控制逻辑:发送数据时,CSD、CTX和CPS这三个引脚都拉高;接收数据时,CSD引脚拉高,CTX和CPS引脚拉低。
11、我们使用FEM组件来实现由EFR32FG25的硬件自动控制CTX和CPS引脚,提高控制的速度。安装Radio Utility, FEM组件,等待组件安装完成。如果没有使用类似KCT8103L的FEM,则不需要执行这一步。
Radio Utility, FEM组件安装完成后,点击Configure,
勾选Enable RX Mode和Enable TX Mode。
将SL_FEM_UTIL_RX的Selected Module设置为PRS Channel ASYNCH6,再将ASYNCH6设置为PC01。
将SL_FEM_UTIL_TX的Selected Module设置为PRS Channel ASYNCH8,再将ASYNCH8设置为PC00。
12、在sl_wsrcp_os_main.c文件添加如下头文件和CSD引脚的宏定义。如果没有使用类似KCT8103L的FEM,则不需要执行这一步。
#include "em_prs.h"
#include "sl_fem_util_config.h"
#define GPIO_FEM_CSD_PORT gpioPortC
#define GPIO_FEM_CSD_PIN 2
然后根据KCT8103L的控制逻辑,在main()函数的sl_system_init();这行代码后面添加如下代码。由于Wi-SUN - RCP是不休眠的,所以我们直接使用软件将CSD引脚一直拉高;而CPS引脚的电平需要跟CTX引脚保持一致,所以我们对RX Channel的逻辑进行取反,让CTX和CPS的电平保持一致。
GPIO_PinModeSet(GPIO_FEM_CSD_PORT, GPIO_FEM_CSD_PIN, gpioModePushPull, 1);
PRS_Combine(SL_FEM_UTIL_RX_CHANNEL, SL_FEM_UTIL_RX_CHANNEL, prsLogic_NOT_A);
13、选中wisun_rcp工程,点击编译图标开始编译程序。
Simplicity Studio v5软件的最下面可以看到编译进度。
14、将EFR32FG25 Wi-SUN Dongle的调试接口连接到J-Link调试器,再把J-Link调试器连接到电脑。Dongle的调试接口从左到右分别是3V3、GND、SWDIO、SWCLK、RESET。如果J-Link调试器供电能力不足,则把EFR32FG25 Wi-SUN Dongle也连接到电脑的USB口一起供电。
15、在给Dongle下载固件之前,需要先配置J-Link调试器所连接的芯片型号。点击Simplicity Studio v5软件右上角的Launcher,在左上角Debug Adapters识别到的J-Link调试器序列号点击右键,再点击Device configuration。
在Device hardware的Target part输入EFR32FG25A121,点击搜索到的芯片完整型号EFR32FG25A121F1152IM56,点击OK。
16、接下来就可以给EFR32FG25 Wi-SUN Dongle下载固件了。点击Simplicity Studio v5软件右上角的Simplicity IDE,点击wisun_rcp工程的Binaries,在wisun_rcp.hex文件点击右键,点击Flash to Device。
点击Program开始下载固件,等待固件下载完成。
17、打开串口调试工具,选中EFR32FG25 Wi-SUN Dongle的端口号,波特率115200,勾选HEX显示和HEX发送。给Dongle发送命令:02 00 08 C3 03 00 28 17,如果Dongle有回复命令,证明Dongle程序运行正常。
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