大连网站开发公司排名,成都专业网站制作多少钱,池州哪里做网站,小网站开发成本在Qorvo提供的DW3000示例代码中#xff0c;实现了与Apple的NI框架的互通的示例#xff0c;本文中针对其示例程序进行简要的分析。测试中使用Qorvo提供的模块#xff0c;该模块为nRF52833DW3000的架构。 1. Qorvo相关库文件
Qorvo在提供示例时#xff0c;仅提供了相关的库文… 在Qorvo提供的DW3000示例代码中实现了与Apple的NI框架的互通的示例本文中针对其示例程序进行简要的分析。测试中使用Qorvo提供的模块该模块为nRF52833DW3000的架构。 1. Qorvo相关库文件
Qorvo在提供示例时仅提供了相关的库文件代码以及使用说明因此本文也只能在整体库文件的基础上进行介绍。 Qorvo库文件封装了NI框架相关的操作提供了库访问的头文件niq.h。注意根据Qorvo Licence文件需要商用需要获得相关授权。 库文件libniq-m4-hfp-0.9.9.1.a版本0.9.9.1。 引用库相关框架主要包括Qorvo的NI框架库、DW3000相关驱动libdwt_uwb_driver-hfp-6.0.0d.a版本6.0.0、uwbstack_lib主要是与FiRa相关内容可以理解NI框架为在FiRa标准之上根据苹果设备的特性进行了一层封装。
1.1 关于NIQ库
niq库文件主要的内容如下头文件niq.h。 其中初始化niq库调用niq_init函数该函数主要涉及了UWB的开始与结束加密相关秘钥的初始化与去初始化包括测距秘钥向量生成等函数指针。
//vector生成等STS需要使用
int niq_init(const void (*start_uwb)(void), const void (*stop_uwb)(void), const void (*crypto_init)(void), const void (*crypto_deinit)(void),const void (*crypto_range_vector_geneator)(uint8_t * const data, size_t data_len));/* 重启NI框架每次UWB TWR会话停止均需要调用 */
void niq_reinit(void);
/* 取消初始化NI Qorvo 模块前置调用设置的crypto_deinit函数 */
void niq_deinit(void);
/* 停止 NI UWB TWR会话 */
void niq_stop_uwb(void);//设置测距角色0 - Controlee Responder 1 - Controller Initiator
void niq_set_ranging_role(uint8_t role);
// 提供第三方配件配置数据用于OOB握手——对外输出配置数据。
void niq_populate_accessory_uwb_config_data(void * out_buffer, uint8_t * out_buffer_len);
// 配置UWB会话参数调用start_uwb()
int niq_configure_and_start_uwb(uint8_t *payload, uint8_t length, void *arg);/// ----------------------------------------------------------------------
/// The following definitions exposed to the embedded application
/// ----------------------------------------------------------------------#define E_NIQ_INPVAL 1
#define E_NIQ_VERSIONNOTSUPPORTED 2#define NI_ACCESSORY_PROTOCOL_SPEC_MAJOR_VERSION 1
#define NI_ACCESSORY_PROTOCOL_SPEC_MINOR_VERSION 0#define MAX_UWB_CONFIG_SIZE (64)
#define ACCESSORY_CONFIGURATION_DATA_FIX_LEN (16)关于NI框架中外设相关的配置数据内容结构体在iOS NI框架介绍中有简单介绍如下
/* 80字节 */
struct AccessoryConfigurationData {uint16_t majorVersion; // NI Accessory Protocol major versionuint16_t minorVersion; // NI Accessory Protocol minor versionuint8_t preferredUpdateRate;uint8_t rfu[10];uint8_t uwbConfigDataLength;uint8_t uwbConfigData[MAX_UWB_CONFIG_SIZE];
} __attribute__((packed));另外可以看到在底层UWB设备的配置中包含了FiRa标准中对于设备的详细定义要求如会话ID、测距轮使用、多节点模式等等参数的定义。
/* UWB Device unicast configuration具体参数含义需要结合芯片手册以及FiRa相关要求 */
struct fira_device_configure_s {uint8_t role;uint8_t enc_payload;uint32_t Session_ID;uint8_t Ranging_Round_Usage;uint8_t Multi_Node_Mode;uint8_t Rframe_Config;uint8_t ToF_Report;uint8_t AoA_Azimuth_Report;uint8_t AoA_Elevation_Report;uint8_t AoA_FOM_Report;uint8_t nonDeferred_Mode;uint8_t STS_Config;uint8_t Round_Hopping;uint8_t Block_Striding;uint32_t Block_Duration_ms;uint32_t Round_Duration_RSTU;uint32_t Slot_Duration_RSTU;uint8_t Channel_Number;uint8_t Preamble_Code;uint8_t PRF_Mode;uint8_t SP0_PHY_Set;uint8_t SP1_PHY_Set;uint8_t SP3_PHY_Set;uint32_t MAX_RR_Retry;uint8_t Constraint_Length_Conv_Code_HPRF;uint32_t UWB_Init_Time_ms;uint8_t Block_Timing_Stability;uint8_t Key_Rotation;uint8_t Key_Rotation_Rate;uint8_t MAC_FCS_TYPE;uint8_t MAC_ADDRESS_MODE;uint8_t SRC_ADDR[2];uint8_t Number_of_Controlee;uint8_t DST_ADDR[2];// 用于测距中STS生成的秘钥 uint8_t Vendor_ID[2];uint8_t Static_STS_IV[6];
};1.2 UWBStack Lib
uwbstack_lib库部分主要提供了FiRa协议相关参数等其中相关参数、相关数据结构类型定义如下
#define FIRA_HELPER_H//主要为FiRa定义的相关会话参数
struct session_parameters {uint8_t device_type;uint8_t device_role;// 测距轮使用uint8_t ranging_round_usage;// ono-to-one, one-to-many, many-to-manyuint8_t multi_node_mode;uint16_t destination_short_address;uint32_t initiation_time_ms;/*** slot_duration_rstu: 测距时隙周期单位RSTUFiRa中为1200 RSTU 1ms*/uint32_t slot_duration_rstu;//每个round的时隙数uint32_t round_duration_slots;uint32_t block_duration_ms;// 是否使能多跳bool round_hopping;// 通道5/9uint8_t channel_number;/*** preamble_code_index: Uwb preamble code index.* BPRF (9-24), HPRF (25-32)*/uint8_t preamble_code_index;uint8_t rframe_config;uint8_t sfd_id;/*** vupper64: vUpper64 for static STS (STATIC_STS_IV | VENDOR_ID).* 8 Bytes*/u8 vupper64[FIRA_VUPPER64_SIZE];uint8_t rx_antenna_selection;uint8_t rx_antenna_pair_azimuth;uint8_t rx_antenna_pair_elevation;uint8_t tx_antenna_selection;uint8_t rx_antenna_switch;uint8_t aoa_result_req;uint8_t report_tof;uint8_t report_aoa_azimuth;uint8_t report_aoa_elevation;uint8_t report_aoa_fom;u32 data_vendor_oui;
};struct controlee_parameters {/*** address: Controlee short address.*/uint16_t address;
};
// 受控端参数FIRA最大受控端数为16参数主要是受控端的u16短地址
struct controlees_parameters {/*** controlees: List of controlees.*/struct controlee_parameters controlees[FIRA_CONTROLEES_MAX];/*** n_controlees: Number of controlees in the list.*/int n_controlees;
};enum aoa_measurements_index {FIRA_HELPER_AOA_AZIMUTH,FIRA_HELPER_AOA_ELEVATION,FIRA_HELPER_AOA_MAX
};
/* FiRa AoA 测量 */
struct aoa_measurements {uint8_t rx_antenna_pair; //天线对索引uint8_t aoa_fom; //本地AoA估计的质量int16_t aoa_2pi; //估计接收角度
};struct ranging_measurements {//...
};struct ranging_results {//...
};FiRa库相关涉及函数原型如下定义
// 设置调度器Fira域调用时UWB MAC必须停止
int fira_helper_set_scheduler(void);
// 初始化FiRa会话用于创建和初始化fira会话
int fira_helper_init_session(uint32_t session_id);
// 启动FiRa会话port_id用于通知
int fira_helper_start_session(uint32_t session_id, uint32_t port_id);
int fira_helper_stop_session(uint32_t session_id);
// 释放会话分配的内存必须在会话已经停止的情况下调用。即在stop_session后调用
int fira_helper_deinit_session(uint32_t session_id);
// 设置FiRa会话参数
int fira_helper_set_session_parameters(uint32_t session_id, const struct session_parameters *session_params);
// 特定FiRa会话中添加受控端
int fira_helper_add_controlees(uint32_t session_id,const struct controlees_parameters *controlees);
int fira_helper_delete_controlees(uint32_t session_id, const struct controlees_parameters *controlees);
int fira_helper_parse_ranging_report(struct sk_buff *msg,struct ranging_results *results);
int fira_helper_send_data(uint32_t session_id,const struct data_parameters *data_params);fira_region_params.h为FiRa域相关参数包括设备类型Controller或Controlee设备角色发起者、应答者、ROUND使用方式OWR、SSTWR、DSTWR、模式单播、一对多、多对多、结果报告AT_RESPONDERAT_INITIATOR、RF帧的模式SP0、SP1、SP2、SP3Qorvo主要是0,1,3未支持2、PRF模式等。
1.3 底层驱动实现
在本示例中使用nRF52833作为主控芯片一方面需要实现DW3000的底层访问相关驱动的移植。
HAL_DW3000.c主要为针对Nordic平台的移植工作包括中断处理等操作。注意在代码中提到NRF芯片仅有1个IRQ用于所有的GPIO引脚因此DW3000的中断irqN、复位RSTrstIrqN均挂在GPIOTE_IRQn上具体在中断函数中process_deca_irq处理根据IRQ引脚的状态判断是IRQ中断还是RST中断。
另外由于NI框架在实现中需要使用BLE来实现与苹果设备的数据交换即利用BLE实现OOB在本示例中使用nRF52833相关蓝牙服务实现。
2. MAC层数据服务相关实现简介
从IEEE 802.15.4协议中MAC层数据传输服务提供了三种数据传输的原语MCPS-DATA.request、MCPS-DATA.confirm、MCPS-DATA.indication。 在本示例的实现中依然按照相关框架来进行实现。
#incluce net/mac802154.hstruct ieee802154_hw {int extra_tx_headroom;u32 flags;struct device *parent;void *priv;struct wpan_phy *phy; //底层设备驱动
};//头文件主要提供内容包括ieee802154_hw的分配与释放
struct ieee802154_hw *ieee802154_hw_alloc(void);
struct ieee802154_hw *ieee802154_hw_free(void);//struct dwchip_s在deca_interface.h中定义。
// IEEE 802.15.4 MCPS相关实现API接口
struct dwchip_s *dw3000_mcps_alloc(void);
int dw3000_mcps_register(struct dwchip_s *dw);
void dw3000_mcps_unregister(struct dwchip_s *dw);
void dw3000_mcps_free(struct dwchip_s *dw);//芯片结构体包括硬件抽象层HAL、驱动、MCPS已经接收结构体
struct dwchip_s
{ /*HAL*/struct dwt_spi_s *SPI; // firstvoid(*wakeup_device_with_io)(void);/*Driver*/struct dwt_driver_s *dwt_driver;struct dwt_callbacks_s callbacks;/* driver configuration */struct dwt_mcps_config_s *config;/* MCPS */struct mcps802154_llhw *llhw; struct mcps802154_ops *mcps_ops; //net/mac802154.hstruct dw3000_calibration_data *calib_data;struct dwt_mcps_runtime_s *mcps_runtime;/* rx structure */struct dwt_mcps_rx_s *rx;/* GPIO used to switch off WIFI while transmitting, for example */int8_t coex_gpio_pin;int8_t coex_gpio_active_state;/** driver data*/void *priv; // last
};
当然在当前Qorvo提供的示例代码中均对相关源码进行了封装在后续的文章中尽量从其实现的框架上来和大家一起来对其实现进行剖析。
/*** mac层相关操作回调接口包括启动、停止同步ED检测设置信道*/
struct ieee802154_ops {struct module *owner;int (*start)(struct ieee802154_hw *hw);void (*stop)(struct ieee802154_hw *hw);int (*xmit_sync)(struct ieee802154_hw *hw, struct sk_buff *skb);int (*xmit_async)(struct ieee802154_hw *hw, struct sk_buff *skb);// 能量检测int (*ed)(struct ieee802154_hw *hw, u8 *level);// 通道设置int (*set_channel)(struct ieee802154_hw *hw, u8 page, u8 channel);int (*set_hw_addr_filt)(struct ieee802154_hw *hw,struct ieee802154_hw_addr_filt *filt,unsigned long changed);// 功率设置int (*set_txpower)(struct ieee802154_hw *hw, s32 mbm);int (*set_lbt)(struct ieee802154_hw *hw, bool on);// CCA模式当前从相关注释来看并没有支持cfg802154.h中struct wpan_phy_cca为空。int (*set_cca_mode)(struct ieee802154_hw *hw,const struct wpan_phy_cca *cca);int (*set_cca_ed_level)(struct ieee802154_hw *hw, s32 mbm);int (*set_csma_params)(struct ieee802154_hw *hw, u8 min_be, u8 max_be,u8 retries);int (*set_frame_retries)(struct ieee802154_hw *hw, s8 retries);int (*set_promiscuous_mode)(struct ieee802154_hw *hw, const bool on);void (*sw_scan_start)(struct ieee802154_hw *hw, __le64 addr);void (*sw_scan_complete)(struct ieee802154_hw *hw);
};
从ieee802154_ops结构体来看基本为标准IEEE 802154相关操作定义在前面介绍的Linux相关UWB Stack实现中均会涉及。
相关术语
MACMedium Access Control媒介访问控制负责控制共享介质的访问方式和规则保证多个节点间的通信能够有效地进行。 MCPSMAC Common Part SublayerMAC公共部分子层是整个MAC层的核心提供数据传输服务。 MLMEMAC Layer Management Entity为MAC层管理实体提供管理服务。
