Разработка Bluetooth приложений на модулях Silicon Labs

[uldemir]

https://radiokot.ru/artfiles/6524/

Есть вопросы. Начать разработку с приведенными платами слишком дорого. BRD4001 под 90 евро, BRD4306 около 20. Гуглил чем можно заливать и отлаживать прошивки и нашел только упомянутый в статье Segger J-Link. Правда, это удовольствие тоже не из дешевых. Есть, конечно, на маузере Segger J-Link EDU за двадцатку, его будет достаточно?

Однако, там же, где я это читал, было сказано, что лучше всё же начинать разработку с платой BRD4001 - тогда simplicity studio сама предложит скачать и поставить нужные SDK и шаблоны проектов. Пока, на "голом компьютере", мне не удалось создать ни одного проекта. заблудился. а список SDK пока пустой. Хотел посмотреть, какие программаторы можно выбрать. Может можно обойтись ST-LinkV2 или MiniProg, или есть еще Дигилентовский JTAG для Xilinx (хотя маловероятно).

[Ser60]

Я советую начать с платы Thunderboard Sense 2 ценой сейчас около $20 - на ней собрано приложение клиента. На плате уже есть отладчик. Однако, можно просто купить сам модуль по цене около $8 и Jlink ЕDU. Эта конфигурация мной уже опробована. ST-link у меня нет, чтобы проверить, и MiniProg в голову не приходило использовать при наличии Jlink.

Спойлер

Откройте проект из приложения в Simplicity Studio. В нём уже содержатся необходимые установки для SDK и пр.

[uldemir]

С созданием проекта разобрался. В списке отладчиков есть 4 квадратика, но только 1 тип - Segger. Заказал EDU mini и платку Thunderboard Sence 2. Надеюсь в понедельник получить.

Теперь пытался собрать проект сервера по первой статье - пока без паролей и шифрований. И понял одну неприятную вещь. файл *.isc сделанный под одну плату не годится для другой. Т.е. я взял в Launcher выбрал плату Thunderboard sence 2, нажал создать проект "SOC - empty", поменял ему название и скопировал файлы из статьи. Далее брал файл Server_BGM.isc и говорил Generate. И вот после этого генерате у меня появлялось в Build вторая configuration, которая естественно, не собиралась, а у первой пропадало всё, даже make clean не могло сделать. Единственный выход, что я нашел - это использовать оригинальный soc-empty.isc и ручками добавить все необходимые сервисы и характеристики. Но тогда получается, что этот файл нельзя взять и так просто перетащить из проекта в проект, если потом я буду делать то же устройство на custom board?

[Ser60]

Да, в один клик не получится перенести проект с одной платы на другую. Я сейчас попробовал и слишком много изменений нужно сдеать. Проще всего создать SOC-Empty проект под плату Thunderboard-2 и заменить в ней файл app.c на такой из моего проекта. Насчёт .isc файла, также можете мой для сервера использовать. В нём необходимо заменить строку architecture на следующую, и тогда всё соберётся. Иначе после просто замены isc файла проект будет собираться под другой чип.

Код: Выделить всё

architecture: efr32~family[M]~series[1]~device_configuration[2]~performance[P]~radio[332]~flash[1024K]~temp[G]~package[L]~pins[125]~!module+BRD4166A+gcc

При портировании с платы на отдельный модуль возникнут небольшие сложности, связаные с тем, что в модуль, в отличии от демо-платы, не загружен нужный бутлоадер, и с тем что там есть не будет производиться OTA. Нужно будет сначала сделать и загрузить отладчиком в модуль проект бутлоадера из примеров в соответствии с использованием Internal storage или отдельную Flash storage для ОТА. Если ОТА не нужен, можно с бутлоадером не заморачиваться и использовать имеющийся в модуле.

[uldemir]

Может еще подскажете... Делаю наоборот - сервер на базе thunderboard sense 2 (а клиент будет уже на самодельной плате). У него на борту тоже стоит si7021. Вот только выдаёт дикие результаты: 121°C 99%
Подумал, что может из-за того что не активизирована линия ENV_SENSE_ENABLE, которую на этой плате надо установить в 1 для подачи питания на эти модули. Добавил в инициализирующую часть строчки:

Код: Выделить всё

  // Init ENV_SENSE_ENABLE
  GPIO_PinModeSet(ENV_SENSE_ENABLE_PORT, ENV_SENSE_ENABLE_PIN, gpioModePushPull, 1);
  GPIO_PinOutSet(ENV_SENSE_ENABLE_PORT, ENV_SENSE_ENABLE_PIN);

Но результат не изменился.

А! оказывается, еще и i2c расположен на других выводах! добавил:

Код: Выделить всё

  GPIO_PinModeSet(gpioPortC, 5, gpioModeWiredAnd, 1);
  GPIO_PinModeSet(gpioPortC, 4, gpioModeWiredAnd, 1);

  I2C1->ROUTELOC0 = I2C_ROUTELOC0_SDALOC_LOC17 |
      			    I2C_ROUTELOC0_SCLLOC_LOC17;

  I2C1->ROUTEPEN = 3; // вот этот параметр не понимаю.
  I2C_Init(I2C1, &i2cInit);

Теперь хоть числа пошли похожие: 29°C 33% (про температуру написано, что это нагрев от LDO - я сейчас питаю от USB).

Так что проблему решил, но если не трудно, проверьте не забыл ли я чего.

p.s. Однако, плевать этот модуль хотел на мои манипуляции с ENV_SENSE_ENABLE - Убрал Set, оставил Clear - всё-равно показывает те же числа.

[Ser60]

Всё правильно Вы сделали. Строчка с ROUTPEN=3 подключает выводы SCL и SDA модуля I2C к выводам порта. Посмотрите дoкументацию на этот регистр в RM (стр. 542) и всё будет ясно. Да, плата действительно нагревается от ЛДЕ. На всякий случай мой код app.c для сервера на этой плате.

app.c

(10.4 КБ) 542 скачивания

[uldemir]

Попытался я подключиться Segger-ом к "голому" BGM13... что-то не получилось. Я вывел на разъём весь JTAG TMS/TCK/TDI/TDO ну и nReset с Vdd. Но программатор не видит устройство. Вполне возможно, что где-то нет контакта, так как я использовал в качестве макетки оставшуюся плату от BGX13: посадочные места совпадают, питание совпадает, а остальное попытался проводками раскидать. Тестером прозванивал, вроде как КЗ нет и внутренние защитные диоды звонятся - значит контакт есть. Но мои игры закончились. Хотел сегодня опять попробовать "достучаться" до BGM, но перепутал источники питания и подал 8в вместо 3.3. Думаю, оно того. Так что вернусь к изначальному плану - разведу нормальную печатку.

Вот только посмотрел на вашу печатную плату (из этого сообщения)- там всего 5 контактов на разъёме программирования. Это получается, что вы используете SWDIO/SWCLK? Сможет ли Segger из-под Simplicity Studio таким образом достучаться до BGM13? И не напомните, эта фотография из какой-то вашей статьи?

[Ser60]

Да, я использовал SWD интерфейс. Фотка эта не из статьи. Я делал эту плату для коллеги из другого универа и отправил ему для экспериментов. Там на ней ещё размещён сенсор BME280 для тестов и держатель под 2хAAA батарей с другой стороны. В режиме передачи оповещений потребление её около 24мКа, так что выключатель питание не нужен. Мы с ним осенью собираемся сделать совместный online курс по IoT. Он, как специалист, будет рассказывать про разработку мобильных приложений, а моя часть - Bluetooth hardware и разработка firmware для модуля.

Спойлер

Получил на днях демо-плату Thunderboard BG22 на новом чипе. По размерам она такая-же как и Thunderboard Sense 2 из моей статьи, однако на ней меньше сенсоров, всего одна кнопка и только один user LED. Для моих курсов переходить на неё с Thunderboard Sense 2 пока не стоит. Кроме того, не всё мне самому про неё пока ясно - сейчас общаюсь с тех-подержкой фирмы, писать статью про неё ещё рано. Только что мой контакт с Silicon Labs пообещал прислать plug-in плату для Wireless Main Board, чтобы можно было померить токо-потребление в различных режимах. Кстати, про последнюю уже имеется неплохая статья.

Токопотребление у нового семейства SoC EFR32BG22 снижено в 2 раза по сравнению с BG13 и находится сейчас на уровне лучших моделей на рынке. Интересующимся рекомендую посмотреть вебинар про новое семейство BG22, и записаться на 3-дневный виртуальный воркшоп фирмы в мае с hands-on упражнениями. Там они обещают прислать всем участникам по демо-плате (как я понял даже бесплатно), чтобы участники могли делать дома упражнения и всё то, что покажут на экране. Я зарегистрировался и получил подтверждение, что плата будет выслана вскоре на адрес, указанный при регистрации. Посмотрим...

[Ser60]

Silicon Labs организуют ещё целую серию online events по вторникам и четвергам, посвящённых различным аспектам "безпроводки". При регистрации получите Zoom линки для участия. Вот линк для регистрации. Два вебинара уже прошли, из-за неполадок с форумом не мог сообщить ранее. Потом они присылают всем участникам линк на запись сессий.

Помимо этого, фирма готовит большую не-виртуальную конференцию в Сентябре 2020 в столице штата Техас г. Остин. Может, она и не состоится из-за вируса, у фирмы на этот случай имеется план Б. Подробности на сайте.

Серия BG22, про которую писал выше, как и многие новые разработки, не свободна от "детских болезней". В этой серии, как и в предыдущей BG21, фирма внедрила кучу особенностей, связанных с secure boot, и это наложило свой отпечаток на загрузку кода. Однако, с помощью инженера фирмы, многие (если не все) вопросы у меня снялись. Я думал, что благодаря выпущенному на днях апдейту для их security component (SC), никакая сторонняя помощь пользователям не понадобится, однако ошибся. Получив вчера плату SLWRB4182A с чипом ревизии B04 обнаружил, что проблемы с загрузкой кода остались даже после апгрейда SC. Видимо, это связано со слишкой сырой первоначальной версией бутлоадера в чипе. Выходом из ситуации стало стирание всего чипа в Simplicity Commander с последующим компилированием нового бутлоадера из примера в Studio и загрузки его в чип. Это производится без проблем, и потом все проблемы с загрузкой кода пользователя и внутрисхемной отладкой исчезают.

Токопотребление чипов MG22 на плате расширения (две левые фотки) и BG22 на плате Thunderboard (правые фотки) приятно впечатлило. Представленные ниже графики соответствуют режиму отсылки оповещений с периодом 1 сек при мощности 0 dBm, т.е. с такими-же параметрами, как и в статье для сравнения. У серии BG13 оно было около 24 мКа, а у этих в районе 9.7 - 12.5 мкА. Графики токопотребления сняты инструментом Energy Profiler в составе Studio с помощью схемы измерения тока на Wireless Main Board.

Спойлер

Поскольку речь зашла об измерении среднего токопотребления, для схем с импульсным потреблением вопрос этот стоит весьма остро. Я перепробовал несколько подобных измерителей от разных фирм, показанных ниже в порядке убывания приоритета слева направо. Следует отметить первую плату - Atmel Power Debugger и соответствующую софтину для компа. Замечательная вещь, раньше ей всё время и пользовался. Ей можно мерить токи вплоть до ампера, т.е. подходит даже для WiFi. На платах Thunderboard нет подобного измерителя, однако эти платы можно подключить для отладки кода и измерения тока к основной Силлабовской плате через mini simplicity debugging header SLSDA001A и кабель в его составе (см. самую правую фотку выше и подробности в ДШ на плату). Таким образом (также как и в случае остальных показанных измерителей) можно измерить среднее и пиковое токопотребление устройства на любой внешней плате пользователя, включая самодельные и не обязательно на силлабовских чипах.

Спойлер

[uldemir]

Информация интересная. Сейчас я штудирую раздел https://www.silabs.com/support/training/bluetooth. Но у меня всё еще приземлённые проблемы. После того как спалил первый модуль, подумал, что можно было попробовать этот модуль проверить как NCP, подключив к компьютеру и запустив BG Tool. Ну вот вчера получил новые модули, и попробовал для начала этот вариант. Снова ничего. Пока единственное, что я могу придумать, что я просто подключился через RX/TX и не подключил RTS/CTS. Или всё же монтируя их я их порчу.

[Ser60]

Недостаточно информации что именно Вы пробовали и как. Если пробовали голый BGM13 модуль в режиме NCP, то его надо сконфигурировать на этот режим, включая пины UART, залив в него, например, демо программу для NCP target. В голом модуле с фабрики нет стека ВТ. Я-бы предварительно ещё залил в него новый бутлоадер, чтобы он стал совместимым с современным SDK в Studio. Т.е. без программирования модуля через SWD не обойтись. Ну а тогда, по-моему проще залить в него полноценное проиложение сервера, или ещё проще какое-либо pre-compiled приложение для проверки работоспособности. Например, тот-же SoC-Empty. С ним увидите работу модуля в режиме передачи оповещений и сможете связаться с ним со смартфоэна. Да, и для NCP ражима достаточно 2-проводного UART c Tx/Rx. Или я Вас неправильно понял? Что означает фраза "или монтируя их я их порчу"?

[uldemir]

Ээээ тогда я не правильно понял, что в модуле прямо из коробки уже зашит NCP. В даташите нашел такую строчку: Devices ship with the Gecko UART DFU bootloader 1.4.1 + NCP application from Bluetooth SDK 2.7.0.0. The firmware settings conform to the diagram shown in 5.1 Network Co-Processor (NCP) Application with UART Host. Т.е. еще до программирования он через UART должен отзываться.

Впрочем, сегодня попрыгал вокруг этого модуля - он отозвался. Программа BG Tool запросила его адрес и ответ пришел. Правда, запустить адвертисмент или сканирование не удалось - на все команды возвращал ошибку "not implemented". Хотя я и был припаявши к UART проводочки CTS/RTS, но модуль продолжал работать даже после отключения их - т.е.действительно, RX/TX достаточно в данном случае. Возможно, просто не было контакта или КЗ в какой из линий и поэтому поначалу модуль не отзывался, а пока возился с RTS/CTS нечаянно поправил контакт.

Теперь буду пытаться сцепить с программатором через SWC/SWDIO.

OTA меня в данный момент совсем не интересует, так как все "Гековские" программы, при попытке соединения, на моём планшете просто дохнут. Так что я это отложу до более лучших времен.

Что означает фраза "или монтируя их я их порчу"

Ну вот то и значит, что я опасаюсь, что во время монтажа модуля я его возможно, перегреваю и тем самым повреждаю. Или он не точно садится на площадки и возникает отсутствие контакта или КЗ.

[Ser60]

Да, похоже я проглядел насчёт загрузки NCP на фабрике. В ДШ модулей предыдущих поколений такого не было. Однако, остаётся неясным как версия 2.7.0 Bluetooth SDK будет кооперировать с современным Bluetooth SDK 2.13. И какое именно NCP приложение загружено на фабрике. Поэтому продолжаю рекомендовать не рассчитывать на это и сразу залить в модуль "нормальный" код по SWD. Насчёт перегрева при пайке, думаю, напрасно беспокоитесь: не сомневаюсь, что паяете без фанатизма.

Кстати, поработал на днях со студентом с модулями BlueNRG от ST. Они могут только NCP, и паять на плату их проще, но они дороже силлабовских и хуже по всем параметрам. В общем, с их кодом тоже всё логично, мне даже где-то понравилось. Но конфигурирование профилей нужно делать вручную, хотя после дня работы это перестаёт быть проблемой.

[uldemir]

Ура, удалось соединиться программатором. Ну и прошивку залить, конечно, тоже удалось. Были и непонятки с simplicity studio. Оказалось, чтобы оно увидело модуль, надо было еще пойти в настройки программатора. Я надеялся на более интуитивный подход. Хорошо, перед этим J-Linkовским софтом убедился в работоспособности связки модуля с программатором.

А вопрос еще такой по самому simplicity studio - как заливать прошивки? Может есть путь попроще, чем тыкать в кнопку Flash Programmer (зеленоватая такая), а потом долго искать при помощи кнопки Browse файл, что заливать. Пока работал с одним проектом это немного раздражало, но было терпимо. Теперь у меня два проекта и постоянно опасаюсь как не кликнуть не в ту строчку. А когда проектов будет много?

И какая-то непонятка происходит с апдейтами. Я уже не помню сколько раз делал апдейт Bluetooth SDK на 2.13.3, но до сих пор предлагает снова сделать этот апдейт. Правда в этом проекте все еще предыдущий:

Код: Выделить всё

stack version: 2.13.2
local BT device address: ec:1b:bd:b3:04:84
boot event - starting advertising

[Ser60]

Поздравляю с победой! Я заливаю прошивки так: после компиляции проекта в Project Explorer в дереве проекта появится папка Binaries. Открываем её, кликаем правой кнопкой мыши на *.hex файл и в открывшемся окне выбираем опцию Flash to Device в самом низу. Sdudio может попросить подтвердить выбор программатора и далее вызовет Flash Programmer app, где надо будет только нажать кнопку Program с дефолтными установками. Или нажать на кнопку Debug при выбранном в дереве открытого проекта. Тогда прошивка сама зальётся без доп. вопросов, но студио перейдёт в режим отладки, который можно тут-же отменить.

Насчёт апгрейда, меня это тоже доставало на версии SDK начиная с 2.7.0, пока я не отеменил проверку апгрейдов при запуске студио. Раньше такого не было. Сейчас сам периодически проверяю на наличие апгрейдов. Остаётся надеяться, что это будет исправено в последующих версиях. Nobody is perfect.

hex.jpg

(35.88 КБ) 476 скачиваний

[uldemir]

Очередная проблема с Simplicity Studio. К проекту для платы Thunderboard захотел прилепить OLED SPI дисплей. Нашел, что есть такая штука как EMDRV и в ней есть SPIDRV. Вот проблема как этот драйвер добавить в проект. Пока ничего не нашел, кроме как ручками его скопировать и еще ручками прописать два пути для поиска инклюдов. А тут в интернете порылся, и там написано, что можно "by right clicking your project name > Properties > C/C++ Build > Project Modules. Expand the tree: EFM32 > common." Вот только там у меня нет никаких EFM32, а только HAL Config. Может, подскажете, где что еще надо сделать,, чтобы появилась возможность добавлять драйвера по мере необходимости?

p.s. ой-ой. Почитал... похоже, что в Simplicity Studio ничего толком не работает. Будем делать ручками.
p.p.s. Всё чудесатее. А на другом компе, оказывается, всё есть. Только это "всё есть" так же не работает как и написано на форумах. Так что "ручками" оказался самый простой и надёжный вариант.

[Ser60]

[uquote="Ser60",url="/forum/viewtopic.php?p=3818892#p3818892"]Я зарегистрировался и получил подтверждение, что плата будет выслана вскоре на адрес, указанный при регистрации. Посмотрим...[/uquote]Получил сегодня эту плату. Выслана была из Норвегии. Между тем, фирма открыла нескольколько дополнительных секций этого воркшопа, уже набралось несколько тысяч участников. Помимо этого, также из-за огромного интереса к их продукции, фирма расширила список вебинаров. Сейчас они планируются вплоть до конца июня по 2 в неделю. Хотя эти семинары общеобразовательные + маркетинг, что-то новое всегда узнать можно. Также интересно посмотреть что люди спрашивают и можно свои вопросы задать. Слайды прошедших презентаций и их видео-запись доступны по ссылке выше.

Забыл написать, что 2 недели назад представил к публикации здесь третью части статьи про силлабовские Bluetooth модули. Надеюсь, вопросы с переездом форума на новый сервер скоро утрясутся и она станет доступной публике.

[uldemir]

У меня снова (или всё еще) проблема с Simplicity Studio. Пытался гуглить, но не знаю как эту проблему сформулировать, поэтому. ничего не нашел. Но может, кто сталкивался.

Захожу в Launcher, выбираю плату Thunderboard Sense 2 и в разделе Software Examples выбираю Thunderboard -> soc Thunderboard. Нажимаю кноку, которая должна сделать мне проект - и получаю такую картинку:

В которой явно не хватает толпы файлов. Думал, что что-то поломал - потому снёс Студио и проинсталлировал всё по-новой. Добавил только эту плату в "мои устройства", попробовал снова - результат тот же самый.

[Ser60]

У меня тоже самое. Если хотите получить этот полноценный проект - создайте его под версией SDК 6.2.4. У версии SDK 7.x ещё не перевелись детские болезни.

Добавлено позже: На силлабовских вебинарах по ссылкам выше разыгрывались призы в виде Thunderboard BG22 платы среди тех, кто ответил на простые 3 вопроса. Сегодня убедился, что розыгрыши эти не розыгрыш (простите за каламбур), получив подтверждение, что я выиграл одну из них. Однако, из этих вебинаров я, в частности, узнал, что, несмотря на то, что эти платы поддерживают Bluetooth 5.2 Audio спецификации, из-за ошибки проектирования платы сигнальные проводники от (цифровых) микрофонов расположены слишком близко к кварцу синтезатора радио-частоты, поэтому Bluetooth при включённых микрофонах работает неустойчиво. Поэтому в списке примеров в Simplicity Studio нет соответствующих приложений и следует ожидать новую ревизию платы, вероятно ближе к концу года. В качестве позитивной новости отмечу, что измерение токопотребления бикона на BG22, вещающего 1 раз в сек на одном канале с мощностью 0 дБм, ввело меня в шок, т.к. оказалось менее 2 мкА!!!

Среди фирм, проявляющих повышенную активность в плане вебинаров хочу отметить Dialog Semiconductor. Они также организуют 3-дневный вебинар в июне о простом пути от идеи через PoC (Proof of Concept) на их демо-платах к производству. Там также обещают бесплатные железяки, так что записывайтесь кому интересно. Судя, по параметрам, их Bluetooth модули среди самых лучших. Ещё отмечу 2-серийный вебинар по Bluetooth Mesh решениям от Cypress, организуемый Arrow 11 июня. Там, правда, без халявного железа, но материалы доступны здесь.

[Ser60]

Вот ещё линк на серию вебинаров от Cypress: https://www.cypress.com/iot-advantedge-webinars
Если кто-то читал здесь мою статью про Anaren Atmosphere, с тех пор этот проект отпочковался от фирмы Anaren в самостоятельную. 18 июня намечается вебинар, где расскажут о современном состоянии этого подхода в приложении к сайпровским Bluetooth решениям.