芯科科技(SiliconLabs)近期发布行业首款多协议无线SoC――EFR32TM Wireless Gecko系列产品,其中一款Blue Gecko SoC专门为蓝牙智能应用而开发,不仅完整支持新版Bluetooth Smart无线协议,并通过高集成度的SoC设计及一流的开发工具和软件支持,帮助客户优化产品的可扩展性、能效、安全和设计便利性,使蓝牙技术更容易进入可连接家庭、可穿戴、遥控器、婴儿监视器、信标(Beacon)、电子货架标签、健康和健身设备、销售终端设备等物联网应用中。

 

欢迎您点击下方链接,取得更BlueGecko SoC元器件技术信息:

EFR32BG1 Blue Gecko Bluetooth® Smart  SoC系列资料简介 

 

  1. 套件介绍
    • 简介

SLWSTK6020A为芯科科技(Silicon Labs)的EFR32TM Blue Gecko无线SOC提供了完整的开发平台。SLWSTK6020A的核心是一块无线入门套件主板(Wireless Starter Kit Mainboard),其上包括有一块板载J-Link调试器,一个高级电能监测器(Advanced Energy Monitor, AEM)用于实时电流和电压的监测,一个虚拟COM口(Virtual COM port interface, VCOM)和一个数据包追踪接口(Packet Trace Interface, PTI)。

无线入门套件主板与直接插在其上的EFR32BG 2.4GHz 10.5dBm无线板配套使用,该无线板的特色便是EFR32本身和RF接口。所有的调试功能以及AEM、VCOM和PTI除了可用于该无线板,也可用于外接的目标板。为了进一步增强无线入门套件的易用性,套件主板上包含了传感器和一些外设,用于演示无线SoC的其中一些功能。

 

  • 套件配件

购买的无线入门套件包装如图1所示。盒子内包括的配件如图2所示。

  • 无线入门套件主板BRD4001A 1块;
  • EFR32BG 2.4GHz 10.5dBm无线板BRD4100A 1块;
  • 锂电池CR2032 1个;
  • A型-Mini B型USB电缆1根。

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该套件硬件电路板的布局如图3所示。

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图3  套件硬件布局

 

  • 参考资料

芯科科技官方提供了丰富的文档资料和例程,帮助用户快速上手开发自己的应用。该套件相关的官方文档库链接为:

https://www.silabs.com/support/pages/document-library.aspx?p=Wireless%20-%20Bluetooth&f=Bluetooth%20Smart%20SoCs

要快速上手使用该套件,可参考以下网址:

http://cn.silabs.com/products/wireless/bluetooth/Pages/blue-gecko-bluetooth-soc-getting-started.aspx,其上有开发环境和例程的下载地址,还包括一些有用的文档资料,下文中重点参考的资料包括:

UG144: EFR32BG Blue Gecko Bluetooth Smart Starter Kit SLWSTK6020A User's Guide

QSG120: Silicon Labs AppBuilder-Based Bluetooth® Smart C-SDK Quick-Start Guide

 

  1. 开发环境搭建

借助预先编译的演示、应用说明和示例快速构建和运行应用需要搭建软件开发环境,参考文档QSG120,按照以下步骤进行搭建。注意:开发主机的操作系统为Win 7 64位。

 

  • 安装第三方开发工具

应用程序的编译需要借助第三方的编译器,此处安装IAR Embedded Workbench for ARM 7.30。下载安装文件EWARM-CD-7303-8062.exe,约760MB,以管理员权限运行安装。安装完成后需要激活,可以使用购买的正版序列号激活,也可以使用破解程序,在此不予详述。

 

  • 安装Simplicity StudioTM

Simplicity StudioTM开发环境集成了APPBuilder。APPBuilder是一个交互式GUI工具,可以帮助用户配置硅实验室提供的代码以快速实现应用。Simplicity Studio还包含能效分析器,可以通过实时测量功耗进行代码的电量分析;网络分析器可以追踪活动的无线网络;硬件配置程序可以自动生成硬件外设和I/O口的配置代码;此外,还包括其他一些对开发者有用的工具。还提供了APPBuilder和其他Simplicity Studio模块的在线帮助。

从1.3节的链接下载需要版本的Simplicity Studio安装文件,下载的Windows离线安装文件install-studio-offline.exe约3.1GB,以管理员权限运行安装。

 

  • 连接硬件

将无线板BRD4100A插入套件主板BRD4001A的插座上,用USB电缆将套件与开发主机相连。注意:将电源开关置于AEM处。期间,开发主机会自动安装硬件驱动程序。

 

  • Simplicity Studio配置

Simplicity Studio安装完成后会自动运行更新,然后自动检测连接的硬件,根据所连硬件安装软件包。安装完成后重启Simplicity Studio,在弹出的Setup Tasks窗口中选择Initial Setup进行初始化配置。在该配置过程中选择所连的套件名称、元件型号和工具链及SDK。由于套件用到的SDK尚未安装,所以此处不会显示,可在SDK安装完成后再运行Settings control进行配置。

 

  • 安装蓝牙智能C-SDK

从1.3节的链接下载C语言蓝牙智能SDK安装文件SiliconLabs-BluetoothSmartSDK-1.0.2.0-GA.exe,约18MB,以管理员权限运行安装。安装完成后点击Simplicity Studio右上角的“Settings”图标,在打开的Preferences窗口中选中Simplicity Studio->SDKs,在其中添加刚安装的C-SDK

 

  • 运行示例程序

蓝牙智能C-SDK自带了很多示例程序,下面以SOC demo for Smart Phone App为例来详述应用的建立、加载和调试运行过程。

  • 在Simplicity Studio视图中点击Software Examples打开New Silicon Labs MCU Project对话框,在其中选择Kit、Part和SDK。若已经连接了硬件电路板,会自动检测到。然后点击Next。
  • 选择要打开的示例工程:SOC demo for Smart Phone App,然后点击Next。
  • 输入工程名称和存放位置,可使用默认值,然后点击Finish。
  • 示例工程打开在了Simplicity IDE中,点击右上角的Generate。若工具链安装和环境配置均无误会弹出Generation validation对话框,点击OK即可完成。在实际操作中,点击Generate按钮后,弹出了如图4所示的对话框。

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图4  生成出错

 

根据错误提示,需要安装MSVC++库,点击链接安装即可,如图5所示。

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图5  安装MSVC++库

 

安装完成后,重新点击Generate,弹出如图6所示的对话框。

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图6  Toolchain出错

 

根据错误提示,未加载BGBuild工具。但在Simplicity Studio安装路径下已存在BgBuild,如图7所示,表示该工具已被安装但并未被Simplicity IDE自动检测到,需要手动添加。

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图7  BgBuild安装路径

 

点击Simplicity Studio右上角的“Settings”图标,在打开的Preferences窗口中选择Simplicity Studio->Toolchains,在右侧的Toolchains列表中点击Add…,在打开的Add Toolchains对话框中选择BgBuild的安装路径C:\SiliconLabs\SimplicityStudio\v3\bgtool,系统会自动检测到该路径下的工具BgBuild,添加后的结果如图8所示。

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图8  手动添加BgBuild

 

此时重新点击Generate,即可成功完成生成,如图9所示。

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图9  Generation成功

 

  • 根据手机的操作系统下载并安装对应版本的应用程序。以iOS为例,需要从App Store中搜索Blue Gecko,下载Silicon Labs Blue Gecko WSTK App。安装后的应用程序图标如图10所示。

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图10  App图标

 

  • 在开发主机上成功生成示例程序后,点击Debug按钮将程序下载至开发套件,然后点击Resume运行程序。此时套件主板的LCD出现芯科科技的Logo,随后显示SILICON LABORTARIES Bluetooth Smart Demo字样,其后还列出了所用蓝牙模块的编号,作者所用的蓝牙编号为:#44306。
  • 在手机端运行Blue Gecko App,点击Health Thermometer,根据提示打开蓝牙,可以看到手机发现了用户蓝牙设备BG44306,如图11所示。选中该设备,即可成功与之连接,套件上温度传感器测得的环境温度值通过蓝牙成功传到了手机App中,如图12所示。该测量值带有时间戳,并可将当前的测量值添加至下部的统计图表中。

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App中还提供了其他的演示功能,可配合套件进行测试。

 

  1. 性能测试及使用感受

Blue Gecko支持Advertising和BEACON两种模式,有丰富的示例程序供测试和参考,可以极大地缩短开发周期,尤其是BEACON技术的支持对于开发相关应用大有帮助。

Simplicity Studio集成了丰富的工具,如Energy Profiler,用户借助它可以实时地对开发套件功耗进行检测。当运行SOC demo for Smart Phone App例程时,对蓝牙处于不同工作状态下开发套件的功耗进行了检测,结果如图13所示。

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  • 蓝牙待机时

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  • 蓝牙设备发现时

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  • Advertisings模式下正常通信时

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  • BEACON模式下正常通信时

图13  不同工作状态下的功耗

 

由测试结果可知,Advertising模式下,套件的平均电流不大于1mA;BEACON模式下,平均电流也不大于10mA,而蓝牙待机时的电流尚不到10μA,如此的低功耗使得套件支持锂电池供电。

除了优异的低功耗表现,基于Blue Gecko蓝牙智能SoC设计的传输距离和穿墙能力也让人印象深刻,在室内直线距离约10m,中间间隔两堵墙的开发套件和手机之间依然能建立蓝牙通信,确实让人叹服!

本篇测试报告出自向日葵硬件评测实验室,源内容链接:http://www.chinaaet.com/article/3000018955

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