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Solution: Multimode Mouse Dongle

重要

此例程仅存在于特殊版本的SDK中，如有需要请联系Panchip。

1 功能概述

此sample为pan108xxb1(32pin芯片、1M Flash)或者pan108xxa1(32pin芯片、512k Flash)在实体接收器板下的应用

具体支持的feature如下：

  • 2.4G模式（PRF增强型模式）

    1. 跳频：在信号质量不好（连续RX_LOST_PKT_LIMIT = 9ms收不到数据）/对码前在8个频点(每个频点RX_FREQ_HOP_MS=9ms)进行跳频

    2. 对码：上电跳频找到dongle端的频点后，通信互发对端的MAC地址后2字节，之后切换到私有地址进行通信

    3. 数据：数据跟随方案，对鼠标数据进行解析上报

    4. 性能：配合鼠标端性能

  • EMI测试

  • USB DFU升级

2 环境要求

  • board: pan108xxb1/pan108xxa1（芯片型号）接收器（带usb）、pan108xxb1/pan108xxa1（芯片型号）evb开发板（调试使用）

  • uart (option): overlay中默认P24显示串口log

  • 鼠标测试工具：MouseTest.exe

3 编译和烧录

例程位置：zephyr\samples_panchip\solutions\multimode_mouse_dongle

使用 ZAL 工具可以对其进行编译、烧录、打开 VS Code 调试等操作。关于 ZAL 工具的详细介绍请参考：Zephyr APP Launcher 工具介绍。

4 演示说明

芯片全部擦除还原默认状态，准备好烧录multimode_mouse的接收器

4.1 初始对码

  1. 初始对码时，初始鼠标板（全擦除后烧录）先上电，鼠标端快速闪动时插入接收器，鼠标由快闪变为呼吸灯

  2. 之后鼠标未强制对码时，接收器可以一直保持，鼠标端重新上电可以与接收器通信

4.2 强制对码

鼠标端进入强制对码时，需要重新插拔接收器，鼠标端快速闪动时插入接收器，鼠标由快闪变为呼吸灯

4.3 DeviceTool使用

配合上位机工具键鼠专用工具\PAN108x工具\MouseDeviceTool可以进行产线USB信息测试及单载波测试，具体操作可以参考工具内说明文档

默认界面支持自定义消息开发

显示界面可以切换到USB设置测试功能界面

5 开发说明

5.1 架构说明

multimode_mouse_dongle基于zephyr架构，进行多线程编程，线程静态初始化后，根据优先级进行先后初始化，之后各个线程运行至while（1）等待相应的信号量，以此通过控制信号量控制各个线程的调度关系

架构中应用层主要包含

  • 4个线程

    • 跳频

    • 对码

    • RF发包

    • USB发包

  • 2种中断

    • USB中断

    • PRF中断

  • USB EP3接口（VENDOR DFU）：通过USB中断进入进行DFU升级，EMI测试

5.2 线程说明

线程定义方式如下

/**
 * @brief Statically define and initialize a thread.
 *
 * The thread may be scheduled for immediate execution or a delayed start.
 *
 * Thread options are architecture-specific, and can include K_ESSENTIAL,
 * K_FP_REGS, and K_SSE_REGS. Multiple options may be specified by separating
 * them using "|" (the logical OR operator).
 *
 * The ID of the thread can be accessed using:
 *
 * @code extern const k_tid_t <name>; @endcode
 *
 * @param name Name of the thread.
 * @param stack_size Stack size in bytes.
 * @param entry Thread entry function.
 * @param p1 1st entry point parameter.
 * @param p2 2nd entry point parameter.
 * @param p3 3rd entry point parameter.
 * @param prio Thread priority.
 * @param options Thread options.
 * @param delay Scheduling delay (in milliseconds), zero for no delay.
 *
 *
 * @internal It has been observed that the x86 compiler by default aligns
 * these _static_thread_data structures to 32-byte boundaries, thereby
 * wasting space. To work around this, force a 4-byte alignment.
 *
 */
#define K_THREAD_DEFINE(name, stack_size,                                \
			entry, p1, p2, p3,                               \
			prio, options, delay)                            \
	K_THREAD_STACK_DEFINE(_k_thread_stack_##name, stack_size);	 \
	struct k_thread _k_thread_obj_##name;				 \
	STRUCT_SECTION_ITERABLE(_static_thread_data, _k_thread_data_##name) = \
		Z_THREAD_INITIALIZER(&_k_thread_obj_##name,		 \
				    _k_thread_stack_##name, stack_size,  \
				entry, p1, p2, p3, prio, options, delay, \
				NULL, name);				 	 \
	const k_tid_t name = (k_tid_t)&_k_thread_obj_##name

根据线程定义，定义了如下几个线程

5.2.1 FREQ_HOP线程

跳频线程，内部计算丢包数，达到阈值进行跳频，收到数据结束跳频

#define FREQ_HOP_THREAD_PRIORITY                2
#define FREQ_HOP_THREAD_STACKSIZE               1024

K_THREAD_DEFINE(freq_hop, FREQ_HOP_THREAD_STACKSIZE, thread_freq_hop, NULL, NULL, NULL,
		FREQ_HOP_THREAD_PRIORITY, 0, 0);

5.2.2 PRF_PAIR线程

配对线程，上电在公共地址和私有地址进行切换接收，公共地址收到对码数据后，切换为私有地址，私有地址收到数据后直接退出对码维持私有地址，不再切换地址

#define PAIR_THREAD_PRIORITY            2
#define PAIR_THREAD_STACKSIZE           1024

K_THREAD_DEFINE(pair, PAIR_THREAD_STACKSIZE, thread_pair, NULL, NULL, NULL,
		PAIR_THREAD_PRIORITY, 0, 0);

5.2.3 PRF线程

2.4G主线程，接收数据，判断数据seq并为USB准备数据

#define PRF_THREAD_PRIORITY             2
#define PRF_THREAD_STACKSIZE            1024

K_THREAD_DEFINE(prf, PRF_THREAD_STACKSIZE, thread_prf, NULL, NULL, NULL,
		PRF_THREAD_PRIORITY, 0, 0);

5.2.4 USB线程

USB线程，USB插入PC时进入，获取组包并且上报

#define USB_THREAD_PRIORITY                     1
#define USB_THREAD_STACKSIZE            		1024

K_THREAD_DEFINE(usb, USB_THREAD_STACKSIZE, thread_usb, NULL, NULL, NULL,
		USB_THREAD_PRIORITY, 0, 0);

5.3 RF中断说明

接收器为PRF RX端，增强型模式会在RX后自动转入TX, 中断中主要处理信号量sem_prf_isr的给出及再次开启rx，rx_lost_cnt的计数

5.4 主要数据结构说明

5.4.1 枚举状态

5.4.1.1 配对状态、地址类型
enum prf_pair_stat_t {
	prf_pair_default,
	prf_pair_start,
	prf_pair_comm,
	prf_pair_end,
};

enum pair_addr_type_t {
	prf_pair_public,
	prf_pair_private,
};
5.4.1.2 2.4G RF状态
enum prf_trx_stat_t {
	prf_idle_stat,
	prf_tx_done_stat,
	prf_rx_done_stat,
	prf_rx_timeout_stat,
	prf_rx_crc_err_stat,
	prf_rx_pid_err_stat,
};
5.4.1.3 跳频状态
enum prf_freq_hop_stat_t {
	freq_hop_disconnect_stat,
	freq_hop_done_stat,
};

5.4.2 全局结构

5.4.2.1 组包ring_buf（zephyr）
/**
 * @brief A structure to represent a ring buffer
 */
struct ring_buf {
	uint32_t head;	 /**< Index in buf for the head element */
	uint32_t tail;	 /**< Index in buf for the tail element */
	union ring_buf_misc {
		struct ring_buf_misc_item_mode {
			uint32_t dropped_put_count; /**< Running tally of the
						     * number of failed put
						     * attempts.
						     */
		} item_mode;
		struct ring_buf_misc_byte_mode {
			uint32_t tmp_tail;
			uint32_t tmp_head;
		} byte_mode;
	} misc;
	uint32_t size;   /**< Size of buf in 32-bit chunks */

	union ring_buf_buffer {
		uint32_t *buf32; /**< Memory region for stored entries */
		uint8_t *buf8;
	} buf;
	uint32_t mask;   /**< Modulo mask if size is a power of 2 */

	struct k_spinlock lock;
};
5.4.2.2 packet格式结构体
struct pkt_detect_t {
	uint8_t key_value;
	int16_t x_value;
	int16_t y_value;
	int16_t roll_value;
	int8_t header;
	int8_t sequence;
	int16_t reserved;
};
5.4.2.3 配对信息结构体
struct pair_ctrl_t {
	enum prf_pair_stat_t prf_pair_stat;
	bool prf_pair_timeout;
	bool paired_flag;
	uint8_t pair_own_addr[2];
	uint8_t pair_peer_addr[2];
	uint8_t pair_cnt;
	bool pair_saved_flag;
	enum pair_addr_type_t pair_addr_type;
};

5.5 主要逻辑图示

5.5.1 接收器多线程流程图

image

接收器多线程流程图

6 RAM/Flash资源使用情况