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PRF 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pan107/pan101上演示Dongle配合108鼠标端控制功能

2 环境要求

• board: pan107QFN32核心板/ pan101MSOP10核心板 + evb底板

• uart0: 设置P16，P17作为默认的LOG输出端口，波特率921600

3 编译和烧录

例程位置：<home>\nimble\samples\solutions_hid\prf_dongle\keil_107x

使用keil进行打开项目进行编译烧录，需要先移植确认flm文件（modules\hal\panchip\panplat\pan1070_hal_release\mcu_misc）拷贝至keil安装目录

4 演示说明

4.1 单设备配对流程

1. keil全擦芯片后，编译烧录boot程序pan10xx_mcu_boot\keil,之后烧录prf_dongle程序，此时进入对码状态

2. Dongle端在2412 MHz频点、地址{ 0x7b, 0x41, 0x29, 0x71 }(PIPE0)进行扫描

3. PAN108鼠标进入强制配对，在相同频点和地址发送鼠标端的MAC地址

4. PAN107 Dongle收到配对请求后:

   • 回复本地MAC地址

   • 根据Dongle MAC地址计算出9个私有跳频频点

   • 将鼠标MAC地址后4位设置为PIPE1的接收地址

5. 鼠标收到Dongle回复后:

   • 计算出相同的9个私有跳频频点

   • 切换到私有地址和频点通信

6. Dongle在PIPE1上接收到鼠标数据后，结束对码状态，进入正常通信模式

4.2 双设备配对(可选)

通过修改宏PAIR_ONLY_ONE=0,可以支持第二个设备配对:

1. 第一个设备配对成功后，保持连接

2. 第二个设备进入配对状态

3. Dongle将第二个设备分配到PIPE2

4. 两个设备可以同时工作，通过重传机制实现并发通信

注意: PAIR_ONLY_ONE=1(默认)时仅支持单设备，性能最优；=0时支持双设备，但需要合理调度上报率。

5 开发说明

5.1 Flash配置及接口说明

PAN107（512K 32pin）芯片作为调试芯片，最终PAN101（仅4个IO：P00 P01作为烧录脚，可以复用；P13 P14作为USB通信线，无Reset脚，reset需要重新上电；16K RAM 256K flash）作为实际使用芯片

为确保PAN107编译的程序可以直接切换到PAN101芯片中

BOOT默认划分40k flash，APP默认划分440k flash，可在samples\solutions_hid\keil_107x\configuration\sdk_config.h中查看

CONFIG_ENABLE_BOOTLOADER=1:程序从boot启动后跳转到APP编译地址0xA000，需要先进行boot烧录

CONFIG_ENABLE_BOOTLOADER=0:设置0可以将APP编译到0x0地址，rebuild烧录后，芯片不含boot区域

其他配置可以参考，不建议改动

// <h> Flash Partition Config

// <e> Enable Bootloader
// <i> Enable bootloader for current App Project.
// <i> That means, App Image would not be generated (linked) at Flash 0 address, instead, it would be generated (linked) at flash address right after Bootloader Flash Partition.
#define CONFIG_ENABLE_BOOTLOADER                            1

// <o> Bootloader Flash Partition Size (KB)
// <i> Note that partition size should be multiple of 4KB!
#define CONFIG_FLASH_PARTITION_BOOTLOADER_SIZE_KB           40

// <s> Bootloader Project Path (Directory)
// <i> Specify relative or absolute path of Bootloader project.
// <i> NOTE here we should use slash ('/') as path separator instead of backslash ('\')!
#define CONFIG_BOOTLOADER_PROJECT_PATH                      "../../bootloader/keil_107x"

// <e> Forcibly Build Bootloader Project
// <i> Build bootloader project:
// <i> - AFTER current App Image build done
// <i> - BEFORE Bootloader/App image merging (if enabled).
#define CONFIG_FORCE_BUILD_BOOTLOADER_PROJECT               0

// <o> Select Bootloader Build Command
// <i> Here provides two build commands for selection, they are completely equal with corresponding buttons on Keil UI.
// <0=> Build
// <1=> Rebuild
#define CONFIG_BOOTLOADER_BUILD_COMMAND                     0

// <q> Show Bootloader Build Logs
// <i> Show bootloader build logs in Build Output window of current App project.
#define CONFIG_SHOW_BOOTLOADER_BUILD_LOG                    1
// </e> Forcibly Build Bootloader Project End

// <e> Merge Bootloader and App Into One Single Image
// <i> Copy bootloader image to App 'Images' folder and then merge bootloader and app into one single image.
// <i> It is recommended to flash the Merged Image when using PanLink or JFlash Tool.
#define CONFIG_MERGE_IMAGES                                 1

// <s> Merged Image Name
// <i> Specify the name of generated merged image.
#define CONFIG_MERGED_IMAGE_NAME                            "nImageMerged"
// </e> Enable App Image Header End

// <o> App Flash Partition Size (KB)
// <i> Note that partition size should be multiple of 4KB!
#define CONFIG_FLASH_PARTITION_APP_SIZE_KB                  440

// <o> App Backup Flash Partition Size (KB)
// <i> Note that partition size should be multiple of 4KB!
#define CONFIG_FLASH_PARTITION_APP_BACKUP_SIZE_KB           0

// <o> KVStore Flash Partition Size (KB)
// <i> Note that partition size should be multiple of 8KB!
#define CONFIG_FLASH_PARTITION_KVSTORE_SIZE_KB              16

// <o> User Custom Flash Partition Size (KB)
// <i> Note that partition size should be multiple of 4KB!
#define CONFIG_FLASH_PARTITION_USER_CUSTOM_SIZE_KB          12

samples\solutions_hid\bootloader\Keil_107x\project.sct 中限制了RAM使用大小16K

#! armcc -E
#include ".\configuration\sdk_config.h"
; *************************************************************
; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
; *************************************************************

LOAD_FLASH CONFIG_FLASH_PARTITION_BOOTLOADER_ADDR CONFIG_FLASH_PARTITION_BOOTLOADER_SIZE
{
    FLASH_TEXT +0
    {
        *.o (RESET, +First)
        *(InRoot$$Sections)
        .ANY (+RO)
        .ANY (+XO)
    }

    SRAM_DATA_TEXT 0x20000000 0x0000C000  // 48KB Common SRAM for PAN107x SoC
    {
        .ANY (+RW +ZI)
        *.o (.ramfunc)
    }
}

以上，确保107芯片上编译验证后可以进行直接切换下载到101芯片中

BOOT跳转注意点：

可以使用 boot工程中BOOT_ENABLE_USB_DFU来控制实现boot升级流程，也可以不使用，最终跳转接口jump_to_app

Flash存读接口：

参考prf dongle代码中，对 配对的mac地址的操作，参考代码在200k位置进行配对信息存储

/* 200k start save pair addr two */
FMC_ReadStream(FLCTL, PRF_PAIR_ADDR_FLASH_ADDR0, CMD_DREAD, read_addr0, 6);
FMC_ReadStream(FLCTL, PRF_PAIR_ADDR_FLASH_ADDR1, CMD_DREAD, read_addr1, 6);

FMC_WriteStream(FLCTL, PRF_PAIR_ADDR_FLASH_ADDR0, &prf_state.pair_private_addr[0][0], 6);
FMC_WriteStream(FLCTL, PRF_PAIR_ADDR_FLASH_ADDR1, &prf_state.pair_private_addr[1][0], 6);

5.2 PRF说明

5.2.0 关键配置宏

在app_prf.c中有两个重要的配置宏:

#define PRF_DBG_PIN                                     0  // RF调试引脚使能
#define PAIR_ONLY_ONE                                   1  // 单设备模式(默认)

PAIR_ONLY_ONE宏说明:

值	模式	说明
1(默认)	单设备模式	- 仅支持1个设备配对 - 使用PIPE0(配对)+PIPE1(通信) - 性能最优，上报率可达1000Hz - 代码逻辑简单，稳定性高
0	双设备模式	- 支持2个设备同时配对 - 使用PIPE0(配对)+PIPE1/PIPE2(通信) - 需要重传调度，上报率约500-800Hz - 适用于键鼠套件等场景

修改方法:

// 在 app_prf.c 中修改
#define PAIR_ONLY_ONE    0  // 改为0启用双设备模式

注意:

• 双设备模式下，第二个设备的程序需要设置PAIR_COMBO_DG_DEV2=1来区分设备类型

• 建议在单设备稳定后再尝试双设备模式

5.2.1 初始化

pan_prf_config_t rx_config =
{
	.work_mode = (prf_mode_t)PRF_MODE_ENHANCE,
	.chip_mode = (prf_chip_mode_sel_t)PRF_CHIP_MODE_SEL_XN297,
	.trx_mode = (prf_trx_mode_t)PRF_RX_MODE,
	.phy = (prf_phy_t)PRF_PHY_2M,
	.crc = (prf_crc_sel_t)PRF_CRC_SEL_CRC16,
	.src = (prf_scramble_sel_t)PRF_SRC_SEL_EN,
	.mode_conf = (prf_mode_conf_sel_t)PRF_BLE_CONF,
	.rx_timeout = 10000,
	.rf_channel = PAIR_PUBLIC_CHANNEL,
	.tx_no_ack = DISABLE,
	.trf_type = (prf_trf_t)PRF_TRF_NORMAL,
	.rx_length = 64,
	.sync_length = 4,
	.crc_include_sync = ENABLE,
	.src_include_sync = ENABLE,
	.sync = PAIR_PUBLIC_ADDR,
	.pid_manual_flag = ENABLE,
	.tx_power = 9,
	.pipe = PRF_PIPE0,
};


void mouse_prf_init(void)
{
	ana_prf_ldo_en();

	panchip_prf_init(&rx_config);

	/* init not init channel, must init channel after init */
	panchip_prf_set_chn(rx_config.rf_channel);

	/* adr match bit match whole absolutely */
	PRI_RF_SetAddrMatchBit(PRI_RF, 0);
	/* disable pid err isr */
	panchip_prf_pid_cfg(&rx_config, 0);
	/* enable len err isr */
	panchip_prf_rx_length_irq_cfg(ENABLE);

	#if PRF_DBG_PIN
	PRI_RF_WRITE_REG_VALUE(PRI_RF, TEST_MUX02, TST_MUX_SELECT_11, 0x14); // tx on
	SYS->P1_MFP |= SYS_MFP_P10_LL_DBG_11;

	PRI_RF_WRITE_REG_VALUE(PRI_RF, TEST_MUX02, TST_MUX_SELECT_09, 0x15); // rx on
	SYS->P0_MFP |= SYS_MFP_P04_LL_DBG_9;

	PRI_RF_WRITE_REG_VALUE(PRI_RF, TEST_MUX02, TST_MUX_SELECT_10, 0x17); // data
	SYS->P0_MFP |= SYS_MFP_P07_LL_DBG_10;

	PRI_RF_WRITE_REG_VALUE(PRI_RF, TEST_MUX03, TST_MUX_SELECT_12, 0x13); // acc match
	SYS->P0_MFP |= SYS_MFP_P05_LL_DBG_12;
	#endif

	mouse_prf_pair_init();

	panchip_prf_trx_start();
}

1. 全局变量rx_config，部分来源于config文件，部分来源于直接配置，定义好后，panchip_prf_init(&rx_config);会进行除了频点之外的初始化，一定要在之后进行频点设置panchip_prf_set_chn(rx_config.rf_channel);

2. init后，设置地址全匹配，关闭pid err中断，开启len err中断，rf状态可控，增强型模式下，一定会进行完成r->t/timeout/crc/len err状态，中断内控制好下一次trx start之前进行flash操作、状态控制，不会引起rf死机状态

3. PRF_DBG_PIN控制lldbg信号，可以抓取rf工作中的时序，但需要注意，开启debug信号时会一定程度影响rf，crc率会变高，关闭后正常

4. mouse_prf_pair_init();中获取dongle mac地址，计算出配对频点（通过dongle mac后四字节），并且设置可能存储过的配对地址作为rf 收取地址

   私有频点计算:

   // app_prf.c 中的定义
   uint16_t channel_list_private[9] = { 
       2404, 2412, 2418, 2430, 2438, 2444, 2456, 2474 
   };
   
   // 实际使用8个频点，第9个(索引8)固定为2412作为备用
   

    /* set PRI_RF_MODE_SEL_RX addr will set the rx addr & pipe */
    /* set PRI_RF_MODE_SEL_TX addr will set the single tx addr, no set tx will use init tx addr */
    /* set PRI_RF_MODE_SEL_TRX addr will set the trx addr both, no set tx will use init tx addr */
   	panchip_prf_set_addr(addr_format, 4, PRF_PIPE1, PRI_RF_MODE_SEL_RX);
   	#if !PAIR_ONLY_ONE
   	panchip_prf_set_addr(addr_format, 4, PRF_PIPE2, PRI_RF_MODE_SEL_RX);  // 双设备模式
   	#endif
   

   设置PRI_RF_MODE_SEL_RX地址仅设置接收PIPE，不会设置发送地址

   rx isr中需要设置payload并且设置回复时的tx地址，设置发送地址参考

/* set addr will set the tx addr, if want to ack data from dynamic rx pipe ,rx isr must set tx addr */ CONFIG_RAM_CODE void app_prf_set_tx_addr(uint8_t addr) { #if SET_TX_ADDR_DIRECT / 1.25us */ uint32_t tx_addr;

tx_addr = (addr[0]) | (addr[1] << 8) | (addr[2] << 16) | (addr[3] << 24);

PRI_RF_WRITE_REG_VALUE(PRI_RF, R05_TX_ADDR_L, L32B, tx_addr);
#else
/* 6us no used third param */
panchip_prf_set_addr(addr, 4, PRF_PIPE0, PRI_RF_MODE_SEL_TX);
#endif

}

5. 最后进行panchip_prf_trx_start();开启tx；


#### 5.2.2 时间说明

说明比较重要的时间量取参数

![prf_dg_time](images/prf_dg_time.png)

1. timeout debug信号结束到进入timeout中断：9us

2. 设置频点时间：50us

3. trx start调用到debug信号拉取到发送出数据：24us

4. DG端 rx自动转tx发送出时间：26us

5. trx start执行占用时间

6. rx isr中需要设置payload并且设置回复时的tx地址，设置地址时，可以快速设置4字节地址或者调用底层封装接口设置，分别占用1us或者6us，影响还好，就算当前次不能及时设置好地址，依然会在下次配对地址收到数据后在对应地址回复出

```c
/* set addr will set the tx addr, if want to ack data from dynamic rx pipe ,rx isr must set tx addr */
CONFIG_RAM_CODE void app_prf_set_tx_addr(uint8_t *addr)
{
 #if SET_TX_ADDR_DIRECT
 /* 1.25us */
 uint32_t tx_addr;

 tx_addr = (addr[0]) | (addr[1] << 8) | (addr[2] << 16) | (addr[3] << 24);

 PRI_RF_WRITE_REG_VALUE(PRI_RF, R05_TX_ADDR_L, L32B, tx_addr);
 #else
 /* 6us no used third param */
 panchip_prf_set_addr(addr, 4, PRF_PIPE0, PRI_RF_MODE_SEL_TX);
 #endif

}

5.2.3 多pipe使用说明

107相对于108，增加feature 多pipe地址收取的功能，灵活使用可以实现配对地址和多通道地址同时可以收取回复数据，基于此feature可以扩展多个主机设备配对同一dongle，目前主机端最快速度在250us内可以完成发收，所以多设备自行处理的条件下，通过重传可以做到至少2个设备配对同一dongle后，可以达到1000hz上报率

演示说明：

1. 准备2个108 8k鼠标，鼠标1下载默认程序，鼠标2下载 PAIR_COMBO_DG_DEV2=1的第二设备程序

2. 编译下载PAIR_ONLY_ONE=0的107 dongle程序

3. 鼠标1进入配对状态，复位107，鼠标1配对成功，鼠标1不移动情况下鼠标2进入配对或者上电状态，鼠标2配对成功

4. 鼠标1可以达到1000hz上报率，鼠标2默认配对后125hz上报率

对码说明参考演示说明部分的第四点，补充说明鼠标1和鼠标2的区别在于，配对过程数据字段，回复的数据除了各自mac地址，还有额外的数据字段区分对应配对到哪一个pipe，107 rf中确认私有mac搜索到数据通信后不再添加其他地址，重新上电会重新进入可添加pipe地址状态

	pkt_pair.magic = PAIR_MAGIC;
	#if PAIR_COMBO_DG_DEV2
	pkt_pair.type = 0x20;
	#else
	pkt_pair.type = PAIR_MOUSE_8K_FLAG;
	#endif
	memcpy(pkt_pair.mac, pair_ctrl.pair_own_addr, 6);
	memcpy(tx_payload.data, &pkt_pair, 9);

5.3 USB说明

USB init软件过程基本与108一致，其他部分使用也一致

硬件需要注意，101/107系列早期存在USB有问题版本，接入hub并且在hub上的第一个口通常能识别成功但也不稳定，直插线的方式在大部分电脑上都不能成功识别，一定要选用MPC版本之后USB修复后的芯片

void usb_init(void)
{
    usbd_desc_register(0, hid_descriptor);
    usbd_add_interface(0, usbd_hid_init_intf(0, &intf0, standard_keyboard_report, DEF_Intface0_ReportDes_SIZE));
    usbd_add_endpoint(0, &hid_intf0_in_ep);
    usbd_add_interface(0, usbd_hid_init_intf(0, &intf1, keyboard_report, DEF_Intface1_ReportDes_SIZE));
    usbd_add_endpoint(0, &hid_intf1_in_ep);
    usbd_add_endpoint(0, &hid_intf1_out_ep);
    usbd_add_interface(0, usbd_hid_init_intf(0, &intf2, dfu_report, DEF_Intface2_ReportDes_SIZE));
    usbd_add_endpoint(0, &hid_intf2_in_ep);
    usbd_add_endpoint(0, &hid_intf2_out_ep);

    usbd_initialize(0, USB_BASE, usbd_event_handler);
}

6 RAM/Flash资源使用情况

PAN107x资源配置:

Flash Total: 508 KB (0x7F000)
SRAM Total:  48 KB (0xC000)

实际使用情况(单设备模式 PAIR_ONLY_ONE=1):

Flash Size:  ~38.82 KB
RAM Size:  ~10.48 KB

实际使用情况(双设备模式 PAIR_ONLY_ONE=0):

Flash Size:  ~40 KB     (+1.2 KB)
RAM Size:  ~11 KB       (+0.5 KB)

资源占用分析:

• Flash主要占用:

  • PRF协议栈代码: ~15KB

  • USB HID驱动: ~10KB

  • Bootloader跳转逻辑: ~5KB

  • 应用层代码: ~8KB

• RAM主要占用:

  • 2个Ring Buffer: 2 × 448 = 896字节

  • PRF状态管理: ~1KB

  • USB缓冲区: ~2KB

  • 系统栈和堆: ~6KB

优化建议:

1. 关闭日志: DBG_PRF_LOG_ENABLE=0 可节省~2KB Flash

2. 关闭调试引脚: PRF_DBG_PIN=0 可提升RF性能

3. 单设备优先: 如果不需要多设备，保持PAIR_ONLY_ONE=1

4. 减小Ring Buffer: 如果数据量不大，可以减小RINGBUFFER_SIZE