1. 套件介紹

1.1 簡(jiǎn)介

       SLWSTK6020A為芯科科技（Silicon Labs）的EFR32TM Blue Gecko無(wú)線SOC提供了完整的開(kāi)發(fā)平臺(tái),。SLWSTK6020A的核心是一塊無(wú)線入門(mén)套件主板（Wireless Starter Kit Mainboard）,，其上包括有一塊板載J-Link調(diào)試器,，一個(gè)高級(jí)電能監(jiān)測(cè)器（Advanced Energy Monitor, AEM）用于實(shí)時(shí)電流和電壓的監(jiān)測(cè),，一個(gè)虛擬COM口（Virtual COM port interface, VCOM）和一個(gè)數(shù)據(jù)包追蹤接口（Packet Trace Interface, PTI）。

       無(wú)線入門(mén)套件主板與直接插在其上的EFR32BG 2.4GHz 10.5dBm無(wú)線板配套使用，該無(wú)線板的特色便是EFR32本身和RF接口,。所有的調(diào)試功能以及AEM,、VCOM和PTI除了可用于該無(wú)線板,，也可用于外接的目標(biāo)板。為了進(jìn)一步增強(qiáng)無(wú)線入門(mén)套件的易用性,，套件主板上包含了傳感器和一些外設(shè),，用于演示無(wú)線SoC的其中一些功能,。

1.2 套件配件

       購(gòu)買(mǎi)的無(wú)線入門(mén)套件包裝如圖1所示,。盒子內(nèi)包括的配件如圖2所示,。

       （1） 無(wú)線入門(mén)套件主板BRD4001A 1塊,；

       （2） EFR32BG 2.4GHz 10.5dBm無(wú)線板BRD4100A 1塊；

       （3） 鋰電池CR2032 1個(gè),；

       （4） A型-Mini B型USB電纜1根,。

       該套件硬件電路板的布局如圖3所示。

圖3  套件硬件布局

1.3 參考資料

      芯科科技官方提供了豐富的文檔資料和例程,，幫助用戶快速上手開(kāi)發(fā)自己的應(yīng)用,。該套件相關(guān)的官方文檔庫(kù)鏈接為：

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

        要快速上手使用該套件,，可參考以下網(wǎng)址：

       http://cn.silabs.com/products/wireless/bluetooth/Pages/blue-gecko-bluetooth-soc-getting-started.aspx,，其上有開(kāi)發(fā)環(huán)境和例程的下載地址，還包括一些有用的文檔資料,，下文中重點(diǎn)參考的資料包括：

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

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

2. 開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建

       借助預(yù)先編譯的演示,、應(yīng)用說(shuō)明和示例快速構(gòu)建和運(yùn)行應(yīng)用需要搭建軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，參考文檔QSG120,，按照以下步驟進(jìn)行搭建,。注意：開(kāi)發(fā)主機(jī)的操作系統(tǒng)為Win 7 64位。

2.1 安裝第三方開(kāi)發(fā)工具

       應(yīng)用程序的編譯需要借助第三方的編譯器,，此處安裝IAR Embedded Workbench for ARM 7.30,。下載安裝文件EWARM-CD-7303-8062.exe，約760MB,，以管理員權(quán)限運(yùn)行安裝,。安裝完成后需要激活，可以使用購(gòu)買(mǎi)的正版序列號(hào)激活,，也可以使用破解程序,，在此不予詳述。

2.2 安裝Simplicity StudioTM

        Simplicity StudioTM開(kāi)發(fā)環(huán)境集成了APPBuilder,。APPBuilder是一個(gè)交互式GUI工具,，可以幫助用戶配

       置硅實(shí)驗(yàn)室提供的代碼以快速實(shí)現(xiàn)應(yīng)用,。Simplicity Studio還包含能效分析器,，可以通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量功耗進(jìn)行代碼的電量分析；網(wǎng)絡(luò)分析器可以追蹤活動(dòng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò),；硬件配置程序可以自動(dòng)生成硬件外設(shè)和I/O口的配置代碼,；此外,，還包括其他一些對(duì)開(kāi)發(fā)者有用的工具。還提供了APPBuilder和其他Simplicity Studio模塊的在線幫助,。

       從1.3節(jié)的鏈接下載需要版本的Simplicity Studio安裝文件,，下載的Windows離線安裝文件install-studio-offline.exe約3.1GB,，以管理員權(quán)限運(yùn)行安裝。

2.3 連接硬件

       將無(wú)線板BRD4100A插入套件主板BRD4001A的插座上,，用USB電纜將套件與開(kāi)發(fā)主機(jī)相連。注意：將電源開(kāi)關(guān)置于AEM處,。期間,，開(kāi)發(fā)主機(jī)會(huì)自動(dòng)安裝硬件驅(qū)動(dòng)程序。

2.4 Simplicity Studio配置

       Simplicity Studio安裝完成后會(huì)自動(dòng)運(yùn)行更新，然后自動(dòng)檢測(cè)連接的硬件,，根據(jù)所連硬件安裝軟件包,。安裝完成后重啟Simplicity Studio,，在彈出的Setup Tasks窗口中選擇Initial Setup進(jìn)行初始化配置,。在該配置過(guò)程中選擇所連的套件名稱、元件型號(hào)和工具鏈及SDK,。由于套件用到的SDK尚未安裝,，所以此處不會(huì)顯示，可在SDK安裝完成后再運(yùn)行Settings control進(jìn)行配置,。

2.5 安裝藍(lán)牙智能C-SDK

       從1.3節(jié)的鏈接下載C語(yǔ)言藍(lán)牙智能SDK安裝文件SiliconLabs-BluetoothSmartSDK-1.0.2.0-GA.exe,，約18MB,，以管理員權(quán)限運(yùn)行安裝,。安裝完成后點(diǎn)擊Simplicity Studio右上角的“Settings”圖標(biāo),，在打開(kāi)的Preferences窗口中選中Simplicity Studio->SDKs,，在其中添加剛安裝的C-SDK

2.6 運(yùn)行示例程序

       藍(lán)牙智能C-SDK自帶了很多示例程序,，下面以SOC demo for Smart Phone App為例來(lái)詳述應(yīng)用的建立,、加載和調(diào)試運(yùn)行過(guò)程。

       （1）在Simplicity Studio視圖中點(diǎn)擊Software Examples打開(kāi)New Silicon Labs MCU Project對(duì)話框，在其中選擇Kit,、Part和SDK,。若已經(jīng)連接了硬件電路板,，會(huì)自動(dòng)檢測(cè)到,。然后點(diǎn)擊Next。

       （2）選擇要打開(kāi)的示例工程：SOC demo for Smart Phone App,，然后點(diǎn)擊Next,。

       （3）輸入工程名稱和存放位置，可使用默認(rèn)值,，然后點(diǎn)擊Finish,。

       （4）示例工程打開(kāi)在了Simplicity IDE中，點(diǎn)擊右上角的Generate,。若工具鏈安裝和環(huán)境配置均無(wú)誤會(huì)彈出Generation validation對(duì)話框,，點(diǎn)擊OK即可完成。在實(shí)際操作中,，點(diǎn)擊Generate按鈕后,，彈出了如圖4所示的對(duì)話框。

圖4  生成出錯(cuò)

       根據(jù)錯(cuò)誤提示,，需要安裝MSVC++庫(kù),，點(diǎn)擊鏈接安裝即可，如圖5所示,。

圖5  安裝MSVC++庫(kù)

       安裝完成后,，重新點(diǎn)擊Generate，彈出如圖6所示的對(duì)話框。

圖6  Toolchain出錯(cuò)

       根據(jù)錯(cuò)誤提示,，未加載BGBuild工具,。但在Simplicity Studio安裝路徑下已存在BgBuild，如圖7所示,，表示該工具已被安裝但并未被Simplicity IDE自動(dòng)檢測(cè)到,，需要手動(dòng)添加。

圖7  BgBuild安裝路徑

       點(diǎn)擊Simplicity Studio右上角的“Settings”圖標(biāo),，在打開(kāi)的Preferences窗口中選擇Simplicity Studio->Toolchains,，在右側(cè)的Toolchains列表中點(diǎn)擊Add…，在打開(kāi)的Add Toolchains對(duì)話框中選擇BgBuild的安裝路徑C:\SiliconLabs\SimplicityStudio\v3\bgtool,，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢測(cè)到該路徑下的工具BgBuild,，添加后的結(jié)果如圖8所示。

圖8  手動(dòng)添加BgBuild

       此時(shí)重新點(diǎn)擊Generate,，即可成功完成生成,，如圖9所示。

圖9  Generation成功

       （5）根據(jù)手機(jī)的操作系統(tǒng)下載并安裝對(duì)應(yīng)版本的應(yīng)用程序,。以iOS為例,，需要從App Store中搜索Blue Gecko，下載Silicon Labs Blue Gecko WSTK App,。安裝后的應(yīng)用程序圖標(biāo)如圖10所示,。

圖10  App圖標(biāo)

       （6）在開(kāi)發(fā)主機(jī)上成功生成示例程序后，點(diǎn)擊Debug按鈕將程序下載至開(kāi)發(fā)套件,，然后點(diǎn)擊Resume運(yùn)行程序,。此時(shí)套件主板的LCD出現(xiàn)芯科科技的Logo，隨后顯示SILICON LABORTARIES Bluetooth Smart Demo字樣,，其后還列出了所用藍(lán)牙模塊的編號(hào),，作者所用的藍(lán)牙編號(hào)為：#44306。

       （7）在手機(jī)端運(yùn)行Blue Gecko App,，點(diǎn)擊Health Thermometer,，根據(jù)提示打開(kāi)藍(lán)牙，可以看到手機(jī)發(fā)現(xiàn)了用戶藍(lán)牙設(shè)備BG44306,，如圖11所示,。選中該設(shè)備，即可成功與之連接,，套件上溫度傳感器測(cè)得的環(huán)境溫度值通過(guò)藍(lán)牙成功傳到了手機(jī)App中,，如圖12所示。該測(cè)量值帶有時(shí)間戳,，并可將當(dāng)前的測(cè)量值添加至下部的統(tǒng)計(jì)圖表中,。

App中還提供了其他的演示功能,，可配合套件進(jìn)行測(cè)試。

3. 性能測(cè)試及使用感受

       Blue Gecko支持Advertising和BEACON兩種模式,，有豐富的示例程序供測(cè)試和參考,，可以極大地縮短開(kāi)發(fā)周期，尤其是BEACON技術(shù)的支持對(duì)于開(kāi)發(fā)相關(guān)應(yīng)用大有幫助,。

       Simplicity Studio集成了豐富的工具,，如Energy Profiler，用戶借助它可以實(shí)時(shí)地對(duì)開(kāi)發(fā)套件功耗進(jìn)行檢測(cè),。當(dāng)運(yùn)行SOC demo for Smart Phone App例程時(shí),，對(duì)藍(lán)牙處于不同工作狀態(tài)下開(kāi)發(fā)套件的功耗進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果如圖13所示,。

（a） 藍(lán)牙待機(jī)時(shí)

（b） 藍(lán)牙設(shè)備發(fā)現(xiàn)時(shí)

（c） Advertisings模式下正常通信時(shí)

（d） BEACON模式下正常通信時(shí)

圖13  不同工作狀態(tài)下的功耗

       由測(cè)試結(jié)果可知,，Advertising模式下，套件的平均電流不大于1mA,；BEACON模式下，平均電流也不大于10mA,，而藍(lán)牙待機(jī)時(shí)的電流尚不到10μA,，如此的低功耗使得套件支持鋰電池供電。

       除了優(yōu)異的低功耗表現(xiàn),，基于Blue Gecko藍(lán)牙智能SoC設(shè)計(jì)的傳輸距離和穿墻能力也讓人印象深刻,，在室內(nèi)直線距離約10m，中間間隔兩堵墻的開(kāi)發(fā)套件和手機(jī)之間依然能建立藍(lán)牙通信,，確實(shí)讓人嘆服,！

       附：向日葵硬件評(píng)測(cè)實(shí)驗(yàn)室是由電子技術(shù)應(yīng)用雜志與電子技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)共同打造的專(zhuān)業(yè)評(píng)測(cè)機(jī)構(gòu)，面向嵌入式開(kāi)發(fā),、模擬設(shè)計(jì)和物聯(lián)網(wǎng)硬件新產(chǎn)品開(kāi)展評(píng)估服務(wù),，我們面向全國(guó)征集各領(lǐng)域一線工程開(kāi)發(fā)人士擔(dān)任測(cè)試工程師，站在第三方客觀的角度向行業(yè)應(yīng)用發(fā)表測(cè)試報(bào)告,。

EFR32BG1 Blue Gecko Bluetooth? Smart  SoC系列資料簡(jiǎn)介 

https://siliconlabs.force.com/apex/ValidateUser?documentURL=http://www.silabs.com/Support%20Documents/RegisteredDocs/EFR32BG1-DataShort-CN.pdf?utm_source=ChinaAET&utm_medium=BlueGecko_Link&utm_campaign=BlueGecko_Testing