【應用筆記】Sub-1G系列產(chǎn)品CW32W031單片機CAD應用參考
一、功能介紹?
CW32W031 的射頻部分支持 CAD 中斷。從 Deepsleep 進入 STB3,開啟 CAD 功能并進入 RX 模式后, CW32W031 會檢測信道中是否會有 ChirpIOT ?信號 , 如果存在將 CAD-IRQ 置高,MCU 內(nèi)核可以通過一定的時間來檢測 CAD-IRQ 信號是否拉高來判斷信道中是否存在 ChirpIOT ?信號。
用戶可通過 GPIO11 端口檢測 CAD-IRQ 信號,信號檢測流程如下:
?圖:信道活躍檢測(CAD)

注:CW32W031 的 RF 部分有多種中斷源,MCU 超時設置是在等待中斷的產(chǎn)生,然后判斷中斷是否為 CAD 中斷,從而執(zhí)行不同的命令。
二、軟件設計參考?
2.1 軟件設計流程?
1. 芯片初始化;?
2. 配置 CAD 初始化;?
3. 芯片進入接收模式;?
4. 觀察 CAD-IRQ 信號。?
2.2 軟件設計驗證?
2.2.1 驗證步驟?
1. 發(fā)送模組周期性發(fā)送數(shù)據(jù)包;?
2. 接收模組配置為接收模式;?
3. 使用邏輯分析儀抓取接收端 CAD-IRQ 信號。
2.2.2 SDK 示例
參考代碼
示例代碼配置了 CAD 初始化,配置 GPIO11 作為 CAD 檢測 IO 口,隨后進入接收模式。
發(fā)送模組周期性發(fā)送數(shù)據(jù)包(數(shù)據(jù)包 preamble+payload 的持續(xù)時間約 20.5ms),用邏輯分析儀抓取接收
模組 GPIO11 波形,觀察檢測結(jié)果。
2.2.3 驗證結(jié)果
邏輯分析儀抓取結(jié)果如下圖所示:
圖:邏輯分析儀抓取結(jié)果(CAD)

根據(jù)結(jié)果顯示,當發(fā)送模組發(fā)送數(shù)據(jù)包時,接收模組發(fā)生了 CAD-IRQ,CAD 檢測引腳 GPIO11 被拉高約 20.5ms,維持一個完整 ChirpIOT ?數(shù)據(jù)包的時間長度。
三、注意事項
3.1 關(guān)于 CAD 影響芯片的接收靈敏度
CAD 功能初始化時,修改了芯片的接收閾值,設置不同的接收閾值,會影響芯片的接收靈敏度,并可能存在CAD 誤觸發(fā)的情況。
接收閾值的設置,需修改 PAN3028_cad_en() 函數(shù)中的寄存器配置,默認值為 0x10,修改接收閾值對接收靈
敏度及誤觸發(fā)概率的影響如下(實驗數(shù)據(jù)在屏蔽放環(huán)境下測試):

用戶在使用 CAD 功能時,需根據(jù)應用場景選擇修改 PAN3028_cad_en() 函數(shù)中的寄存器值(PAGE1_SEL,0x0f, 默認值為 0x10),在使用完 CAD 功能后,建議調(diào)用 rf_set_cad_off() 函數(shù),rf_set_cad_off() 函數(shù)可以關(guān)閉 CAD 功能并將接收閾值恢復。
3.2 關(guān)于 SDK 及演示系統(tǒng)板
SDK 中提供了 CAD 功能所需的函數(shù)接口,CAD-IRQ 被觸發(fā)時,檢測引腳 GPIO11 會被拉高。演示系統(tǒng)板將GPIO11 連接到了 PB07, 具體信息可前往官網(wǎng)查看 CW32W031 的開發(fā)板原理圖。
3.3 關(guān)于 CAD 使用方法
CW32W031 的射頻部分可以對 preamble 和 payload 進行 CAD 檢測。
3.3.1 對 preamble 檢查方式
當完整的 preamble+payload 信號到來時,用戶可以在接收端通過 GPIO 口讀取到 CAD-IRQ 信號,CAD 檢測引腳 GPIO11被拉高,拉高時間為 preamble+payload的持續(xù)時間。此時,接收端可以產(chǎn)生正確的 rxdone結(jié)果。
圖:邏輯分析儀抓取結(jié)果(完整 CAD)

當不完整的 preamble+payload 信號到來時(發(fā)射端先進行數(shù)據(jù)發(fā)送,隨后接收端在 preamble 時間段內(nèi)打開了 CAD 檢測),此時,用戶可以在接收端通過 GPIO 口讀取到 CAD-IRQ 信號,CAD 檢測引腳 GPIO11 的變化有兩種情況:
1.preamble(部分)內(nèi)含有較完整信息,GPIO11 會被拉高 preamble(部分)+payload 的持續(xù)時間。此時,接收端可以產(chǎn)生正確的 rxdone 結(jié)果。
圖:邏輯分析儀抓取結(jié)果(較完整 preamble)

2.preamble(部分)內(nèi)未含有完整信息,GPIO11 會呈現(xiàn)不規(guī)則高 - 低 - 高 - 低變換的現(xiàn)象。此時,接收端不會產(chǎn)生正確的接收結(jié)果。
圖:邏輯分析儀抓取結(jié)果(不完整 preamble)

3.3.2 對 payload 檢查方式
當只有 payload 信號到來時(發(fā)射端先進行數(shù)據(jù)發(fā)射,隨后接收端在 payload 時間段內(nèi)打開了 CAD 檢測),此時,由于 RX-CAD 檢測不到 preamble,CAD-IRQ 會呈現(xiàn)不規(guī)則高 - 低 - 高 - 低變換的現(xiàn)象。此時,接收端不會產(chǎn)生正確的接收結(jié)果。
圖:邏輯分析儀抓取結(jié)果(只含 payload)

3.3.3 軟件應用參考
當設置的 CAD 誤觸發(fā)概率較少,或存在少量誤觸發(fā)率但不影響軟件應用時,可以通過檢測 CAD-IRQ,GPIO11 上升沿來判斷 CAD 觸發(fā),可以認為只要收到上升沿就是收到了 payload 信號(建議使用這種方法的接收閾值設為 0x15~0x20)。
當設置的 CAD 誤觸發(fā)概率較高時,需要結(jié)合 CAD 檢測時間用軟件方法來判斷 payload 信號,CAD 檢測的時間以單個 chirp 持續(xù)時間作為單位計算。單個 chirp 持續(xù)時間為 2SF/BW(SF 為擴頻因子,BW 為帶寬,BW單位為 Hz,時間單位為秒)。使用時,建議將檢測時間窗口設置為 3 個 chirp 持續(xù)時間為佳。用戶可以分別在 3 個 chirp 對應的位置檢測 CAD 信號,如果同時檢測到 CAD 信號(GPIO11 高電平),則可以認為有信號存在。同時,軟件設計需要參考 3.3.1 對 preamble 檢查方式和 3.3.2 對 payload 檢查方式,進行靈活調(diào)整。
在打開 CAD 接收后,如果當前空中存在信號,那么芯片需要至少 2 個 chirp 持續(xù)時間的檢測,GPIO11 才能首次對外輸出高電平。一個典型的應用方法為:
1.計算 one_chirp_time = 2SF/BW;
2.配置需要檢測的信道,rf_set_cad(),enter_rx;
3.檢測 check_cad_inactive(),判斷是否檢測到 CAD 信號(下面的例程檢測了三次,適用于誤觸發(fā)較多的情況)。
如果誤觸發(fā)較少,或存在少量誤觸發(fā)但不影響軟件應用時,可以將檢測次數(shù)減少為一次(例程如下),或者通過 GPIO11 上升沿作為判斷依據(jù)。