AN451
GWEITHREDU MEDDALWEDD M-BUS WIRELESS
Rhagymadrodd
Mae'r nodyn cais hwn yn disgrifio gweithrediad Silicon Labs o M-Bus Di-wifr gan ddefnyddio Silicon Labs C8051 MCU ac EZRadioPRO®. Mae M-bws diwifr yn Safon Ewropeaidd ar gyfer cymwysiadau darllen mesuryddion gan ddefnyddio'r band amledd 868 MHz.
Haenau Stac
Mae M-Bus Di-wifr yn defnyddio'r model IEC 3-haen, sy'n is-set o'r model OSI 7-haen (gweler Ffigur 1).
Diffinnir yr haen Gorfforol (PHY) yn EN 13757-4. Mae'r haen gorfforol yn diffinio sut mae'r darnau'n cael eu hamgodio a'u trosglwyddo, nodweddion modem RF (cyfradd sglodion, rhaglith, a gair cydamseru), a pharamedrau RF (modiwleiddio, amledd canolfan, a gwyriad amledd).
Gweithredir yr haen PHY gan ddefnyddio cyfuniad o galedwedd a firmware. Mae'r EZRadioPRO yn cyflawni'r holl swyddogaethau RF a modem. Defnyddir yr EZRadioPRO yn y modd FIFO gyda'r triniwr pecyn. Mae'r modiwl MbusPhy.c yn darparu rhyngwyneb SPI, amgodio / datgodio, darllen / ysgrifennu bloc, a thrafod pecynnau ac yn rheoli'r taleithiau transceiver.
Gweithredir yr haen cyswllt Data M-Bws yn y modiwl MbusLink.c. Mae'r rhyngwyneb Rhaglennu Cymwysiadau M-Bws yn cynnwys swyddogaethau cyhoeddus y gellir eu galw o'r haen ymgeisio yn y brif edefyn. Mae'r modiwl MbusLink hefyd yn gweithredu'r Haen Cyswllt Data. Bydd yr haen cyswllt Data yn fformatio ac yn copïo data o byffer TX y cais i'r byffer MbusPhy TX, gan ychwanegu'r penawdau a'r CRCs gofynnol.
Nid yw'r haen Cais ei hun yn rhan o'r cadarnwedd M-bws. Mae'r haen ymgeisio yn diffinio sut y dylid fformatio amrywiaeth eang o ddata i'w trosglwyddo. Dim ond un neu ddau fath o ddata y mae angen i'r mwyafrif o fetrau eu trosglwyddo. Byddai ychwanegu llawer iawn o god i ddarparu ar gyfer unrhyw fath o ddata i'r mesurydd yn ychwanegu cod a chost ddiangen i'r mesurydd. Efallai y byddai'n ymarferol gweithredu llyfrgell neu bennawd file gyda rhestr gynhwysfawr o fathau o ddata. Fodd bynnag, mae'r rhan fwyaf o gwsmeriaid mesuryddion yn gwybod yn union pa fath o ddata y mae angen iddynt ei drosglwyddo a gallant gyfeirio at y safon ar gyfer fformatio manylion. Efallai y bydd darllenydd cyffredinol neu synhwyrydd yn gweithredu set gyflawn o fathau o ddata cymwysiadau ar y GUI PC. Am y rhesymau hyn, gweithredir yr haen ymgeisio gan ddefnyddio exampgyda cheisiadau am fesurydd a darllenydd.
Safonau Gofynnol
- EN 13757-4
EN 13757-4
System gyfathrebu ar gyfer mesuryddion a darllen mesuryddion o bell
Rhan 4: Darlleniad mesurydd di-wifr
Darllen radiomedr ar gyfer gweithredu yn y band SRD 868 MHz i 870 MHz - EN 13757-3
System gyfathrebu ar gyfer mesuryddion a darllen mesuryddion o bell
Rhan 3: Haen ymgeisio bwrpasol - IEC 60870-2-1:1992
Offer a systemau telereoli
Rhan 5: Protocolau trosglwyddo
Adran 1: Trefn trosglwyddo cyswllt - IEC 60870-1-1:1990
Offer a systemau telereoli
Rhan 5: Protocolau trosglwyddo
Adran 1: Fformatau ffrâm trosglwyddo
Diffiniadau
- M-Bws—Mae M-Bus yn safon â gwifrau ar gyfer darllen mesuryddion yn Ewrop.
- M-Bws Di-wifr- M-Bws di-wifr ar gyfer cymwysiadau darllen mesuryddion yn Ewrop.
- PHY—Mae Haen Broffesiynol yn diffinio sut mae darnau a beitiau data yn cael eu hamgodio a'u trosglwyddo.
- API -Rhyngwyneb Rhaglennydd y Cais.
- CYSWLLT -Mae Haen Cyswllt Data yn diffinio sut mae blociau a fframiau'n cael eu trosglwyddo.
- CRC—Gwiriad Diswyddo Cylchol.
- FSK -Allweddi Sifft Amledd.
- Sglodion—Yr uned leiaf o ddata a drosglwyddir. Mae un did data wedi'i amgodio fel sglodion lluosog.
- Modiwl—Ffynhonnell cod AC .c file.
Disgrifiad Swyddogaethol M-Bus PHY
Dilyniant Rhagymadrodd
Mae'r dilyniant Rhagymadrodd a bennir gan y fanyleb M-bws yn rhif cyfanrif bob yn ail sero a rhai. Diffinnir un fel yr amledd uwch, a diffinnir sero fel yr amledd is.
nx (01)
Mae'r opsiynau Rhagymadrodd ar gyfer y Si443x yn nifer cyfanrif o ddiawl sy'n cynnwys rhai eiledol a seroau.
nx (1010)
Ni fyddai rhaglith gydag un arweiniol ychwanegol yn broblem, ond, yna, byddai'r gair cydamseru a'r llwyth tâl yn cael ei gamlinio gan un darn.
Yr ateb yw gwrthdroi'r pecyn cyfan trwy osod did yr injan yng nghofrestr Rheoli Modiwleiddio 2 (0x71). Bydd hyn yn gwrthdroi'r rhagymadrodd, y gair cysoni, a data TX / RX. O ganlyniad, dylid gwrthdroi'r data wrth ysgrifennu'r data TX neu ddarllen y data RX. Hefyd, mae'r gair cydamseru wedi'i wrthdroi cyn ysgrifennu at gofrestrau Geiriau Cydamseru Si443x.
Gair Cydamseru
Y gair cydamseru sy'n ofynnol gan EN-13757-4 yw naill ai 18 sglodyn ar gyfer Modd S a Modd R neu 10 sglodyn ar gyfer Model T. Y gair cydamseru ar gyfer y Si443x yw 1 i 4 beit. Fodd bynnag, gan fod y rhaglith bob amser yn rhagflaenu'r gair cydamseru, gellir ystyried chwe darn olaf y rhaglith yn rhan o'r gair cydamseru; felly, mae'r gair cydamseru cyntaf wedi'i badio gan dri ailadroddiad o sero ac yna un. Ategir y gair cydamseru cyn ysgrifennu at y cofrestrau Si443x.
Tabl 1. Gair Cydamseru ar gyfer Modd S a Modd R.
| EN 13757-4 | 00 | 01110110 | 10010110 | deuaidd |
| 00 | 76 | 96 | hecs | |
| pad gyda (01) x 3 | 01010100 | 01110110 | 10010110 | deuaidd |
| 54 | 76 | 96 | hecs | |
| ategu | 10101011 | 10001001 | 01101001 | deuaidd |
| AB | 89 | 69 | hecs |
Tabl 2. Gair Cydamseru ar gyfer Mesurydd Modd T i Arall
| SYNCH | SYNCH | SYNCH |
| GAIR | GAIR | GAIR |
| 3 | 2 | 1 |
Hyd Rhagymadrodd Trosglwyddo
Nodir y rhagymadrodd lleiaf ar gyfer pedwar dull gweithredu gwahanol. Mae'n dderbyniol cael rhaglith yn hirach na'r hyn a nodwyd. Mae tynnu chwe sglodyn ar gyfer y rhaglith yn rhoi'r lleiafswm o sglodion ar gyfer y rhaglith Si443x. Mae'r gweithrediad yn ychwanegu dau ddiawl ychwanegol o ragymadrodd ym mhob dull rhaglith byr i wella canfod rhagarweiniad a rhyngweithrededd. Mae'r rhaglith ar Modd S gyda rhagymadrodd hir yn hir iawn; felly, defnyddir y rhagymadrodd lleiaf. Mae'r hyd rhagymadrodd mewn nibbles wedi'i ysgrifennu i'r gofrestr Hyd Rhagymadrodd (0x34). Mae'r gofrestr hyd rhaglith yn pennu'r rhaglith wrth ei drosglwyddo yn unig. Crynhoir y manyleb leiaf a gosodiadau hyd y rhaglith yn Nhabl 3.
Tabl 3. Trosglwyddo Hyd Rhaglith
| EN-13757-4 lleiafswm |
Rhagymadrodd Si443x Gosod ing |
Cysoni Gair |
Cyfanswm | ychwanegol | |||
| nx (01) | sglodion | nibbles | sglodion | sglodion | sglodion | sglodion | |
| Rhagymadrodd byr Modd S. | 15 | 30 | 8 | 32 | 6 | 38 | 8 |
| Rhaglun hir Modd S. | 279 | 558 | 138 | 552 | 6 | 558 | 0 |
| Modd T (metr-arall) | 19 | 38 | 10 | 40 | 6 | 46 | 8 |
| Modd R. | 39 | 78 | 20 | 80 | 6 | 86 | 8 |
Pennir yr isafswm rhaglith ar gyfer derbyn gan y gofrestr Rheoli Canfod Rhaglith (0x35). Ar ôl ei dderbyn, rhaid tynnu nifer y darnau yn y gair cysoni o'r rhagymadrodd lleiaf penodedig i bennu'r rhaglith y gellir ei ddefnyddio. Isafswm amser setlo'r derbynnydd yw 16-sglodyn os yw AFC wedi'i alluogi neu 8-sglodyn os yw AFC yn anabl. Mae'r amser setlo derbynnydd hefyd yn cael ei dynnu o'r rhaglith y gellir ei ddefnyddio i bennu'r gosodiad lleiaf ar gyfer y gofrestr Rheoli Canfod Rhaglith.
Mae tebygolrwydd rhaglith ffug yn dibynnu ar osodiad y gofrestr Rheoli Canfod Rhaglith. Gall gosodiad byr o 8-sglodyn arwain at ganfod rhaglith ffug bob ychydig eiliadau. Mae'r gosodiad argymelledig o 20chips yn golygu bod canfod rhagarweiniad ffug yn ddigwyddiad annhebygol. Mae'r hydoedd rhagymadrodd ar gyfer Modd R a Modd SL yn ddigon hir i'r lleoliad argymelledig gael ei ddefnyddio.
Ychydig iawn o fudd sydd i wneud i'r rhaglith ganfod yn hirach nag 20 sglodyn.
Mae'r AFC yn anabl ar gyfer Model S gyda rhagymadrodd byr a Model T. Mae hyn yn lleihau amser setlo'r derbynnydd ac yn caniatáu lleoliad canfod rhagarweiniad hirach. Gydag AFC yn anabl, gall Modd T ddefnyddio'r gosodiad argymelledig o 20 sglodyn. Defnyddir gosodiad o 4 nibbles neu 20 sglodion ar gyfer Model S gyda rhagymadrodd byr. Mae hyn yn gwneud y tebygolrwydd o ganfod rhagarweiniad ffug ychydig yn uwch ar gyfer y model hwn.
Tabl 4. Canfod Rhaglith
| EN-13757-4 lleiafswm |
Cysoni Gair |
defnyddiadwy rhagymadrodd |
Setlo RX | Canfod min |
Rhagymadrodd Si443x Gosod Canfod |
|||
| nx (01) | sglodion | sglodion | sglodion | sglodion | sglodion | nibbles | sglodion | |
| Rhagymadrodd byr Modd S. | 15 | 30 | 6 | 24 | 8* | 16 | 4 | 16 |
| Rhagymadrodd hir Model S. | 279 | 558 | 6 | 552 | 16 | 536 | 5 | 20 |
| Model T (metr-arall) | 19 | 38 | 6 | 32 | 8* | 24 | 5 | 20 |
| Modd R. | 39 | 78 | 6 | 72 | 16 | 56 | 5 | 20 |
| *Sylwer: AFC yn anabl | ||||||||
Mae'r derbynnydd wedi'i ffurfweddu i ryngweithio â throsglwyddydd gan ddefnyddio'r rhagymadrodd penodedig lleiaf. Mae hyn yn sicrhau y bydd y derbynnydd yn rhyngweithio ag unrhyw drosglwyddydd sy'n cydymffurfio â M-bws.
Mae'r fanyleb M-Bws Di-wifr yn gofyn am ragymadrodd hir iawn ar gyfer Modd S1 o 558 o sglodion o leiaf. Bydd hyn yn cymryd tua 17 ms dim ond i drosglwyddo'r rhaglith. Nid yw'r Si443x yn gofyn am ragymadrodd mor hir ac nid yw'n elwa o'r rhaglith hir. Er bod y rhaglith hir yn cael ei nodi fel dewisol ar gyfer Modd S2, nid oes unrhyw reswm i ddefnyddio rhaglith hir gyda'r Si443x. Os dymunir cyfathrebu unffordd, bydd Modd T1 yn darparu rhagymadrodd byrrach, cyfradd ddata uwch, a bywyd batri hirach. Os oes angen cyfathrebu dwyffordd gan ddefnyddio Modd S2, argymhellir rhagymadrodd byr.
Sylwch fod y trothwy canfod ar gyfer Model S gyda rhagymadrodd hir yn hirach na nifer y nibbles rhagarweiniol a drosglwyddir ar gyfer Model S gyda rhagymadrodd byr. Mae hyn yn golygu na fydd y derbynnydd Modd S rhaglith hir yn canfod rhaglith o drosglwyddydd Modd S rhagarweiniol byr. Mae hyn yn angenrheidiol os yw'r derbynnydd Modd S rhagarweiniol hir i dderbyn unrhyw fudd o'r rhaglith hir.
Sylwch y bydd y derbynnydd Modd S rhagarweiniad byr yn canfod y rhaglith ac yn derbyn pecynnau o Fod S rhagarweiniad byr
trosglwyddydd a throsglwyddydd Modd S hir-ragymadrodd; felly, yn gyffredinol, dylai'r darllenydd mesurydd ddefnyddio cyfluniad derbynnydd Modd S rhagarweiniad byr.
Amgodio/Datgodio
Mae angen dau ddull amgodio gwahanol ar y fanyleb M-bws Di-wifr. Defnyddir amgodio Manceinion ar gyfer Modd S a Modd R. Defnyddir amgodio Manceinion hefyd ar gyfer y cyswllt arall-i-fetr ym Model T. Mae'r ddolen Model-i-arall Model T yn defnyddio 3 allan o 6 amgodiad.
1. Amgodio / Datgodio Manceinion
Mae amgodio Manceinion yn gyffredin yn hanesyddol mewn systemau RF i ddarparu adferiad ac olrhain cloc cadarn gan ddefnyddio modem syml a rhad. Fodd bynnag, nid oes angen amgodio radio perfformiad uchel modern fel y Si443x ym Manceinion. Cefnogir amgodio Manceinion yn bennaf ar gyfer cydnawsedd â safonau presennol, ond mae'r gyfradd ddata ar gyfer y Si443x yn cael ei dyblu i bob pwrpas wrth beidio â defnyddio amgodio Manceinion.
Mae'r Si443x yn cefnogi amgodio a datgodio Manceinion o'r pecyn cyfan mewn caledwedd. Yn anffodus, nid yw'r gair cydamseru wedi'i amgodio ym Manceinion. Dewiswyd dilyniant annilys ym Manceinion yn fwriadol ar gyfer y gair cydamseru. Mae hyn yn gwneud amgodio Manceinion yn anghydnaws â'r mwyafrif o radios presennol, gan gynnwys y Si443x. O ganlyniad, rhaid i'r MCU amgodio a datgodio Manceinion. Mae pob beit ar ddata heb ei godio yn cynnwys wyth darn data. Gan ddefnyddio amgodio Manceinion, mae pob darn data wedi'i amgodio i symbol dau sglodyn. Gan fod yn rhaid ysgrifennu'r data wedi'i amgodio i'r radio FIFO wyth sglodyn ar y tro, mae un nibble o ddata yn cael ei amgodio a'i ysgrifennu i'r FIFO ar y tro.
Tabl 5. Amgodio Manceinion
| data | Ox12 | 0x34 | beit | ||
| Ox1 | 0x2 | 0x3 | 0x4 | nibbles | |
| 1 | 10 | 11 | 100 | deuaidd | |
| sglodion | 10101001 | 10100110 | 10100101 | 10011010 | deuaidd |
| FIFO | OxA9 | OxA6 | OxA5 | Ych9A | hecs |
Mae pob beit sydd i'w drosglwyddo yn cael ei basio un beit ar y tro i'r swyddogaeth beit amgodio. Bydd y swyddogaeth beit amgodio yn galw'r swyddogaeth nibble amgodio ddwywaith, yn gyntaf ar gyfer y nibble mwyaf arwyddocaol ac yna ar gyfer y nibble lleiaf arwyddocaol.
Nid yw'n anodd amgodio Manceinion mewn meddalwedd. Gan ddechrau o'r darn mwyaf arwyddocaol, mae un wedi'i amgodio fel dilyniant sglodion "01". Amgodir sero fel dilyniant sglodion “10”. Gellir cyflawni hyn yn hawdd trwy ddefnyddio dolen a symud dau ddarn ar gyfer pob symbol. Fodd bynnag, mae'n gyflymach defnyddio tabl chwilio syml 16 mynediad ar gyfer pob nibble. Mae swyddogaeth amgodio Manchester nibble yn amgodio nibble o ddata ac yna'n ei ysgrifennu i'r FIFO. Mae'r sglodion yn cael eu gwrthdroi cyn ysgrifennu at y FIFO i gyfrif am y gofynion rhagymadrodd gwrthdro.
Wrth dderbyn, mae pob beit yn y FIFO yn cynnwys wyth sglodyn ac yn cael ei ddatgodio i mewn i un nibble o ddata. Mae'r swyddogaeth bloc darllen yn darllen un beit ar y tro o'r FIFO ac yn galw'r swyddogaeth dadgodio beit. Mae'r sglodion yn cael eu gwrthdroi ar ôl darllen o'r FIFO i gyfrif am y gofynion rhagymadrodd gwrthdro. Mae pob beit o sglodion wedi'u hamgodio ym Manceinion yn cael eu datgodio i mewn i ddiawl o ddata. Ysgrifennir y nibble wedi'i ddatgodio i'r byffer RX gan ddefnyddio'r swyddogaeth clustogi RX ysgrifennu nibble.
Sylwch fod yr amgodio a'r datgodio yn cael eu perfformio un data sy'n cnoi ar y tro ar y hedfan. Byddai amgodio i byffer yn gofyn am byffer ychwanegol ddwywaith maint y data heb ei godio. Mae amgodio a datgodio yn llawer cyflymach na'r gyfradd ddata a gefnogir gyflymaf (sglodion 100 k yr eiliad). Gan fod y Si443x yn cefnogi darlleniadau aml-beit ac ysgrifennu at y FIFO, mae gorbenion bach wrth ddefnyddio darlleniadau ac ysgrifennu un-beit yn unig. Mae'r gorbenion tua 10 µs ar gyfer 100 o sglodion wedi'u hamgodio. Y budd yw arbediad RAM o 512 beit.
2. Datgodio Amgodio Tri allan o Chwe
Mae'r dull amgodio Tri-allan o Chwe a nodwyd yn EN-13757-4 hefyd yn cael ei weithredu mewn cadarnwedd ar yr MCU. Defnyddir yr amgodio hwn ar gyfer y Modd T cyflym (100 k sglodion yr eiliad) o'r mesurydd i'r llall. Mae Model T yn darparu'r amser trosglwyddo byrraf a'r oes batri hiraf ar gyfer mesurydd diwifr.
Rhennir pob beit o ddata sydd i'w drosglwyddo yn ddau ddiawl. Mae'r nibble mwyaf arwyddocaol yn cael ei amgodio a'i drosglwyddo yn gyntaf. Unwaith eto, gweithredir hyn gan ddefnyddio swyddogaeth beit amgodio sy'n galw'r swyddogaeth amgodio nibble ddwywaith.
Mae pob nibble o ddata wedi'i amgodio i symbol chwe sglodyn. Rhaid ysgrifennu'r dilyniant o symbolau chwe sglodyn i'r FIFO 8chip.
Yn ystod yr amgodio, amgodir dau beit o ddata fel pedwar nibble. Mae pob nibble yn symbol 6-sglodyn. Mae pedwar symbol 6chip wedi'u crynhoi fel tri beit.
Tabl 6. Amgodio Tri Allan o Chwech
| data | 0x12 | 0x34 | beit | ||||
| Ox1 | 0x2 | 0x3 | 0x4 | nibbles | |||
| sglodion | 15 | 16 | 13 | 34 | wythol | ||
| 1101 | 1110 | 1011 | 11100 | deuaidd | |||
| FIFO | 110100 | 11100010 | 11011100 | deuaidd | |||
| 0x34 | OxE2 | OxDC | hecs | ||||
Mewn meddalwedd, gweithredir yr amgodio tri allan o chwech gan ddefnyddio tair swyddogaeth nythu. Bydd swyddogaeth beit yr amgodio yn galw'r swyddogaeth amgodio nibble ddwywaith. Mae'r swyddogaeth nibble encode yn defnyddio tabl edrych ar gyfer y symbol chwe sglodyn ac yn ysgrifennu'r symbol i'r Shift Three allan o Chwe swyddogaeth. Mae'r swyddogaeth hon yn gweithredu cofrestr sifft 16-sglodyn mewn meddalwedd. Ysgrifennir y symbol i'r beit lleiaf arwyddocaol o'r gofrestr sifftiau. Mae'r gofrestr yn cael ei symud i'r chwith ddwywaith. Mae hyn yn cael ei ailadrodd dair gwaith. Pan fydd beit cyflawn yn bresennol yn beit uchaf y gofrestr sifftiau, caiff ei wrthdroi a'i ysgrifennu i'r FIFO.
Gan fod pob beit o ddata wedi'i amgodio fel beit un a hanner wedi'i amgodio, mae'n bwysig clirio'r gofrestr sifftiau i ddechrau fel bod y beit cyntaf wedi'i amgodio yn gywir. Os yw hyd y pecyn yn odrif, ar ôl amgodio pob beit, bydd un nibble ar ôl yn y gofrestr sifftiau o hyd. Ymdrinnir â hyn gyda'r postamble fel yr eglurir yn yr adran nesaf.
Datgodio'r tri allan o chwech a amgodiwyd yw'r weithdrefn wrthdroi. Wrth ddatgodio, mae tri beit wedi'i amgodio yn cael eu datgodio i ddau beit data. Defnyddir y gofrestr sifft meddalwedd eto i agregu bytes o ddata wedi'i ddatgodio. Defnyddir tabl edrych gwrthdro 64-mynediad ar gyfer datgodio. Mae hyn yn defnyddio llai o gylchoedd ond mwy o gof cod. Mae chwilio tabl edrych 16-cofnod ar gyfer y symbol cyfatebol yn cymryd cryn dipyn yn hirach.
Postamb
Mae gan y fanyleb M-bws Di-wifr ofynion penodol ar gyfer y postamble neu'r trelar. Ar gyfer pob dull, yr isafswm yw dau sglodyn, a'r uchafswm yw wyth sglodyn. Gan mai un beit yw'r uned atomig leiaf ar gyfer y FIFO, defnyddir trelar 8-sglodyn ar gyfer Modd S a Modd R. Mae'r postamble Modd T yn wyth sglodyn os yw hyd y pecyn hyd yn oed neu bedair sglodyn os yw hyd y pecyn yn od. Mae'r postamble pedair sglodyn ar gyfer hyd pecyn od yn cwrdd â'r gofynion o gael o leiaf dau sglodyn bob yn ail.
Tabl 7. Hyd Postamble
| Hyd Postamble (sglodion) | |||||
| min | max | Gweithredu | dilyniant sglodion | ||
| Modd S | 2 | 8 | 8 | 1010101 | |
| Modd T. | 2 | 8 | 4 | (rhyfedd) | 101 |
| 8 | (hyd yn oed) | 1010101 | |||
| Modd R. | 2 | 8 | 8 | 1010101 | |
Triniwr Pecynnau
Gellir defnyddio'r triniwr pecyn ar y Si443x mewn modd lled pecyn amrywiol neu mewn modd lled pecyn sefydlog. Mae'r modd lled pecyn amrywiol yn gofyn am beit hyd pecyn ar ôl y gair cydamseru a beit pennawd dewisol. Ar ôl ei dderbyn, bydd y Radio yn defnyddio'r beit hyd i bennu diwedd pecyn dilys. Wrth ei drosglwyddo, bydd y radio yn mewnosod y maes hyd ar ôl y beit pennawd.
Ni ellir defnyddio'r maes L ar gyfer y protocol M-bws diwifr ar gyfer y maes hyd Si443x. Yn gyntaf, nid y maes L yw hyd y pecyn go iawn. Dyma nifer y bytes llwyth tâl haen gyswllt nad ydynt yn cynnwys y beit CRC neu'r amgodio. Yn ail, mae'r L -field ei hun wedi'i amgodio gan ddefnyddio naill ai amgodio Manceinion neu amgodio Three allan o Chwe ar gyfer mesurydd Modd T i un arall.
Mae'r gweithrediad yn defnyddio'r triniwr pecyn yn y modd lled pecyn sefydlog ar gyfer trosglwyddo a derbyn. Ar ôl ei drosglwyddo, bydd yr haen PHY yn darllen y maes L yn y byffer trosglwyddo ac yn cyfrif nifer y bytes wedi'u hamgodio, gan gynnwys y postamble. Ysgrifennir cyfanswm nifer y bytes wedi'u hamgodio i'w trosglwyddo i'r gofrestr Hyd Pecyn (0x3E).
Ar ôl eu derbyn, mae'r ddau beit cyntaf wedi'u hamgodio yn cael eu datgodio, ac mae'r cae L wedi'i ysgrifennu i'r byffer derbyn. Defnyddir y maes L i gyfrifo nifer y bytes wedi'u hamgodio sydd i'w derbyn. Yna ysgrifennir nifer y bytes wedi'u hamgodio i'w derbyn i'r gofrestr Hyd Pecyn (0x3E). Mae'r postamble yn cael ei daflu.
Rhaid i'r MCU ddadgodio'r maes L, cyfrif nifer y bytes wedi'u hamgodio, ac ysgrifennu'r gwerth i'r gofrestr Hyd Pecyn cyn derbyn y darn pecyn byrraf posibl. Y maes L a ganiateir byrraf ar gyfer yr haen PHY yw 9, gan roi 12 beit heb eu codio. Mae hyn yn rhoi 18 beit wedi'i amgodio ar gyfer Model T. Mae'r ddau beit cyntaf eisoes wedi'u dadgodio. Felly, rhaid diweddaru'r gofrestr Hyd pecyn mewn amseroedd 16-beit ar 100 kbps neu 1.28 milieiliad. Nid yw hyn yn broblem i 8051 sy'n rhedeg yn 20 MIPS.
Nid yw nifer y beit sydd i'w derbyn yn cynnwys y postamble, ac eithrio'r postamble pedair sglodyn a ddefnyddir ar gyfer pecynnau Modd T gyda hyd pecyn od. Felly, nid oes angen postamble ar y derbynnydd, ac eithrio'r pecynnau hyd od Model T. Mae angen y postamble hwn yn unig i roi nifer gyfanrif o bytes wedi'u hamgodio. Anwybyddir cynnwys y postamble; felly, os na chaiff y postamble ei drosglwyddo, derbynnir ac anwybyddir pedair sglodyn o sŵn. Gan fod cyfanswm nifer y bytes wedi'u hamgodio wedi'i gyfyngu i 255 (0xFF), mae'r gweithredu'n cyfyngu'r maes L uchaf ar gyfer y gwahanol foddau.
Tabl 8. Terfynau Maint Pecyn
| amgodio | dadgodio | M-Bws | ||||
| beit | beit | L-Maes | ||||
| rhag | hecs | rhag | hecs | rhag | hecs | |
| Modd S | 255 | FF | 127 | 7 Dd | 110 | 6E |
| Modd T (metr-arall) | 255 | FF | 169 | A9 | 148 | 94 |
| Modd R. | 255 | FF | 127 | 7 Dd | 110 | 6E |
Mae'r terfynau hyn fel arfer ymhell uwchlaw'r achos defnydd nodweddiadol ar gyfer mesurydd diwifr. Dylid cadw hyd y pecyn yn fach i gael y bywyd batri gorau posibl.
Yn ogystal, gall y defnyddiwr nodi'r maes L uchaf y dylid ei dderbyn (USER_RX_MAX_L_FIELD). Mae hyn yn pennu'r maint gofynnol ar gyfer y byffer derbyn (USER_RX_BUFFER_SIZE).
Byddai cefnogi uchafswm maes L o 255 yn gofyn am byffer derbyn o 290 beit ac uchafswm o 581 beit wedi'i amgodio ym Manceinion. Byddai angen i'r triniwr pecyn fod yn anabl ac ni ellid defnyddio'r gofrestr Hyd Pecyn yn yr achos hwnnw. Mae hyn yn ymarferol, ond mae'n fwy cyfleus defnyddio'r triniwr pecyn, os yn bosibl.
Defnydd FIFO
Mae'r Si4431 yn darparu FIFO 64 beit ar gyfer trosglwyddo a derbyn. Gan mai 255 yw nifer y bytes wedi'u hamgodio, mae'n bosibl na fydd pecyn cyfan wedi'i amgodio yn ffitio o fewn y byffer 64-beit.
Trosglwyddiad
Wrth eu trosglwyddo, cyfrifir cyfanswm nifer y bytes wedi'u hamgodio. Os yw cyfanswm nifer y bytes wedi'u hamgodio, gan gynnwys y postamble, yn llai na 64 beit, ysgrifennir y pecyn cyfan at y FIFO a dim ond y pecyn a anfonir yn torri ar draws sy'n cael ei alluogi. Bydd y mwyafrif o becynnau byr yn cael eu hanfon mewn un trosglwyddiad FIFO.
Os yw nifer y bytes wedi'u hamgodio yn fwy na 64, bydd angen trosglwyddiadau FIFO lluosog i anfon y pecyn. Ysgrifennir y 64 beit cyntaf i'r FIFO. Mae'r Packet Sent a TX FIFO Bron yn Gwag yn torri ar draws. Mae trothwy TX FIFO Bron yn wag wedi'i osod i 16 beit (25%). Ar bob digwyddiad IRQ, darllenir y gofrestr statws 2. Mae'r darn Packet Sent wedi'i wirio yn gyntaf, ac, os nad yw'r pecyn wedi'i anfon yn llwyr, ysgrifennir y 48 beit nesaf o ddata wedi'i amgodio i'r FIFO. Mae hyn yn parhau nes bod yr holl beit wedi'u hamgodio wedi'u hysgrifennu a bod ymyrraeth Packet Sent yn digwydd.
1. Derbynfa
Wrth ei dderbyn, i ddechrau, dim ond yr ymyrraeth Sync Word sy'n cael ei alluogi. Ar ôl derbyn y gair cysoni, mae'r gair cydamseru ymyrraeth yn anabl ac mae'r ymyrraeth FIFO Bron yn Llawn wedi'i alluogi. Mae trothwy bron yn llawn FIFO wedi'i osod i 2 beit i ddechrau. Defnyddir yr ymyrraeth bron yn llawn FIFO gyntaf i wybod pryd y derbyniwyd y ddau beit hyd. Ar ôl derbyn y hyd, caiff y hyd ei ddatgodio a chyfrifir nifer y bytes wedi'u hamgodio. Yna gosodir trothwy RX FIFO bron yn Llawn i 48 beit. Mae'r RX FIFO bron yn llawn ac mae ymyriadau Pecyn Dilys wedi'u galluogi. Ar ôl y digwyddiad IRQ nesaf, darllenir y gofrestr statws 1. Yn gyntaf, mae'r did Pecyn Dilys yn cael ei wirio, ac yna mae'r darn FIFO Bron yn Llawn yn cael ei wirio. Os mai dim ond y darn RX FIFO Bron yn Llawn a osodir, darllenir y 48 beit nesaf o'r FIFO. Os yw'r darn pecyn dilys wedi'i osod, darllenir gweddill y pecyn o'r FIFO. Mae'r MCU yn cadw golwg ar faint o beit sydd wedi'u darllen ac yn stopio darllen ar ôl y beit olaf.
Haen Cyswllt Data
Mae'r modiwl haen cyswllt data yn gweithredu haen gyswllt sy'n cydymffurfio â 13757-4: 2005. Mae'r haen cyswllt data (LINK) yn darparu rhyngwyneb rhwng yr haen gorfforol (PHY) a'r haen gymhwyso (AL).
Mae'r Haen Cyswllt Data yn cyflawni'r swyddogaethau canlynol:
- Yn darparu swyddogaethau sy'n trosglwyddo data rhwng PHY ac AL
- Yn cynhyrchu CRCs ar gyfer negeseuon sy'n mynd allan
- Yn canfod gwallau CRC wrth anfon negeseuon sy'n dod i mewn
- Yn darparu cyfeiriad corfforol
- Yn cydnabod trosglwyddiadau ar gyfer dulliau cyfathrebu dwyochrog
- Darnau data fframiau
- Yn canfod gwallau fframio mewn negeseuon sy'n dod i mewn
Fformat Ffrâm Haen Cyswllt
Mae'r fformat ffrâm M-Bws Di-wifr a ddefnyddir yn EN 13757-4: 2005 yn deillio o fformat ffrâm FT3 (Math o Ffrâm 3) o IEC60870-5-2. Mae'r ffrâm yn cynnwys un bloc neu fwy o ddata. Mae pob bloc yn cynnwys maes CRC 16-did. Mae'r bock cyntaf yn floc hyd sefydlog o 12 beit sy'n cynnwys y cae L, cae C, cae-M, ac A-Field.
- L-Maes
Y maes L yw hyd llwyth tâl data haen Link. Nid yw hyn yn cynnwys y maes L ei hun nac unrhyw un o'r beit CRC. Mae'n cynnwys y maes L, C-field, M-field ac A-Field. Mae'r rhain yn rhan o lwyth tâl PHY.
Oherwydd bod nifer y bytes wedi'u hamgodio wedi'u cyfyngu i 255 beit, y gwerth uchaf a gefnogir ar gyfer y maes M yw 110 beit ar gyfer data wedi'i amgodio ym Manceinion a 148 beit ar gyfer data amgodio Modd T Tri-Allan-o-Chwe.
Mae'r haen Link yn gyfrifol am gyfrifo'r maes L wrth ei drosglwyddo. Bydd yr haen gyswllt yn defnyddio'r cae L wrth y dderbynfa.
Sylwch nad yw'r maes L yn nodi hyd llwyth tâl PHY na nifer y bytes wedi'u hamgodio. Ar ôl ei drosglwyddo, bydd y PHY yn cyfrifo hyd llwyth tâl PHY a nifer y bytes wedi'u hamgodio. Ar ôl ei dderbyn, bydd y PHY yn dadgodio'r maes L ac yn cyfrif nifer y bytes i'w dadgodio. - C-Cae
Y maes C yw'r maes rheoli ffrâm. Mae'r maes hwn yn nodi'r math o ffrâm ac yn cael ei ddefnyddio ar gyfer y prif bethau gwasanaeth cyfnewid data cyswllt. Mae'r maes C yn nodi'r math o ffrâm - ANFON, CADARNHAU, GOFYNNWCH, neu YMATEB. Yn achos fframiau ANFON a GOFYNNWCH, mae'r maes-C yn nodi a oes disgwyl CADARNHAU neu YMATEB.
Wrth ddefnyddio'r swyddogaeth Link TX sylfaenol, gellir defnyddio unrhyw werth C. Wrth ddefnyddio'r Primitives Gwasanaeth Cyswllt, mae'r maes C yn cael ei boblogi'n awtomatig yn ôl EN 13757-4: 2005. - M-Maes
Y M-maes yw cod y gwneuthurwr. Gall gweithgynhyrchwyr ofyn am god tri llythyren o'r canlynol web cyfeiriad: http://www.dlms.com/flag/INDEX.HTM Mae pob cymeriad o'r cod tri llythyren wedi'i amgodio fel pum darn. Gellir cael y cod 5-did trwy gymryd y cod ASCII a thynnu 0x40 (“A”). Mae'r tri chod 5-did yn cyd-fynd i wneud 15 darn. Y darn mwyaf arwyddocaol yw sero. - Maes A.
Mae'r maes cyfeiriad yn gyfeiriad unigryw 6-beit ar gyfer pob dyfais. Dylai'r gwneuthurwr neilltuo'r cyfeiriad unigryw. Cyfrifoldeb pob gweithgynhyrchydd yw sicrhau bod gan bob dyfais gyfeiriad 6-beit unigryw. Y cyfeiriad ar gyfer fframiau Anfon a Gofyn yw hunan-gyfeiriad y mesurydd neu ddyfais arall. Anfonir y fframiau data ymateb cadarnhau a defnyddio cyfeiriad y ddyfais wreiddiol. - CI-Maes
Y maes CI yw pennawd y cais ac mae'n nodi'r math o ddata yn llwyth tâl data'r cais. Er bod EN13757-4: 2005 yn nodi nifer gyfyngedig o werthoedd, bydd y Gwasanaeth Cyswllt Primitives yn caniatáu defnyddio unrhyw werth. - CRC
Nodir y CRC yn EN13757-4: 2005.
Polynomial y CRC yw:
X16 + x13 + x12 + x11 + x10 + x8 + x6 + x5 + x2 + 1
Sylwch fod y CRC M-Bus yn cael ei gyfrif dros bob bloc 16-beit. Canlyniad hyn yw bod pob 16 beit o ddata yn mynnu bod 18 beit yn cael eu trosglwyddo,
Gwybodaeth Ychwanegol
Am wybodaeth ychwanegol am Weithredu Haen Cyswllt, gweler “AN452: Canllaw Rhaglennwyr Stac M-Bws Di-wifr”.
Rheoli Pŵer
Mae Ffigur 2 yn dangos y llinell amser rheoli pŵer ar gyfer mesurydd example defnyddio'r Modd T1.
Dylai'r MCU fod yn y modd Cwsg pryd bynnag y bo modd i arbed ynni. Yn y cynample, mae'r MCU yn cysgu pan fydd y RTC yn rhedeg, wrth aros ar y cychwyn crisial radio, ac wrth drosglwyddo o'r FIFO. Bydd yr MCU yn deffro o'r signal IRQ EZRadioPRO wedi'i gysylltu â deffroad Port Match.
Wrth drosglwyddo negeseuon yn hwy nag un bloc, rhaid i'r MCU ddeffro i lenwi'r FIFO (yn seiliedig ar ymyrraeth FIFO bron yn wag) ac yna mynd yn ôl i gysgu.
Dylai'r MCU fod yn y modd Segur sy'n rhedeg o'r oscillator pŵer isel neu'r oscillator modd byrstio wrth ddarllen o'r ADC. Mae angen cloc SAR ar yr ADC.
Pan nad yw'n cael ei ddefnyddio, dylai'r EZRadioPRO fod yn y modd Diffodd gyda'r pin SDN wedi'i yrru'n uchel. Mae hyn yn gofyn am gysylltiad caled â'r MCU. Nid yw cofrestrau EZ Radio Pro yn cael eu cadw yn y modd cau; felly, mae'r EZRadioPro yn cael ei gychwyn ar bob egwyl RTC. Mae cychwyn y Radio yn cymryd llai na 100 µs ac yn gwarchod 400 nA. Mae hyn yn arwain at arbedion ynni 10 µJ, yn seiliedig ar egwyl 10 eiliad.
Mae grisial EZRadioPRO yn cymryd tua 16 ms ar gyfer POR. Mae hyn yn ddigon hir i gyfrifo'r CRC am oddeutu wyth bloc. Bydd yr MCU yn mynd yn ôl i gysgu os bydd yn cwblhau pob CRC cyn i'r grisial sefydlogi. Os oes angen amgryptio, gellir cychwyn hefyd wrth aros ar yr oscillator grisial.
Dylai'r MCU redeg ar 20 MHz gan ddefnyddio'r oscillator pŵer isel ar gyfer y mwyafrif o dasgau. Rhaid i dasgau sy'n gofyn am amseriad manwl gywir ddefnyddio'r oscillator manwl gywirdeb a'r modd segur yn lle'r modd cysgu. Mae'r RTC yn darparu digon o ddatrysiad ar gyfer y mwyafrif o dasgau. Y llinell amser rheoli pŵer ar gyfer y mesurydd T2 exampdangosir cais le yn Ffigur 3.
Dylid optimeiddio'r gweithrediad transceiver ar gyfer yr achos arferol pan fydd y mesurydd yn deffro ac nad oes darllenydd yn bresennol. Mae'r amserlenni ACK lleiaf / uchaf yn ddigon hir fel ei bod yn bosibl defnyddio'r C8051F930 RTC a rhoi'r MCU yn y modd cysgu.
Darperir opsiynau adeiladu ar gyfer prif gyflenwyr neu ddarllenwyr wedi'u pweru gan USB nad oes angen iddynt ddefnyddio modd cysgu. Defnyddir y modd segur yn lle cysgu fel y gall y USB a'r UART dorri ar draws yr MCU.
Stiwdio Symlrwydd
Mynediad un clic i MCU ac offer diwifr, dogfennaeth, meddalwedd, llyfrgelloedd cod ffynhonnell a mwy. Ar gael ar gyfer Windows,
Mac a Linux!
 |
 |
 |
 |
| Portffolio IoT www.silabs.com/IoT |
SW / HW www.silabs.com/symlity |
Ansawdd www.silabs.com/quality |
Cefnogaeth a Chymuned cymuned.silabs.com |
Ymwadiad
Mae Silicon Labs yn bwriadu darparu'r ddogfennaeth ddiweddaraf, gywir a manwl i gwsmeriaid o'r holl berifferolion a modiwlau sydd ar gael i weithredwyr systemau a meddalwedd sy'n defnyddio neu'n bwriadu defnyddio cynhyrchion Silicon Labs. Mae data nodweddu, modiwlau sydd ar gael a perifferolion, meintiau cof a chyfeiriadau cof yn cyfeirio at bob dyfais benodol, a gall paramedrau “nodweddiadol” a ddarperir amrywio mewn gwahanol gymwysiadau ac maent yn gwneud hynny. Cais cynampmae les a ddisgrifir yma at ddibenion eglurhaol yn unig. Mae Silicon Labs yn cadw'r hawl i wneud newidiadau heb rybudd a chyfyngiad pellach i wybodaeth am gynnyrch, manylebau a disgrifiadau yma, ac nid yw'n rhoi gwarantau ynghylch cywirdeb na chyflawnrwydd y wybodaeth a gynhwysir. Ni fydd gan Silicon Labs unrhyw gyfrifoldeb am ganlyniadau defnyddio'r wybodaeth a ddarperir yma. Nid yw'r ddogfen hon yn awgrymu nac yn mynegi trwyddedau hawlfraint a roddir isod i ddylunio neu ffugio unrhyw gylchedau integredig. Nid yw'r cynhyrchion wedi'u cynllunio nac wedi'u hawdurdodi i'w defnyddio o fewn unrhyw System Cynnal Bywyd heb gydsyniad ysgrifenedig penodol Silicon Labs. “System Cynnal Bywyd” yw unrhyw gynnyrch neu system y bwriedir iddo gefnogi neu gynnal bywyd a / neu iechyd, y gellir disgwyl yn rhesymol iddo arwain at anaf personol neu farwolaeth sylweddol os bydd yn methu. Nid yw cynhyrchion Silicon Labs wedi'u cynllunio nac wedi'u hawdurdodi ar gyfer cymwysiadau milwrol. Ni chaniateir defnyddio cynhyrchion Silicon Labs mewn arfau dinistr torfol gan gynnwys (ond heb fod yn gyfyngedig i) arfau niwclear, biolegol neu gemegol, neu daflegrau sy'n gallu cludo arfau o'r fath.
Gwybodaeth Nod Masnach
Silicon Laboratories Inc.®, Silicon Laboratories®, Silicon Labs®, SiLabs®, a logo® Silicon Labs®, Bluegiga®, Bluegiga Logo®, Clockbuilder®, CMEMS®, DSPLL®, EFM®, EFM32®, EFR, Ember® , Energy Micro, logo Energy Micro a chyfuniadau ohonynt, “microcontrolwyr mwyaf cyfeillgar i ynni'r byd”, Ember®, EZLink®, EZRadio®, EZRadioPRO®, Gecko®, ISOmodem®, Precision32®, ProSLIC®, Simplicity Studio®, SiPHY® Mae Telegesis, y Telegesis Logo®, USBXpress®, ac eraill yn nodau masnach neu'n nodau masnach cofrestredig Silicon Labs. Mae ARM, CORTEX, Cortex-M3, a bodiau yn nodau masnach neu'n nodau masnach cofrestredig ARM Holdings. Mae Keil yn nod masnach cofrestredig ARM Limited. Mae pob cynnyrch neu enw brand arall a grybwyllir yma yn nodau masnach eu priod ddeiliaid.
Labordai Silicon Inc.
400 Gorllewin Cesar Chavez
Austin, TX 78701
UDA
http://www.silabs.com
Dogfennau / Adnoddau
 |
Gweithredu Meddalwedd M-BUS Di-wifr SILICON LABS AN451 [pdfCanllaw Defnyddiwr SILICON LABS, C8051, MCU, ac, EZRadioPRO, M-bws diwifr, Di-wifr, M-BUS, Meddalwedd, Gweithredu, AN451 |
