SILICON LABS Wireless M-BUS hugbúnaðarútfærsla AN451 notendahandbók

Þessi umsóknarskýring lýsir Silicon Labs útfærslu á Wireless M-Bus með því að nota Silicon Labs C8051 MCU og EZRadioPRO®. Wireless M-bus er evrópskur staðall fyrir mælilestrarforrit sem nota 868 MHz tíðnisviðið.

Stafla lög

Þráðlaus M-Bus notar 3-laga IEC líkanið, sem er undirmengi af 7-laga OSI líkaninu (sjá mynd 1).

Líkamlega (PHY) lagið er skilgreint í EN 13757-4. Líkamlega lagið skilgreinir hvernig bitarnir eru kóðaðir og sendir, eiginleika RF mótaldsins (flísahraði, formáli og samstillingarorð) og RF breytur (mótun, miðtíðni og tíðni frávik).
PHY lagið er útfært með því að nota blöndu af vélbúnaði og fastbúnaði. EZRadioPRO framkvæmir allar RF og mótaldsaðgerðir. EZRadioPRO er notað í FIFO stillingu með pakkameðferðaraðilanum. MbusPhy.c einingin veitir SPI viðmót, kóðun/afkóðun, læsa/skrifa læsingu og pakkameðhöndlun og stjórnar stöðu senditækisins.
M-Bus Data hlekkjalagið er útfært í MbusLink.c einingunni. M-Bus forritunarviðmótið samanstendur af opinberum aðgerðum sem hægt er að kalla á úr forritalaginu á aðalþræðinum. MbusLink einingin útfærir einnig Data Link Layer. Gagnatenglalagið mun forsníða og afrita gögn úr TX biðminni forritsins yfir í MbusPhy TX biðminni og bæta við nauðsynlegum hausum og CRC.
Umsóknarlagið sjálft er ekki hluti af M-bus fastbúnaðinum. Forritslagið skilgreinir hvernig fjölbreytt úrval gagna er sniðið til sendingar. Flestir mælar þurfa aðeins að senda eina eða tvær tegundir af gögnum. Að bæta miklu magni af kóða til að koma til móts við hvers kyns gögn í mælinn myndi bæta við óþarfa kóða og kostnaði við mælinn. Það gæti verið gerlegt að útfæra bókasafn eða haus file með tæmandi lista yfir gagnategundir. Hins vegar vita flestir mælingarviðskiptavinir nákvæmlega hvers konar gögn þeir þurfa að senda og geta vísað til staðalsins fyrir sniðupplýsingar. Alhliða lesandi eða sniffer gæti innleitt fullkomið sett af forritagagnagerðum á PC GUI. Af þessum ástæðum er forritalagið útfært með því að nota tdample umsóknir um mæli og lesanda.

Nauðsynlegir staðlar

EN 13757-4
EN 13757-4
Samskiptakerfi fyrir mæla og fjarlestur mæla
Hluti 4: Útlestur þráðlausra mæla
Geislamælismæling fyrir notkun á 868 MHz til 870 MHz SRD bandinu
EN 13757-3
Samskiptakerfi fyrir mæla og fjarlestur mæla
Hluti 3: Sérstakt umsóknarlag

IEC 60870-2-1:1992
Fjarstýringarbúnaður og kerfi
Hluti 5: Sendingarreglur
Kafli 1: Hlekkur sendingaraðferð
IEC 60870-1-1:1990
Fjarstýringarbúnaður og kerfi
Hluti 5: Sendingarreglur
Hluti 1: Sendingarrammasnið

Skilgreiningar

M-rúta—M-Bus er hlerunarstaðall fyrir mælalestur í Evrópu.
Þráðlaus M-bus— Þráðlaus M-bus fyrir mælalestur í Evrópu.

PHY— Líkamlegt lag skilgreinir hvernig gagnabitar og bæti eru kóðaðir og sendar.
API—Viðmót forritara.

TENGILL—Data Link Layer skilgreinir hvernig blokkir og rammar eru sendar.
CRC—Cyclic offramboð Athugun.

FSK—Tíðni Shift Lykill.
Chip-Minnsta eining sendra gagna. Einn gagnabiti er kóðaður sem margar flísar.

Eining—AC kóða uppspretta .c file.

M-Bus PHY Virknilýsing

Formálsröð

Formálsröðin sem tilgreind er í M-bus forskriftinni er heiltala sem skiptist á núll og eitt. Ein er skilgreind sem hærri tíðni og núll er skilgreind sem lægri tíðni.
nx (01)
Formálsvalmöguleikarnir fyrir Si443x eru heiltala af nibbles sem samanstanda af einum og núllum til skiptis.
nx (1010)
Formáli með auka fremstu væri ekki vandamál, en þá myndu samstillingarorðið og farmálagið misræmast um einn bita.
Lausnin er að snúa öllum pakkanum við með því að stilla vélarbitann í Modulation Control 2 skrána (0x71). Þetta mun snúa við formáli, samstillingarorði og TX/RX gögnum. Þar af leiðandi ætti að snúa gögnunum við þegar TX gögnin eru skrifuð eða RX gögnin eru lesin. Einnig er samstillingarorðinu snúið við áður en skrifað er í Si443x samstillingarorðaskrárnar.

Samstillingarorð

Samstillingarorðið sem krafist er í EN-13757-4 er annað hvort 18 flísar fyrir Mode S og Mode R eða 10 flísar fyrir Model T. Samstillingarorðið fyrir Si443x er 1 til 4 bæti. Hins vegar, þar sem samstillingarorðið er alltaf á undan formálinu, geta síðustu sex bitar formálsins talist hluti af samstillingarorðinu; þannig að fyrsta samstillingarorðið er fyllt með þremur endurtekningum af núlli á eftir einni. Samstillingarorðið er bætt við áður en skrifað er í Si443x skrárnar.
Tafla 1. Samstillingarorð fyrir Mode S og Mode R

EN 13757-4	00	01110110	10010110	tvöfaldur
EN 13757-4	00	76	96	álög
púði með (01) x 3	01010100	01110110	10010110	tvöfaldur
púði með (01) x 3	54	76	96	álög
viðbót	10101011	10001001	01101001	tvöfaldur
viðbót	AB	89	69	álög

Tafla 2. Samstillingarorð fyrir ham T-mæli við annað

SAMBANDI	SAMBANDI	SAMBANDI
ORÐ	ORÐ	ORÐ
3	2	1

Senda inngangslengd

Lágmarksinngangur er tilgreindur fyrir fjórar mismunandi notkunarstillingar. Það er ásættanlegt að hafa formála lengri en tilgreint er. Að draga frá sex spilapeninga fyrir formálið gefur lágmarksfjölda spóna fyrir Si443x formálið. Útfærslan bætir við tveimur auka nöglum af formáli í öllum stuttum formálastillingum til að bæta forsöguskynjun og samvirkni. Formálið á Mode S með löngum formáli er mjög langt; þannig að lágmarksformáli er notað. Formálslengd í nibblum er skrifuð í formálalengd (0x34) skrána. Formálslengdarskráin ákvarðar innganginn eingöngu við sendingu. Lágmarksforskriftir og lengdarstillingar inngangs eru teknar saman í töflu 3.
Tafla 3. Lengd sendiformála

	EN-13757-4 lágmarki		Si443x Formáli Setja ing		Samstilla Orð	Samtals	aukalega
	nx (01)	franskar	narr	franskar	franskar	franskar	franskar
Mode S stutt inngangsorð	15	30	8	32	6	38	8
Mode S langur inngangur	279	558	138	552	6	558	0
Mode T (mælir-annar)	19	38	10	40	6	46	8
Háttur R	39	78	20	80	6	86	8

Lágmarksforgangur fyrir móttöku er ákvörðuð af formálaskynjunarstýringarskrá (0x35). Við móttöku verður að draga fjölda bita í samstillingarorðinu frá tilgreindu lágmarksformáli til að ákvarða nothæfa formála. Lágmarksstillingartími móttakarans er 16 flísar ef AFC er virkt eða 8 flísar ef AFC er óvirkt. Stillingartími móttakara er einnig dreginn frá nothæfu formáli til að ákvarða lágmarksstillingu fyrir formálsskynjunarstýringarskrá.

Líkurnar á fölsku formáli eru háð stillingu forgangsuppgötvunarstýringarskrárinnar. Stutt stilling á 8 flísum getur leitt til þess að falskur inngangur greinist á nokkurra sekúndna fresti. Ráðlögð stilling á 20chips gerir uppgötvun á fölskum formáli að ólíklegum atburði. Formálslengdirnar fyrir Mode R og Mode SL eru nægilega langar til að hægt sé að nota ráðlagða stillingu.
Það er mjög lítill ávinningur af því að láta formálinn greina lengri en 20 flögur.
AFC er óvirkt fyrir Model S með stuttri forsögu og Model T. Þetta dregur úr stillingartíma móttakara og leyfir lengri forsöguskynjunarstillingu. Með AFC óvirkt getur Mode T notað ráðlagða stillingu 20 spilapeninga. Stilling upp á 4 nibbles eða 20 flís er notuð fyrir Model S með stuttum formála. Þetta gerir það að verkum að líkurnar á fölskum formálauppgötvun eru aðeins hærri fyrir þetta líkan.
Tafla 4. Formálsgreining

	EN-13757-4 lágmarki		Samstilla Orð	nothæft formála	RX uppgjör	Greina mín	Si443x Formáli Uppgötvunarstilling
	nx (01)	franskar	franskar	franskar	franskar	franskar	narr	franskar
Mode S stutt inngangsorð	15	30	6	24	8*	16	4	16
Model S langur inngangur	279	558	6	552	16	536	5	20
Model T (metra-annar)	19	38	6	32	8*	24	5	20
Háttur R	39	78	6	72	16	56	5	20
*Athugið: AFC óvirkt

Móttakarinn er stilltur til að virka saman við sendi með því að nota lágmarks tilgreind formál. Þetta tryggir að móttakarinn virki með öllum M-bus-samhæfðum sendi.
Wireless M-Bus forskriftin krefst mjög langrar forsögu fyrir Mode S1 upp á að minnsta kosti 558 flís. Þetta mun taka um 17 ms bara að senda innganginn. Si443x þarf ekki svo langan formála og nýtur ekki góðs af löngu formálanum. Þó að langa formálið sé valfrjálst fyrir Mode S2, þá er engin ástæða til að nota langa formála með Si443x. Ef óskað er eftir einstefnusamskiptum mun Mode T1 veita styttri forsögu, hærri gagnahraða og lengri endingu rafhlöðunnar. Ef þörf er á tvíhliða samskiptum með Mode S2 er mælt með stuttum formála.
Taktu eftir því að greiningarþröskuldur fyrir Model S með langa forsögu er lengri en fjöldi formálsnibbar sem sendar eru fyrir Model S með stuttum formála. Þetta þýðir að langur inngangur Mode S móttakari greinir ekki forsögu frá stuttum forsögu Mode S sendi. Þetta er nauðsynlegt ef langur formáli Mode S móttakari á að fá einhvern ávinning af langa formála.
Athugaðu að stutt formáli Mode S móttakari mun greina formálið og taka á móti pökkum frá bæði stuttu formáli Mode S
sendir og langformála Mode S sendir; þannig að almennt ætti mælalesarinn að nota stutta inngangsstillingu Mode S móttakara.

Kóðun/afkóðun

Wireless M-bus forskriftin krefst tveggja mismunandi kóðunaðferða. Manchester kóðun er notuð fyrir Mode S og Mode R. Manchester kóðun er einnig notuð fyrir annað-til-meter hlekkinn í Model T. Model T meter-to-other tengilinn notar 3 af 6 kóðun.
1. Manchester kóðað/afkóðun
Manchester kóðun er algeng sögulega í RF kerfum til að veita öfluga endurheimt klukku og rakningu með því að nota einfalt og ódýrt mótald. Hins vegar þarf nútímalegt afkastamikið útvarp eins og Si443x ekki Manchester-kóðun. Manchester kóðun er studd fyrst og fremst fyrir samhæfni við núverandi staðla, en gagnahraðinn fyrir Si443x er í raun tvöfaldaður þegar ekki er notað Manchester kóðun.
Si443x styður Manchester kóðun og umskráningu á öllum pakkanum í vélbúnaði. Því miður er samstillingarorðið ekki Manchester kóðað. Ógild Manchester röð var viljandi valin fyrir samstillingarorðið. Þetta gerir Manchester kóðun ósamrýmanleg flestum núverandi útvarpstækjum, þar á meðal Si443x. Þar af leiðandi verður Manchester-kóðun og afkóðun að vera framkvæmd af MCU. Hvert bæti á ókóðaðri gögnum samanstendur af átta gagnabitum. Með því að nota Manchester kóðun er hver gagnabiti kóðaður í tveggja flísa tákn. Þar sem kóðuðu gögnin verða að vera skrifuð á útvarps-FIFO átta flís í einu, er einn biti af gögnum kóðaður og skrifaður í FIFO í einu.
Tafla 5. Manchester Encoding

gögn	12		0x34		bæti
	1	0x2	0x3	0x4	narr
	1	10	11	100	tvöfaldur
flís	10101001	10100110	10100101	10011010	tvöfaldur
FIFO	OxA9	OxA6	OxA5	Ox9A	álög

Hvert bæti sem á að senda er sent eitt bæti í einu í kóðabætaaðgerðina. Kóðunarbætaaðgerðin kallar tvisvar á kóðunarnibble aðgerðina, fyrst fyrir mikilvægasta nartið og síðan fyrir minnst marktækasta nartið.
Manchester kóðun í hugbúnaði er ekki erfið. Byrjað er á mikilvægasta bitanum, einn er kóðaður sem „01“ flísaröð. Núll er kóðað sem „10“ flísaröð. Þetta er auðvelt að gera með því að nota lykkju og skipta um tvo bita fyrir hvert tákn. Hins vegar er fljótlegra að nota bara einfalda uppflettitöflu með 16 færslum fyrir hvert nart. Kóða Manchester nibble aðgerðin kóðar nibble af gögnum og skrifar það síðan til FIFO. Flögum er snúið við áður en þeir skrifa til FIFO til að gera grein fyrir kröfum um snúið formál.
Við móttöku samanstendur hvert bæti í FIFO af átta flísum og er afkóðað í eina bita af gögnum. Lesblokkaaðgerðin les eitt bæti í einu úr FIFO og kallar á afkóðabætaaðgerðina. Flögum er snúið við eftir að hafa verið lesið úr FIFO til að gera grein fyrir kröfum um hvolfið formáli. Hvert bæti af Manchester-kóðuðum flísum er afkóðað í bita af gögnum. Afkóðaða nartið er skrifað á RX biðminni með því að nota skrifa nibble RX biðminni aðgerðina.
Taktu eftir því að bæði umkóðun og afkóðun eru gerðar eitt gagnanafli í einu á flugi. Kóðun í biðminni myndi krefjast viðbótar biðminni sem er tvöfalt stærri en ókóðuðu gögnin. Kóðun og afkóðun er mun hraðari en hraðasta studd gagnahraði (100 þúsund flögur á sekúndu). Þar sem Si443x styður margra bæta lestur og skrif á FIFO, þá er lítill kostnaður við að nota aðeins einn-bæta lestur og skrif. Kostnaðurinn er um það bil 10 µs fyrir 100 kóðaða flís. Ávinningurinn er vinnsluminni sparnaður upp á 512 bæti.
2. Þrír af sex kóðunarafkóðun
Þrír af sex kóðunaraðferðin sem tilgreind er í EN-13757-4 er einnig útfærð í fastbúnaði á MCU. Þessi kóðun er notuð fyrir háhraða (100 k flís á sekúndu) Mode T frá metra til annars. Model T veitir stysta sendingartíma og lengsta rafhlöðuendingu fyrir þráðlausan mæli.
Hverju bæti af gögnum sem á að senda er skipt í tvo bita. Mikilvægasta nartið er kóðað og sent fyrst. Aftur er þetta útfært með því að nota kóðabætaaðgerð sem kallar tvisvar á encode nibble aðgerðina.
Hvert bit af gögnum er kóðað í sex-kubba tákn. Röð sex-kubba tákna verður að skrifa á 8chip FIFO.
Meðan á kóðun stendur eru tvö bæti af gögnum kóðað sem fjórir nibbles. Hvert nart er 6 flísa tákn. Fjögur 6chip tákn eru samanlögð sem þrjú bæti.
Tafla 6. Þrjár af sex kóðun

gögn	0x12			0x34			bæti
	1	0x2		0x3		0x4	narr
flís	15	16		13		34	octal
	1101	1110		1011		11100	tvöfaldur
FIFO	110100		11100010		11011100		tvöfaldur
	0x34		OxE2		OxDC		álög

Í hugbúnaði er kóðun þriggja af sex útfærð með því að nota þrjár hreiðrar aðgerðir. Kóðunarbætaaðgerðin kallar tvisvar á kóðunarnibblaaðgerðina. Kóða nibble aðgerðin notar uppflettitöflu fyrir sex-kubba táknið og skrifar táknið á Shift Three af sex aðgerðum. Þessi aðgerð útfærir 16 flís vaktaskrá í hugbúnaði. Táknið er skrifað á minnst marktæka bæti vaktaskrárinnar. Skráin er færð til vinstri tvisvar. Þetta er endurtekið þrisvar sinnum. Þegar heilt bæti er til staðar í efra bæti vaktaskrárinnar er því snúið við og skrifað í FIFO.
Þar sem hvert bæti af gögnum er umritað sem eitt og hálft kóðað bæti, er mikilvægt að hreinsa vaktaskrána til að byrja með þannig að fyrsta kóðaða bætið sé rétt. Ef pakkalengdin er odda tala, eftir að hafa kóðað öll bæti, verður enn eitt nart eftir í vaktaskránni. Þetta er meðhöndlað með fylgiskjali eins og útskýrt er í næsta kafla.
Afkóðun þriggja af sex kóðuðu er öfug aðferð. Við afkóðun eru þrjú kóðuð bæti afkóðuð í tvö gagnabæt. Hugbúnaðarvaktaskráin er aftur notuð til að safna saman bætum af afkóðuðum gögnum. 64 færslur öfug uppflettingartafla er notuð til að afkóða. Þetta notar færri lotur en meira kóðaminni. Það tekur töluvert lengri tíma að leita í 16 færslum uppflettitöflu að samsvarandi tákni.
Postamble
Þráðlausa M-bus forskriftin hefur sérstakar kröfur fyrir postamble eða kerru. Fyrir allar stillingar er lágmarkið tveir spilapeningar og hámarkið átta spilapeningar. Þar sem lágmarksatómeining fyrir FIFO er eitt bæti, er 8 flísa kerru notuð fyrir Mode S og Mode R. Mode T postamble er átta flísar ef pakkalengdin er jöfn eða fjórir flísar ef pakkalengdin er ójöfn. Fjögurra flísa postamble fyrir staka pakkalengd uppfyllir kröfurnar um að hafa að minnsta kosti tvo flís til skiptis.
Tafla 7. Postamble Lengd

	Postamble Lengd (flísar)
	mín	hámark	Framkvæmd		flísaröð
Mode S	2	8	8		1010101
Háttur T	2	8	4	(furðulegur)	101
			8	(jafnvel)	1010101
Háttur R	2	8	8		1010101

Pakkahöndlari

Hægt er að nota pakkastjórnunina á Si443x í breytilegri pakkabreiddarham eða fastri pakkabreiddarham. Breytileg pakkabreiddarhamur krefst pakkalengdarbæts á eftir samstillingarorðinu og valfrjáls hausbæti. Við móttöku mun útvarpið nota lengdarbætið til að ákvarða lok gilds pakka. Við sendingu mun útvarpið setja lengdarreitinn á eftir hausbætunum.
Ekki er hægt að nota L reitinn fyrir þráðlausa M-bus samskiptareglur fyrir Si443x lengd reitsins. Í fyrsta lagi er L reiturinn ekki raunveruleg pakkalengd. Það er fjöldi hleðslubæta tenglalags án CRC bæti eða kóðun. Í öðru lagi er L-reiturinn sjálfur kóðaður með því að nota annaðhvort Manchester kóðun eða Three af sex kóðun fyrir Mode T metra til annars.
Útfærslan notar pakkameðferðarmanninn í föstri pakkabreiddarham fyrir bæði sendingu og móttöku. Við sendingu mun PHY lagið lesa L reitinn í sendingarbuffi og reikna út fjölda kóðuðu bæta, þar með talið postamble. Heildarfjöldi dulkóðaðra bæta sem á að senda er skrifaður í pakkalengdarskrána (0x3E).
Við móttöku eru fyrstu tvö kóðuðu bætin afkóðuð og L-reiturinn skrifaður á móttökubuffið. L-reiturinn er notaður til að reikna út fjölda dulkóðaðra bæta sem á að taka á móti. Fjöldi dulkóðaðra bæta sem á að taka á móti er síðan skrifaður í pakkalengdarskrána (0x3E). Póstbréfinu er hent.
MCU verður að afkóða L-reitinn, reikna út fjölda dulkóðaðra bæta og skrifa gildið í Packet Length skrána áður en stystu mögulegu pakkalengd hefur borist. Stysti leyfilegi L-reiturinn fyrir PHY-lagið er 9, sem gefur 12 ókóðuð bæti. Þetta gefur 18 kóðuð bæti fyrir Model T. Fyrstu tvö bætin hafa þegar verið afkóðuð. Þannig verður pakkalengdarskráin að vera uppfærð á 16 bæta tímum við 100 kbps eða 1.28 millisekúndur. Þetta er ekkert vandamál fyrir 8051 sem keyrir á 20 MIPS.
Fjöldi bæta sem á að taka á móti felur ekki í sér postamble, nema fjögurra flísa postamble sem notaður er fyrir Mode T pakka með stakri pakkalengd. Þannig þarf móttakandinn ekki póstsendingu, nema fyrir Model T pakka með óvenjulegri lengd. Þessi póstamble er aðeins nauðsynleg til að gefa upp heiltölu af kóðuðum bætum. Innihald póstávarpsins er hunsað; svo, ef postamble er ekki send, verða fjórar flísar af hávaða mótteknar og hunsaðar. Þar sem heildarfjöldi dulkóðaðra bæta er takmarkaður við 255 (0xFF), takmarkar útfærslan hámarks L-reitinn fyrir mismunandi stillingar.
Tafla 8. Pakkastærðarmörk

	kóðuð		afkóða		M-rúta
	bæti		bæti		L-reitur
	des	álög	des	álög	des	álög
Mode S	255	FF	127	7 F	110	6E
Mode T (mælir-annar)	255	FF	169	A9	148	94
Háttur R	255	FF	127	7 F	110	6E

Þessi mörk eru venjulega vel yfir venjulegu notkunartilviki fyrir þráðlausan mæli. Pakklengdinni ætti að vera lítill til að fá sem besta endingu rafhlöðunnar.
Að auki getur notandinn tilgreint hámarks L-reit sem ætti að berast (USER_RX_MAX_L_FIELD). Þetta ákvarðar nauðsynlega stærð fyrir móttökubuffið (USER_RX_BUFFER_SIZE).
Að styðja hámarks L-reit upp á 255 myndi krefjast móttöku biðminni upp á 290 bæti og að hámarki 581 Manchester kóðuð bæti. Slökkva þyrfti á pakkameðhöndluninni og ekki væri hægt að nota pakkalengdarskrána í því tilviki. Þetta er framkvæmanlegt, en það er þægilegra að nota pakkameðferðarmanninn, ef mögulegt er.

FIFO notkun

Si4431 veitir 64 bæta FIFO til að senda og taka á móti. Þar sem fjöldi dulkóðaðra bæta er 255, gæti heill kóðaður pakki ekki passað inn í 64-bæta biðminni.
Smit
Við sendingu er heildarfjöldi dulkóðaðra bæta reiknaður út. Ef heildarfjöldi dulkóðaðra bæta, þar með talið postamble, er minna en 64 bæti, er allur pakkinn skrifaður á FIFO og aðeins truflun á sendingu pakkans er virkjuð. Flestir stuttir pakkar verða sendir í einum FIFO flutningi.
Ef fjöldi dulkóðaðra bæta er meiri en 64 þarf margar FIFO-flutningar til að senda pakkann. Fyrstu 64 bætin eru skrifuð í FIFO. Pakki Sent og TX FIFO Næstum tóm truflun eru virkjuð. TX FIFO næstum tómur þröskuldur er stilltur á 16 bæti (25%). Við hvern IRQ atburð er stöðu 2 skráin lesin. Pakki Send bitinn er athugaður fyrst, og ef pakkinn hefur ekki verið sendur að fullu eru næstu 48 bæti af dulkóðuðum gögnum skrifuð í FIFO. Þetta heldur áfram þar til öll kóðuð bæti hafa verið skrifuð og Packet Send truflun á sér stað.
1. Móttaka
Við móttöku er í upphafi aðeins Sync Word truflun virkjuð. Eftir móttöku samstillingarorðsins er truflun á samstillingarorði óvirk og FIFO næstum full truflun er virkjuð. FIFO næstum fullur þröskuldur er upphaflega stilltur á 2 bæti. Fyrsta FIFO Næstum Full truflun er notuð til að vita hvenær bætin tvö hafa verið móttekin. Þegar lengdin hefur verið móttekin er lengdin afkóðuð og fjöldi dulkóðaðra bæta reiknaður út. RX FIFO næstum fullur þröskuldur er þá stilltur á 48 bæti. RX FIFO er næstum fullt og gildar pakkatruflanir eru virkar. Við næsta IRQ atburð er stöðu 1 skráin lesin. Fyrst er gildur pakkabiti hakaður og síðan er FIFO Næstum fullur bitinn hakaður. Ef aðeins RX FIFO Næstum fullur bitinn er stilltur, eru næstu 48 bæti lesin úr FIFO. Ef gildur pakkabiti er stilltur er afgangurinn af pakkanum lesinn úr FIFO. MCU heldur utan um hversu mörg bæti hafa verið lesin og hættir að lesa eftir síðasta bæti.

Gagnatengingarlag

Gagnatenglalagseiningin útfærir 13757-4:2005 samhæft tenglalag. Gagnatenglalagið (LINK) veitir viðmót milli líkamlega lagsins (PHY) og forritslagsins (AL).
Gagnatenglalagið framkvæmir eftirfarandi aðgerðir:

Býður upp á aðgerðir sem flytja gögn á milli PHY og AL
Myndar CRC fyrir send skilaboð
Finnur CRC villur í skilaboðum sem berast
Veitir líkamlegt ávarp
Samþykkir flutning fyrir tvíátta samskiptahami
Rammar gagnabita
Greinir innrömmunarvillur í skilaboðum sem berast

Link Layer Frame Format

Þráðlausa M-Bus rammasniðið sem notað er í EN 13757-4:2005 er dregið af FT3 (Frame Type 3) rammasniði frá IEC60870-5-2. Ramminn samanstendur af einum eða fleiri gagnablokkum. Hver blokk inniheldur 16 bita CRC reit. Fyrsta bockið er blokk með fastri lengd með 12 bætum sem inniheldur L-reit, C-reit, M-reit og A-reit.

L-reitur
L-reiturinn er lengd hleðslulagsgagnahleðslunnar. Þetta felur ekki í sér L-reitinn sjálfan eða eitthvað af CRC bætum. Það felur í sér L-svið, C-svið, M-svið og A-svið. Þetta eru hluti af PHY farmi.
Vegna þess að fjöldi dulkóðaðra bæta er takmarkaður við 255 bæti, er hámarks studd gildi fyrir M-reitinn 110 bæti fyrir Manchester-kóðuð gögn og 148 bæti fyrir Mode T þrjú-af-af-sex kóðuð gögn.
Hlekkjalagið ber ábyrgð á að reikna út L-reitinn við sendingu. Hlekkjalagið mun nota L-reitinn við móttöku.
Athugið að L-reiturinn gefur ekki til kynna lengd PHY farms eða fjölda kóðaðra bæta. Við sendingu mun PHY reikna út PHY farmlengd og fjölda dulkóðaðra bæta. Við móttöku mun PHY afkóða L-reitinn og reikna út fjölda bæta sem á að afkóða.
C-reitur
C-reiturinn er rammastjórnunarreiturinn. Þessi reitur auðkennir rammagerðina og er notaður fyrir frumstæður tengigagnaskiptaþjónustunnar. C-reiturinn gefur til kynna rammagerðina - SEND, STEFJA, BEIÐJA eða SVAR. Þegar um SEND og REQUEST ramma er að ræða gefur C-reiturinn til kynna hvort STAÐFESTA eða SVAR sé að vænta.
Þegar grunnaðgerðin Link TX er notuð er hægt að nota hvaða gildi sem er fyrir C. Þegar þú notar Link Service Primitives er C reiturinn fylltur sjálfkrafa í samræmi við EN 13757-4:2005.
M-Field
M-reiturinn er kóða framleiðanda. Framleiðendur geta beðið um þriggja stafa kóða úr eftirfarandi web heimilisfang: http://www.dlms.com/flag/INDEX.HTM Hver stafur þriggja stafa kóðans er kóðaður sem fimm bitar. Hægt er að fá 5 bita kóðann með því að taka ASCII kóðann og draga frá 0x40 ("A"). 5-bita kóðarnir þrír eru samtengdir til að búa til 15 bita. Mikilvægasti bitinn er núll.
A-völlur
Heimilisfangsreiturinn er einstakt 6-bæta heimilisfang fyrir hvert tæki. Hið einstaka heimilisfang ætti að vera úthlutað af framleiðanda. Það er á ábyrgð hvers framleiðanda að tryggja að hvert tæki hafi einstakt 6-bæta heimilisfang. Heimilisfangið fyrir Senda og biðja ramma er sjálfsfang mælisins eða annars tækis. Gagnarammar staðfestingarsvörunar eru sendir með því að nota heimilisfang upprunabúnaðarins.
CI-reitur
CI-reiturinn er forritahausinn og tilgreinir tegund gagna í gagnálagi forritsins. Þó EN13757-4:2005 tilgreini takmarkaðan fjölda gilda, leyfa forsendur tengiþjónustunnar að nota hvaða gildi sem er.
CRC
CRC er tilgreint í EN13757-4:2005.
CRC margliðan er:
X16 + x13 + x12 + x11 + x10 + x8 +x6 + x5 +x2 + 1
Athugaðu að M-Bus CRC er reiknað yfir hverja 16-bæta blokk. Niðurstaðan er sú að á hverjum 16 bæti af gögnum þarf að senda 18 bæti,

Viðbótarupplýsingar

Fyrir frekari upplýsingar um Link Layer Implementation, sjá "AN452: Wireless M-Bus Stack Programmers Guide".

Orkustjórnun

Mynd 2 sýnir orkustjórnunartímalínu fyrir mæli tdample með því að nota Mode T1.

MCU ætti að vera í svefnham þegar mögulegt er til að spara orku. Í þessu frvample, MCU sefur þegar RTC er í gangi, þegar beðið er eftir ræsingu útvarpskristallsins og þegar hann sendir frá FIFO. MCU mun vakna af EZRadioPRO IRQ merkinu sem er tengt við Port Match vakningu.
Þegar send eru skilaboð sem eru lengri en ein blokk verður MCU að vakna til að fylla FIFO (byggt á næstum tómu FIFO trufluninni) og fara svo aftur að sofa.
MCU ætti að vera í aðgerðalausri stillingu og keyrir frá lágstyrkssveiflunum eða burst-ham sveiflunum þegar lesið er úr ADC. ADC þarf SAR klukku.
Þegar það er ekki í notkun ætti EZRadioPRO að vera í lokunarham með SDN pinna keyrð hátt. Þetta krefst harðsnúrutengingar við MCU. EZ Radio Pro skrárnar eru ekki varðveittar í lokunarham; þannig að EZRadioPro er frumstillt á hverju RTC bili. Frumstilling útvarpsins tekur minna en 100 µs og sparar 400 nA. Þetta leiðir til 10 µJ orkusparnaðar, miðað við 10 sekúndna bil.
EZRadioPRO kristalinn tekur um 16 ms fyrir POR. Þetta er nógu langt til að reikna út CRC fyrir um átta blokkir. MCU mun fara aftur að sofa ef það lýkur öllum CRCs áður en kristalinn hefur náð jafnvægi. Ef dulkóðunar er krafist er einnig hægt að ræsa hana á meðan beðið er eftir kristalsveiflunum.
MCU ætti að keyra á 20 MHz með því að nota lágaflssveifluna fyrir flest verkefni. Verk sem krefjast nákvæms tímaleysis verða að nota nákvæmnissveifluna og aðgerðalausa stillingu í stað svefnstillingar. RTC veitir næga upplausn fyrir flest verkefni. Tímalína orkustjórnunar fyrir T2 mælinn tdampUmsóknin er sýnd á mynd 3.

Sendiviðtakarútfærslan ætti að vera fínstillt fyrir venjulegt tilvik þegar mælirinn vaknar og enginn lesandi er til staðar. Lágmarks/hámarks ACK tímamörk eru nægilega langir til að hægt sé að nota C8051F930 RTC og setja MCU í svefnham.
Byggingarvalkostir eru til staðar fyrir net- eða USB-knúna lesendur sem þurfa ekki að nota svefnstillingu. Aðgerðarstillingin verður notuð í stað svefns þannig að USB og UART gætu truflað MCU.

Simplicity stúdíó
Aðgangur með einum smelli að MCU og þráðlausum verkfærum, skjölum, hugbúnaði, frumkóðasöfnum og fleira. Í boði fyrir Windows,
Mac og Linux!


IoT safn www.silabs.com/IoT	SV/HW www.silabs.com/Simplicity	Gæði www.silabs.com/quality	Stuðningur og samfélag community.silabs.com

Fyrirvari
Silicon Labs ætlar að veita viðskiptavinum nýjustu, nákvæma og ítarlega skjölin um öll jaðartæki og einingar sem eru tiltækar fyrir kerfis- og hugbúnaðarframleiðendur sem nota eða ætla að nota Silicon Labs vörurnar. Einkennisgögn, tiltækar einingar og jaðartæki, minnisstærðir og minnisföng vísa til hvers tiltekins tækis og „Dæmigerðar“ færibreytur geta verið mismunandi eftir mismunandi forritum. Umsókn tdampLesið sem lýst er hér er eingöngu til lýsingar. Silicon Labs áskilur sér rétt til að gera breytingar án frekari fyrirvara og takmarkana á vöruupplýsingum, forskriftum og lýsingum hér, og gefur enga ábyrgð á nákvæmni eða heilleika meðfylgjandi upplýsinga. Silicon Labs ber enga ábyrgð á afleiðingum notkunar upplýsinganna sem gefnar eru hér. Þetta skjal felur ekki í sér eða tjáir höfundarréttarleyfi sem veitt eru hér á eftir til að hanna eða búa til samþættar rafrásir. Vörurnar eru ekki hannaðar eða heimilaðar til notkunar í neinu lífstuðningskerfi án sérstaks skriflegs samþykkis Silicon Labs. „Lífsstuðningskerfi“ er sérhver vara eða kerfi sem ætlað er að styðja við eða viðhalda lífi og/eða heilsu, sem, ef það mistekst, má með sanngirni búast við að muni leiða til verulegs líkamstjóns eða dauða. Silicon Labs vörur eru ekki hannaðar eða heimilaðar fyrir hernaðarlega notkun. Silicon Labs vörur skulu undir engum kringumstæðum notuð í gereyðingarvopnum, þar með talið (en ekki takmarkað við) kjarnorku-, sýkla- eða efnavopn, eða eldflaugar sem geta borið slík vopn.
Upplýsingar um vörumerki
Silicon Laboratories Inc.®, Silicon Laboratories®, Silicon Labs®, SiLabs® og Silicon Labs logo®, Bluegiga®, Bluegiga Logo®, Clockbuilder®, CMEMS®, DSPLL®, EFM®, EFM32®, EFR, Ember® , Energy Micro, Energy Micro merki og samsetningar þeirra, „orkuvænni örstýringar í heimi“, Ember®, EZLink®, EZRadio®, EZRadioPRO®, Gecko®, ISOmodem®, Precision32®, ProSLIC®, Simplicity Studio®, SiPHY® , Telegesis, Telegesis Logo®, USBXpress® og fleiri eru vörumerki eða skráð vörumerki Silicon Labs. ARM, CORTEX, Cortex-M3 og thumbs eru vörumerki eða skráð vörumerki ARM Holdings. Keil er skráð vörumerki ARM Limited. Allar aðrar vörur eða vörumerki sem nefnd eru hér eru vörumerki viðkomandi eigenda.

Fyrirtækið Silicon Laboratories Inc.
400 West Cesar Chavez
Austin, TX 78701
Bandaríkin
http://www.silabs.com

Skjöl / auðlindir

SILICON LABS Þráðlaus M-BUS hugbúnaðarútfærsla AN451 [pdfNotendahandbók
SILICON LABS, C8051, MCU, og, EZRadioPRO, Wireless M-bus, Wireless, M-BUS, Hugbúnaður, útfærsla, AN451

Heimildir

Notendahandbók

Inngangur