chen
2024-07-29 13ee763a011697633a072a74a25c3eee9f40bb4f
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
/*
 * Copyright (c) 2019-2023 Beijing Hanwei Innovation Technology Ltd. Co. and
 * its subsidiaries and affiliates (collectly called MKSEMI).
 *
 * All rights reserved.
 *
 * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
 * modification, are permitted provided that the following conditions are met:
 *
 * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright notice,
 *    this list of conditions and the following disclaimer.
 *
 * 2. Redistributions in binary form, except as embedded into an MKSEMI
 *    integrated circuit in a product or a software update for such product,
 *    must reproduce the above copyright notice, this list of conditions and
 *    the following disclaimer in the documentation and/or other materials
 *    provided with the distribution.
 *
 * 3. Neither the name of MKSEMI nor the names of its contributors may be used
 *    to endorse or promote products derived from this software without
 *    specific prior written permission.
 *
 * 4. This software, with or without modification, must only be used with a
 *    MKSEMI integrated circuit.
 *
 * 5. Any software provided in binary form under this license must not be
 *    reverse engineered, decompiled, modified and/or disassembled.
 *
 * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY MKSEMI "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED
 * WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
 * MERCHANTABILITY, NONINFRINGEMENT, AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
 * DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL MKSEMI OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY
 * DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
 * (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
 * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND
 * ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
 * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
 * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
 */
 
#include "mk_trace.h"
#include "mk_power.h"
#include "mk_uwb.h"
#include "mk_clock.h"
#include "uwb_api.h"
#include "ul_tdoa.h"
#include "lib_ranging.h"
#include "lib_aoa.h"
#include "mk_trng.h"
#include <stdlib.h>
 
struct UL_TDOA_ENV_T ul_tdoa_env;
 
static struct UL_TDOA_CB_T ul_tdoa_cb;
 
static struct UWB_OP_T op = {
    .session_configure = ul_tdoa_configure,
    .session_start = ul_tdoa_start,
    .session_stop = ul_tdoa_stop,
    .session_local_addr_set = uwbs_local_short_addr_set,
    .session_peer_addr_set = NULL,
    .session_responder_addr_add = NULL,
    .session_responder_list_clr = NULL,
    .session_dynamic_update_responder_list = NULL,
    .session_set_ccc_ursk = NULL,
};
 
static void ul_tdoa_timer_callback(void *dev, uint32_t time);
 
static uint8_t tx_msg[127] = {0};
static uint16_t tx_msg_len = 0;
 
static void ul_tdoa_tx_process(struct MAC_HW_REPORT_T *tx_report);
static void ul_tdoa_rx_process(struct MAC_HW_REPORT_T *rx_report);
void app_session_init(void);
 
int ul_tdoa_init(uint8_t handle_id)
{
    /* store handler ID */
    ul_tdoa_cb.handle_id = handle_id;
 
    /* init rx queue */
    WSF_QUEUE_INIT(&ul_tdoa_cb.msg_queue);
 
    LOG_INFO(TRACE_MODULE_APP, "Ranging lib version: %s\r\n", MK8000_get_rangelib_version());
    LOG_INFO(TRACE_MODULE_APP, "AoA lib version: %s\r\n", MK8000_get_aoalib_version());
    return 0;
}
 
int ul_tdoa_deinit(void)
{
    return 0;
}
 
// This function will be called by uwbapi_session_init()
void app_session_init(void)
{
    // register process handler for MAC TX done and RX done
    mac_register_process_handler(ul_tdoa_tx_process, ul_tdoa_rx_process);
 
    uwbs_handler_init(&op);
}
 
void ul_tdoa_configure(void)
{
    ul_tdoa_env.stage = UL_TDOA_IDLE;
    ul_tdoa_env.ranging_period = MS_TO_PHY_TIMER_COUNT(uwb_app_config.session_param.ranging_interval);
    ul_tdoa_env.random_window = MS_TO_PHY_TIMER_COUNT(uwb_app_config.session_param.ul_tdoa_random_window);
    ul_tdoa_env.sequence_num = 0;
    ul_tdoa_env.lost_cnt = 0;
 
    uint32_t seed = 0;
 
    trng_open();
    trng_get(&seed, 1, NULL);
    trng_close();
 
    srand(seed);
    LOG_INFO(TRACE_MODULE_APP, "Random seed %u\r\n", seed);
 
    phy_rx_sts_switch_mode_set(uwb_app_config.ppdu_params.sts_pkt_cfg, STS_NEVER_SWITCH, 0, 0);
    uwbs_configure(PHY_TX | PHY_RX, uwb_app_config.session_param.tx_power_level);
 
    aoa_param_config();
}
 
static uint32_t ul_tdoa_tx_offset_get(void)
{
    uint32_t tx_offset_ms = (uint32_t)rand() % uwb_app_config.session_param.ul_tdoa_random_window;
    if (tx_offset_ms < 1)
    {
        tx_offset_ms = 1;
    }
    return MS_TO_PHY_TIMER_COUNT(tx_offset_ms);
}
 
static void ul_tdoa_pkt_construct(enum OWR_MESSAGE_TYPE_T type, int64_t tx_time)
{
    uint8_t input[160];
    uint8_t input_len = 0;
 
    /*
     Bits:
     0-2    Frame Type
     3      Long Frame Control
     4-5    Destination Addressing mode
     6-7    Source Addressing mode
     8      PAN ID Present
     9      Security Enabled
     10     Sequence Number Suppression
     11     Frame Pending
     12-13  Frame Version
     14     Ack Request
     15     IE Present
    */
    uint16_t frame_control = (1 << 15) | (1 << 10) | (1 << 9) | (2 << 6) | (1 << 3) | (5 << 0);
 
    input[input_len++] = frame_control & 0xff;
    input[input_len++] = (frame_control >> 8) & 0xff;
 
    uint16_t mac_addr = uwbs_local_short_addr_get();
    input[input_len++] = mac_addr & 0xff;
    input[input_len++] = (mac_addr >> 8) & 0xff;
 
    // Auxiliary Security Header
    uint8_t sec_lvl = 6;
    uint8_t sec_control = (1 << 5) | (uint8_t)(sec_lvl << 0);
 
    input[input_len++] = sec_control;
 
    uint32_t phy_sts_index = ul_tdoa_env.sequence_num;
    uint32_t session_id = uwb_app_config.session_id;
 
    // Header IE - Measurement Report Message Type 1
    uint16_t header_ie = (0x0 << 15) | (0x0 << 7) | (19 << 0);
    uint32_t vendor_oui = 0x5a18ff;
    input[input_len++] = header_ie & 0xff;
    input[input_len++] = (header_ie >> 8) & 0xff;
    input[input_len++] = vendor_oui & 0xff;
    input[input_len++] = (vendor_oui >> 8) & 0xff;
    input[input_len++] = (vendor_oui >> 16) & 0xff;
    input[input_len++] = 0x08;
    input[input_len++] = 0x08;
    input[input_len++] = 0x08;
    input[input_len++] = 0x08;
    input[input_len++] = 0x08;
    input[input_len++] = 0x08;
    input[input_len++] = 0x08;
    input[input_len++] = 0x08;
    input[input_len++] = session_id & 0xff;
    input[input_len++] = (session_id >> 8) & 0xff;
    input[input_len++] = (session_id >> 16) & 0xff;
    input[input_len++] = (session_id >> 24) & 0xff;
    input[input_len++] = phy_sts_index & 0xff;
    input[input_len++] = (phy_sts_index >> 8) & 0xff;
    input[input_len++] = (phy_sts_index >> 16) & 0xff;
    input[input_len++] = (phy_sts_index >> 24) & 0xff;
 
    header_ie = (0x7e << 7) | (0 << 0); // HT1 IE
    input[input_len++] = header_ie & 0xff;
    input[input_len++] = (header_ie >> 8) & 0xff;
 
    // Payload IE
    uint8_t payload_content_len = 16;
    uint16_t payload_ie = (1 << 15) | (0x2 << 11) | (payload_content_len);
 
    input[input_len++] = payload_ie & 0xff;
    input[input_len++] = (payload_ie >> 8) & 0xff;
 
    input[input_len++] = vendor_oui & 0xff;
    input[input_len++] = (vendor_oui >> 8) & 0xff;
    input[input_len++] = (vendor_oui >> 16) & 0xff;
 
    // OWR message type || UWB message ID
    uint8_t uwb_message_id = (uint8_t)(type << 4) | 0x7;
    input[input_len++] = uwb_message_id;
 
    // Reserved (4) || TX timestamp present (2) || Device ID Present (2)
    uint8_t message_control = (uint8_t)(2 << 2) | 1;
    input[input_len++] = message_control;
 
    uint32_t frame_number = ul_tdoa_env.sequence_num;
    input[input_len++] = frame_number & 0xff;
    input[input_len++] = (frame_number >> 8) & 0xff;
    input[input_len++] = (frame_number >> 16) & 0xff;
    input[input_len++] = (frame_number >> 24) & 0xff;
 
    uint8_t *device_id = &uwb_app_config.session_param.ul_tdoa_device_id[1];
    input[input_len++] = device_id[0];
    input[input_len++] = device_id[1];
 
    input[input_len++] = tx_time & 0xff;
    input[input_len++] = (tx_time >> 8) & 0xff;
    input[input_len++] = (tx_time >> 16) & 0xff;
    input[input_len++] = (tx_time >> 24) & 0xff;
    input[input_len++] = (tx_time >> 32) & 0xff;
    input[input_len++] = (tx_time >> 40) & 0xff;
    input[input_len++] = (tx_time >> 48) & 0xff;
    input[input_len++] = (tx_time >> 56) & 0xff;
 
    memcpy(&tx_msg[0], &input[0], input_len);
    tx_msg_len = input_len;
}
 
void ul_tdoa_start(void)
{
    ul_tdoa_env.anchor_point = phy_timer_count_get();
    ul_tdoa_env.tx_offset = ul_tdoa_tx_offset_get();
 
    enum DEV_ROLE_T role = uwb_app_config.session_param.device_role;
    if (role == DEV_ROLE_UT_SYNC_ANCHOR)
    {
        uint32_t curr_count = phy_timer_count_get();
        uint32_t count = (uint32_t)(ul_tdoa_env.anchor_point + ul_tdoa_env.tx_offset - curr_count);
        if (count > ul_tdoa_env.random_window)
        {
            count = ul_tdoa_env.random_window;
        }
        if (count > MS_TO_PHY_TIMER_COUNT(2))
        {
            power_on_radio(0, 1);
            ul_tdoa_env.stage = UL_TDOA_LISTEN;
            mac_rx(EVT_MODE_MAC_PHY_ASAP, 0, count - MS_TO_PHY_TIMER_COUNT(2));
            mac_start();
        }
        else
        {
            ul_tdoa_env.stage = UL_TDOA_TX_SYNC;
            phy_timer_target_set(ul_tdoa_env.anchor_point + ul_tdoa_env.tx_offset - UWB_PERIOD_PREFETCH_TIME, ul_tdoa_timer_callback);
        }
    }
    else if (role == DEV_ROLE_UT_TAG)
    {
        ul_tdoa_env.stage = UL_TDOA_TX_BLINK;
        phy_timer_target_set(ul_tdoa_env.anchor_point + ul_tdoa_env.tx_offset - UWB_PERIOD_PREFETCH_TIME, ul_tdoa_timer_callback);
    }
    else
    {
        power_on_radio(0, 1);
        ul_tdoa_env.stage = UL_TDOA_LISTEN;
        mac_rx(EVT_MODE_MAC_PHY_ASAP, 0, ul_tdoa_env.random_window);
        mac_start();
    }
 
    ul_tdoa_env.enable = 1;
    LOG_INFO(TRACE_MODULE_APP, "UL-TDoA start, role %d\r\n", role);
}
 
void ul_tdoa_stop(void)
{
    ul_tdoa_env.enable = 0;
    LOG_INFO(TRACE_MODULE_APP, "UL-TDoA stop\r\n");
}
 
static void ul_tdoa_timer_callback(void *dev, uint32_t time)
{
    ul_tdoa_env.sequence_num++;
 
    // Calculate tx timestamp
    int64_t tx_time = ranging_tx_time(ul_tdoa_env.anchor_point + ul_tdoa_env.tx_offset + phy_shr_duration());
    enum OWR_MESSAGE_TYPE_T type = (uwb_app_config.session_param.device_role == DEV_ROLE_UT_SYNC_ANCHOR ? OWR_SYNV_UTM : OWR_BLINK_UTM);
 
    ul_tdoa_pkt_construct(type, tx_time);
    power_on_radio(1, 0);
    mac_tx(EVT_MODE_MAC_ASAP_PHY_FIX, ul_tdoa_env.anchor_point + ul_tdoa_env.tx_offset, 0, tx_msg, tx_msg_len);
    mac_start();
}
 
void ul_tdoa_process(const struct MAC_HW_REPORT_T *ind)
{
    enum DEV_ROLE_T role = uwb_app_config.session_param.device_role;
    if (role == DEV_ROLE_UT_SYNC_ANCHOR)
    {
        if (ul_tdoa_env.stage == UL_TDOA_LISTEN)
        {
            if (ind->err_code == UWB_RX_OK)
            {
                int64_t timestamp = ranging_rx_time(ind);
                ul_tdoa_rx_ind(ind->err_code, ind->pkt_data, ind->pkt_len, timestamp);
            }
        }
        else
        {
            // TX sync done - update next tx offset
            ul_tdoa_env.tx_offset = ul_tdoa_tx_offset_get();
            ul_tdoa_env.anchor_point += ul_tdoa_env.ranging_period;
            LOG_INFO(TRACE_MODULE_APP, "UL-TDoA TX Sync  %u\r\n", ul_tdoa_env.sequence_num);
        }
 
        uint32_t curr_count = phy_timer_count_get();
        uint32_t count = (uint32_t)(ul_tdoa_env.anchor_point + ul_tdoa_env.tx_offset - curr_count);
        if (count > ul_tdoa_env.random_window)
        {
            count = ul_tdoa_env.random_window;
        }
 
        if (count > MS_TO_PHY_TIMER_COUNT(2))
        {
            ul_tdoa_env.stage = UL_TDOA_LISTEN;
            mac_rx(EVT_MODE_MAC_PHY_ASAP, 0, count - MS_TO_PHY_TIMER_COUNT(2));
            mac_start();
        }
        else
        {
            ul_tdoa_env.stage = UL_TDOA_TX_SYNC;
            phy_timer_target_set(ul_tdoa_env.anchor_point + ul_tdoa_env.tx_offset - UWB_PERIOD_PREFETCH_TIME, ul_tdoa_timer_callback);
            power_off_radio();
        }
    }
    else if (role == DEV_ROLE_UT_TAG)
    {
        // TX blink done - update next tx offset
        ul_tdoa_env.tx_offset = ul_tdoa_tx_offset_get();
        ul_tdoa_env.anchor_point += ul_tdoa_env.ranging_period;
 
        phy_timer_target_set(ul_tdoa_env.anchor_point + ul_tdoa_env.tx_offset - UWB_PERIOD_PREFETCH_TIME, ul_tdoa_timer_callback);
        power_off_radio();
 
        LOG_INFO(TRACE_MODULE_APP, "UL-TDoA TX Blink  %u\r\n", ul_tdoa_env.sequence_num);
    }
    else
    {
        if (ind->err_code == UWB_RX_OK)
        {
            int64_t timestamp = ranging_rx_time(ind);
            ul_tdoa_rx_ind(ind->err_code, ind->pkt_data, ind->pkt_len, timestamp);
        }
 
        mac_rx(EVT_MODE_MAC_PHY_ASAP, 0, ul_tdoa_env.random_window);
        mac_start();
    }
}
 
void ul_tdoa_rx_ind(uint16_t status, const uint8_t *data, uint16_t len, int64_t timestamp)
{
    struct UL_TDOA_RX_IND_T *ind;
 
    if ((ind = WsfMsgAlloc(sizeof(struct UL_TDOA_RX_IND_T) + len)) != NULL)
    {
        ind->hdr.event = UL_TDOA_RX_IND_MSG;
        ind->status = status;
        ind->rx_len = len;
        ind->rx_timestamp = timestamp;
        if (data != NULL)
        {
            memcpy(ind->rx_data, data, len);
        }
 
        // Send the message
        WsfMsgSend(ul_tdoa_cb.handle_id, ind);
    }
}
 
static void ul_tdoa_tx_process(struct MAC_HW_REPORT_T *tx_report)
{
    ul_tdoa_process(tx_report);
}
 
static void ul_tdoa_rx_process(struct MAC_HW_REPORT_T *rx_report)
{
    ul_tdoa_process(rx_report);
}