yincheng.zhong
2024-08-20 7744fffacb03dc81cc9dbaf9f5d86a0f21e79c03
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
/*
 * 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.
 */
 
#ifndef RANGING_H_
#define RANGING_H_
#include "ranging_simple_task.h"
#include "wsf_timer.h"
#include "mk_mac.h"
#include "uwb_api.h"
 
#ifndef RESPONDER_NUM
#define RESPONDER_NUM (1)
#endif
 
#define MSG_SESSION_ID_IDX 0
#define MSG_SEQ_NUM_IDX 2
#define MSG_TYPE_IDX 4
#define MSG_HEADER_LEN 5
 
#define MSG_POLL_RESPONDER_NUM_IDX 0
// x : 0 ~ RESPONDER_NUM-1
#define MSG_POLL_RESPONDER_ID_IDX(x) (1 + (x)*3)
#define MSG_POLL_RESPONDER_SLOT_IDX(x) (3 + (x)*3)
#define MSG_POLL_USER_DATA_IDX(n) (MSG_POLL_RESPONDER_ID_IDX(n))
#define MSG_POLL_USER_DATA_LEN (100)
 
#define MSG_RESPONSE_RESPONDER_ID_IDX 0
#define MSG_RESPONSE_USER_DATA_IDX (2)
#define MSG_RESPONSE_USER_DATA_LEN (100)
 
#define MSG_FINAL_RESPONDER_NUM_IDX 0
#define MSG_TREPLY_IDX 1
// x : 0 ~ RESPONDER_NUM-1
#define MSG_TROUND_IDX(x) (6 + (x)*5)
 
/*
 * The content of the ranging packet is customized by the user, but the first five bytes of
 * each data packet are fixed, 2 bytes of session-id, 2 bytes of seq-num, 1 byte of packet type
 * The length of the air interface data packet transmitted by the actual UWB shall prevail.
 */
struct RANGING_USER_PKT_T
{
    uint16_t session_id;
    uint16_t seq_num;
    uint8_t msg_type;
    union
    {
        /* responder_num (1B) || [responder_id(2B) || responder_slot_idx(1B)] * responder_num || user data, poll-msg can be used to transmit user private data
         */
        uint8_t poll_msg[MSG_POLL_USER_DATA_IDX(RESPONDER_NUM) + MSG_POLL_USER_DATA_LEN];
        /* responder_id(2B) || user data, response-msg can be used to transmit user private data */
        uint8_t response_msg[MSG_RESPONSE_USER_DATA_LEN];
        /* responder_num (1B) || Ttotal (= tx_final_time - tx_poll_time (5B, 0 ~ 17.2s)) || responder 0 ~ N-1 Tround1 (N*5B, N=responder_num), final-msg is used
         * to transmit timestamp data */
        uint8_t final_msg[6 + RESPONDER_NUM * 5];
    } msg;
} __PACKED;
 
/* Simple ranging sync packet structure */
struct RANGING_SYNC_MSG_T
{
    uint8_t frameCtrl[1]; //  frame control bytes 00
    uint8_t seqNum;       //  sequence_number 01
    uint8_t tagID[8];     //  02-09 64 bit addresses
    uint8_t fcs[2];
} __PACKED;
 
/* Simple ranging packet common structure */
struct RANGING_COMMON_MSG_T
{
    uint8_t frameCtrl[2];  // frame control bytes 00-01
    uint8_t seqNum;        // sequence_number 02
    uint8_t panID[2];      // PAN ID 03-04
    uint8_t destAddr[8];   // 05-12 or using 64 bit addresses (05-12)
    uint8_t sourceAddr[8]; // 13-20 or using 64 bit addresses (13-20)
    uint8_t fcode;
    uint8_t user_data[30];
} __PACKED;
 
/* Simple ranging environment variable */
struct RANGING_ENV_T
{
    int64_t tx_poll_time;
    int64_t tx_response_time;
    int64_t tx_final_time;
    int64_t rx_poll_time;
    int64_t rx_response_time[RESPONDER_NUM];
    int64_t rx_final_time;
 
    uint32_t base_point;
    uint32_t anchor_point;
    uint32_t ranging_period;
    uint32_t slot_interval;
    uint32_t tof;
 
    uint32_t anchor_resp_dly;
    uint32_t tag_resp_dly;
 
    uint8_t lost_cnt;
    uint8_t enable;
    uint8_t count;
    uint8_t responder_num;
    uint16_t responder_list[RESPONDER_NUM];
    uint8_t responder_slot_idx;
    uint8_t responder_response_flag;
    uint8_t responder_final_flag;
    uint8_t slot_idx;
    uint8_t count_last;
 
    struct RANGE_DATA_T range_data;
};
 
/* Main control block of the ranging task */
struct RANGING_CB_T
{
    wsfQueue_t msg_queue;
    wsfHandlerId_t handle_id;
    wsfTimer_t daemon_timer;
};
 
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
 
extern struct RANGING_ENV_T ranging_env;
 
/**
 * @brief Initialize ranging task.
 *
 * @param [in] handle_id       Task handle ID
 */
int ranging_init(uint8_t handle_id);
 
/**
 * @brief De-initialize ranging task.
 */
int ranging_deinit(void);
 
/**
 * @brief Configure ranging environment variable, configure UWB subsystem.
 */
void ranging_configure(void);
 
/**
 * @brief Start ranging procedure.
 */
void ranging_start(void);
 
/**
 * @brief Stop ranging procedure.
 */
void ranging_stop(void);
 
/**
 * @brief Restart ranging procedure.
 * @note This function can be called once detected link loss from peer device
 */
void ranging_restart(void);
 
/**
 * @brief Get ranging UWB TX power.
 * @return ranging UWB TX power in dBm
 */
int8_t ranging_tx_power_get(void);
 
/**
 * @brief Get ranging count for link loss detection.
 * @return ranging count
 */
uint8_t ranging_count_get(void);
 
/**
 * @brief Set local device short address.
 * @param[in] short_addr          Device short address
 */
void ranging_local_addr_set(uint16_t short_addr);
 
/**
 * @brief Set peer device short address.
 * @param[in] short_addr          Device short address
 */
void ranging_peer_addr_set(uint16_t short_addr);
 
/**
 * @brief Add responder device into responder device list for one-to-many case.
 * @param[in] addr                Device short address
 * @return 1: successful, 0: fail
 */
uint8_t ranging_responder_addr_add(uint16_t addr);
 
/**
 * @brief Clear responder list.
 */
void ranging_responder_list_clr(void);
 
/**
 * @brief Get responder short address from responder device list.
 * @param[in] idx               Responder device index
 * @return short address of responder
 */
uint16_t ranging_responder_addr_get(uint8_t idx);
 
/**
 * @brief Get responder devices number.
 * @return number of responder
 */
uint8_t ranging_responder_num_get(void);
 
/**
 * @brief Calculate timestamp difference.
 * @param[in] ts_a          Ranging timestamp a
 * @param[in] ts_b          Ranging timestamp b
 * @return ts_a - ts_b
 */
int64_t ranging_timestamp_diff(int64_t ts_a, int64_t ts_b);
 
/**
 * @brief Calculate ranging Tround.
 * @param[in] role              Device role @enum DEV_ROLE_T
 * @param[in] dev_idx           Device index in one-to-many case
 * @return Tround value, unit: 15.6ps
 */
int64_t ranging_tround(enum DEV_ROLE_T role, uint8_t dev_idx);
 
/**
 * @brief Calculate ranging Treply.
 * @param[in] role              Device role @enum DEV_ROLE_T
 * @param[in] dev_idx           Device index in one-to-many case
 * @return Treply value, unit: 15.6ps
 */
int64_t ranging_treply(enum DEV_ROLE_T role, uint8_t dev_idx);
 
/**
 * @brief Process ranging poll packet.
 * @param[in] pkt_data          Pointer of poll packet data
 * @param[in] pkt_len           Poll packet length
 * @return 1: poll packet parse successful
 */
uint8_t ranging_poll_pkt_process(uint8_t *pkt_data, uint16_t pkt_len);
 
/**
 * @brief Ranging FSM, to process MAC TX or RX done event in MAC interrupt handler.
 * @param[in] ind               Pointer of MAC HW report
 * @return next ranging stage
 */
enum RANGING_STAGE_T ranging_fsm(const struct MAC_HW_REPORT_T *ind);
 
#ifdef __cplusplus
}
#endif
 
#endif /* RANGING_H_ */