WXK
2025-02-11 e328ebef585cea2351b37117b2d5ac4978ecd3c0
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
/*
 * 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_custom_task.h"
#include "wsf_timer.h"
#include "mk_mac.h"
#include "uwb_api.h"
#include "lib_ranging.h"
 
#ifndef ASYNC_MODE_EN
#define ASYNC_MODE_EN (0)
#endif
 
#ifndef RESPONDER_NUM
#define RESPONDER_NUM (1)
#endif
 
#ifndef AOA_3D_EN
#define AOA_3D_EN (0)
#endif
 
#ifndef PDOA_3D_EN
#define PDOA_3D_EN (0)
#endif
 
#ifndef RANGING_RESULT_REPORT_EN
#define RANGING_RESULT_REPORT_EN (0)
#endif
 
#ifndef RANGING_FOM_FILTER_EN
#define RANGING_FOM_FILTER_EN (1)
#endif
 
#if RANGING_FOM_FILTER_EN
#define RFRAME_INF_SIZE (4 + CIR_LEN / CE_WIN - 1)
#else
#define RFRAME_INF_SIZE (2)
#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) (1 + (x)*3 + 2)
#define MSG_POLL_TX_PWR_IDX (1 + RESPONDER_NUM * 3)
#define MSG_POLL_USER_DATA_IDX (1 + RESPONDER_NUM * 3 + 1)
#define MSG_POLL_USER_DATA_LEN (125 - MSG_HEADER_LEN - MSG_POLL_USER_DATA_IDX)
 
#define MSG_RESPONSE_RESPONDER_ID_IDX 0
#define MSG_RESPONSE_TX_PWR_IDX (2)
#define MSG_RESPONSE_USER_DATA_IDX (3)
#define MSG_RESPONSE_USER_DATA_LEN (125 - MSG_HEADER_LEN - MSG_RESPONSE_USER_DATA_IDX)
 
#define MSG_FINAL_RESPONDER_NUM_IDX 0
#define MSG_FINAL_TREPLY_IDX 1
// x : 0 ~ RESPONDER_NUM-1
#define MSG_FINAL_TROUND_IDX(x) (6 + (x)*5)
#define MSG_FINAL_FOM_IDX(x) (6 + RESPONDER_NUM * 5 + (x)*RFRAME_INF_SIZE)
#define MSG_FINAL_NLOS_IDX(x) (MSG_FINAL_FOM_IDX(x) + 1)
#define MSG_FINAL_FAP_VALID_IDX(x) (MSG_FINAL_FOM_IDX(x) + 2)
#define MSG_FINAL_GAPS_NUM_IDX(x) (MSG_FINAL_FOM_IDX(x) + 3)
#define MSG_FINAL_GAPS_IDX(x) (MSG_FINAL_FOM_IDX(x) + 4)
#define MSG_FINAL_USER_DATA_IDX (MSG_FINAL_FOM_IDX(RESPONDER_NUM))
#define MSG_FINAL_USER_DATA_LEN (125 - MSG_HEADER_LEN - MSG_FINAL_USER_DATA_IDX)
 
#define MSG_RESULT_INFO_LEN (8)
 
#if (MSG_POLL_USER_DATA_LEN < 0) || (MSG_RESPONSE_USER_DATA_LEN < 0) || (MSG_FINAL_USER_DATA_LEN < 0)
#error "RESPONDER_NUM is out of range"
#endif
 
/*
 * 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 || Tx power level (1B) || user data, poll-msg can be used to
         * transmit user private data
         */
        uint8_t poll_msg[MSG_POLL_USER_DATA_IDX + MSG_POLL_USER_DATA_LEN];
        /* responder_id(2B) || Tx power level (1B) || user data, response-msg can be used to transmit user private data */
        uint8_t response_msg[MSG_RESPONSE_USER_DATA_IDX + MSG_RESPONSE_USER_DATA_LEN];
        /* responder_num (1B) || Ttotal (tx_final_time - tx_poll_time (5B, 0 ~ 17.2s)) || responder Tround1 (x*5B, x=(0 ~ RESPONDER_NUM-1)) || responder
         * Fom(1B) + NLoS(1B) [+ fap_valid(1B) + gaps_num(1B) + gaps(CIR_LEN/CE_WIN-1)] (x*RFRAME_INF_SIZE, x=(0 ~ RESPONDER_NUM-1))
         */
        uint8_t final_msg[MSG_FINAL_USER_DATA_IDX + MSG_FINAL_USER_DATA_LEN];
 
        /* responder_id(2B) || ranging_distance(2B) || poll Fom (1B) + NLoS (1B) || Final Fom (1B) + NLoS (1B) */
        uint8_t result_msg[MSG_RESULT_INFO_LEN];
    } msg;
} __PACKED;
 
struct RANGING_FRAME_INF_T
{
    uint8_t fom;
    uint8_t NLoS;
#if RANGING_FOM_FILTER_EN
    uint8_t fap_valid;
    uint8_t gaps_num;
    uint8_t gaps[CIR_LEN / CE_WIN - 1];
#endif
} __PACKED;
 
/* Custom 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;
 
    struct RANGING_FRAME_INF_T frame[MAX(RESPONDER_NUM, 2)];
 
    uint32_t anchor_point;
    uint32_t ranging_period;
    uint32_t slot_interval;
    uint32_t tof;
 
    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 initiator_result_flag;
    uint8_t synced;
    uint8_t slot_idx;
    uint8_t count_last;
    uint8_t main_ant_id;
 
    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 Set responder device into responder device list.
 * @param[in] idx               Responder device index
 * @param[in] addr              Device short address
 * @return 1: successful, 0: fail
 */
uint8_t ranging_responder_addr_set(uint8_t idx, 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 index by device address.
 * @param[in] addr              Responder device address
 * @return 0xFF if the device not found else return responder index
 */
uint8_t ranging_responder_idx_get(uint16_t addr);
 
/**
 * @brief Get responder devices number.
 * @return number of responder
 */
uint8_t ranging_responder_num_get(void);
 
/**
 * @brief Set user data for poll packet.
 * @param[in] data_len              User data length
 * @param[in] data                  Pointer of user data
 * @return 0: successful, 1: fail
 */
uint8_t ranging_poll_msg_set(uint16_t data_len, const uint8_t *data);
 
/**
 * @brief Set user data for response packet.
 * @param[in] data_len              User data length
 * @param[in] data                  Pointer of user data
 * @return 0: successful, 1: fail
 */
uint8_t ranging_response_msg_set(uint16_t data_len, const uint8_t *data);
 
/**
 * @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 Construct ranging poll packet.
 */
void ranging_poll_pkt_construct(void);
 
/**
 * @brief Construct ranging response packet.
 */
void ranging_response_pkt_construct(void);
 
/**
 * @brief Construct ranging final packet.
 */
void ranging_final_pkt_construct(void);
 
/**
 * @brief Construct ranging result packet.
 */
void ranging_result_pkt_construct(void);
 
/**
 * @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_ */