本文是一位工程師朋友撰寫(xiě)的基于Dialog DA14580主要芯片的智能手環(huán)/智能鞋子解決方案，詳細(xì)地分享了使用Dialog SmartBond DA14580進(jìn)行設(shè)計(jì)的心得和建議，也許可以對(duì)您的設(shè)計(jì)提供一些啟發(fā)和幫助。

應(yīng)用領(lǐng)域：智能穿戴方案類型：模塊板卡

主要芯片：Dialog DA14580

方案概述1. 產(chǎn)品功能描述

用戶可通過(guò)藍(lán)牙連接手機(jī)，在APP或者微信小程序中查看當(dāng)日的走路步數(shù)、跑步距離、騎行距離、爬樓梯步數(shù)、檢測(cè)體溫或者心率。可USB充電、無(wú)線充電。 根據(jù)實(shí)際用途待機(jī)時(shí)長(zhǎng)可在1個(gè)星期甚至更長(zhǎng)。

2. 產(chǎn)品應(yīng)用范圍

老人防跌、兒童防丟、運(yùn)動(dòng)等場(chǎng)景

3. 產(chǎn)品特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)總結(jié)功耗業(yè)內(nèi)最低：如下所示：狀態(tài)：電流睡眠： 0.07mA待機(jī)： 0.8mA

傳輸數(shù)據(jù)： 4.8mA

4. 產(chǎn)品實(shí)物圖片

【DA14580】DA14580是Dialog公司研制的藍(lán)牙單芯片。號(hào)稱全球功耗最低，是TI CC2541的四分之一，是運(yùn)動(dòng)手環(huán)等穿戴類電子產(chǎn)品經(jīng)常使用的芯片。

可是DA14580的開(kāi)發(fā)門檻不低。適合有藍(lán)牙開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)來(lái)開(kāi)發(fā)，不適合學(xué)習(xí)愛(ài)好者。

筆者將對(duì)DA14580的系統(tǒng)架構(gòu)和應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架進(jìn)行分析，之后再解說(shuō)怎樣進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

對(duì)于藍(lán)牙單芯片應(yīng)用開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)，我們要關(guān)注的問(wèn)題是：藍(lán)牙協(xié)議棧方面怎樣新增一個(gè)GATT profile（服務(wù)和特征值定義及操作）、SoC內(nèi)核方面怎樣驅(qū)動(dòng)外圍設(shè)備、系統(tǒng)應(yīng)用框架上怎樣使用定時(shí)器和任務(wù)間消息通信等等。DA14580單芯片公布時(shí)并非一顆裸片，而是帶有開(kāi)發(fā)平臺(tái)和SDK包，還有經(jīng)常使用的應(yīng)用例程（如防丟proximity）。我們要做的就是通過(guò)SDK和相關(guān)的文檔去理解它整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)和應(yīng)用框架，在這個(gè)基礎(chǔ)上才去完成以上三個(gè)方面的開(kāi)發(fā)。

一、DA14580系統(tǒng)架構(gòu)

DA14580是基于Cortex M0架構(gòu)，內(nèi)置ROM、OTP和RAM。

當(dāng)中ROM固化了大部分協(xié)議棧和操作系統(tǒng)（單任務(wù)）的代碼實(shí)現(xiàn)，而OTP一次性編程則是為了減少成本，實(shí)現(xiàn)用戶的差異化應(yīng)用需求。當(dāng)用戶通過(guò)SPI NORFLASH引導(dǎo)或者直接通過(guò)JLINK下載代碼到RAM進(jìn)行調(diào)試后，就能夠通過(guò)SmartSnippets工具下載代碼到OTP。量產(chǎn)產(chǎn)品即從OTP開(kāi)始引導(dǎo)運(yùn)行。

DA14580集成的是第三方公司RW的藍(lán)牙協(xié)議棧IP，范圍包含GAT和GAP層及下面。因此我們能夠在代碼框架文件夾上看到RW開(kāi)頭命名的文件夾和頭文件，官方文檔涉及到藍(lán)牙協(xié)議棧方面大部分都是RW公司出品。

二、DA14580 開(kāi)發(fā)例程文件夾和SDK文件夾結(jié)構(gòu)

DA14580的SDK開(kāi)發(fā)平臺(tái)使用keil，我們先來(lái)看看開(kāi)發(fā)例程的文件夾結(jié)構(gòu)，再來(lái)看SDK文件夾結(jié)構(gòu)。前者簡(jiǎn)單一些。后者由于涉及到第三方IP、ROM等原因，文件夾實(shí)在是太多太細(xì)了，初接手真的會(huì)歇菜。

防丟（proximity，英文是接近的意思）的開(kāi)發(fā)文件夾結(jié)構(gòu)例如以下：

這里須要注意的是，ROM里面的固話代碼。包含協(xié)議棧和單任務(wù)操作系統(tǒng)的相關(guān)管理代碼也是整個(gè)project應(yīng)用的一部分，僅僅只是沒(méi)有列到開(kāi)發(fā)文件夾里面。

SDK文件夾架構(gòu)例如以下：

三、藍(lán)牙profile和應(yīng)用的角色和分工

從project的代碼文件夾結(jié)構(gòu)來(lái)看，每一個(gè)profile都有一個(gè)以profile（如proxr）命名的.c文件，也有一個(gè)以profile_task（如proxr_task）命名的.c文件；對(duì)應(yīng)地，每一個(gè)應(yīng)用子任務(wù)也有一個(gè)app_profile（如app_proxr）的.C文件，和app_profile_task（如app_proxr_task）的.c文件。

一般地：

在操作系統(tǒng)ke內(nèi)核看來(lái)，Profile和profile_task共同完畢一個(gè)task任務(wù)，當(dāng)中app_proxr_task的task ID標(biāo)識(shí)是TASK_PROXR。但app_profile和app_profile_task并非一個(gè)詳細(xì)的task任務(wù)，在代碼文件夾的app文件夾。全部的task，包含app_proxr_task和app_batt_task（電池）、app_sec_task（安全）共同組成一個(gè)task。在app.c中完畢任務(wù)創(chuàng)建。task的ID標(biāo)識(shí)是TASK_APP。

各個(gè)app_profile_task僅僅只是完畢應(yīng)用的一個(gè)子場(chǎng)景功能，如防丟、電池告警等。

app是主動(dòng)發(fā)送消息給profile，以運(yùn)行對(duì)應(yīng)的藍(lán)牙GATT服務(wù)和操作，并接受回調(diào)。即app是profile的上層。

Profile任務(wù)運(yùn)行GATT服務(wù)/屬性的詳細(xì)創(chuàng)建create、開(kāi)啟服務(wù)enable和屬性特征的讀寫(xiě)等操作，其調(diào)用ATT和GAP等底層接口來(lái)實(shí)現(xiàn)詳細(xì)功能。

Profile作為接口供給app層調(diào)用。app是通過(guò)消息通信來(lái)完畢接口調(diào)用的。

app_profile的代碼一般包含主動(dòng)調(diào)用的接口實(shí)現(xiàn)。而app_profile_task則是接受消息回調(diào)的接口實(shí)現(xiàn)。兩者的分工是很清晰的。

四、應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架

DA14580的應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架的核心是基于狀態(tài)機(jī)和消息回調(diào)。下面分析以防丟proxr為例。

1. 狀態(tài)機(jī)每一個(gè)任務(wù)都必須明白自己的狀態(tài)表。比如proxr的狀態(tài)表是：

狀態(tài)的初始化和轉(zhuǎn)換是由用戶主動(dòng)切換的。

在某個(gè)確定的狀態(tài)時(shí)，內(nèi)核會(huì)在對(duì)應(yīng)的狀態(tài)響應(yīng)接口集中遍歷全部發(fā)給該任務(wù)的消息。每一個(gè)任務(wù)都會(huì)在初始化時(shí)被創(chuàng)建。比如proxr任務(wù)的創(chuàng)建是：

這時(shí)，如果有個(gè)其它的任務(wù)發(fā)一個(gè)消息給TASK_PROXR。則會(huì)在proxr_disabled中查找對(duì)應(yīng)的消息回調(diào)接口，并運(yùn)行回調(diào)。

2. 消息回調(diào)

接下來(lái)看看各個(gè)狀態(tài)的響應(yīng)接口集，比如PROXR_CONNECTED連接狀態(tài)時(shí)的狀態(tài)響應(yīng)接口集例如以下?？梢?jiàn)，其會(huì)對(duì)兩個(gè)消息進(jìn)行回調(diào)，一個(gè)是底層ATT收到對(duì)特征值的寫(xiě)操作時(shí)運(yùn)行回調(diào)，還有一個(gè)應(yīng)用層主動(dòng)改寫(xiě)還有一個(gè)特征值。在筆者的防丟和計(jì)步應(yīng)用中，前者是實(shí)現(xiàn)防丟告警功能。后者是上報(bào)計(jì)步數(shù)據(jù)。

3. 任務(wù)間通信

消息發(fā)出之后，系統(tǒng)即會(huì)運(yùn)行proxr_jibu_update_req_handler回調(diào)。

另外。筆者會(huì)依據(jù)文章的閱讀量考慮進(jìn)一步對(duì)DA14580的SDK進(jìn)行分析。如系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程、服務(wù)建立過(guò)程以及上面說(shuō)的。怎樣進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā)，即藍(lán)牙協(xié)議棧方面怎樣新增一個(gè)GATT profile（服務(wù)和特征值定義及操作）、SoC內(nèi)核方面怎樣驅(qū)動(dòng)外圍設(shè)備、系統(tǒng)應(yīng)用框架上怎樣使用定時(shí)器和任務(wù)間消息通信等等。

采用Dialog藍(lán)牙智能芯片，小米手環(huán)如虎添翼

憑借Dialog DA14580 SmartBond?低能耗SoC擁有的業(yè)界頂尖功耗技術(shù)，小米手環(huán)如虎添翼。

最新發(fā)布的小米手環(huán)中采用了Dialog 的藍(lán)牙超低功耗SmartBond SoC（片上系統(tǒng)芯片）。

借助Dialog的DA14580，只需給小米手環(huán)充電一次，就可滿足長(zhǎng)達(dá)30天的續(xù)航時(shí)間，這比其最強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手所供的電池能力高出兩倍多，為當(dāng)今的消費(fèi)者提供了一款擁有最高能效的連接解決方案。

小米公司自2010年推出基于安卓（Android）的MIUI操作系統(tǒng)以來(lái)，所設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)出的創(chuàng)新型消費(fèi)電子產(chǎn)品源源不斷，其中包括智能手機(jī)、智能電視、機(jī)頂盒、平板電腦、路由器，還有最新出爐的可穿戴設(shè)備。小米手環(huán)由小米的下屬公司華米科技研發(fā)制造。全球競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的運(yùn)動(dòng)追蹤手環(huán)價(jià)格較高、續(xù)航能力較弱、能效較低，如今最新推出的小米手環(huán)極具競(jìng)爭(zhēng)力，成為替代其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的不二選擇。

Dialog半導(dǎo)體有限公司連接性、汽車與工業(yè)事業(yè)部資深副總裁兼總經(jīng)理Sean McGrath表示：“小米將DA14580 SmartBond解決方案融入小米手環(huán)的核心單元中，這是我們?cè)谥袊?guó)市場(chǎng)業(yè)務(wù)的一項(xiàng)至關(guān)重要的突破。DA14580可為小米產(chǎn)品帶來(lái)真正的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，因?yàn)檫x用Dialog藍(lán)牙SoC的工程師再也無(wú)需因?yàn)殡姵厝萘繂?wèn)題在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上做出妥協(xié)：他們能夠打造出更加輕薄、更具吸引力的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品不僅擁有業(yè)界領(lǐng)先的能效，而且仍然滿足用戶對(duì)于性能的期望。因此，消費(fèi)者可以依靠小米手環(huán)來(lái)監(jiān)測(cè)他們的運(yùn)動(dòng)情況、卡路里攝入量和睡眠模式，同時(shí)又避免了頻繁充電的煩惱。”

Dialog的SmartBond是一個(gè)高度集成的SoC，其易用性和節(jié)省成本優(yōu)勢(shì)獲得了業(yè)界認(rèn)可。比起目前任何其它藍(lán)牙智能解決方案，DA14580所需要的外部組件較少，無(wú)需使用微控制器也可實(shí)現(xiàn)全面托管型應(yīng)用。借助通用軟件開(kāi)發(fā)包的各種支持，設(shè)計(jì)人員能夠迅速開(kāi)發(fā)出各類前衛(wèi)應(yīng)用，使其應(yīng)用于人機(jī)交互設(shè)備（HID）、健康與健身可穿戴設(shè)備、醫(yī)療、近距感測(cè)和智能家庭等迅速擴(kuò)展的市場(chǎng)。憑借世界一流的高能效技術(shù)，SmartBond可兼顧產(chǎn)品設(shè)計(jì)，是打造數(shù)十億電池供電型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的絕好選擇。