一种UWB基带芯片的控制方法、UWB主控芯片及存储介质与流程

一种uwb基带芯片的控制方法、uwb主控芯片及存储介质
技术领域
1.本技术实施例涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种uwb基带芯片的控制方法、uwb主控芯片及存储介质。


背景技术：

2.现代通信中,超宽带(ultra wideband,uwb)技术是一种新的通信技术,是建立在低能量无线电信号基础上,可以实现短距离高速数据传输,具有传输速率高、抗多径干扰以及结构简单等特点,广泛用于精确定位、雷达及无线通信等方面,是当前短距离通信领域的一个热点技术。
3.现有的uwb基带芯片的控制过程一般为uwb主控芯片向uwb基带芯片发送控制命令，uwb基带芯片响应于控制命令与uwb主控芯片进行相应的数据交互。而基于成本功耗等的考虑，uwb基带芯片和uwb主控芯片之间需要尽量减少接口连线。
4.现有uwb基带芯片一般采用spi(serial peripheral interface)接口，定义特定的spi数据帧用来接收来自uwb主控芯片的控制命令。然而，特定的spi数据帧的帧结构一般为固定的，难以能提供可扩展的地址空间且访问任意地址空间需要较多的时钟数，导致uwb主控芯片对uwb基带芯片的控制变得复杂，降低了uwb主控芯片与uwb基带芯片间的传输效率。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种uwb基带芯片的控制方法、uwb主控芯片及存储介质，能够高效灵活地实现对uwb基带芯片的控制。
6.本技术实施例提供了一种uwb基带芯片的控制方法，包括：
7.基于spi接口与所述uwb基带芯片建立数据通信通道；
8.获取用于向所述uwb基带芯片传输命令的第一命令帧，所述第一命令帧包括可配置的标识位以及数据字节；
9.对所述第一命令帧的标识位进行配置得到第二命令帧；
10.将所述第二命令帧通过所述数据通信通道发送至所述uwb基带芯片，以控制所述uwb基带芯片基于所述第二命令帧中的标识位以及数据字节进行数据交互。
11.进一步的，所述第一命令帧的标识位包括：字节标志位、读写标志位以及写模式位；
12.所述对所述第一命令帧的标识位进行配置得到第二命令帧包括：
13.分别对所述第一命令帧中的所述字节标志位、所述读写标志位以及所述写模式位进行配置，得到所述第二命令帧。
14.进一步的，所述分别对所述第一命令帧中的所述字节标志位、所述读写标志位以及所述写模式位进行配置包括：
15.将所述第一命令帧中的所述字节标志位配置为双字节；
16.基于双字节标志位以及所述标识位的寄存器地址形成双字节寄存器读写命令；
17.将所述第一命令帧中的所述读写标志位配置为读操作；或，将所述第一命令帧中的所述读写标志位配置为写操作，并将所述写模式位配置为普通写、与操作、或操作以及异或操作中的一种。
18.进一步的，所述分别对所述第一命令帧中的所述字节标志位、所述读写标志位以及所述写模式位进行配置，得到所述第二命令帧包括：
19.将所述第一命令帧中的所述字节标志位配置为单字节，形成单字节命令；
20.当所述单字节命令基于所述标识位的寄存器地址偏移量形成单字节寄存器读写命令时，将所述读写标志位以及所述写模式位配置为读操作；或，当所述单字节命令为单字节寄存器读写命令时，将所述读写标志位配置为写操作，并将所述写模式位配置为普通写、与操作、或操作以及异或操作中的一种；
21.当所述单字节命令基于所述标识位中预先配置的系统控制命令形成单字节系统命令时，将所述读写标志位以及所述写模式位配置为控制操作。
22.进一步的，所述方法还包括：
23.当所述单字节命令为单字节系统命令且所述单字节命令大于预设个数时，将所述第一命令帧中的数据字节拓展为相应的系统命令位。
24.进一步的，所述基于spi接口与所述uwb基带芯片建立数据通信通道包括:
25.基于所述spi接口分别与所述uwb基带芯片建立数据输入通道，数据输出通道、时钟信号通道以及片选信号通道。
26.进一步的，所述将所述第二命令帧通过所述数据通信通道发送至所述uwb基带芯片包括：
27.基于所述片选信号通道中的片选信号从多个uwb基带芯片中确定目标uwb基带芯片；
28.将所述第二命令帧通过所述数据输入通道发送至所述目标uwb基带芯片。
29.本技术实施例还提供了一种uwb主控芯片，包括；
30.建立单元，用于基于spi接口与uwb基带芯片建立数据通信通道；
31.获取单元，用于获取用于向所述uwb基带芯片传输命令的第一命令帧，所述第一命令帧包括可配置的标识位以及数据字节；
32.配置单元，用于对所述第一命令帧的标识位进行配置得到第二命令帧；
33.控制单元，用于将所述第二命令帧通过所述数据通信通道发送至所述uwb基带芯片，以控制所述uwb基带芯片基于所述第二命令帧中的标识位以及数据字节进行数据交互。
34.本技术实施例还提供了一种uwb主控芯片，包括：
35.中央处理器，存储器，输入输出接口，有线或无线网络接口，电源；
36.所述存储器为短暂存储存储器或持久存储存储器；
37.所述中央处理器配置为与所述存储器通信，在所述控制面功能实体上执行所述存储器中的指令操作以执行上述的控制方法。
38.本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述的控制方法。
39.从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：
40.本技术实施例中，通过获取用于向所述uwb基带芯片传输命令的第一命令帧，对第一命令帧的标识位进行配置得到第二命令帧；将第二命令帧发送至uwb基带芯片，以控制uwb基带芯片基于第二命令帧中的标识位以及数据字节进行数据交互，能够高效灵活地实现对uwb基带芯片的控制。
附图说明
41.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
42.图1为本技术实施例公开的一个通信架构图；
43.图2为本技术实施例公开的一个uwb基带芯片的控制流程图；
44.图3为本技术实施例公开的一个spi接口的信号示意图；
45.图4为本技术实施例公开的一个命令帧的结构示意图；
46.图5为本技术实施例公开的一个双字节命令帧示意图；
47.图6为本技术实施例公开的一个单字节寄存器读写命令示意图；
48.图7为本技术实施例公开的一个单字节系统命令示意图；
49.图8为本技术实施例公开的一个uwb主控芯片示意图；
50.图9为本技术实施例公开的另一uwb主控芯片示意图。
具体实施方式
51.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
52.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。
53.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
54.如图1所示，现有的uwb基带芯片102的控制过程一般为uwb主控芯片101向uwb基带芯片102发送控制命令，uwb基带芯片102响应于控制命令与uwb主控芯片101进行相应的数据交互。现有uwb基带芯片102一般采用spi接口，定义特定的spi数据帧用来接收来自uwb主控芯片101的控制命令。可以理解的是，一个uwb主控芯片101可以与多个uwb基带芯片102相连，多个uwb基带芯片102作为uwb主控芯片101的从设备，接收来自uwb主控芯片101的控制命令。然而，特定的spi数据帧的帧结构一般为固定的，难以能提供可扩展的地址空间且访
问任意地址空间需要较多的时钟数，导致uwb主控芯片对uwb基带芯片的控制变得复杂，降低了uwb主控芯片与uwb基带芯片间的传输效率。因此，本技术实施例提供了一种uwb基带芯片的控制方法，能够高效灵活地实现对uwb基带芯片的控制，如图2所示，具体步骤如下：
55.201、基于spi接口与uwb基带芯片建立数据通信通道。
56.本技术实施例中，uwb主控芯片采用的主机控制接口主要为4线spi接口，该spi接口一般用于主从设备之间的通信，其中uwb主控芯片为主设备，uwb基带芯片为从设备。uwb主控芯片基于spi接口与所述uwb基带芯片建立数据通信通道。可以理解的是，spi接口用来让uwb主控芯片发送命令帧到uwb基带芯片，uwb基带芯片具备执行相关的命令帧的功能，从而实现控制uwb基带芯片或读写uwb基带芯片内部寄存器的功能。
57.spi接口一般占用uwb基带芯片的四个引脚，分别为数据输入(sdi)、数据输出(sdo)、时钟信号(sclk)、片选信号(cs)；因此，uwb主控芯片基于该spi接口分别与uwb基带芯片建立数据输入通道，数据输出通道、时钟信号通道以及片选信号通道。如图3所示，基于spi接口的spi信号一般遵循相应的通信协议：spi_cs信号置0，表示一个命令帧的开始；spi_cs信号置1，表示一个命令帧的结束。一个命令帧总是以一个或多个字节的命令开始，紧跟一个或多个字节的数据。从设备(uwb基带芯片)总是接收命令，然后根据命令，返回相应的数据。所有的字节传输以最高位开始，最低位结束。多字节传输时，低字节先传输，高字节最后。主机(uwb主控芯片)可以随时通过设置spi_cs为1来终止传输。已经传输的字节为有效字节，未完成的字节为无效数据。读写寄存器时，命令(命令帧)里包含了寄存器地址，每读写一个字节，地址自动加1，得到下一个字节的地址。主机可以通过保持spi_cs为0的方法来连续读写从设备的多个寄存器。主机可以通过定义命令帧，直接对从设备的某个寄存器的某一位进行置1，置0，或翻转等操作，不需要先读寄存器再写回，有效节省主机对从设备的访问时间。
58.202、获取用于向uwb基带芯片传输命令的第一命令帧。
59.本技术实施例中，uwb主控芯片向uwb基带芯片发送命令前，需要先获取用于向uwb基带芯片传输命令的第一命令帧，该第一命令帧包括可配置的标识位以及数据字节。具体的，uwb主控芯片可以预先存储该第一命令帧或者可以通过网络通信根据实际情况获取该第一命令帧，具体此处不做限定。该第一命令帧中的标识位是可以配置的，标识位不同，该第一命令帧实现的控制功能也存在区别；而该数据字节一般携带有需要传输的数据。
60.需要注意的是，步骤201与步骤202的先后关系不做限定。
61.203、对第一命令帧的标识位进行配置得到第二命令帧。
62.uwb主控芯片可以对第一命令帧的标识位进行配置得到第二命令帧；具体的，uwb主控芯片根据实际情况需要实现对uwb基带芯片进行控制，或者对uwb基带芯片的寄存器进行读写时，可以根据需要对第一命令帧的标识位进行配置以得到第二命令帧。可以理解的是，该第一命令帧为初始基带控制命令及数据，该第二命令帧是基于该初始控制命令配置成的需要传输的命令帧。
63.可以理解的是，该第一命令帧的标识位一般包括：字节标志位、读写标志位以及写模式位；具体对所述第一命令帧的标识位进行配置得到第二命令帧包括：分别对第一命令帧中的字节标志位、读写标志位以及写模式位进行配置，得到第二命令帧。该字节标志位一般实现命令帧为单字节或双字节，该读写标志为一般实现命令帧为读寄存器或写寄存器，
该写模式位一般当命令帧为写寄存器时，实现不同的写功能。可以理解的是，该标识位中不仅包括有字节标志位、读写标志位以及写模式位，还包括寄存器地址以及寄存器地址偏移量等，在具体的对第一命令帧的配置过程中，可以根据对字节标志位、读写标志位以及写模式位的配置以及寄存器地址和寄存器地址偏移量等得到多种第二命令帧。
64.进一步的，uwb主控芯片可以将第一命令帧中的字节标志位配置为双字节，基于双字节标志位以及标识位中的寄存器地址形成双字节寄存器读写命令；将第一命令帧中的读写标志位配置为读操作；或者，将第一命令帧中的读写标志位配置为写操作，并将写模式位配置为普通写、与操作、或操作以及异或操作中的一种。在一种可实现的方案中，如图4及图5所示，字节标志位为ad位，ad位为0表示该帧是单字节命令，ad位为1表示该帧是双字节命令。可以理解的是，该ad位为1时也可以表示该帧是单字节命令，ad位为0也可以表示该帧是双字节命令，具体此处不做限定。双字节命令帧是寄存器地址读写命令，rw是读写标志位。rw＝0表示该命令是读操作，rw＝1表示该命令是写操作。m1和m0是写模式位，00是普通写，写字节直接写入相应地址的寄存器；01是与操作，与字节直接和相应地址的寄存器值进行与操作，与字节里为0的位将对相应的寄存器位清0；10是或操作，或字节直接和相应地址的寄存器值进行或操作，也就是说，或字节里为1的位将对相应的寄存器位进行置1；11是异或操作，异或字节直接和相应地址的寄存器进行异或操作，异或字节里为1的位将对相应的寄存器位进行翻转。可以理解的是，本技术实施例中，字节标志位、读写标志位以及写模式位中的具体标识可以自行定义，例如rw＝0可以表示命令是读操作也可以表示该命令是写操作，具体不再赘述。读写寄存器帧的读写字节数由信号spi_cs来控制。当spi_cs保持为0时，主机会连续读写寄存器。每读写完一个字节，读写地址会自动加1，直到spi_cs为1终止读写操作。
65.进一步的，uwb主控芯片还可以将第一命令帧中的字节标志位配置为单字节，形成单字节命令；而单字节命令一般分为系统命令和寄存器读写命令。当单字节命令基于标识位中的寄存器地址偏移量形成单字节寄存器读写命令时，uwb主控芯片将读写标志位以及写模式位配置为读操作；或，当单字节命令为单字节寄存器读写命令时，将读写标志位配置为写操作，并将写模式位配置为普通写、与操作、或操作以及异或操作中的一种。在一种可实现的方案中，如图6所示，单字节寄存器读写命令用来快速读写某些寄存器，rw为1表示写操作，rw为0且m1为0表示读操作。写操作时，m1和m0表示写模式，与上述的双字节命令类似，具体此处不再赘述。单字节寄存器读写命令中包含地址的偏移量，实际的寄存器地址由上一次访问的寄存器地址加上此偏移量来算出。主设备(uwb主控芯片)基于寄存器地址来访问不同的uwb基带芯片的寄存器。例如，当读写uwb基带芯片的寄存器a时，从设备(uwb基带芯片)接口记录下寄存器a的地址。在下一次访问从设备的寄存器b时，如果使用单字节读写命令，读写的地址就是在寄存器a的地址基础上加偏移量计算出来的。偏移量offset是带符号数，偏移量一般只有4位(包括符号位)，因此可以定位到上次读写的地址之前和之后8个字(也就是32字节)的范围。因此如果本次访问的寄存器和上次访问的寄存器地址不超过8个字，就可以使用单字节读写命令，从而减少8个时钟周期的时间。
66.进一步的，当单字节命令基于标识位中预先配置的系统控制命令形成单字节系统命令时，uwb主控芯片可以将读写标志位以及写模式位配置为控制操作。该系统控制命令可以为预先定义的系统控制代码。在一种可实现的方案中，如图7所示，rw为0且m1为1表示单
字节系统命令，单字节系统命令用于对uwb基带芯片进行控制。单字节系统命令一般有4位，可支持16个系统命令。当单字节命令为单字节系统命令且单字节命令大于预设个数时，可以第一命令帧中的数据字节拓展为相应的系统命令位。该预设个数具体的，当系统命令大于16个时，可以使用参数0进行扩展，即参数0也可以是命令。例如，系统命令是4位，可以定义当命令是1111时，此字节表示会扩展命令，即紧接着的1个字节或多个字节也可以表示命令。具体后面字节的扩展命令的格式可以用户自己定义。而该单字节系统命令一般包含：pll：启动和停止系统pll；基地址：定义读写的寄存器的基地址，即后续参数为寄存器基地址。由于基带芯片可以有很多模块，不同模块会有不同的基地址。双字节读写时会用此基地址和命令里的12位地址拼接成真正的寄存器地址；测试：芯片测试命令以及其它系统命令。
67.204、将第二命令帧通过数据通信通道发送至uwb基带芯片。
68.uwb主控芯片可以通过spi接口形成的数据通信通道，将该第二命令帧发送至uwb基带芯片，以控制uwb基带芯片基于第二命令帧中的标识位以及数据字节进行数据交互。可以理解的是，uwb基带芯片可以识别该第二命令帧，根据该第二命令帧的标识位确定该第二命令帧为双字节寄存器读写命令、单字节系统命令或单字节寄存器读写命令，进一步与uwb主控芯片进行数据交互，以实现uwb主控芯片对uwb基带芯片的控制或者读写寄存器。
69.进一步的，uwb主控芯片可以基于片选信号通道中的片选信号从多个uwb基带芯片中确定目标uwb基带芯片；一主多从(一个uwb主控芯片连接多个uwb基带芯片)时，主设备可以有多个片选信号，通过不同的片选信号选择不同的uwb基带芯片。可以理解的是，uwb主控芯片也可以通过命令帧选择某一个uwb基带芯片需要响应后续的命令。当确定目标uwb基带芯片后，uwb主控芯片可以将第二命令帧通过数据输入通道发送至目标uwb基带芯片。
70.本技术实施例中，通过获取用于向所述uwb基带芯片传输命令的第一命令帧，对第一命令帧的标识位进行配置得到第二命令帧；将第二命令帧发送至uwb基带芯片，以控制uwb基带芯片基于第二命令帧中的标识位以及数据字节进行数据交互，能够高效灵活地实现对uwb基带芯片的控制。进一步的，uwb主控芯片可以方便高效地对uwb基带芯片进行配置和数据传输。
71.本技术实施例还提供了一种uwb主控芯片，如图8所示，包括；
72.建立单元801，用于基于spi接口与uwb基带芯片建立数据通信通道；
73.获取单元802，用于获取用于向所述uwb基带芯片传输命令的第一命令帧，所述第一命令帧包括可配置的标识位以及数据字节；
74.配置单元803，用于对所述第一命令帧的标识位进行配置得到第二命令帧；
75.控制单元804，用于将所述第二命令帧通过所述数据通信通道发送至所述uwb基带芯片，以控制所述uwb基带芯片基于所述第二命令帧中的标识位以及数据字节进行数据交互。
76.本技术实施例还提供了一种uwb主控芯片，如图9所示，包括：
77.中央处理器901，存储器902，输入输出接口903，有线或无线网络接口904，电源905；
78.所述存储器902为短暂存储存储器或持久存储存储器；
79.所述中央处理器901配置为与所述存储器902通信，在所述控制面功能实体上执行所述存储器902中的指令操作以执行上述的控制方法。
80.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
81.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
82.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
83.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
84.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。