[国产MCU]-W801开发实例-开发环境搭建

W801开发环境搭建

文章目录

• W801开发环境搭建
• • 1、W801芯片介绍
  • 2、W801芯片特性
  • 3、W801芯片结构
  • 4、开发环境搭建

1、W801芯片介绍

该芯片由联盛德微电子公司成功开发为一款面向物联网领域的经济实惠设备

W801 芯片是一款安全集成的双模 SoC芯片，在物联网领域具有重要地位。该芯片提供了丰富且多样化的数字功能接口，并具备强大的通信能力。它兼容2.4G Wi-Fi IEEE 802.11b/g/n标准，并支持蓝牙/BLE双模式；同时可处理蓝牙/BLE 4.2协议。本芯片集成了一个高性能32位CPU处理器，并集成了UART, GPIO, SPI, I2C, I2S, 7816, SDIO, ADC, PSRAM以及LCD等多种数字接口。值得注意的是该芯片配备了专用安全引擎TEE，并支持多种硬件加解密算法；此外还具备浮点运算单元与安全引擎整合；能够进行代码安全权限设置；内置了 secure 2MB Flash存储器，并提供了多种安全保护措施包括固件加密存储固件签名安全调试和安全升级等功能以确保产品的安全性特点适用于智能家电智能家居以及其他物联网设备领域的广泛应用

2、W801芯片特性

芯片外观 * QFN56封装，6mm x 6mm

MCU 特性 * 集成32位 XT804处理器，工作频率240MHz，内置DSP、浮点运算单元与安全引擎
* 内置2MB Flash，288KB RAM集成PSRAM接口，支持最高64MB 外置PSRAM存储器
* 集成6路 UART 高速接口
* 集成4路16比特 ADC，最高采样率1KHz
* 集成1个高速SPI接口，支持最高50MHz
* 集成1个主/从 SPI 接口
* 集成1个SDIO_HOST接口，支持SDIO2.0、SDHC、MMC4.2
* 集成1个SDIO_DEVICE，支持SDIO2.0，最高吞吐率200Mbps
* 集成PSRAM扩展接口，最大支持64Mbyte
* 集成1个I2C控制器
* 集成GPIO控制器，最多支持44个GPIO
* 集成5路PWM接口
* 集成1路 Duplex I2S控制器
* 集成LCD控制器，支持4x32接口
* 集成1个7816接口
* 集成15个Touch Sensor

安全特性

• MCU内置Tee安全引擎，并支持代码在安全与非安全世界间的有效区分。
  • 集成SASC/TIPC协议的集成应用，并对内存及内部模块/接口的安全属性进行灵活配置以有效防止非安全代码访问。
    • 通过固件签名机制实现系统启动及版本更新的安全性管理。
      • 采用高级加密技术对固件进行全方位保护以确保数据完整性与安全性。
        • 固件加密密钥使用非对称算法分发并伴随严格的安全认证流程以显著提升密钥管理的安全性。
          • 硬件级加密模块包括RC4256、AES128、DES/3DES、SHA1/MD5、CRC32等标准算法，并配备真随机数发生器以确保数据来源的安全性。

Wi-Fi 特性

该设备支持以下无线技术规范：基于Wi-Fi标准（包括Wi-Fi 6）的多频段无线接入；具备WIFI WMM/WMM-PS/WPA/WPA2/WPS等主要无线协议兼容性；能够实现EDCA信道接入；支持不同带宽模式下的通信操作；具备STBC、GreenField、Short-GI等多种前向/后向数据处理技术能力；同时支持AMPDU和AMSDU数据链路层协议；在IEEE 802.11n MCS 0~7以及MCS32物理层传输速率档位下运行；最高可达150Mbps的物理层传输速率，在特定条件下（如发送速率为2/5.5/11Mbps时）可实现短 preamble的支持功能

• 覆盖HT-immediate Compressed Block Ack响应方式的三种类型：即时压缩块确认（HT-immediate CBA）、常规确认（CA）以及无确认（NACK）
  • 具备内核级自体同步能力
  • 提供站台端设备（Station）、软终端点访问点（Soft-AP）以及软终端点访问点与站台端设备结合使用的三种功能配置

蓝牙特性

采用蓝牙基带处理器/协议处理器技术进行集成设计
, 产品系统可同时支持蓝牙制式与无线电信号共存的通信模式
, 并具备兼容蓝牙4.2及更高版本通信协议的特点
; 同时, 产品还具备智能设备间的互联互通功能
, 支持通过 BT 蓝牙配网技术实现数据共享与协作操作

低功耗模式

• 采用3.3V单一电源供电方案
• 设备具备节能模式下的Wi-Fi功耗优化功能
• 可实现设备的工作状态包括但不限于：开机状态、待机状态、睡眠状态及关闭状态
• 设备在待机状态下运行时的能耗低于10微安

3、W801芯片结构

W801 芯片的核心组件包含 XT804 CPU，并配备 288 Kb SRAM 和 20 Kb ROM 的存储空间。该芯片基于双级总线架构设计。如下图所示：

AHB-1总线 ：

• 本级总线上的主要设备包括：

  • CPU：XT804CPU, 负责芯片寄存器的配置以及存储器的管理与应用, 并支持完整的802.11MAC协议。其最高运行频率为240MHz。

• DMA：具备基于链式结构的独立实现的8通道DMA模块，并且芯片内部配置了16个独立的硬件DMA请求源。

• GPSEC：通用加密引擎兼容多种主流加密算法如 DES、3D DES、SHA-1、AES、MD5、RC4 和 CRC-PR DN。

该设备的总线架构由以下组件构成：

• ROM模块负责在CPU开机时初始化固件，并完成芯片寄存器空间的初始配置。在完成上述工作后，在CPU控制权交给FLASH中的储存固件之前会将CPU控制权交给FLASH中的储存固件。
• AHB/AHB信号主要用于完成时钟域映射过程后，主设备能够通过BusMatrix2总线与CPU实现通信。
• FLASH存储器用于存储固件代码以及运行时所需的参数配置。
• SRAM（SRAM 160Kb）存储器专门用于临时存放指令和数据，在需要时可以快速加载到其他处理器中执行处理任务。
• RSA模块能够支持高达2048位长的数据加密与解密运算功能。
• 通用加密模块集包括多种算法选项（DES/3DESSHA1/AES/MD5/RC4/CRC/PRDN），能够满足多种安全需求。
• SDIO_HOST控制器基于SDIO 2.0标准设计，并支持最高频率达50MHz的工作状态。
• PSRAM_CTRL控制器采用QSPI接口，并支持最多80MHz的工作频率。此控制器还允许外设直接连接至其上位机系统中进行数据传输操作。

AHB-2总线 ：

本级总线主设备如下：

• MAC：802.11 MAC控制协议的核心组件
• SEC：负责数据加密解密及传输的安全核心模块
• AHB2AHB：实现AHB-1到AHB-2总线主设备访问的转换机制
• SDIO/HSPI：
• 主机通过SDIO2.0设备控制器或高速 SPI与设备控制器进行通信，并完成对芯片的访问操作

本级总线从设备如下：

• SRAM128具有128位容量，并负责实现上行与下行数据缓存功能
• 配置寄存器在此处被用来统一编址高速模块
• 各低速模块之间的通信空间通过APB总线进行连接
• BT_CORE即为蓝牙核心单元

AHB-2总线各主设备采用固定优先级。其中，MAC < SEC < AHB2AHB < SDIO/HSPI

4、开发环境搭建

采用XT804核心的W801芯片具有高性能计算能力，并支持基于本平台集成开发环境（CDK）的高效编程模式。通过本指南所述方法可以快速搭建适合W801架构的应用程序开发环境。本文将深入探讨如何基于CDK构建W801系统的开发环境。

第一步，必要软件下载与安装

• 获取CDK镜像并完成配置
  • 首先访问W801开发板SDK下载页面：http://r0.hlktech.com/download/HLK-W801/3/wm_sdk_w80x_20211115.zip
    • 解压文件包至指定工作目录
    • 将串口编程工具文件夹路径复制至本地电脑
  • 安装串口编程工具：http://r0.hlktech.com/download/HLK-W806/3/W800串口烧录工具_V1.4.8.rar

第二步，打开示例工程模板

W801开发板SDK的目录

tools\w800\projects\SDK_Project\project\CDK_WS

提供一个模板式的工程目录供参考。通过双击指定路径CDK_WS.cdkws的方式即可使用CDK软件打开该工程。

原则上，在SDK工程模板下就可以进行W801的应用开发了。

第三步，应用程序编译

工程编译完成后，固件文件保存在W801-SDK目录下的bin/w800目录中，如下图所示：

第四步，程序固件下载到芯片

启动开发板与电脑之间的通信，并运行串口数据下载软件。（提示：当电脑无法识别开发板的串口时，请先下载安装CH340型USB端口转换器驱动程序）

下载完成的结果如下：

参考

• 型号介绍：https://www.winnermicro.com/html/...[原链接]
  • 芯片规格书：https://www.winnermicro.com/upload...[原链接]
  • 寄存器手册：https://www.winnermicro.com/upload...[原链接]