UG435.01: About the Connect v3.x User’s Guide (Rev. 0.1)

Connect stack 作为 Silicon Labs Proprietary Flex SDK v3.0 及更高版本的一部分提供。 Connect v3.x User’s Guide 假定您已经安装了 SimplicityStudio® 5 开发环境和 Flex SDK，并且熟悉配置、编译、刷写 Connect-based 应用程序的基础知识。如果您不熟悉 Connect 和 Proprietary Flex SDK，请参阅 QSG168: Silicon Labs Flex v3.x SDK Getting Started Guide 。

Connect v3.x User’s Guide 是一系列文档，为使用 Silicon Labs Connect Stack 进行应用开发的开发者提供了深入的信息。 Connect v3.x User’s Guide 的这一章介绍了如何使用 Connect 组件、回调和事件来提供 developer-configurable 特性和应用行为。

所有 EFR32FG 设备均支持 Proprietary。对于其他产品，请在 Ordering Information > Protocol Stack 下查看设备的 datasheet，以了解是否支持 Proprietary。在 Proprietary SDK version 2.7.n 中，EFR32xG22 不支持 Connect。

1. 介绍 Silicon Labs Connect v3.x User’s Guide

Silicon Labs 建议您在继续进行 Connect v3.x User’s Guide 系列的集中讨论之前回顾 Simplicity Studio 5 User’s Guide （可在 Simplicity Studio 5 或 https://docs.silabs.com/ 中找到）和 QSG168: Proprietary Flex SDK v3.x Quick Start Guide 。如果您想简单地了解 Connect 及其特性，那么请参阅 UG103.12: Application Development Fundamentals: Silicon Labs Connect 。您可以在 https://docs.silabs.com/connect-stack/latest 上找到 Connect API 文档。如果您之前使用过 Silicon Labs Flex v2.x SDK 和 Simplicity Studio 4，那么 Silicon Labs 建议您阅读 AN1254: Transitioning from the v2.x to the v3.x Proprietary Flex SDK 。

Connect v3.x User’s Guide 系列在如下章节中提供了深入的指导：

  • UG435.01: Developing Code with Silicon Labs Connect v3.x —— 介绍了 Connect v3.x User’s Guide 并概述了 Connect-based 应用的代码开发过程以及为其提供支持的硬件和工具。
  • UG435.02: Using Silicon Labs Connect with IEEE 802.15.4 v3.x —— Connect 基于 IEEE 802.15.4-2011 标准，该标准定义了各种物理（PHY，Physical）层和媒体访问控制（MAC，Media Access Control）层模式，这些模式设计用于个域网（PAN，Personal Area Network）中的短距离通信。UG235.02 简要地介绍了 Connect 中使用的 IEEE 802.15.4 特性，这适合在不阅读完整规范的情况下了解 Silicon Labs Connect MAC 层。
  • UG435.03: Architecture of the Silicon Labs Connect Stack v3.x —— 完整地介绍了 Connect stack 的架构和能力：可用的操作模式、支持的网络拓扑、协议栈层（PHY、MAC、Network）以及适用于每种配置的特性。
  • UG435.04: Customizing Applications with Silicon Labs Connect v3.x —— Simplicity Studio 5 的 Project Configurator 可选地在 Application Framework 之上启用/禁用/配置组件、回调和事件，从而为复杂的特性和应用行为提供一个 developer-configurable 状态机。UG235.04 描述了如何应用该 Connect Application Framework 来开发针对目标应用优化的固件。
  • UG435.05: Using Micrium OS (RTOS) with Silicon Labs Connect v3.x —— 描述在 Micrium OS RTOS（real-time operating system）上实现 Connect-based 应用程序的过程。
  • UG435.06: Bootloading and OTA with Silicon Labs Connect v3.x —— 说明可在 Connect-based 应用程序中使用的 bootloader 选项（standalone、application 和 Over the Air (OTA)）。
  • UG435.07: Energy Saving with Silicon Labs Connect v3.x —— 讨论降低网络应用（基于 Silicon Labs Connect Stack）的功耗的技术。

Connect stack 采用模块化设计，可以启用或禁用可选功能块。这些软件模块称为组件（component）。Application Framework 位于 Connect stack 之上，其利用协议栈处理程序接口，并向开发者公开其自己的高度抽象且特定于应用程序的接口。Connect Application Framework 也由组件构成。

每个组件都作为独立的预编译库或一组源代码提供，以向项目添加特定功能集。可以通过删除关联的组件来禁用不必要的功能，从而在构建中移除代码并减少项目的资源占用。组件可能具有选项、依赖其他组件、提供回调、订阅和实现回调。

Connect stack API 可以由应用程序直接调用。协议栈回调由关联的组件实现，并使用 Application Framework bookkeeping 功能分配给应用程序和订阅的组件。

2. Connect 概述

Silicon Labs Connect stack 提供了功能全面、易于定制的无线网络解决方案，该解决方案针对要求低功耗并用于简单网络拓扑的设备进行了优化。Connect 是可配置的，以符合全球范围内的区域通信标准。每种 RF 配置都旨在在每个区域标准下实现最佳性能。

Connect stack 支持多种无线电调制、频率、和数据速率的组合。协议栈为 End Node、Coordinator 和 Range Extender 提供支持。它包含一般的无线 MAC 层功能，如扫描和加入、建立点对点或星型网络，以及管理设备类型（如 Sleepy End Device、Router 和 Coordinator）。通过 Connect stack 中已实现的这些功能，开发者可以专注于他们的应用开发，而不必担心较低级别的无线电和网络细节。

Connect stack 应在具有简单网络拓扑的应用程序中使用，如一组将数据直接馈送到单个中央收集点（星型或扩展星型拓扑）的数据读取器，或同一范围内的一组节点以单跳的方式交换数据（Direct Device）。它没有提供像 EmberZNet PRO stack 那样的全网状网络解决方案。

Connect stack 通过其构建模块组件设计支持高效的应用程序开发。与 Simplicity Studio 5 的 Project Configurator 和 Component Editor 一起使用时，开发者可以轻松地选择应在其应用程序中包含哪些功能。生成的应用程序是完全可移植的 —— 它们可以针对不同的区域、不同的 MCU 和不同的无线电进行重新编译。

2.1 Connect 开发者资源

Silicon Labs 为开发者提供了一系列工具，以加速基于 Connect stack 的应用程序的开发过程，从而缩短上市时间，并且便于创建健壮的无线解决方案。这些包括：

  • Simplicity Studio 5，具有：
    • Eclipse-based IDE：为所有 Silicon Labs EFR32 MCU 启用了代码编辑、下载和调试。
    • Flex SDK（包含 Connect Stack）：同时支持 GCC（随附）和 IAR 工具链。提供了预编译的协议栈库、文档完整的协议栈 API，以及全面且可配置的应用框架的完整源码。
    • Project Configurator/Component Editor/Radio Configurator：关键的实用程序，通过 Radio/PHY 配置的图形界面和模块化应用程序代码构造器使得 Connect-based 应用程序的开发变得便利。
    • Network Analyzer：通过捕获跟踪无线网络活动（如 timestamps、Link Quality Indicator (LQI)、Relative Received Signal Strength Indicator (RSSI)、CRC pass/fail 结果，等）来启用复杂无线系统的调试。可以实时或详细地进行检验 —— 所有的这些都无需任何软件开销。
    • Multi-Node Energy Profiler：执行 AEM（Advanced Energy Monitoring），该功能通过测量每个节点的功耗来实时对网络功耗进行性能分析。代码相关性将功耗与关联的代码行联系起来。
    • Device Console：为 CLI 提供了一种强大的方式来与 Connect 示例应用和实现串行接口的自定义应用进行交互。
  • 硬件工具：
    • Wireless Starter Kit（WSTK）：提供通用主板以支持所有 EFR32 变体的开发和调试功能。板载 SEGGER J-Link 调试器可以在概念验证阶段瞄准已安装的无线板，也可以瞄准外部自定义板以支持系统内启动。
    • EFR32 Radio Boards：针对各种工作频率、发射功率等进行了调整。这些板同时包含 PCB 天线和 U.FL 电缆连接器，以支持即时范围测试和 RF 实验室测量。
    • Easy copy-and-paste reference designs：可以从 Simplicity Studio 中访问 WSTK 和无线板的设计文件。

有关如何安装、访问和使用这些产品的一般指导，请参阅 QSG168: Proprietary Flex SDK v3.x Quick Start Guide 。

3. 下一步

本文档概述了 Connect-based 应用程序开发者可用的工作流程和资源。请查阅 Connect v3.x User’s Guide 系列的其余章节，以获取在开发 Connect-based 应用程序时要考虑的多个组件的深入指南。