- 写在前面
最近基本搞定了CC2500在linux下面的驱动，在这个过程中遇到了好多问题，特此总结出来和大家分享。但是需要注意的事情是：
第一，本文不负责程序的具体讲解，诸如每一行程序都讲什么：这个在程序的里面有注释。本篇文章更侧重于从整体结构上让大家对于linux下的CC2500DE驱动有一个整体的了解，如果到时候需要深入研究的时候，再来看具体的代码；
第二，很多师弟师妹没有习惯在linux下编程，或曰，在操作系统下面写程序；并且，对于本专业的东西理解并不扎实。但是，文章中不可能就每一个涉及到的概念都大加讲解。因此，这篇文章还是需要有一些基础才能来阅读的，如果遇到什么不明白的地方，请及时来问我，或者跟帖，或者自己查资料。毕竟，这个驱动花费了我半个多月的时间，其中遇到的问题，不可能在一篇文章中就讲得清清楚楚。
背景知识
如果大家看过实验室的WSN方面的程序，可能会被其中的架构搞得天昏地暗。这里，简单的帮助大家把实验室的WSN的软件、硬件方面捋一捋。
说到软件，就不能不说硬件。我们的节点由两部分组成，一个是单片机，一个是CC2500的射频模块。射频模块通过SPI接口和单片机进行通信。除了SPI模块用到的4条线，实际上CC2500还需要告诉单片机“我接收到一个数据”，这个地方CC2500可以通过配置GDO来实现。我们这里采用的CC2500的GDO0作为单片机的一个外部中断，当接收到数据的时候，GDO0就会变为低电平，然后触发CC2500的中断，从而接收数据。
那么，CC2500究竟是如何来进行数据发送、接收的呢？其实很简单。如果大家稍微用过一点可以控制的芯片就会知道，很多芯片内部都有寄存器，CC2500之所以能够完成发送、接收的功能，就是通过配置寄存器来完成的。比较重要的配置有信道、波特率、信号强度等等，另外，CC2500还有64bytes的RXFIFO和64bytes的TXFIFO，他们的作用就是用来发送和接收。当配置CC2500结束之后，如果用来发送，那么就把数据放在TXFIFO里面，然后把CC2500的状态变为发射状态，数据就自动发送出去了。同样的道理，当RXFIFO里面接收到了数据之后，CC2500就会如前所说，发出一个中断，通知单片机来读取数据。
单片机通过SPI接口读出了CC2500中的数据，就需要进行简单的处理了。我们的节点是遵循802.15.4协议的，如果有兴趣，大家可以去看一看这个协议的内容。对于我们来说，比较重要的就是帧的结构。下面这个是物理层帧的结构：
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字节：4
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1
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1
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可变
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先导码
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帧定界符
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帧长度（7位） |
保留位（1位） |
负载内容
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同步头 |
PHY头 |
PHY负载 |
简单的讲，因为是无线通信，没有一个时钟的存在，因此本质上所有的无线通信都是一个异步的通信。那么，就需要发送和接收的双方首先对数据进行同步——这个就是同步头的作用。随后的是PHY的头，很简单，就是一个长度。换句话说，每个帧不能够超过2的8次方减一个数据（127个）。随后就是负载的内容了，简单吧？另外，由于CC2500是一个802.15.4兼容的芯片，这一部分内容都已经固化在芯片里面了，像同步头这种东西，都是芯片帮我们完成（当然也可以自行配置）。我们只需要把写入的数据大小和数据内容写入即可。
虽然简单，但是还有一个问题：每次从CC2500中读取了数据，存放到哪里呢？有的同学可能想的比较简单，比如建立一个大数组，收到多少个数，放在里面就行了。但是，这样就会遇到问题：如果收到了两个包，上层来不及处理怎么办？建立两个大数组？更多的包呢？当然，我们可以通过建立好多个数组来解决这个问题。但是，从效率上讲，这个是非常笨的一个办法。因此，我们建立了一个环形缓冲区PHY_RX_BUFFER，来解决这个问题。环形缓冲区的具体原理不过多涉及，可以自行百度。
另外一个问题就是，如果我们从CC2500中接收到了数据，那么应该怎样才能告诉上层来进行处理呢？这里就要用到操作系统的消息机制了。如果确定接收到了一个数据，那么就给上层发送一个消息，来通知上层。上层接收到这个消息，就会知道接收到了数据。
当从CC2500读取到了数据，因为物理层没有什么东西，我们就直接通知MAC层来处理数据。MAC层的结构如下：
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字节：2
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1
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0/2
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0/2/8
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0/2
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0/2/8
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可变
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2
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帧控制域
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序列号
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目的PAN标示符
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目的地址
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源PAN标示符
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源地址
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帧负载
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FCS
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地址域
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MAC帧头
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MAC负载
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MFR
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具体内容可以参见老师的《无线传感器网络技术与工程应用》这本书，这里不再详细的讲，大概内容就是，会有一系列的帧头，然后是帧数据，最后有校验。而我们最关心的就是帧的内容。但是，帧头也比较麻烦，因此我们需要首先对帧头进行处理，把数据给“剥离”出来，这也是基本上所有的协议栈解析协议的方法。
硬件结构
硬件上，我们采用的是mini2440开发板，和实验室的CC2500节点（把单片机焊掉，然后把mini2440的相应管脚接到上面）。
Mini2440方面，我们用的是CON8这个引脚，具体连线如下：
EINT8对应S3C2440的GPG0引脚，连接到了CC2500的GDO2
EINT11对应S3C2440的GPG3引脚，连接到了CC2500的CSN
EINT13对应S3C2440的GPG5引脚，连接到了CC2500的SO
EINT14对应S3C2440的GPG6引脚，连接到了CC2500的SI
EINT15对应S3C2440的GPG7引脚，连接到了CC2500的CLK
EINT19对应S3C2440的GPG11引脚，连接到了CC2500的GDO0
除此之外，还有3.3V电源和GND
Linux下驱动编写
为什么要用驱动呢？简单的说，就是为了在linux下完成用户空间和内核空间的交互。本质上，驱动就是完成了两件事情：第一，初始化SPI接口，并且通过SPI和CC2500完成通信。第二，完成读写函数，read和write，通过读写函数的接口来对CC2500进行操作。
附件里面有几个文件，这里简单讲解一下：
Common.h主要是包含了很多linux的头文件，并且对一些数据类型做了定义
CC2500.h里面主要是对CC2500的寄存器做了一些定义，没啥东西
Driver.h主要是定义了很多和CC2500进行通信，并且利用CC2500进行发送和接收的内容
Phy.h主要是完成了一些诸如信道设定、通信速率等功能，并且把CC2500里的数据读到环形缓冲区里面
CC2500.c这个就是完成设备注册、读写函数、iocontrol等功能
这样有了一个整体的把握之后，不用看很多代码，学会使用就好。
驱动接口使用
那么，这个驱动怎样使用呢？主要是通过read/write/ioctl三个接口来实现的。
在应用程序中read/dev/CC2500这个文件，如果有数据，会返回相应的数据。其中，返回的数据中第一个字节为数据的长度（不包括该字节本身），后面为相应的数据。
如果是写文件的话，只需要向/dev/CC2500中写入相应的数据即可。写入的时候需要注意，第一个字节同样为数据长度（不包括该字节本身），后面跟相应的数据。当写入的字节合适的时候，驱动会自动执行发送函数。如果写入的字节数量和写入的数据第一个字节不匹配的时候，会返回错误。
ioctl主要有这样几种命令：
CC2500_IOC_PHY_DETECT_STATUS
表示将CC2500的状态变为RX
CC2500_IOC_PHY_GET_BAUDRATE
读取CC2500的波特率，返回的是1,2,3,4，分别是2.4k,10k,250k,500k的波特率
CC2500_IOC_PHY_SET_BAUDRATE
设定CC2500的波特率，后面的参数是1,2,3,4，分别是2.4k,10k,250k,500k的波特率
CC2500_IOC_PHY_GET_TXPOWER
获取发送功率，返回的是在发送功率表{0x00, 0x50, 0x44, 0xC0, 0x84, 0x81, 0x46, 0x93, 0x55, 0x8D, 0xC6,0x97, 0x6E, 0x7F, 0xA9, 0xBB, 0xFE, 0xFF }中的数组下标
CC2500_IOC_PHY_SET_TXPOWER
设定发送功率，参数的是在发送功率表{0x00, 0x50, 0x44, 0xC0, 0x84, 0x81, 0x46, 0x93, 0x55, 0x8D, 0xC6,0x97, 0x6E, 0x7F, 0xA9, 0xBB, 0xFE, 0xFF }中的数组下标
CC2500_IOC_PHY_GET_CHANNEL
获取频段，参数是频段表{0x00, 0x10, 0x20, 0x30, 0x40, 0x50, 0x60, 0x70, 0x80, 0x90, 0xA0,0xB0, 0xC0, 0xD0, 0xE0, 0xF0 }中的数组下标
CC2500_IOC_PHY_SET_CHANNEL
设定频段，参数是频段表{0x00, 0x10, 0x20, 0x30, 0x40, 0x50, 0x60, 0x70, 0x80, 0x90, 0xA0,0xB0, 0xC0, 0xD0, 0xE0, 0xF0 }中的数组下标
应用层程序编写
这里的应用层主要是将mac层实现了。其实，mac层的作用也很简单，主要是对要发送的包进行封装，接收回来的包进行包的解析。这一部分的内容还不全面，仅仅是将原来的程序移植过来，还有很多需要改动的地方，有待补充。因此，这里只是提供源代码，具体的说明请参见程序内部
如何配置内核文件
1首先修改/opt/FriendlyARM/mini2440/linux-2.6.32.2/drivers/char/Kconfig
加入如下几句话：
config CC2500_DRIVER
tristate "CC2500 driverfor FriendlyARM Mini2440 development boards"
depends on MACH_MINI2440
default m if MACH_MINI2440
help
this is CC2500 driver forFriendlyARM Mini2440 development boards
2 修改Makefile，让CC2500的驱动可以编译。
加入如下几句话：
obj-$(CONFIG_CC2500_DRIVER) +=CC2500inuse.o
CC2500inuse-objs :=./CC2500.in_use/cc2500.o ./CC2500.in_use/phy.o./CC2500.in_use/driver.o
其中，CONFIG_CC2500_DRIVER 需要和Kconfig中的configCC2500_DRIVER
保持一致。
CC2500inuse-objs这句话，意思是CC2500inuse.ko是由哪几个文件组成的。这样就实现了模块化的处理。
需要注意的是，CC2500inuse-objs和冒号之间需要有个空格，不然会出错误。这个地方我搞了好久。
具体的Makefile的格式也可以参考这两篇文章：
http://blog.csdn.net/tommy_wxie/article/details/7282463
http://hi.baidu.com/wjq_qust/blog/item/97ddbdfdfb2e541309244d30.html
调试过程中的一些问题
CC2500驱动调试的过程中，遇到的一些问题
第一，在调试的过程中，发现板子和2500没有办法进行通信。一开始怀疑是2500芯片的问题，后来确认2500芯片没有问题之后，用示波器看了一下波形，发现SPI引脚上没有输出。进而发现，对SPI寄存器进行读写的时候，无论写入是什么，读出的都是0。后来发现，原来是PCLK（也就是SPI模块的时钟）没有使能，囧。设置了寄存器之后，问题就解决了。
第二，CC2500驱动没有办法自动在/dev/目录下面创建节点。这个问题可以参考下面几篇文章：
http://blog.csdn.net/cjok376240497/article/details/6848536
整体来说，创建节点的工作是这样的：
我们通过udev来创建节点。但是，udev是应用层的东东，不要试图在内核的配置选项里找到它;加入对udev的支持很简单，只要在驱动初始化的代码里调用class_create为该设备创建一个class，再为每个设备调用class_device_create创建对应的设备。
换句话说，首先要为每一个设备创建一个类。然后用这个类去申请一个设备节点。
第三，在调试的过程中，发现只要一启动CC2500，那么液晶屏就熄灭了。调试了半天也没有找到原因。
最后发现，在配置S3C2440中GPGCON寄存器的时候，对寄存器直接进行了覆盖性的修改；而该寄存器还管理着LCD的电源...于是，对寄存器进行覆盖性修改的时候，悲剧了...
总结一下吧，在linux下2500驱动编写的过程中，如果涉及到寄存器级别的操作，和单片机一样，必须十分注意各个模块之间的关系，以及相关模块的寄存器配置，不要认为linux会全部给你配好！
关键字：mini2440 CC2500 物理层驱动 
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