Android UWB——UWB HAL接口

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在Android UWB技术的实现中，使用了AIDL来实现底层硬件的交互，本文简要介绍UWB HAL接口的相关代码实现。

??AIDL，Android Interface Definition Language，基于安卓平台的接口定义语言。
??在Android的UWB框架实现中（Android UWB——技术框架简介），UWB Native Stack部分使用了AIDL来实现UWB HAL AIDL接口，与UWB Vendor Stack的硬件底层进行交互。

UWB HAL接口

??AOSP框架UWB协议栈使用FiRa定义的UCI接口作为HAL surface。

??HAL接口使用IUwbChip::sendUciMessage()和IUwbClientCallback::onUciMessage()来发送和接收UCI命令、应答和通知。关于UCI相关可以参考FiRa标准——UCI通用规范。
??所有Android UWB供应商都需要支持FiRa规范定义的消息。UWB框架向后兼容，可与UWB供应商在设备上实施的任何UCI版本配合使用。由于AOSP UWB框架是一个模块，因此它可以选择性地从针对主要FiRa标准版本的UCI规范草案中添加对已批准变更请求（Change Requests, CRs）的支持。实施的任何此类CR草案都可能发生变化。

接口定义

??UWB HAL接口定义使用stable AIDL（@VintStability），主要接口使用包：android.hardware.uwb。
??以下是两个主要接口IUwbChip.aidl与IUwbClientCallback.aidl：

package android.hardware.uwb;
@VintfStability
interface IUwbChip {
  String getName();
  void open(in android.hardware.uwb.IUwbClientCallback clientCallback);
  void close();
  void coreInit();
  void sessionInit(int sessionId);
  int getSupportedAndroidUciVersion();
  int sendUciMessage(in byte[] data);
}

?可以看到前面说的sendUciMessage函数定义，通过该接口实现向底层发送UCI命令（CMD）。

package android.hardware.uwb;
@VintfStability
interface IUwbClientCallback {
  oneway void onUciMessage(in byte[] data);
  oneway void onHalEvent(in android.hardware.uwb.UwbEvent event, 
                         in android.hardware.uwb.UwbStatus status);
}

其中onUciMessage用于接收UCI应答和通知（RSP/NTF）。

另外，还有一个接口为IUwb，获取芯片列表以及获取具体某一芯片的访问。

package android.hardware.uwb;
@VintfStability
interface IUwb {
  List<String> getChips();
  android.hardware.uwb.IUwbChip getChip(String name);
}

来自UWB框架的HAL调用流程

UWB Stack初始化

从图中可以看到，顶层UWB架构中调用IUwb.open()调用硬件抽象层接口。

• UWB HAL通过onHalEvent()返回UWB架构，可以看到在接口定义时限定为oneway，也就是仅从UWB HAL传递到底层。
• 然后继续调用coreInit。以及发送后续的UCI命令(通过sendUciMessage接口发送命令），到UWB Controller进行处理。
• 然后，UWB Controller通过onUciMessage回调接口，将UCI的响应和通知（RSP或NTF）返回顶层UWB Framework。
• 通过这一系列的操作，实现UWB Stack的初始化。

UWB stack deinit

deinit流程相对简单很多，只需要调用IUwb.close接口即可，处理完成后，将调用设置的callback。

FiRa会话的启动和停止

??在Android中UWB的实现，是基于FiRa联盟制定的标准，而在实现上，均通过UCI命令来实现。
FiRa会话的启动包括SESSION_INIT_CMD、APP_CONFIG_CMD、START_CMD。开始测距获得测距数据之后，通过UCI_MSG_RANGE_DATA_NTF得到测距数据，进而可以供上层应用使用。

FiRA UCI规范定义命令格式

接口版本控制

UCI规范允许UWB供应商使用UCI_GET_DEVICE_INFO_RST和UCI_GET_CAPS_INFO_RSP命令公开设备实现的UCI协议栈的版本。框架可以使用这些命令来获取设备的UCI版本并相应地更改其行为。

Android UCI 接口（FiRa供应商部分）

UCI规范为所有规范定义的消息定义了一组group标识符（GIDs）和操作码标识符（OIDs）。规范还保留了一组专门为供应商使用而保留的GID。AOSP UWB协议栈将其中一些未在规范中定义的供应商GID和OID用于Android特定命令（Android-specific commands）。

fira_android HAL

Android使用的这些供应商消息在android.hardware.uwb.fira_androidHAL包中定义。
当前来看，整体主要还是enum类型的值的定义。

package android.hardware.uwb.fira_android;
@Backing(type="int") @VintfStability
enum UwbVendorSessionInitSessionType {
    CCC = 0xA0,
    RADAR = 0xA1,
}

供应商接口版本控制

UWB供应商必须通过IUwbChip.getSupportedAndroidUciVersion()设备上支持的android.hardware.uwb.fira_androidHAL包版本。框架使用此版本信息来处理向后兼容性。

参考链接

1、Google 官方文档：UWB HAL接口。