Zigbee3.0产品认证指南系列(I)： 一招搞定PICS

NXP管管

1、概述


从2018年6月开始，Zigbee联盟强制所有zigbee产品，必须通过最新的ZB3.0认证，而不再接受过去的ZHA和ZLL产品认证。由于ZB3.0引入了不少新特性，使得不少客户因为不熟悉其认证过程而走了弯路，所以普及ZB3.0产品认证知识十分重要。


ZB3.0认证分平台(Platform)和产品(Product)两部分。前者是IC原厂，如NXP这种提供zigbee芯片解决方案的供应商必过的认证。用户在芯片选型之前必须在zigbee联盟网站上确认该款芯片已经通过了联盟的平台认证，可参考：
http://www.zigbee.org/zigbee-compliant-platforms/

图1.  通过zigbee联盟平台认证的原厂芯片示例

从图1第二列可以看出，NXP已经有JN516x、JN517x和JN518x三个系列的芯片通过了zigbee联盟的平台认证。


所以对于用户而言，需考虑的是如何使其产品，尽快顺利地通过zigbee联盟的产品认证。其核心就是如何正确填写提交给zigbee产品认证机构的PICS(Protocol Implementation Conformance Statement，即zigbee协议实现的一致性声明)文档，依据待测产品特性组合各选项，该集合确保产品符合zigbee规范，本文通过实例全面介绍如何选择PICS中各个表项。


2、如何填写PICS选项



Zigbee联盟的官网上列出了当前通过ZB3.0认证的所有产品，http://www.zigbee.org/zigbee-products-2/

以Leedarson的某款Dimmable Bulb为例，其“Compliance Document”中是向Zigbee认证机构提交的PICS文档，后文以此款产品为参考(若待测产品非Bulb的ZR类型，如ZED则可借鉴ZigbeeSensor联盟的官网上的Sensor或Switch类产品)。


该款产品使用了NXP的JN5169实现zigbee通信。


ZB3.0产品认证用户需要提交的PICS，分Cluster和BDB(Base Device Behavior)两部分。


2.1        Cluster PICS



以上述Leedarson这款Dimmable Bulb为例，如图2所示，ZB3.0的Bulb必须实现ZLO强制(Mandatory)和推荐可选(Recommended Optional)Cluster的服务(Server)或客户(Client)端功能：

图2.  Dimmable灯类型支持的簇

因此Leedarson Dimmable Bulb的PICS文档集，包含了图2中必选的Basic、Identify、On/Off、LevelControl、Groups、Scenes Cluster和GreenPower(ZC和ZR设备强制要求支持ZGP功能)，以及作为“推荐可选”的Touchlink Commissioning(基于前向兼容的要求，ZB3.0的灯需要支持以前ZLL灯的Touchlink功能)，和OTA Upgrade Cluster(OTA是Over the Air的简称，以实现zigbee设备运行软件的空中在线升级)。


此外，该PICS文档集还必须包含ZB3.0新特性的BDB(非Cluster簇)。


下面重点介绍如何填写PICS中的各选项，因为若不慎错选可能导致测试无法通过。


由图2可见Dimmable Bulb实现了Basic、Identify、OnOff、LevelControl、Groups、Scenes Cluster的服务(Server)端功能。下面以Basic Cluster为例(其它Cluster类同)，如下面的表格所示，首先确定设备的端类型：B.S代表Server，B.C则代表Client。本例选Item为B.S的项，即Support栏选Yes，而B.C的Support栏不选(认证机构一般会认为不选为No)。

然后选择属性(Attribute)和命令(Command)项。如下图所示，Server端的属性表中Status栏中标识为B.S:M(Mandatory)的项必须选，而B.S:O(Optional)属于可选项，虽然理论上不选也并不影响产品通过认证，但不少厂家出于产品互连互通的考虑通常都支持许多可选属性。

至于Basic Cluster Server端接收的命令：Reset to Factory Default，几乎所有zigbee设备都需要实现该功能，所以即便其Status为B.S:O，也要选，如下图:

而根据图2，其强制Client Cluster为空，所以PICS中其对应属性和命令表格的Support项都不选。



OTA Upgrade Cluster比较特殊，一般的设备上其Server和Client端和上述Basic、On/Off等Cluster相反，Dimmable Bulb上实现的是OTA Client端(OTA Server端通常由网关实现)，因此下图中OUDC1被选中：

2.2        BDB PICS


ZB3.0新增的BDB，由于同一表格中可能存在互斥项，且表格之间选项有依赖关系，所以其PICS选项的取舍比Cluster复杂。


填写原则通常是先筛选出与待认证设备类型无关的PICS表格，然后再针对待认证设备的具体实现特性，选择剩余PICS表格中相应的选项。


本文用例是ZR设备，所以与ZC及ZED有关联的PICS表格都可忽略不用填。


2.2.1 ZC相关PICS表格


ZC的PICS表格包括诸如向网络添加节点，认证中心(Trust Center)等描述，所以忽略：


9.2 [AIC] Adding an install code：


9.3 [ANN] Adding a new node into the network


9.4 [BKN] Behavior when a known node joins


9.5 [YCP] Trust center policies

2.2.2 ZED相关PICS表格


Finding & Binding和Touchlink的Initiator通常在ZED设备上实现，所以忽略


7.6 [FBI] Finding & binding procedure for an initiator endpoint


7.7 [TLI] Touchlink procedure for an initiator


只有ZED设备会进行MAC层的Data Poll，所以忽略


5.8 [MDP] MAC data polling


2.2.3 ZR的PICS表格及选项


5.1 [ZLT] zigbee logical device types中只选与ZR相关的选项。


5.2 [NSM] Network security models中两项是ZR的基本功能，所以都选。


5.3 [LK] Link keys中4种类型是主流的Link Key，且只要待测设备支持5.2的两项，则全选。


5.4 [UIC] Use of install codes


InstallCode是Bulb常用的安全入网方式，所以选UIC1；user configuration mechanism根据具体实现而定，但UIC5和UIC6两项互斥，只能二选一。


5.5 [GRC] Commissioning


本例待测Bulb属于ZR，为Target，所以GRC5.2必选，而GRC5.1与之互斥，所以不选；由于GRC6的Status为GRC5.1:M，说明若GRC5.1不选，则该项也不选。


5.6 [MRD] Minimum requirements for all devices中多数为强制项必选,少数可选项可根据设备的具体实现决定是否忽略。


5.7 [DRC] Default reporting configuration


根据实际应用场景决定，若DRC1不选则5.6中的MRD15也不选。


5.9 [ZPD] zigbee persistent data保存设备的运行状态，必选。


6.1 [INP] Initialization procedure涉及基本的初始化步骤，如设备上电时读取存储的数据，Rejoin时是否广播Device Annce等都是必须的，除INP3项因与ZED相关而忽略，其余项皆选。


7 [COM] Commissioning中两项是基本特征，全选。


7.1 [TLC] Top level commissioning procedure中除了TLC1项一般是ZED具备的功能以及两个Status为X(不确定，通常忽略)的项TLC5，TLC7外，其余项都必选。


7.2 [NSO] Network steering procedure for a node on a network，


7.3 [NSN] Network steering procedure for a node not on a network


7.4 [NFP] Network formation procedure


上述三个表格，除了与Coordinator有关的NFP3项不选，其余项都是基本功能，必选。


7.5 [FBT] Finding & binding procedure for a target endpoint


7.8 [TLT] Touchlink procedure for an target


上述二个表格即针对ZR作为Target设备的情况，所以除TLT9项与ZED相关不选，其余项全选。


8.1 [RBC] Reset via the basic cluster


8.2 [RTL] Reset via the touchlink commissioning cluster


8.3 [RNL] Reset via network leave command


8.4 [RLZ] Reset via the Mgmt_Leave_req ZDO command


上述四个表格的第一项：RBC2，RTL2，RNL1，RLZ1都涉及待测设备是否具备转发功能，通常情况下不用，其余项都选。注意RTL4项的表述有点特别：does it ignore the command，ZR自然不会忽略(ignore)这个命令的，所以RTL4项使用了否定式判断。


8.5 [RLA] Reset via local action


灯不像Sensor那样通常会在设备上预留按钮实现本地复位(local reset)，所以两项都不选。


9.1 [RLK] Receiving a new Trust Center link key涉及待测设备与认证中心(TC)之间交换Link Key的过程，除了RLK1a和RLK1b项中提及的alternative exchange mechanism较少用而忽略外，余项皆选。


3、结束语


其实所谓一招搞定PICS选项是建立在熟悉zigbee 3.0标准和了解待测设备的具体实现之上的，典型的厚积薄发。


4、缩略语


ZC  ： zigbee Coordinator


ZR  ： zigbee Router


ZED： zigbee End Device


TC  ： Trust Center


ZLO： zigbee Lighting & Occupancy


5、参考文献


Zigbee Lighting & Occupancy Device Specification Version 1.0


Zigbee Cluster Library Basic Cluster (0x0000) Test Specification Version 1.0



Base Device Behavior PICS Proforma Version 1.0




作者：Patrick.pan　　文章出处：恩智浦MCU加油站

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