概述
1、了解它的硬件
2、弄清楚如何與它交談
3、轉(zhuǎn)儲(chǔ)其庫(kù)存固件
4、讓它運(yùn)行自定義代碼，最好利用它：
GPIO 引腳（用于輸入和輸出）
彩色顯示
藍(lán)牙低功耗 （BLE） 功能
硬件介紹
拆開(kāi)塑料外殼，我們看到了一些有趣的東西：
Telink TLSR8232芯片系統(tǒng)（SoC）
0.96 英寸（160x80 像素）彩色顯示屏
一個(gè)約 100 mAh 的微型鋰電池和 USB 充電電路
振動(dòng)電機(jī)
一個(gè)（最有可能的）假心率傳感器
核心組件
印刷電路板全圖
M6中的SoC是Telink TLSR8232（數(shù)據(jù)表），規(guī)格如下：
32位中央處理器：封閉式架構(gòu)（通常稱為tc32，類似于ARM9，關(guān)于它的介紹并不多）和24 MHz 時(shí)鐘速度；
16kB 的 SRAM；
512kB 內(nèi)部閃存；
用于低功耗模式的 32kHz 板載振蕩器；
用于調(diào)試和編程的 SWS（Single Wire Slave）接口；
集成藍(lán)牙低功耗 （BLE） 收發(fā)器；
低功耗運(yùn)行（據(jù)稱在深度睡眠中約為 2 uA）；
幸運(yùn)的是，就在幾個(gè)月前，研究人員在其破解的小米溫度計(jì)中看到了Telink芯片。此時(shí)，我用@atc1441 的替代固件重新刷了它。盡管它是不同的 SoC 模型，但這給了我一點(diǎn)希望和一個(gè)有價(jià)值的起點(diǎn)。
焊盤(pán)
焊盤(pán) （Exposed-Pad），有些封裝具有裸露焊盤(pán)，用來(lái)改善器件散熱的焊盤(pán)。通常為非電氣絕緣，可根據(jù)電連接要求將其接地或電源。
印刷電路板底部
印刷電路板底部
除了萬(wàn)用表、數(shù)據(jù)表，我什么也沒(méi)有，我試圖找到這些焊盤(pán)的連接位置。這就是我想出的：
單線（又名 SWire 或 SWS）接口
現(xiàn)在我們確定了手環(huán)的核心部件，如果你之前對(duì) ESP32 進(jìn)行過(guò)編程，你可能會(huì)依賴其引導(dǎo)加載程序并通過(guò) UART 與它通信。如果你之前編程或調(diào)試過(guò) ARM 微控制器，你可能使用了 SWD（串行線調(diào)試）協(xié)議。
在Telink-land 中，類似的接口稱為Single Wire 或SWire。這就是應(yīng)用程序如何加載到其閃存中、如何讀取和寫(xiě)入內(nèi)存以及如何在運(yùn)行時(shí)調(diào)試的方式。
然而，當(dāng)我們嘗試了解有關(guān)此界面的更多信息時(shí)，真正的挑戰(zhàn)才剛剛開(kāi)始。在現(xiàn)實(shí)世界中，這些芯片是使用Telink官方的調(diào)試工具進(jìn)行調(diào)試的。
研究人員在找到存儲(chǔ)庫(kù) TlsrTools 時(shí)，其中有對(duì) SWire 協(xié)議的兩頁(yè)描述。這似乎是一個(gè)舊版本的Telink數(shù)據(jù)表的一部分，已經(jīng)被刪除。
從 Pascal 到 Python
在編程/調(diào)試芯片時(shí)，通常有三個(gè)活動(dòng)部分：
我們要編程的目標(biāo)板
程序員硬件
與程序員通信的計(jì)算機(jī)軟件
計(jì)算機(jī)軟件的作用是向程序員硬件發(fā)送命令，并使其從目標(biāo)板讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。由于研究人員手邊沒(méi)有Windows設(shè)備，所以我實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基本的Python腳本，即 tlsr82-debugger-client.py，它作為計(jì)算機(jī)軟件組件工作。
我們現(xiàn)在可以使用這個(gè) Python 腳本和 STM32 來(lái)解密 M6 手環(huán)中隱藏的信息。設(shè)置如下：
基于 STM32 的替代編程設(shè)置
SWire 規(guī)范
顧名思義，單線用于在兩個(gè)設(shè)備之間來(lái)回傳輸數(shù)據(jù)。在我們的例子中，STM32 編程器（主）和目標(biāo)板（附屬）。沒(méi)有像 SPI 或 I2C 那樣單獨(dú)的時(shí)鐘線。單線拓?fù)湓试S兩個(gè)設(shè)備通信，但它們不能同時(shí)通信。換句話說(shuō)，我們可以將 SWire 稱為異步、半雙工接口。
這意味著：
異步：由于沒(méi)有共享時(shí)鐘，兩個(gè)設(shè)備必須以某種方式采用兼容的讀寫(xiě)速度；
半雙工：每個(gè)設(shè)備必須知道什么時(shí)候應(yīng)該監(jiān)聽(tīng)消息，什么時(shí)候允許傳輸消息。
為了實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)，SWire 協(xié)議將責(zé)任歸屬于主盤(pán)和附屬設(shè)備。主盤(pán)負(fù)責(zé)發(fā)起通信并管理數(shù)據(jù)傳輸之間的總線邏輯層。從盤(pán)負(fù)責(zé)在預(yù)期的時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)。下面我將一些真實(shí)世界的例子放在一起，以便更清楚地說(shuō)明這一點(diǎn)。
發(fā)送單個(gè)位
首先要注意的是位是如何在線路中編碼的。每個(gè)位以五個(gè)時(shí)間單位傳輸：
要發(fā)送 0，請(qǐng)保持 1 個(gè)單元的低電壓和 4 個(gè)單元的高電壓；
要發(fā)送 1，保持低電壓 4 個(gè)單位時(shí)間和高電壓 1 個(gè)單位；
具體來(lái)說(shuō)，這是我用邏輯分析儀捕獲的真實(shí) SWire 傳輸：
SWire 中 0 和 1 的示例
在上面的截圖中，標(biāo)記為 25 和 26 的標(biāo)志之間有 8 位正在傳輸，但是很難解碼。
發(fā)送單個(gè)字節(jié)
我們現(xiàn)在知道為了傳輸一個(gè)完整的字節(jié)，SWire 協(xié)議規(guī)定需要 9 位：
位 1：cmd 位。0 指定消息包含數(shù)據(jù)，1 指定消息是命令；
位 2-8：消息內(nèi)容（8 位）；
低級(jí)別的一個(gè)時(shí)間單位表示消息結(jié)束；
另外，讓我們看一下 0xb0 字節(jié)的真實(shí)示例傳輸：
在 SWire 中發(fā)送一個(gè)字節(jié)的示例
發(fā)送最后一個(gè)低級(jí)別后，總線被釋放并恢復(fù)到其自然高電壓。換句話說(shuō)，SWire 數(shù)據(jù)總線被拉高。
寫(xiě)入請(qǐng)求
如上所述，單個(gè)位和字節(jié)是如何在線路中編碼的。接下來(lái)，我們來(lái)看看SWire協(xié)議是如何指定要寫(xiě)入特定地址的字節(jié)的。在該示例中，主盤(pán)希望將一個(gè)字節(jié)b寫(xiě)入從盤(pán)內(nèi)存中的地址addr。
為此，主盤(pán)必須發(fā)送一個(gè)字節(jié)序列，每個(gè)字節(jié)都按照上一節(jié)所述進(jìn)行編碼：
START字節(jié)，這個(gè)值總是 0x5a；
目標(biāo)addr的最高有效8位；
目標(biāo)addr的最低有效8位；
RW_ID字節(jié)，最重要的位應(yīng)該設(shè)置為0，用于寫(xiě)入操作；
字節(jié)值 b；
END字節(jié)，它的值始終為 0xff；
讓我們看看下面的例子：
在 SWire 中寫(xiě)入數(shù)據(jù)的示例
在這個(gè)例子中，我們可以看到字節(jié) 0x05 被寫(xiě)入從盤(pán)的內(nèi)存地址 0x0602。
SWire 協(xié)議的變體
值得注意的是，至少存在一個(gè)SWire協(xié)議的變體。在另一種變體中，主盤(pán)在 START 字節(jié)之后發(fā)送 3 個(gè)字節(jié)的 addr，而不是在我們的 SWire 協(xié)議中僅發(fā)送兩個(gè)字節(jié)。例如，Telink 的 TLSR8251 SoC 中采用了 3 字節(jié)變體，用于我們上面提到的小米溫度計(jì)。在 ATC_MiThermometer 存儲(chǔ)庫(kù)中基于 Python 的閃光器中，我們可以看到在從主盤(pán)到從盤(pán)的讀/寫(xiě)請(qǐng)求中指定了 3 個(gè)字節(jié)的 addr。
寫(xiě)入多個(gè)字節(jié)
這是寫(xiě)入單個(gè)字節(jié)要花費(fèi)的能力，幸運(yùn)的是，該協(xié)議讓我們一次寫(xiě)入多個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)。為此，主盤(pán)只需發(fā)送一個(gè)字節(jié)序列，而不是像上面示例中的單個(gè)字節(jié)。
