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架构解析:低功耗蓝牙

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:BLE协议架构总体上分成三层,从下到上分别是:控制器、主机和应用端。Controller是处理射频数据的解析、接收和发送;Host是控制不同设备之间如何进行数据交换;Apps实现具体应用。控制器ControllerController实现射频相关的模拟和数字部分,完成最基本的数据发送和接收,Controller对外接口是天线,对内接口是主机控制器接口;控制器包含物理层,链路层,直接测试模式以及主机控制器接口HCI;□物理层PHY。

架构解析:低功耗蓝牙

BLE协议架构总体上分成三层,从下到上分别是:控制器(Controller)、主机(Host)和应用端(Apps)。三者可以在同一芯片类中实现,也可以分别在不同芯片内实现。Controller是处理射频数据的解析、接收和发送;Host是控制不同设备之间如何进行数据交换;Apps实现具体应用。

(1)控制器Controller

Controller实现射频相关的模拟和数字部分,完成最基本的数据发送和接收,Controller对外接口天线,对内接口是主机控制器接口(Host Controller Interface,HCI);控制器包含物理层(Physical Layer,PHY),链路层(Linker Layer,LL),直接测试模式(Direct Test Mode,DTM)以及主机控制器接口HCI;

□物理层PHY。GFSK信号调制,2402MHz~2480MHz,40个通道(channel),每两个

channel间隔2MHz(经典蓝牙协议是1MHz),数据传输速率是1Mbit/s。

□直接测试模式DTM。为射频物理层测试接口,供射频数据分析使用。

□链路层LL。基于PHY之上,实现数据通道分发,状态切换,数据包校验,加密等;(www.xing528.com)

LL分2种通道:广播通道(advertising channels)和数据通道(data channels);广播通道有3个:37ch(2402MHz)、38ch(2426MHz)、39ch(2480MHz),每次广播都会向这3个通道同时发送(并不会在这3个通道之间跳频),以防止某个通道被其他设备阻塞,以至于设备无法配对或广播数据,之所以定3个广播通道仅是一种权衡,少了可能会被阻塞,多了则会加大功耗,还有一个有意思的事情是,三个广播通道刚好避开了WiFi的1ch、6ch、11ch,所以在BLE广播的时候,不至于被WiFi影响;

当BLE匹配之后,LL由广播通道切换到数据通道,数据通道37个,数据传输的时

候会在这37个通道间切换,切换规则在设备间匹配时约定。

(2)主机Host/控制器Controller/接口HCI

HCI作为一种接口,存在于主机Host和控制器Controller当中,控制器Host通过HCI发送数据和事件给主机,主机Host通过HCI发送命令和数据给控制器Controller。HCI逻辑上定义了一系列的命令、事件;物理上有UART、SDIO、USB,实际上可能包含里面的任意1种或几种。

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