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藍牙協(xié)議棧的各層功能簡述

一般來說,我們把某個協(xié)議的實現(xiàn)代碼稱為協(xié)議棧(protocol stack),藍牙協(xié)議棧就是實現(xiàn)低功耗藍牙協(xié)議的代碼,理解和掌握藍牙協(xié)議是實現(xiàn)藍牙協(xié)議棧的前提。藍牙協(xié)議棧分為:應用層、主協(xié)議層、控制層。

藍牙協(xié)議棧結構圖

1.藍牙協(xié)議??刂茖?/span>

PHY:物理層,主要負責指定BLE的無線頻段,調制解調方式和方法等。直接決定了BLE芯片的功耗靈敏度。

LL:鏈路層(協(xié)議棧核心),此層為RF控制器,用于控制設備的射頻狀態(tài),控制設備會處于5種狀態(tài)之一:standby(準備)、advertising(廣播)、scanning(信道監(jiān)聽/掃描),initiating(發(fā)起連接)、connected(已連接) 。五種狀態(tài)的切換描述為:advertising(廣播)不需要連接就可以發(fā)送數(shù)據(jù)(告訴所有人,我來了);

scanning(監(jiān)聽/掃描)來自廣播的數(shù)據(jù);initiator(發(fā)起人)將攜帶 connection request(連接請求)來響應廣播者,如advertiser(廣播者)同意該請求, 那么廣播這和發(fā)起者都會進入已連接狀態(tài), 發(fā)起連接的設備變?yōu)?master(主機),接收連接請求的設備變?yōu)?slave(從機)。

HCI:主機控制接口(可選),規(guī)范兩顆芯片之間的通信協(xié)議和通信命令。這一層可以通過軟件API或硬件接口實現(xiàn),例如UART、SPI、USB。

2.藍牙協(xié)議棧主協(xié)議層

GAP:通用訪問配置文件層(Generic Access Profile):是直接與應用程序或配置文件(profiles)通信的接口,處理設備發(fā)現(xiàn)和連接相關服務,另外還處理安全特性的初始化。對上級提供應用程序接口,對下級管理各級智能部門,尤其是指示LL層控制器5種狀態(tài)切換。GAP目前主要用來進行廣播,掃描和發(fā)起連接等。

L2CAP:邏輯鏈路控制和適應協(xié)議,對LL進行封裝,LL層至區(qū)分傳輸數(shù)據(jù)本身,L2CAP關心是否是加密通道或是普通通道,管理連接間隔。

SMP:安全管理協(xié)議,管理BLE加密和安全。定義了配對和密鑰分配方式。并為協(xié)議棧的其它層和其它設備之間的安全連接和交換數(shù)據(jù)提供服務。

ATT:屬性協(xié)議,定義用戶命令和命令操作的數(shù)據(jù)變量。ATT用來描述一條條的數(shù)據(jù)。

GATT:通用屬性協(xié)議層,許設備向其它設備展示一塊特定的數(shù)據(jù),稱之為“屬性(attribute)”。在ATT環(huán)境中,展示“屬性”的設備稱之為服務器,與之配對的設備稱之為客戶端。鏈路層狀態(tài)(主機和從機)與設備的ATT角色是相互獨立的。例如,主機設備既可以是ATT服務器,也可以是ATT客戶端。從機設備可以是ATT客戶端,也可以是ATT服務端。

3.藍牙協(xié)議棧應用層

包括SIG藍牙協(xié)議小組定義的公有任務和用戶自定義的私有任務。


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