使用BLE 4.2的系統(tǒng)設計

藍牙4.2規(guī)范提供了三項全新特性，使基于BLE的無線系統(tǒng)比之前的系統(tǒng)更快、更安全、更高效，包括數(shù)據(jù)長度擴展、低功耗安全連接以及鏈路層隱私保護。但是，想要完全支持這些特性，則需要升級鏈路層控制器和/或BLE主機協(xié)議棧，也就是說，應用設備的系統(tǒng)設計人員需要一塊支持BLE 4.2規(guī)范的BLE芯片。
　　那么芯片廠商需要采取哪些改變措施，才能完全支持這些新特性呢？
　　與BLE4.1相比，鏈路層控制器有兩個重大改變：
　　1. 支持251字節(jié)PDU：相比僅支持最大27字節(jié)PDU的BLE 4.1，BLE4.2鏈路層需要支持高達251字節(jié)的PDU，才能真正支持數(shù)據(jù)長度擴展特性。因此，鏈路層硬件設計通常需要改變。
　　2. 地址解析 – 由于地址在鏈路層進行解析，而解析表存儲于鏈路層控制器中，因此鏈路層控制器也需要升級。這也會影響大多數(shù)在硬件或硬件和固件中實現(xiàn)鏈路層的設備。
　　任何在硬件中實現(xiàn)的鏈路層的BLE設備都需要升級到符合藍牙4.2的芯片，而基于硬件和固件的鏈路層則很有可能需要對這兩者進行更新。
　　對于主機控制器而言，最大的變化是：新增了安全加密功能、升級了配對過程和增加了數(shù)值比較關聯(lián)模式。在大多數(shù)設備中，主機控制器是在CPU中實現(xiàn)的，因此只要引入新特性就需要更新固件。BLE協(xié)議棧較復雜，而且通常由BLE芯片廠商提供，但不同設備使用協(xié)議棧的方法取決于設備生產(chǎn)廠商。
　　至于應用，BLE廣泛地使用于遙控器、可穿戴設備、消費設備等應用。這些市場發(fā)展迅速、產(chǎn)品生命周期較短，因此按時推出產(chǎn)品非常重要，否則將錯過機會。為了保證BLE 4.2芯片系統(tǒng)的市場價值，建設相應的生態(tài)系統(tǒng)、加速產(chǎn)品設計變得至關重要。
　　以PSoC Creator 中的BLE組件為例。PSoC Creator是面向賽普拉斯的BLE SoC產(chǎn)品的集成開發(fā)環(huán)境，可讓設計人員同時開發(fā)基于BLE的系統(tǒng)的硬件和軟件。設計人員也可以先使用PSoC Creator 設計出硬件，包括布置ADC、運放、對比器、計時器等各類外設，然后將它們互連，并導出到Eclipse或Keil等常用IDE。PSoC Creator中的各類外設使用圖標表示，可根據(jù)要求拖放組件。
　　設計人員可以使用PSoC Creator中的BLE組件在圖形界面中向應用添加新特性。這些BLE組件包含了藍牙4.2中定義的特性，可以非常方便地添加到系統(tǒng)；此外，BLE組件還簡化了BLE協(xié)議棧的復雜性，幫助系統(tǒng)設計人員使用所有新特性，而且無需完成低層級的安裝更新。
　　
　　圖1顯示了BLE組件允許設計人員選擇最大251字節(jié)的凈荷。之后如果需要的話，還可使用應用編程接口（API）更改RX和TX凈荷大小。