BLE Controller相關介紹并答疑

本系列的幾篇文章主要講述"Bluetooth LE Multiple Connection"。此SDK是Telink BLE多連接應用的SDK，Telink多連接SDK還提供標準的 BLE Controller，通過標準HCI與其他BLE Host配合。接下來，小編將帶您詳細了解BLE Controller相關介紹并答疑。

1Telink BLE 多連接 HCI

BLE Stack由Controller和Host兩部分組成。BLE Stack的實現(xiàn)方式有兩種，一種是Host和Controller實現(xiàn)在一個SOC上的單芯片方案，一種是Host和Controller實現(xiàn)在兩個芯片上的多芯片方案。通常HCI出現(xiàn)在多芯片實現(xiàn)的BLE Stack中。當然在單芯片BLE Stack方案中也可能有HCI，只是此時的HCI傳輸介質是RAM。

1.1?Host 和 Controller 數(shù)據(jù)交互

Host可以通過HCI下發(fā)HCI CMD和HCI ACL到Controller；Controller可以通過HCI上報HCI Event和HCI ACL。

下面以Host控制Controller發(fā)送adv并與Master建立connection的例子講解HCI的使用。

初始時Host發(fā)送HCI_LE_Set_Adv_Param_Cmd設置ADV參數(shù)，Controller執(zhí)行完Cmd以后上報HCI_Command_Complete_Event到Host；

Host緊接著發(fā)送HCI_LE_Set_Adv_Data_Cmd和HCI_LE_Set_Scan_Rsp_Data來配置ADV數(shù)據(jù)和Scan Rsp Data；

Host下發(fā)HCI_LE_Set_Adv_Enable_Cmd以使能ADV，controller將在37/38/39號通道上發(fā)送ADV。此時手機可以收到controller發(fā)送的ADV，并可以與之建立connection。

本地設備收到手機的Connection_Req以后，connection創(chuàng)建完成，controller會上報HCI_LE_Connection_Complete_Event到Host，之后可以交互數(shù)據(jù)。

1.2Telink BLE多連接Controller Block Diagram

下圖是Telink BLE多連接 Controller軟件架構。Telink BLE 多連接Controller是按照標準BLE Spec實現(xiàn)的，HCI是由HCI Transport和HCI Protocol處理兩部分構成。

目前Telink BLE多連接Controller支持BLE 5.0全功能feature，具體細節(jié)如下表。

2Telink BLE 多連接 HCI Transport

HCI Transport是Host和Controller之間交換數(shù)據(jù)的物理接口，這種物理接口可以是UART、USB等。

Telink BLE多連接Controller目前只支持UART接口的HCI Transport，其他接口的HCI Transport后面可以根據(jù)需要擴展。

2.1Telink BLE 多連接 HCI Transport 軟件架構

UART接口的HCI Transport有兩種協(xié)議(H4和H5 )可以選擇。這兩種協(xié)議Telink 多連接BLE Controller都是支持的。

Telink BLE多連接 HCI Transport主要由兩部分組成：HCI Transport Protocol實現(xiàn)層和HCI Transport 控制管理層。目前HCI Transport Protocol實現(xiàn)了兩種協(xié)議，H4和H5，可以根據(jù)需求添加其他協(xié)議的實現(xiàn)。HCI Transport Control實現(xiàn)了對HCI Transport各種協(xié)議的管理和控制，同時也負責與HCI對接，它提供用戶使用HCI Transport所需要的一切，因此，使用HCI Transport的用戶只需要關注該層即可。

(1)?H4 Protocol

H4協(xié)議PDU由HCI Type Indicator和Payload構成；HCI Type Indicator指明了HCI Packet Type；Payload是與HCI Type Indicator對應的HCI Protocol，如：HCI CMD、HCI ACL、HCI Event等。

H4 PDU將在UART接口上傳輸。

(2)?H5 Protocol

H5又稱3wire UART。H5支持軟件流控和重傳機制。相較H4來說，H5具有更高的可靠性，但是其傳輸效率沒有H4高，且消耗的資源比H4大。

H5 PDU(Protocol Data Unit)在傳輸之前需要被編碼，在解析H5 PDU之前需要解碼，H5 PDU的編解碼由Slip Layer完成。

Telink H5 Protocol軟件架構如下圖。UART用于數(shù)據(jù)的收發(fā)；Slip層實現(xiàn)了H5 PDU的編碼器和解碼器，負責H5 PDU的編碼和解碼；H5 Handler實現(xiàn)了H5 PDU的解析和處理、H5 Link的創(chuàng)建以及流量控制和重傳控制。

3Telink BLE 多連接 Controller 常見問答

1、單連接SDK和多連接SDK是否都支持Controller工程？

單連接Controller工程支持BLE 4.2，并且后面不再升級

多連接Controller工程支持BLE 5.0，后面將不斷升級

2、是否支持BT HCI CMD？

Telink 多連接BLE Controller HCI支持spec規(guī)定的LE 相關的HCI CMD，不支持BT相關HCI CMD

如果用戶需要支持BT HCI CMD，我們可以做適配處理

3、BLE Controller是否支持低功耗？

默認不支持低功耗

如果需要支持低功耗需要和Host配合開發(fā)；

Host和Controller之間需要有GPIO喚醒源

Host有數(shù)據(jù)發(fā)送時，通過GPIO首先喚醒Controller，然后通過UART發(fā)送HCI CMD和HCI ACL

如果Controller有數(shù)據(jù)需要發(fā)送給Host也通過GPIO喚醒源喚醒Host，然后發(fā)送數(shù)據(jù)

需要注意的是：我們芯片的不支持UART喚醒的，所以需要通過GPIO喚醒，并且芯片從sleep起來需要一定恢復時間, 因此Host喚醒Controller以后需要等一會才能發(fā)送數(shù)據(jù)。

4、Controller丟包問題

如遇Host下發(fā)的數(shù)據(jù)包，Controller HCI有丟包現(xiàn)象，大概率是UART丟包了，因為正常情況Host到Controller是有流控的，不會出現(xiàn)丟包現(xiàn)象，除非Host沒有對流控做處理；

如遇Controller接收到了remote數(shù)據(jù)，但是上報給host時丟包了，這個大概率是HCI Tx FIFO 不夠用或者UART Baudrate太小導致，通常調大UART Baudrate和調大HCI Tx FIFO number即可。建議UART Baudrate至少1M。

5、HCI Vendor OGF

HCI Vendor OGF是HCI特意留給用戶自定義使用的一個Opcode組，stack默認是空，但是可以根據(jù)用戶需求添加；比如用戶可能需要添加Set_Tx_Power，Read_Tx_Power，Set_Freq_Offset，Read_Freq_Offset, Set_BD_ADDR等。

這個地方無法做成通用的，因為不同用戶要求的cmd格式可能不一樣。

6、Controller是否支持Device Firmware Update(DFU)?

Controller目前是支持基于UART和HCI協(xié)議的DFU功能的，這個DFU功能做過大量測試，功能穩(wěn)定。

這套DFU在Telink多連接BLE Controller和BT Controller相關項目中都有使用。

審核編輯：湯梓紅