ble协议栈从零开始一（学习方法和基本概念）

SIG BLE MESH 视频 教程https://edu.csdn.net/course/detail/27321​​​​​​​

前言：

目前市面上的低功耗的芯片非常多，比较出名的有nordic，ti，dialog等，国产的有bluex，丰加等。个人觉得不管是学习还是开发，nordic的芯片都是最好的。nordic的编码风格对用户非常友好，上层的API函数的抽象封装非常易懂。如果你是初学者建议你选择nrf52832。单纯的ble的开发其实并不需要对协议栈有多了解，只需要了解上层的GAP，GATT，一些profile，和 SM即可。哈哈既然你进来了，协议栈还是了解一下。

 

一、学习途径：

1）www.bluetooth.org（ble的官网）

2 ) www.nordicsemi.com(假设你选择的是nordic的芯片)

如上图蓝牙的官网，你可以下载到你需要的spec

上图标红地方都是经常用到的spec，core spec介绍，这个蓝牙协议最核心地方，建议先从 4.2版本开始看起。虽然现在5.0版本也有了，但是5.0在4.2版本增加很多feature特别是广播的格式，容易让别人难以理解，理解了4.2版本再去看5.0会轻松很多。mesh的spec是介绍ble组网，通过ble广播组成的泛洪的网路（笔者有幸参与了自己公司的mesh协议的编写后续会逐步添加文字介绍），GATT spec介绍的是ble设备链接后的数据交互，以及给予这个衍生出来的profile。

上图是nordic的官网，我们比较关心的就是popular product，在那个下拉框选到你的芯片的信号，然后你就可以下载到这芯片的SDK，MESH的SDK，各种开发工具，调试工具

选择上图的download，哈哈你能找到你所需要的所有的东西了。

二、基于core_4.2spec 梳理一下蓝牙基本概论：

少说话，直接上图

上图是蓝牙的架构图，上图这是什么东东，host是什么？LE controller是什么？ BR/EDR controller是什么？ AMP controller是什么？

1）controller包含了蓝牙协议栈的physical layer 和 link layer，负责信号的调制解调，逻辑链路的建立，

2 ) host 主要是对controller数据的进一步抽象，GAP，ATT，SMP, l2CAP都是在这个模块

3) 这host 与 controller 通信的接口叫做HCI借口，一般可以是串口，USB接口等

 

蓝牙诞生之初，使用的是BR技术，此时蓝牙的理论传输速率，只能达到721.2Kbps。在那个年代，56Kbps的Modem就是高大上了，这个速度可以说是惊为天人了啊！但是科技变化太快了，BR技术转眼就过时了。那怎么办呢？缝缝补补一下，增强速度呗，Enhanced Data Rate就出现了。使用EDR技术的蓝牙，理论速率可以达到2.1Mbps。这一次的升级换代，还算优雅，因为没有改变任何的硬件架构、软件架构和使用方式上的改变。也许你也猜到了，EDR又落伍了，看看人家WIFI（WLAN），几十Mbps，上百Mbps，咱们才2.1Mbps，也太寒酸了吧！那怎么办呢？蓝牙组织想了个坏主意：哎，WIFI！把你的物理层和MAC层借我用用呗！这就是AMP（Alternate MAC and PHY layer extension）。艾玛，终于松口气了，我们可以达到54Mbps了。不过呢，由于蓝牙自身的物理层和AMP技术差异太明显了，这次扩展只能是交替使用（Alternate）的，也就是说，有我（BR/EDR）没你（AMP）。嗯！不优雅！

看到这应该明白LE、BR、EDR、AMP了吧。

【注1：细心的读者可能会注意到，这里特别强调了optional和alternate这两个字眼，这是蓝牙Spec的原话。它意味着，BR和EDR是可以同时存在的，但BR/EDR和AMP只能二选一。】

 

 

 

1）图中所描述的蓝牙系统的组成部分，如Bluetooth Core和Bluetooth Application，如Host和Controller，都是指“逻辑实体”。所谓的“逻辑实体”，需要和日常生活中的“物理实体”区隔开。如在做电路设计时，一个蓝牙芯片、一个主控CPU，就是指物理实体。而蓝牙协议所描述的这些“逻辑实体”，不一定会和物理实体一一对应，如在实际应用中，Host和Bluetooth Application可能会位于同一个物理实体中（主控CPU），而Controller单独位于另一个物理实体中（蓝牙芯片）。

2）蓝牙协议规定了两个层次的协议，分别为蓝牙核心协议（Bluetooth Core）和蓝牙应用层协议（Bluetooth Application）。蓝牙核心协议关注对蓝牙核心技术的描述和规范，它只提供基础的机制，并不关心如何使用这些机制；蓝牙应用层协议，是在蓝牙核心协议的基础上，根据具体的应用需求，百花齐放，定义出各种各样的策略，如FTP、文件传输、局域网等等。

3）Bluetooth Core由两部分组成，Host和Controller。这两部分在不同的蓝牙技术中（BR/EDR、AMP、LE），承担角色略有不同，但大致的功能是相同的。Controller负责定义RF、Baseband等偏硬件的规范，并在这之上抽象出用于通信的逻辑链路（Logical Link）；Host负责在逻辑链路的基础上，进行更为友好的封装，这样就可以屏蔽掉蓝牙技术的细节，让Bluetooth Application更为方便的使用。

4）在一个系统中，Host只有一个，但Controller可以一个，也可以有多个。如：单独的LE Controller；单独的BR/EDR Controller；单独的LE+BR/EDR Controller；在单独的BR/EDR Controller或LE+BR/EDR Controller基础上，增加一个或多个额外的AMP Controller。

 

 

参考文章：窝窝科技点击打开链接

                ：core_4.1