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1概述
该文档的目的是为了给出TI simpleLink 低功耗蓝牙cc2640无线MCU软件开发工具的概述,从而开始创建一个智能蓝牙的定制应用。该文档也提供了低功耗蓝牙的特性的介绍,在本文档中,低功耗蓝牙特指BLE。然而,这些不能作为BLE完整的技术规格的替代。阅读蓝牙内核规范来了解更多的细节,或者是TI BLE wiki页中提供的一些介绍资料。
介绍
4.1版本的蓝牙规范允许两种无线技术系统:基本频率和低功耗蓝牙。BLE系统设计用来一次发送非常小的数据包,所以比BR设备消耗更少的电量。
可以支持BR和BLE的设备就是双模式设备,运行在Bluetooth? Smart Ready下。在蓝牙无线技术系统中的典型应用,一台移动智能手机或者笔记本电脑就是双模式设备。设备只制成BLE的就是单模式设备,运行在Bluetooth? Smart下。这些单模式设备同城用在优先考虑低功耗的应用场景中,比如那些基于纽扣电池的设备。
BLE 协议栈基础
BLE协议栈属性如下所示:
BE协议栈(就是简称协议栈)由两个部分组成:控制器和主机。这两个部分经常独立实现,这就将主机和控制器设备与蓝牙的BR设备区分开了。任何配置和应用都位于GAP和GATT层的上面。
物理层(PHY)是一个1Mbps适配调频的GFSK接收器,操作在公开的2.4GHz带宽上的。
链路层(LL)控制设备上的RF的状态,设备会处于五种当中的一种状态:就绪、广播、扫描、初始化、连接。广播者发送数据不需要连接,扫描者监听广播。初始者就是一个设备响应一个广播者的连接请求。如果广播者接受连接,那么广播者和初始者就都处于连接状态。当一台设备处于连接状态,他将处于两种角色当中的一种,主机或从机。初始化连接的设备就成了主机,而接受请求的就变成了从机。
主机控制接口(HCI)层,提供了一种控制器和主机之间的通讯手段的标准接口。该层也可以通过一个软件接口或者一个硬件接口如UART,SPI,或者USB来实现。标准的HCI命令和事件是在蓝牙内核中指定的。TI所使用的命令和事件在Vendor Specific Guide中说明。
链路逻辑控制和适配协议层(L2CAP)层为长层提供数据打包服务,允许端对端的数据交互。
安全管理层(SM)定义了配对和密匙分配的方法,也为其他协议层提供安全连接和数据交换的功能。5.4中有TI的SM层的实现的更多的细节。
通用通道协议层(GPA)层直接面向应用层(也可有)配置,来处理设备的发现和连接相关的服务。GAP处理安全因素的初始化,5.1中有更多关于TI GAP层实现的信息。
属性协议层(ATT)协议允许一个设备展现一个确定长度的数据给另一个设备,就是所谓的属性。
通用属性协议(GATT)层是个服务的框架,定义了辅助进程来使用ATT。所有发生在两个BLE连接设备之间的通讯都是通过GATT的副进程处理的,因此,应用(可以有)配置将直接使用GATT。5.3重点讲解ATT和GATT层。
Texas Instrucments 软件开发平台
TI的免费版的BLE-Stack?软件开发工具(SDK)是一个完成的软件平台,可以永爱开发单模式的BLE应用。它基于SimpleLink CC2640,完整的SOC Bluetooth? Smart解决方案。cc2640结合了一个2.4GHz的RF收发器,128kB的嵌入式可编程的内存。20看BDSRAM,和一个全尺寸的外设。设备基于ARM? Cortex-M3?串行处理器来处理应用层和BLE协议栈,同时自动的天线内核基于ARM Cortex-M0?处理器来处理所有低级的天线控制和与物理层及部分链路层的进程。传感器控制块提供了一种额外的灵活的方法来自动完成独立于M3核的数据获取和控制,因此也加强了cc2640的低功耗的能力。结构框图在下面,更多的细节在cc2640技术说明指南中。
协议栈/应用配置
平台支持两种不同的协议栈/应用配置
单个设备:控制器,主机,配置和应用都在cc2640上实现作为一个真正的芯片解决方案。这是使用cc2640是最简单和最常见的配置。同时这也是我们大多数类程中使用的配置。是最佳性价比的技术和提供最低功耗的性能、
网络处理器:控制器和主机一起在cc2640上实现,而配置和应用则是分开实现的。应用和配置与cc2640的通讯是通过HCI命令或事件完成的,使用的是SPI或UART接口。这种配置对于运行在其他设备(如外部微处理器或电脑)上的应用来说是有用的。在这些案例中,应用可以独立开发,而BLE协议栈依旧运行在cc2640.网络工程不在该文档中展示。
解决方案
这部分将描述各种安装在BLE协议栈SDK中的组件,协议栈的目录结构和开发过程中所需的任何工具。
这个解决方案包含了下面的组件:
实时操作系统(RTOS),TI-RTOS
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