Allgemein bezeichnet man den Implementierungscode eines bestimmten Protokolls als Protokollstapel. Der Bluetooth-Protokollstapel ist der Code, der das Low-Power-Bluetooth-Protokoll implementiert. Das Verständnis und die Beherrschung des Bluetooth-Protokolls sind eine Voraussetzung für die Implementierung des Bluetooth-Protokollstapels. Der Bluetooth-Protokollstapel gliedert sich in folgende Schichten: Anwendungsschicht, Hauptprotokollschicht und Steuerungsschicht.
1. Steuerungsebene
PHY: Physikalische Schicht, die hauptsächlich für die Festlegung des BLE-Funkfrequenzbands, der Modulations- und Demodulationsverfahren usw. zuständig ist. Sie bestimmt unmittelbar die Energieeffizienz des BLE-Chips.
LL: Verbindungsschicht (Zentrum des Protokollstacks); diese Schicht ist der HF-Controller, der zur Steuerung des HF-Zustands des Geräts dient. Das gesteuerte Gerät befindet sich in einem von fünf Zuständen: Standby (Vorbereitung), Advertising (Broadcast), Scanning (Überwachung/Abtastung), Initiating (Verbindungsaufbau), Connected (bereits verbunden). Der Wechsel zwischen den fünf Zuständen wird wie folgt beschrieben: Im Zustand „Advertising“ (Broadcasting) können Daten ohne Verbindung gesendet werden (um allen mitzuteilen: „Ich bin hier“);
Daten aus der Übertragung werden gescannt (überwacht/abgefragt); der Initiator (Initiator) antwortet dem Sender mit einer Verbindungsanfrage (Verbindungsanfrage). Wenn der Sender (Sender) der Anfrage zustimmt, gehen der Sender und der Initiator in den verbundenen Zustand über. In diesem Fall wird das für die Verbindung empfohlene Gerät zum Master (Host) und das Gerät, das die Verbindungsanfrage empfängt, zum Slave (Slave).
HCI: Host Control Interface (optional), Standard-Kommunikationsprotokoll und Kommunikationsanweisungen zwischen zwei Chips. Diese Schicht kann über eine Software-API oder über Hardware-Schnittstellen wie UART, SPI oder USB implementiert werden.
2. Hauptprotokollschicht
GAP: Generic Access Profile: Hierbei handelt es sich um eine Schnittstelle, die direkt mit Anwendungen oder Profilen kommuniziert, die Geräteerkennung und verbindungsbezogene Dienste übernimmt sowie die Initialisierung von Sicherheitsfunktionen verwaltet. Sie stellt Anwendungsprogrammierschnittstellen für übergeordnete Ebenen bereit und verwaltet intelligente Komponenten auf allen Ebenen für übergeordnete Ebenen, wobei sie insbesondere den Controller der LL-Schicht anweist, zwischen fünf Zuständen zu wechseln. GAP wird derzeit hauptsächlich für die Übertragung, das Scannen und das Initiieren von Verbindungen verwendet.
L2CAP: Logical Link Control and Adaptation Protocol, das die LL-Schicht kapselt. Die LL-Schicht unterscheidet die Übertragungsdaten selbst. L2CAP prüft, ob es sich um einen verschlüsselten oder einen normalen Kanal handelt, und verwaltet die Verbindungsentfernung.
SMP: Secure Management Protocol, ist für die BLE-Verschlüsselung und -Sicherheit zuständig. Es definiert Verfahren für die Kopplung und die Schlüsselverteilung. Außerdem stellt es Dienste für sichere Verbindungen und den Datenaustausch zwischen anderen Schichten des Protokollstacks und anderen Geräten bereit.
ATT: Attributprotokoll, das Benutzerbefehle und Datenvariablen für Befehlsoperationen definiert. ATT wird zur Beschreibung von Daten verwendet.
GATT: General Attribute Protocol Layer, der es Geräten ermöglicht, anderen Geräten bestimmte Daten, sogenannte “Attribute”, zur Verfügung zu stellen. In der ATT-Umgebung wird das Gerät, das “Funktionen” bereitstellt, als Server bezeichnet, während das damit gekoppelte Gerät als Client bezeichnet wird. Der Status der Verbindungsschicht (Master und Slave) und der ATT-Charakter des Geräts sind voneinander unabhängig. So kann das Host-Gerät beispielsweise entweder ein ATT-Server oder ein ATT-Client sein. Das Slave-Gerät kann ein ATT-Client oder ein ATT-Server sein.
3. Verwenden Sie Ebenen
Einschließlich öffentlicher Aufgaben, die von der SIG-Bluetooth-Protokollgruppe definiert wurden, und privater Aufgaben, die von Benutzern definiert wurden.Stichworte: 16-Kanal-E/A-Steuerung
