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运用BLE 4.2的体系规划-更快、更安全、更高效

蓝牙4.2规范提供了三项全新特性,使基于BLE的无线系统比之前的系统更快、更安全、更高效,包括数据长度扩展、低功耗安全连接以及链路层隐私保护。但是

蓝牙4.2标准供给了三项全新特性,使依据BLE的无线体系比之前的体系更快、更安全、更高效,包含数据长度扩展、低功耗安全衔接以及链路层隐私维护。可是,想要彻底支撑这些特性,则需求晋级链路层控制器和/或BLE主机协议栈,也就是说,运用设备的体系规划人员需求一块支撑BLE 4.2标准的BLE芯片。

那么芯片厂商需求采纳哪些改动办法,才干彻底支撑这些新特性呢?

与BLE4.1比较,链路层控制器有两个严重改动:

1. 支撑251字节PDU:比较仅支撑最大27字节PDU的BLE 4.1,BLE4.2链路层需求支撑高达251字节的PDU,才干真实支撑数据长度扩展特性。因而,链路层硬件规划一般需求改动。

2. 地址解析 – 由于地址在链路层进行解析,而解析表存储于链路层控制器中,因而链路层控制器也需求晋级。这也会影响大多数在硬件或硬件和固件中完结链路层的设备。

任安在硬件中完结的链路层的BLE设备都需求晋级到契合蓝牙4.2的芯片,而依据硬件和固件的链路层则很有或许需求对这两者进行更新。

关于主机控制器而言,最大的改变是:新增了安全加密功用、晋级了配对进程和添加了数值比较相关形式。在大多数设备中,主机控制器是在CPU中完结的,因而只需引进新特性就需求更新固件。BLE协议栈较杂乱,而且一般由BLE芯片厂商供给,但不同设备运用协议栈的办法取决于设备出产厂商。

至于运用,BLE广泛地运用于遥控器、可穿戴设备、消费设备等运用。这些商场发展迅速、产品生命周期较短,因而准时推出产品十分重要,否则将错过机会。为了保证BLE 4.2芯片体系的商场价值,建造相应的生态体系、加快产品规划变得至关重要。

以PSoC Creator 中的BLE组件为例。PSoC Creator是面向赛普拉斯的BLE SoC产品的集成开发环境,可让规划人员一起开发依据BLE的体系的硬件和软件。规划人员也能够先运用PSoC Creator 规划出硬件,包含安置ADC、运放、比照器、计时器等各类外设,然后将它们互连,并导出到Eclipse或Keil等常用IDE。PSoC Creator中的各类外设运用图标表明,可依据要求拖放组件。

规划人员能够运用PSoC Creator中的BLE组件在图形界面中向运用添加新特性。这些BLE组件包含了蓝牙4.2中界说的特性,能够十分方便地添加到体系;此外,BLE组件还简化了BLE协议栈的杂乱性,协助体系规划人员运用一切新特性,而且无需完结低层级的装置更新。

图1显现了BLE组件答应规划人员挑选最大251字节的净荷。之后假如需求的话,还可运用运用编程接口(API)更改RX和TX净荷巨细。

图2显现了BLE组件答应规划人员挑选不同的参数和隐私选项。依据这些挑选生成所需API,用于向运用添加安全特性。

可是,为了能够在整个通讯体系中运用这些特性,两头通讯设备都需求支撑这些才能。某些设备现在或许不具备BLE 4.2才能。这种状况下,向后兼容性能够保证BLE 4.2的设备能与尚不支撑BLE 4.2的设备配对。新款的智能手机一般如此——新款手机一般都支撑最新的协议标准,但都必须要支撑那些运转旧版协议栈的设备。可是,在BLE 4.2中,低功耗安全衔接的严厉配对特性一旦敞开,设备就不能与BLE 4.1或更低版别的设备配对。BLE 4.2设备中需求添加一小段代码,以便在测验配对前查看另一个设备是否支撑低功耗安全衔接严厉配对特性。假如不支撑,BLE 4.2设备应不运用低功耗安全衔接严厉配对办法进行配对。这样的话,假如其它设备晋级到BLE 4.2之后,它就能够在无需任何修正的状况下运用低功耗安全衔接严厉配对办法。此外,新设备或许现已迁移至BLE 4.2,或与最新的BLE标准坚持同步,以便运用最新标准的优势。

在产品规划周期的开始阶段,当体系规划人员面对挑选BLE 4.1 (或更低版别)或BLE 4.2芯片时,其应当了解产品未来的晋级需求,以便保证往后快速无缝转换到新版标准。为防止往后从头流片来支撑蓝牙4.2特性,规划体系时应运用契合蓝牙4.2的BLE芯片。这样,硬件只需研制一次,然后保证下降本钱,而且下降固件开发本钱和测验本钱。

大多数厂商供给契合BLE 4.2标准的器材,而且与前几代器材引脚兼容。由于厂商一般都期望坚持高档API不变,因而在许多状况下为旧版芯片编写的运用固件相同适用于BLE 4.2。因而,即便在出产阶段,依然能够运用支撑最新版BLE标准的芯片晋级硬件,而且没有延误。固件能够稍后晋级来支撑新特性。假如装置了空中引导加载程序,那么产品发布后也能够进行固件晋级。

总的来说,运用契合最新版协议的组件规划体系时,生态体系的状况就十分重要;特别是产品周期较短、需求经过支撑新特性来取得差异化竞争力时,生态体系变得愈加要害。关于那些需求支撑未来晋级、以便让终究运用在无需更改硬件的状况下支撑最新版BLE标准的体系,应考虑运用契合BLE 4.2标准的芯片。易用、依据GUI的开发工具可协助规划人员轻松、经济高效地开发契合蓝牙4.2的无线体系。

若欲具体了解蓝牙4.2的特性,请参阅运用笔记AN99209或蓝牙中心标准。

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