BLE 4.0低功耗蓝牙协议详解：主机与控制器架构与物理层特点

本篇文章主要概述了BLE 4.0低功耗蓝牙协议，重点介绍了其协议组成、控制器层面的物理层特性以及链路层工作原理。文章首先从协议层面展开，分为HOST层和CONTROLLER层： 1. HOST层： - 包含L2CAP（逻辑链路控制和适配器）协议，用于数据传输的管理。 - ATT（属性协议）和GATT（属性协议配置规范）用于设备间的数据交换，支持服务和特性定义。 - SM（安全管理）确保通信的安全性。 - GAP（通用访问规范）负责设备的寻址和连接管理，包括广播、扫描和连接设置。 2. CONTROLLER层： - 物理层：BLE使用2.4GHz ISM频段，具有无需授权且全球通用的特点，工作速率是1Mbit/s。调制方式采用GFSK。 - 链路层： - 状态机管理设备之间的通信，包括就绪态、广播态、扫描态和发起态等。 - 数据通过Preamble前导码、AccessAddress接入地址以及CRC循环冗余码校验进行编码。 - PDU报头和长度用于数据包的标识和尺寸，广播通道和数据通道有各自的PDU格式。 - 设备滤波和地址管理，如EasyDMA机制、白名单机制，以及Radio的状态机和时间参数设置。 - 信道管理包括调频和自适应调频技术，以及非连接状态下多种广播事件的处理，如定向和非定向连接请求、不可连接广播等。 文章还特别提到了NRF51822芯片的Radio部分，详细解释了EasyDMA数据传输、包结构、设备地址管理和Radio配置。此外，文中还提供了软件设计中广播状态的流程图，以帮助读者理解整个通信过程。 这篇文章对于理解和开发基于BLE 4.0的低功耗蓝牙应用具有重要的参考价值，特别是对于使用NRF51822这类MCU的开发者来说，提供了实用的技术细节。