三种蓝⽛架构实现⽅案(蓝⽛协议栈⽅案)
蓝⽛架构实现⽅案有哪⼏种?我们⼀般把整个蓝⽛实现⽅案叫做蓝⽛协议栈,因此这个问题也可以这么阐述:蓝⽛协议栈有哪些具体的架构⽅案?在蓝⽛协议栈中,host是什么?controller是什么?HCI⼜是什么?
⼤家都知道,不同的应⽤场景有不同的需求,因此不同的应⽤场景对蓝⽛实现⽅案的要求也不⼀样,从⽽催⽣不同的蓝⽛架构实现⽅案,或者说蓝⽛协议栈⽅案。
架构1:host+controller双芯⽚标准架构
蓝⽛是跟随⼿机⽽诞⽣的,如何在⼿机中实现蓝⽛应⽤,是蓝⽛规格⾸先要考虑的问题。如果你仔细阅读蓝⽛核⼼规格,你会发现规格书更多地是站在⼿机⾓度来阐述的,然后“顺带”描述⼀下⼿机周边蓝⽛设备的实现原理。如⼤家所熟知,⼿机⾥⾯包含很多SoC或者模块,每颗SoC或者模块都有⾃⼰独有的功能,⽐如⼿机应⽤跑在AP芯⽚上(⼀般⽽⾔,Android或者iOS开发者只需跟AP芯⽚打交道),显⽰
屏,3G/4G通信,WiFi/蓝⽛等都有⾃⼰专门的SoC或者模块,这些模块在物理上都会通过某种接⼝与AP相连。如果应⽤需要⽤到某个模块的时候,⽐如蓝⽛通信,AP会⾃动跟蓝⽛模块交互,从⽽完成蓝⽛通信功能。市场上有很多种AP芯⽚,同时也有很多种蓝⽛模块,如何保证两者的兼容性,以减轻⼿机的开发⼯
作量,增加⼿机⼚商蓝⽛⽅案选型的灵活性,是蓝⽛规格要考虑的事情。为此,蓝⽛规格定义了⼀套标准,使得⼿机⼚商,⽐如苹果,⽤⼀颗新AP替换⽼AP,蓝⽛模块不需要做任何更改;同样⽤⼀颗新蓝⽛模块换掉⽼蓝⽛模块,AP端也不需要做任何更改。这个标准把蓝⽛协议栈分成host和controller两部分,其中host跑在AP上,controller跑在蓝⽛模块上,两者之间通过HCI协议进⾏通信,⽽且host具体包含协议栈那些部分,controller具体包含协议栈那些部分,两者之间通信的HCI协议如何定义,这些在蓝⽛核⼼规格中都有详细定义,因此我把它称为双芯⽚标准⽅案。只要遵循这套标准,⽤户就可以随意替换Host或者Controller⽅案。当然,这种⽅案除了可以应⽤在⼿机中,也可以应⽤在任何其他设备中。AP芯⽚⼚商⼀般会直接采⽤Bluez等开源协议栈来实现Host功能,⽽Controller 部分⼤部分由蓝⽛⼚商⾃⼰来实现。另外,⽬前⽐较⽕的Zephyr开源蓝⽛协议栈也⽀持这种架构。
里面包含具体那些协议?架构2:单芯⽚整体⽅案
⼿机周边蓝⽛设备是蓝⽛另外⼀个⾮常重要的应⽤场合,通常⼿机周边设备功能⽐较简单,但对成本⾮常敏感,因此采⽤⼀颗芯⽚来实现整个蓝⽛协议栈就是⾮常明智的选择,即把蓝⽛协议栈所有功能都放在⼀颗芯⽚上,也就是说,host和controller都放在同⼀颗芯⽚上,由于host和controller都在同⼀颗芯⽚上,因此物理HCI就没有存在的必要性,host和controller之间直接通过API来交互。像Nordic的蓝⽛协议栈Softdevice,就是采⽤这种模式。当然Zephyr也⽀持这种架构。
架构3:⾃定义双芯⽚架构
还有⼀些蓝⽛设备功能⽐较强⼤,它需要⼀颗功能⾮常强⼤的MCU来做主应⽤,⽽蓝⽛SoC只是整个系
统的⼀部分,这种情况下,⼤部分蓝⽛协议栈功能或者整个蓝⽛协议栈功能都是跑在蓝⽛SoC中,⽽蓝⽛应⽤则跑在主MCU中,主MCU和蓝⽛SoC之间的通信协议由⼚商⾃⼰定义,因此称为⾃定义双芯⽚架构⽅案。这种⽅案也⾮常常见,可以说,除了架构1和架构2之外的架构,都可以称为架构3。架构3⾥⾯有⼀种⾮常特殊的情况,即主MCU和蓝⽛SoC之间采⽤了HCI接⼝进⾏通信,由于这⾥的HCI只是⽤来进⾏物理通信,⽽通信的主体不是host 和controller,通信包应⽤数据也不遵循蓝⽛核⼼规格规范,因此不能把它看成第1种架构,Nordic的serialization⽅案就属于这种特殊情况。
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