低功耗蓝牙芯片的广播通道技术分析

低功耗蓝牙芯片的广播通道

从蓝牙规范4.0开始，标准引入了低功耗蓝牙，简称ULP或BLE。这种低功耗蓝牙芯片的工作状态大部分时间是在休眠状态，当有事件唤醒的时候，设备进入连接状态。这样在整体的工作周期中，相比４。０之前的标准，ULP会节省更多的电能。

蓝牙广播是所有蓝牙4.0以上设备必须支持的功能。它不涉及到更上层的连接层和协议层。因此利用蓝牙广播的数据包来传递的信息，在蓝牙设备上具有更好的实时性和兼容性。同时蓝牙广播的字长最多31个字节，特别适合一些小量数据的传输。比如温度计等传感器。

蓝牙广播通道的重要功能就是是用于发现设备（Discovering devices），发起连接（Initiating a connection）和发放数据（Broadcasting data）。

蓝牙广播通道的设立和作用

BLE 中有两种角色“中心设备”（Central）和“外围设备”（Peripheral）。中心设备可以主动连接外围设备，外围设备发送广播或者被中心设备连接。外围通过广播被中心设备发现，广播中带有外围设备自身的相关信息。

广播包有两种：广播包（Advertising Data）和响应包（Scan Response），其中广播包是每个设备必须广播的，而响应包是可选的。每个包都是31字节，数据包中分为有效数据（significant）和无效数据（non-significant）两部分。

·有效数据部分：包含若干个广播数据单元，称为AD Structure。如图中所示，AD Structure 的组成是：第一个字节是长度值Len，表示接下来的Len个字节是数据部分。数据部分的第一个字节表示数据的类型AD Type，剩下的Len - 1个字节是真正的数据AD data。其中AD type非常关键，决定了AD Data的数据代表的是什么和怎么解析，这个在后面会详细讲；

·无效数据部分：因为广播包的长度必须是 31 个 byte，如果有效数据部分不到 31 自己，剩下的就用 0 补全。这部分的数据是无效的，解释的时候，忽略即可。

广播数据格式

所有的AD type的定义在文档Core Specification Supplement中。 AD Type 包括如下类型：

发现设备（Discovering devices）

发起连接（Initiating a connection）的过程是低功耗蓝牙芯片特有的设计，也是其快速建立连接的基础。低功耗蓝牙设备之间建立连接的过程如下：

传播数据（Broadcasting data）

提供的MG127是内部集成了发射机、接收机、GFSK 调制解调器和 BLE 基带处理的低功耗、低成本的 BLE 收发器。封装采用 DFN3x3 ，只需搭配低成本 MCU 和少数外围被动器件，即可实现 BLE 遥控、蓝牙电子秤等应用。巨微出产的BLE-Beacon芯片兼容iBeacon， Eddystone， 微信周边等标准。适用场合有广泛的短距离/室内定位的应用;广泛的无线传感系统和应用;以BLE-Beacon方式操作的遥控器;点名器，电子围栏等。

审核编辑：黄飞