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低功耗藍牙芯片的廣播通道

2020-07-30 09:30:39

緊跟著智能手機的腳步,從藍牙1.0到5.0,在短距離無線通信領域及藍牙設備,如同鄉(xiāng)間的燦爛的藍色草莓一樣茁壯成長,變得物美價廉而無處不在。
 
低功耗藍牙芯片的廣播通道

從藍牙規(guī)范4.0開始,標準引入了低功耗藍牙,簡稱ULP或BLE。這種低功耗藍牙芯片的工作狀態(tài)大部分時間是在休眠狀態(tài),當有事件喚醒的時候,設備進入連接狀態(tài)。這樣在整體的工作周期中,相比4.0之前的標準,ULP會節(jié)省更多的電能。
 
藍牙廣播是所有藍牙4.0以上設備必須支持的功能。它不涉及到更上層的連接層和協(xié)議層。因此利用藍牙廣播的數(shù)據(jù)包來傳遞的信息,在藍牙設備上具有更好的實時性和兼容性。同時藍牙廣播的字長最多31個字節(jié),特別適合一些小量數(shù)據(jù)的傳輸。比如溫度計等傳感器。
 
藍牙廣播通道的重要功能就是是用于發(fā)現(xiàn)設備(Discovering devices),發(fā)起連接(Initiating a connection)和發(fā)放數(shù)據(jù)(Broadcasting data)。
 
藍牙廣播通道的設立和作用

 
BLE 中有兩種角色“中心設備”(Central)和“外圍設備”(Peripheral)。中心設備可以主動連接外圍設備,外圍設備發(fā)送廣播或者被中心設備連接。外圍通過廣播被中心設備發(fā)現(xiàn),廣播中帶有外圍設備自身的相關信息。

廣播包有兩種:廣播包(Advertising Data)和響應包(Scan Response),其中廣播包是每個設備必須廣播的,而響應包是可選的。每個包都是31字節(jié),數(shù)據(jù)包中分為有效數(shù)據(jù)(significant)和無效數(shù)據(jù)(non-significant)兩部分。
 
·有效數(shù)據(jù)部分:包含若干個廣播數(shù)據(jù)單元,稱為AD Structure。如圖中所示,AD Structure 的組成是:第一個字節(jié)是長度值Len,表示接下來的Len個字節(jié)是數(shù)據(jù)部分。數(shù)據(jù)部分的第一個字節(jié)表示數(shù)據(jù)的類型AD Type,剩下的Len - 1個字節(jié)是真正的數(shù)據(jù)AD data。其中AD type非常關鍵,決定了AD Data的數(shù)據(jù)代表的是什么和怎么解析,這個在后面會詳細講;
 
·無效數(shù)據(jù)部分:因為廣播包的長度必須是 31 個 byte,如果有效數(shù)據(jù)部分不到 31 自己,剩下的就用 0 補全。這部分的數(shù)據(jù)是無效的,解釋的時候,忽略即可。

廣播數(shù)據(jù)格式

所有的AD type的定義在文檔Core Specification Supplement中。 AD Type 包括如下類型:

發(fā)現(xiàn)設備(Discovering devices)

發(fā)起連接(Initiating a connection)的過程是低功耗藍牙芯片特有的設計,也是其快速建立連接的基礎。低功耗藍牙設備之間建立連接的過程如下:
 
 
傳播數(shù)據(jù)(Broadcasting data)
 
上海巨微提供的MG127是內部集成了發(fā)射機、接收機、GFSK 調制解調器和 BLE 基帶處理的低功耗、低成本的 BLE 收發(fā)器。封裝采用 DFN3x3 ,只需搭配低成本 MCU 和少數(shù)外圍被動器件,即可實現(xiàn) BLE 遙控、藍牙電子秤等應用。巨微出產的BLE-Beacon芯片兼容iBeacon, Eddystone, 微信周邊等標準。適用場合有廣泛的短距離/室內定位的應用;廣泛的無線傳感系統(tǒng)和應用;以BLE-Beacon方式操作的遙控器;點名器,電子圍欄等。上海巨微總代理英尚微電子提供專業(yè)的技術支持以及產品應用解決方案。


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上海巨微低功耗藍牙芯片型號表

Part Number VDD(v) MCU Core ROM RAM IO ADC I2C Package
MG123 1.9 ~ 3.6 ASIC - - - - - MSOP10
MG127 1.9 ~ 3.6 ASIC - - - - - DFN10
MG126 1.9 ~ 3.6 ASIC - - - - - QFN16
MS1581 1.9 ~ 3.6 8bit OTP 2KW 128B 9 - - SOP16
MS1797 2.0 ~ 3.6 32bit Flash 128KB 8KB 21 7x12bit 1 QFN32
MS1586 1.9 ~ 3.6 8bit OTP 4KW 256B 9 7X12bit - SOP16
MS1656 2.4 ~ 3.6 CM0+ Flash 64KB 4B 11 4chX12bit 1 QFN20
MS1793S 2.0 ~ 3.6 32bit Flash 32KB 4KB 11 9x12bit 1 TSSOP24
MS1793 2.0 ~ 3.6 32bit Flash 128KB 8KB 12 6x12bit 1 QFN32
MS1791 2.0 ~ 3.6 CM0 Flash 128KB 8B 21 9chx12bit 1 QFN32
MS1892 2.0 ~ 3.6 CM3 Flash 512KB 128B 29 9chx12bit 1 QFN40


本文關鍵詞:藍牙芯片


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