基于ST針對BLE的集成芯片方案
概述
藍牙SIG發(fā)布了藍牙4.0協(xié)議，它有2種模式：
BLE（Bluetooth Low Energy）只能與4.0協(xié)議設(shè)備通信，適應(yīng)節(jié)能且僅收發(fā)少量數(shù)據(jù)的設(shè)備（如智能手環(huán)），稱為低功耗藍牙；BR/EDR（Basic Rate/Enhanced Data Rate），向下兼容（能與藍牙3.0/2.1/2.0通信），適應(yīng)收發(fā)數(shù)據(jù)較多的設(shè)備（如耳機），稱為傳統(tǒng)藍牙。自從藍牙4.0協(xié)議出了以后，藍牙的商標也由當初的1個變成了3個，請注意區(qū)分及彼此的通訊兼容性，本文主要介紹 BLE: Bluetooth Smart。
1、傳統(tǒng)藍牙可以和Smart Ready、傳統(tǒng)藍牙之間連接和通信
2、Smart（BLE）可以和Smart、Smart Ready之間連接和通信
3、Smart Ready可以和Smart Ready、傳統(tǒng)藍牙，以及Smart之間相互連接和通信。
BLE是低成本、短距離、可互操作的魯棒性無線技術(shù)，工作在免許可的2.4GHz ISM射頻頻段。它從一開始就設(shè)計為超低功耗(ULP)無線技術(shù)。它利用許多智能手段最大限度地降低功耗。藍牙低能耗技術(shù)采用可變連接時間間隔，這個間隔根據(jù)具體應(yīng)用可以設(shè)置為幾毫秒到幾秒不等。
應(yīng)用特點：
☆ 小包傳輸、低功耗
☆ 運動穿戴：智能手表、手環(huán)、計步器
☆ 健康醫(yī)療（血壓計、體溫計、治療儀、脈搏血氧）
☆ 人機接口（鍵盤、鼠標、遙控器）
☆ USB Dongle
☆ 智能家居：燈具、家電、門鎖、車庫、保安系統(tǒng)
BLE 結(jié)構(gòu)
BLE 協(xié)議架構(gòu)，由下往上分別是：Contoller、Host、Apps等，3者可用在同一芯片內(nèi)實現(xiàn)，也可以分不同芯片實現(xiàn)，控制器（Controller）是處理射頻數(shù)據(jù)解析，接收和發(fā)送，主機（Host）是控制不同設(shè)備之間如何進行數(shù)據(jù)交換；應(yīng)用端（Apps）實現(xiàn)具體應(yīng)用。
Controller主要分為物理層（Physical Layer）和鏈接層(Link Layer)
Host包括邏輯連接控制和適配層（L2CAP）、屬性協(xié)議層（ATT）、通用屬性配置層（GATT）、通用訪問文件配置層（GAP）和安全協(xié)議層（SMP）
Apps 主要是profile及產(chǎn)品的應(yīng)用層
智能藍牙BLE有兩種應(yīng)用模式：
a、 系統(tǒng)芯片 SOC
藍牙系統(tǒng)芯片單片集成BLE收發(fā)器和微控制器，不僅包含智能藍牙協(xié)議棧，還包含藍牙規(guī)范和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)芯片的好處是集成度高，適用于較簡單的系統(tǒng)設(shè)計，但是缺乏靈活性，不能讓開發(fā)人員根據(jù)系統(tǒng)外設(shè)選擇最適合的微控制器，亦不能處理較復(fù)雜任務(wù)，例如，管理多路傳感器。
b、 網(wǎng)絡(luò)處理器 Network Processor
網(wǎng)絡(luò)處理器需要外部微控制器運行藍牙應(yīng)用規(guī)范和應(yīng)用軟件，網(wǎng)絡(luò)處理器可能有協(xié)議棧，也可能沒有。如果沒有協(xié)議棧，則微控制器需提供協(xié)議棧。如意法半導(dǎo)體的BlueNRG網(wǎng)絡(luò)處理器內(nèi)置協(xié)議棧和SPI接口，方便連接外部微控制器。這種模塊劃分方法具有較高的靈活性，讓開發(fā)人員根據(jù)系統(tǒng)外設(shè)或復(fù)雜性選擇適合的微控制器，能夠更好地滿足系統(tǒng)電源管理要求。
ST BLE
ST針對BLE市場，已經(jīng)推出了2款BLE芯片，BlueNRG, BlueNRG-MS， BlueNRG, BlueNRG-MS為BLE NetWork Processor，處理BLE的Contorllor 和Host 部分，目前均已經(jīng)量產(chǎn)。
BlueNRG是BLE Network Processor，集成了功能完整的Bluetooth PHY和2.4GHz射頻電路，及符合藍牙4.0協(xié)議棧的ARM Cortex-M0 MCU和AES-128加密算法專用安全協(xié)處理器，提供了主從模式的支持，客戶端和服務(wù)器端。
BlueNRG-MS是BLE Network Processor，集成了功能完整的Bluetooth PHY和2.4GHz射頻電路，及符合藍牙4.1協(xié)議棧的ARM Cortex-M0 MCU和AES-128加密算法專用安全協(xié)處理器，提供了主從模式的支持，客戶端和服務(wù)器端，互聯(lián)網(wǎng)功能支持，5*5*1mm QFN32封裝，同時還有尺寸僅為2.6*2.6*0.56mm的CSP封裝，用于體積要求苛刻的市場。
ST BLE開發(fā)套件
評估demo ：daughter borad ：X-NUCLEO-IDB04A + Monther board：STM32 Nucleo
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以上介紹了ST 針對BLE的集成芯片方案。對于該方案要進一步了解，歡迎瀏覽我司網(wǎng)址www.willas-array.com或聯(lián)絡(luò)我們銷售部。
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