世界滚动:一文详解 | BLE协议之链路层
经过Physical Layer的定义,通信所需的物理通道已经okay了,即40个RF Channel(后面统一使用Physical Channel指代)
此时Link Layer可以粉墨登场了,它主要的功能,就是在这些Physical Channel上收发数据,与此同时,不可避免的需要控制RF收发相关的参数。
(资料图片仅供参考)
除此之外,还要做到:
Physical Layer仅仅提供了有限的40个Physical Channel,而BLE中参与通信的实体的数量,肯定不是这个数量级。Link Layer需要解决Physical Channel的共享问题
通信是两个实体之间的事情,对这两个实体来说,它们希望看到一条为自己独享的传输通道(就是我们所熟悉的逻辑链路,Logical Link)。这也是Link Layer需要解决的
Physical Channel是不可靠的,任何数据传输都可能由于干扰等问题而损毁、丢失,这对有些应用来说,是接受不了的。因此Link Layer需要提供校验、重传等机制,确保数据传输的可靠性;
BLE协议在Link Layer层抽象出5种状态:
Standby State:待机状态,不发送数据,也不接收数据。该状态可以由任何状态进入,也可以切换到除Connection状态外的任意一种状态。
Advertising State:广播状态,可以发送,监听,响应广播通道包,由Standby状态进入。
Scanning State:扫描状态,能够监听广播设备发送的广播包,由Standby状态进入。
Initiating State:初始化状态,监听指定设备的广播通道包,并且响应广播包,并发送连接请求,以便和广播设备建立连接。当连接成功后,Initiater和对应的Advertiser都会切换到Connection状态。该状态由Standby状态进入。
Connection State:和某个实体建立了单独通道的状态,在通道建立之后,由Initiating State或Advertising State进入。通道断开后,会重新回到Standby状态。
进入Connect State后,又定义了两种角色:
Master Role:由Initiating State进入的Connect State,连接成功后,变成了Master Role。
Slave Role:由Advertising State进入的Connect State,连接成功后,变成了Slave Role。
三空中接口数据包该章节官方文档定位:Core5.0 P2562
状态和角色定义完成后,剩下的事情就简单了,主要包括两类:
提供某一状态下,和其它实体对应状态之间的数据交换机制;
根据上层实体的指令,以及当前的实际情况,负责状态之间的切换。
BLE协议中,这些事情是由一个叫做空中接口数据包(Air Interface Packets)的家伙负责。
Air Interface Packets定义了一种包的格式,主要用于描述LE Uncoded PHY、advertising channel和data channel的通信格式。
包的格式如下:
3.1Preamble字段Preamble前导码:是0和1的交替序列,当物理通道为LE 1M PHY时,前导码为1Byte;当前导码为LE 2M PHY时,前导码为2Byte。
格式如下:
3.2Access Address字段Access Address:对于所有在广播通道发送的数据包,其值都为0x8E89BED6。一旦链路层处于Initiating State状态时,会生成一个新的Access Address用于连接。该Access Address为一个4Byte的值。
蓝牙使用Access Address来标识不同的设备,Access Address可以是一个公共的地址,也可以是一个随机的地址,无论是哪一种类型的地址,均为48bits长度。
公共地址:官方定义的一些规范,通用的地址,这里不做解释。
随机地址:可能是静态地址,或者是私有地址。
3.2.1静态地址静态地址一般都是随机生成的,但是需要满足下面的几点规则:
地址的两个最高有效位应该等于1
随机地址部分,至少有一位为0
随机地址部分,至少有一位为1
大多数的设备(手机)都是在上电之后,初始化一次静态地址,一旦初始化后,静态地址就不变了;重新上电后,会生成新的静态地址。
3.2.2私有地址私有地址又分为:不可解析私有地址和可解析的私有地址。
① 不可解析的私有地址
不可解析私有地址,遵守以下生成规则:
地址的两个最高有效位应该等于0
随机地址部分,至少有一位为0
随机地址部分,至少有一位为1
不能与公共地址有冲突
② 可解析的私有地址
可解析的私有地址,说直白点就是带加密算法所生成的。设备需要有Local Identity Resolving Key (IRK)或者the Peer Identity Resolving Key (IRK)这两个密钥,生成24bit的号码,
可解析的私有地址,遵守以下规则:
地址的两个最高有效位为0和1
随机地址部分,至少有一位为0
随机地址部分,至少有一位为1
总结:最高有效位的前两位,代表了设备地址的类型
3.3PDU字段Air Interface Packets整体的包结构我们已经熟知,下面主要分析以下PDU字段。
PDU:分为两种,广播通道上传输Advertising Channel PDU;数据通道上传输Data Channel PDU,长度为2-257字节
3.3.1Advertising Channel PDU广播通道PDU,包括Advertising PDU、Scanning PDU、Initiating PDU三种类型。
广播通道的PDU,由16bit的数据头和1-255Byte的可变大小数据组成。
16bit数据头组成如下:
PDU Type字段的类型有多种,如下:
PDU Type有多种,文章定位:core 5.0 P2567,可自行查阅。
ChSel:该位为1,支持LE Channel Selection Algorithm,即LE通道选择算法,反之,不支持。
TxAdd:该位为0,表明Payload的AdvA字段为公共的;该位为1,表明Payload的AdvA字段为随机的。
Length:该字段表明了Payload的长度
官方文档定位:core 5.0 P2569
常见的Advertising PDU有:
ADV_IND:该PDU用于连接和扫描无定向的广播事件。
ADV_DIRECT_IND:该PDU用于连接和扫描定向的广播事件。
ADV_NONCONN_IND:该PDU用于不可连接和不可扫描的非定向广播事件
常见的Scaning PDU有:
SCAN_REQ:该PDU为发送扫描请求
SCAN_RSP:该PDU包括了广播者的地址和返回的扫描响应数据。
常见的Initiating PDU有:
CONNECT_IND:该PDU用于建立连接
LLData域有对应了一些链路层参数的设置,可以详细看Core 5.0 P2578
每一种PDU Type,都会定义自己的Payload组成。
3.3.2Data Channel PDU数据通道PDU的格式,包括16bit的Header,可变大小的Payload,以及消息完整性检查MIC.
包的格式如下:
Header包括
LLID:该字段标识了这个包为LL Data PDU或者LL Control PDU
NESN:下次期望的序列号
根据LLID字段,Data Channel PDU又分为LL Data PDU和LL Control PDU两种类型。
LL Data PDU:该PDU用于发送链路层的数据。
当LLID为01b时,并且Length=0时,表示一个Empty PDU。
当LLID为10b时,则Length不能设置为0。
LL Control PDU:该PDU用于控制链路层的连接。
Opcode操作码也有多种:
3.4CRC字段每一种操作码对应不同的数据长度。详细可见core5.0 P2589
CRC字段:在链路层包的最后,校验所有的PDU数据,大小长度为3Byte。
如果PDU数据加密,则CRC将会计算加密后的PDU数据。
CRC算法采用多项式求和的形式进行,感兴趣的可以了解。Core 5.0 P2601
四总结本篇主要讲了BLE的Link Layer,包括链路层定义的角色和状态,空中接口数据包的通信格式以及各个字段的含义,方便我们去分析LOG和定位问题。
相关阅读
-
世界滚动:一文详解 | BLE协议之链路层
经过PhysicalLayer的定义,通信所需的物理通道已经okay了,即40个RF... -
头条:MiR与AutoGuide Mobile Robot...
2022年10月17日,上海-泰瑞达旗下两家企业MobileIndustrialRobots(... -
当前简讯:世界越来越热,数据中心可不能...
时序入秋,回顾今年夏天气温多次刷新高温纪录,全球最高温飙破53°C... -
主板造成沉重压力 很多厂商早就在附送...
如今的旗舰显卡越来越庞大、沉重,NVIDIA RTX 4090公版都已经做到... -
AMD锐龙7000刚发布就减产 两大原因很无奈
根据AMD的一份内部报告,新鲜发布的锐龙7000系列正面临减产的尴尬。... -
俄罗斯芯片设计厂商贝加尔电子 最新设...
10月16日消息,近日外媒techspot曝光了俄罗斯芯片设计厂商贝加尔电...
精彩推送
-
头条:MiR与AutoGuide Mobile Robot...
2022年10月17日,上海-泰瑞达旗下两家企业MobileIndustrialRobots(... -
世界滚动:一文详解 | BLE协议之链路层
经过PhysicalLayer的定义,通信所需的物理通道已经okay了,即40个RF... -
当前简讯:世界越来越热,数据中心可不能...
时序入秋,回顾今年夏天气温多次刷新高温纪录,全球最高温飙破53°C... -
保时捷全球前9月卖了22万台 中国女车主...
日前,保时捷官方宣布,2022年前三季度保时捷向全球客户共交付221,5... -
9月新能源销量排名出炉 国产抱团雄起合...
刚刚过去的9月,国内狭义乘用车市场销量达192 2万辆,同比增长21 ... -
50多万买奔驰电车被特斯拉销售冷嘲 网...
50多万买奔驰电车,然后竟被特斯拉销售无情的嘲笑了,这个视频火了... -
新能源汽车购置补贴政策将终止 AITO补...
10月17日消息,2022年新能源汽车购置补贴政策将于2022年12月31日终... -
高中生发明电动机 改变电动汽车行业电机
17 岁的时候你在干嘛?做不完的习题,打不够的篮球,看不腻的 ta ... -
主板造成沉重压力 很多厂商早就在附送...
如今的旗舰显卡越来越庞大、沉重,NVIDIA RTX 4090公版都已经做到... -
AMD锐龙7000刚发布就减产 两大原因很无奈
根据AMD的一份内部报告,新鲜发布的锐龙7000系列正面临减产的尴尬。... -
俄罗斯芯片设计厂商贝加尔电子 最新设...
10月16日消息,近日外媒techspot曝光了俄罗斯芯片设计厂商贝加尔电... -
AMD内部报告 公司计划降低Ryzen7000"Ze...
根据AMD的一份内部报告,该公司正计划降低其Ryzen 7000"Zen 4"CPU... -
RTX4090显卡已经正式开售 稀缺货源一卡难求
近日,各大厂家的RTX4090显卡已经正式开售,各大电商平台以及直播间... -
天天热讯:智能网联技术也在飞速发展中这...
对于我国新能源汽车产业的发展,从目前来看,市场层面新能源汽车的... -
今日快讯:在工业物联网边缘推进连接性...
所以我们一直在谈论更接近边缘。所以在这种情况下,我认为从你的回... -
焦点!使用宽带隙半导体为电动汽车供电...
车辆电气化是减少道路交通温室气体排放计划的关键部分。与传统的硅... -
焦点要闻:在工业物联网边缘推进连接性...
当我们谈论提取传感器数据并对其进行处理时,一种方法是将人工智能... -
微头条丨在工业物联网边缘推进连接性第...
只需使用接入点解决方案,它就可以让我们做人们以前没有想到的事情... -
焦点精选!网曝:小伙儿下班遇领导,被...
一般从事互联网工作,尤其是软件类岗位,通常加班现象都是比较严重... -
什么叫“PDI检测”?pdi检测什么意思?
什么叫PDI检测?PDI是英文Pre-delivery Inspection的缩写,意思是交... -
倒车雷达一直响停车但是没有东西怎么回...
倒车雷达一直响停车但是没有东西怎么回事?PDC是以超音波感应器来侦... -
tnga架构什么意思?究竟什么是TNGA架构?
tnga架构什么意思?TNGA是丰田新全球架构的缩写,正如其全称字面意思... -
汽车尾牙是什么意思?尾牙油是什么意思?
汽车尾牙是什么意思?尾牙又叫终传,正确学名应该是最终减速比齿轮,... -
汽车贷款计算方法是什么?车贷计算公式...
汽车贷款计算方法是什么?俗话说不关你的事,高高挂起。很适合借钱买... -
大众carplay无线连接方法是什么?什么车...
大众carplay无线连接方法是什么?打开车辆,打开中控系统,打开手机... -
aux和usb哪个音质好? aux接口是什么意思?
aux和usb哪个音质好?AUX是什么意思车上的AUX是外接音源接口,它可以... -
gtr是什么车?什么是GTR?
什么是GTR?GTR是指Grand Touring Racing ,赛道化的GT跑车。但我... -
兰博基尼毒药全世界一共有几辆?大劲撩车...
兰博基尼毒药全世界一共有几辆?世界上有14种兰博基尼毒药,包括5种... -
天天百事通!USB-IF机构决定删除USB3.X...
USB-C接口全称为USBType-C,属于USB3 0下一代接口,其亮点在于更加... -
东南DX31.5L落地需要多少钱?东南汽车东...
东南DX31 5L落地需要多少钱?2021款是一款东南旗下的小型SUV,其官... -
【环球新视野】全球汽车产业正处于转型...
发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路,要加大研... -
全球快消息!苹果接连上调旧款iPhone系...
三星手机,是三星集团研发的智能手机,三星手机真正开始风靡全球是... -
当前焦点!可穿戴设备需不断提升安全等级...
在这篇文章中,小编将对可穿戴设备的相关内容和情况加以介绍以帮助... -
【报资讯】亚马逊云科技打造3+3价值成就...
北京——2022年10月14日,亚马逊云科技举办一年一度的中国合作伙伴... -
终于有车企 不想造张牙舞爪的电动车
对于如何诠释电动+豪华,又有一家企业带来了自己的独特诠释。北京时... -
大众汽车与独角兽地平线合作 共推自动...
在智能电动汽车方面,海外的大牌传统车企也不得不放低身段跟国内公... -
智能化体验太烂 大众砸168亿与中国科技...
为了补齐智能化短板,大众使出了这一招——投资24亿欧元,折合人民... -
小米汽车首度公布自动驾驶演示视频 实...
今年8月份,小米汽车首度公布了自动驾驶演示视频,目前小米汽车工程... -
比亚迪中国市场9月A级轿车销冠 打破合...
根据乘联会最新公布的2022年9月销量情况,比亚迪秦PLUS 9月销量达3... -
显卡发售第三平台黄牛加价 首批货量不大
10月12日晚上21点,不少人期待多时的RTX 4090终于在国内上市,让人... -
RTX4090首发秒没 被黄牛狂炒依然N多下单
本周,RTX 4090显卡正式开卖,公版FE的建议零售价定在了12999元(海... -
存储芯片行情持续走低 供大于求巨头狂...
作为行业晴雨表的存储芯片行情持续走低,迫使美光、三星、SK海力士... -
i5-13600K和i9-13900K测评如何?独显如何
Intel 13代酷睿K KF系列将于10月20日21点解禁上市,我们快科技也... -
在RTX40系列中性价比好 性能提升幅度非...
RTX 4090虽然价格高达1 3万元起步,贵的卖到了1 6万元之上,但在... -
奔驰glk300是什么级?奔驰glk300属于什么...
奔驰glk300是什么级?奔驰首款紧凑型SUV最大优势:外观年轻时尚,线条... -
粤t是哪里的车牌?粤字的车牌都有什么字...
粤t是哪里的车牌?t是广东省中山市的车牌号粤字的车牌都有什么字母?... -
百公里油耗怎么计算?超级简单又好用的油...
百公里油耗怎么计算?百公里油耗=理论油耗+(2~2 5)虽然这个方法只是... -
斯巴鲁XV5座落地要多少钱?斯巴鲁XV是否...
斯巴鲁XV5座落地要多少钱?价格方面,我们以斯巴鲁XV的最高配2021款... -
汽车多少年强制报废?2022年最新的车辆...
汽车多少年强制报废?连续3个机动车检验周期内未取得机动车检验合格... -
非机动车装载规定是多少?非机动车应如...
非机动车装载规定是多少?1 非机动车载物,应当遵守下列规定:(1)自... -
自动挡车档位介绍,P、R、N、D、S、M、L...
自动挡车档位介绍,P、R、N、D、S、M、L是什么意思?p是驻车档。当... -
苏u是江苏什么城市的车牌号?苏u车牌是...
苏u是江苏什么城市的车牌号?路上经常看到的大车,车牌是由黄底黑框... -
cvt无级变速箱的优点和缺点?CVT变速箱...
cvt无级变速箱的优点和缺点?1、优点:CVT由于没有了一般自动挡变速... -
快报:Molex莫仕推出用于开源计算项目服...
伊利诺伊州莱尔-2022年10月13日-全球电子行业领导者和连接创新者Mol... -
天天热点!NASA宣布固态电池重大突破,...
据业内消息,近日NASA宣称其研发的航空用固态电池取得了重大突破,... -
车管所周六日上班吗?车管所周六上班吗?
车管所周六日上班吗?一般而言,上班时间按国家规定周一到周五每天八... -
全球快看点丨一次降落伞事故成为增强现...
我爬进一个覆盖着传感器、电机、齿轮和轴承的上半身外骨骼设备中,... -
当你手握50万准备买新车时 先考虑燃油...
当你手握 50 万元人民币预算准备买一台新车时,是首先考虑燃油车... -
【天天时快讯】真诚发问:离开上海回农...
总之,怎么选都会有遗憾,鱼和熊掌不可能都得到,只能舍弃一部分。... -
高端新能源汽车111度超大电池 国内88万起步
极星汽车作为吉利和沃尔沃的合资品牌,定位高端新能源汽车,10月12... -
天天观速讯丨亚当 • 格罗塞尔:这位...
亚当•格罗塞尔(AdamGrosser)希望让人员、货物和能源的运输对每个... -
操作系统是比芯片更加迫切和致命问题 ...
在车用操作系统发展趋势方面,‘缺芯’已被重视,但&lsqu... -
大众要在中国耗资70亿成立一家软件生产...
前两天差评君看到个新闻,说大众要在中国耗资70亿元成立一家软件生... -
【当前热闻】IQE 宣布与 SK siltron...
IQEplc(AIM股票代码:IQE,以下简称“IQE”或“集团”)全球领先的... -
哪吒汽车宣布 将于2022年11月开始启动...
10月12日晚,哪吒汽车宣布,将于2022年11月开始启动哪吒S交付。哪吒... -
NV为可能进行错峰销售 所以完全不用担...
10月12日晚上21点,不少人期待多时的RTX 4090终于在国内上市,让人... -
原厂颗粒仿佛固态硬盘品质保证一样重要...
在SSD的产品介绍中经常可以看到原厂颗粒这个说法,在不少玩家口中,... -
TecLabOC超频团队 改造RTX4090SG显卡居...
巴西的TecLab OC超频团队拿到了一块影驰面向海外市场的RTX 4090 ... -
【世界快播报】Ftrace实战训练营(第3期...
在我仔细研究Linux内核中的ftrace之后,发现ftrace中的各个tracers... -
针对主流市场 各家主板也纷纷出炉系列...
2022年10月,绝对是PC历史上最热闹的时间,处理器、主板、显卡集体... -
RTX40及未来的RX7000显卡跑分 3DMark的...
昨晚3DMark更新了最新的测试场景3DMark Speed Way,主要面向DX12... -
世界通讯!关于智能家居行业的这些,也...
进门时,无需钥匙按下指纹就能开锁,开门的同时屋内灯光亮起;睡觉时... -
世界动态:数字医疗当下的现状和面临挑战...
目前,我国社会目前已逐步呈现人口老龄化趋势,且医疗资源存在分配... -
全球观焦点:医疗行业正迎来一场重大变...
随着计算机科学技术及人工智能的发展,数字化时代的来临极大程度上... -
全球观天下!智能家居产业逐渐向我们的...
智能化的家居产品解放了消费者的双手,也带给人们更多的想象空间和... -
共享汽车怎么用?共享汽车怎么使用方法是...
共享汽车怎么使用方法是什么?1、下载Gofun共享汽车APP;2、上传身份... -
电动车上牌需要哪些证件?电动车上牌照...
电动车上牌需要哪些证件?电动车上牌照所需证件:身份证、电动车购买... -
世界最新:人工智能为智慧医疗产业带来...
医疗和科技的融合,已经发展到了一个全新的阶段,即互联网与智慧医... -
环球热推荐:Spectrum仪器数字化仪现已...
强大的产品可降低信号噪音并提高分辨率与动态 -
2022酒后驾车处罚最新规定是什么?对酒...
2022酒后驾车处罚最新规定是什么?《道路交通安全法》第九十一条第一... -
什么是电池容量?电池容量是什么意思?
什么是电池容量?电池容量的大小取决于参与电化学反应的活性物质和电... -
ea888发动机有哪些车?搭载第三代EA888...
ea888发动机有哪些车?ea888发动机的车有:帕萨特、途观、途观L、凌... -
高通8155芯片怎么就被国内一众车企给封...
高通8155芯片怎么就被国内一众车企给封神了?如果细数国内各品牌近期... -
15万左右买什么车好呢?15万预算买啥车好?
15万左右买什么车好呢?1 建议买15万左右的车,因为15万可以买合资... -
本田ZR-V与雪佛兰星迈罗该如何选择?对...
本田ZR-V与雪佛兰星迈罗该如何选择?从外观来看,两款新车走的都是年... -
汽车mpi是什么意思?大众发动机mpi是什...
汽车mpi是什么意思?MPI是多端口注入的英文缩写。意思是多点燃油喷射... -
models长续航版续航里程多少公里?特斯...
models长续航版续航里程多少公里?长续航版车型续航里程可达660公里... -
比亚迪狭义乘用车9月零售销量19.1万辆位...
10月11日,乘联会公布2022年9月份全国乘用车销量情况,9月乘用车市... -
本田9月在国内市场销售101069辆汽车 同...
10月10日,本田公布中国2022年9月终端汽车销量数据。数据显示,本田... -
锂电池已经成为电动车动力主要来源 部...
锂电池已经成为电动车动力的主要来源,然而它也面临着成本高、安全... -
今日播报!Nexperia成功增强其CFP功率二...
铜夹片FlatPower(CFP)产品组合和产能的不断扩展,满足了现代汽车和... -
新能源浪潮之中 雷诺和日产关系随之发...
在汽车行业中,雷诺和日产是关系非常紧密的两家企业。然而,在新能... -
德国车辆管理局数据显示 特斯拉ModelY...
特斯拉销冠了,在德国,全部汽车类型。你没看错,在电动车竞争激烈... -
闪存芯片低迷一年 预计明年中旬SSD价格...
NAND Flash闪存芯片已经低迷一年了,但看起来对应的SSD价格还没触... -
RTX3060陷入全面缺货 大多数品牌商的供...
x60一直是NVIDIA显卡最受青睐、最畅销的序列,最适合主流玩家,性价... -
第三季度全球出货量较上年同期下降19.5%...
近日分析机构Canalys发布了2022年第三季度全球PC出货量报告,台式机... -
无论是哪种显示器 色域都是影响我们选...
显示器随着使用需求的变化,开始划分成越来越多的种类。有面向游戏... -
很多人有些担忧功耗 显卡能效还是很无敌的
今晚RTX 4090显卡解禁了,有关性能测试的部分大家看得差不多了,这... -
车上的rst是什么意思?车导航rst是什么意思?
车上的rst是什么意思?RST的意思是重置,这是英文reset的缩写。通常... -
dss变速箱是什么意思?自动变速器的维护...
DSs变速箱为双离合变速箱;变速箱主要指汽车的变速箱。它可以分为两...