蓝牙的学习_蓝牙的stack和host

A、BT和BLE概述

1、经典蓝牙（classic Bluetooth）和低功耗蓝牙（Bluetooth low energy，简称BLE或者LE）
2、蓝牙3.0规格书，经典蓝牙包括BR，EDR和HS(AMP)三种模式。
3、蓝牙技术联盟(SIG)，从蓝牙4.0之后，蓝牙才分经典蓝牙和低功耗蓝牙
4、在蓝牙4.0规格中，SIG定义了四种蓝牙controller技术：BR，EDR，AMP和LE，蓝牙4.0发布之初，SIG还特意将Bluetooth low engery对外宣传为Bluetooth smart，而“Bluetooth”继续用来指代经典蓝牙，Bluetooth smart ready则用来表示双模蓝牙
5、经典蓝牙和低功耗蓝牙两者物理层调制解调方式是不一样

B、蓝牙架构实现方案（蓝牙协议栈方案）

一般把整个蓝牙实现方案叫做蓝牙协议栈，蓝牙协议栈有哪些具体的架构方案？
架构1：host+controller双芯片标准架构
在蓝牙协议栈中，host是什么？controller是什么？HCI又是什么？
这个标准把蓝牙协议栈分成host和controller两部分，其中host跑在AP（大多数手机都含有两个处理器，操作系统，用户界面和应用程序都在Application Processor AP上执行，AP一般采用ARM的CPU；而手机射频通讯控制软件，则运行在另一个分开的CPU上，这个CPU称为Baseband Processor(BP/基带芯片)）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具体包含协议栈哪些部分，controller具体包含协议栈哪些部分，两者之间通信的HCI（host controller interface主机控制器接口）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。
架构2：单芯片整体方案
手机周边设备功能简单，成本敏感，因此采用一颗芯片来实现整个蓝牙协议栈，即把蓝牙协议栈所有功能都放在一颗芯片上，host和controller都放在同一颗芯片上，host和controller之间直接通过API来交互，
架构3：自定义双芯片架构
还有一些蓝牙设备功能强大，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。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

C、低功耗蓝牙（BLE）协议栈

BLE协议栈为什么要分层？怎么理解BLE“连接”？如果BLE协议只有ATT层没有GATT层会发生什么？
我们把某个协议的实现代码称为协议栈（protocol stack），理解和掌握BLE协议是实现BLE协议栈的前提。BLE协议栈就是实现低功耗蓝牙协议的代码，理解和掌握BLE协议是实现BLE协议栈的前提。BLE协议栈整体架构

如上图所示，需要一个支持BLE射频的芯片，还需要一个与此芯片配套的BLE协议栈，最后在协议栈上开发应用。BLE协议栈是连接芯片和应用的桥梁，BLE协议栈主要用来对应用数据进行层层封包，生成一个满足BLE协议的空中数据包。BLE主要由以下几部分组成。
1、PHY层（Physical layer物理层）。PHY层用来指定BLE所用的无线频段，调制解调方式和方法等。PHY层直接决定整个BLE芯片的功耗，灵敏度以及selectivity等射频指标。
2、LL层（Link Layer链路层）。LL层是整个BLE协议栈的核心，也是BLE协议栈的难点和重点。像Nordic的BLE协议栈能同时支持20个link（连接），就是LL层的功劳。LL层要做的事情非常多，比如具体选择哪个射频通道进行通信，怎么识别空中数据包，具体在哪个时间点把数据包发送出去，怎么保证数据的完整性，ACK如何接收，如何重传，以及如何对链路进行管理和控制等等。LL层只负责把数据发出去或者收回来，对数据进行怎样的解析则交给上面的GAP或者GATT。
3、HCI(Host controller interface)是可选的，HCI主要用于2颗芯片(双芯片架构)实现BLE协议栈的场合，用来规范两者之间的通信协议和通信命令等。
4、GAP层（Generi