基于ST针对BLE的集成芯片方案

概述

   蓝牙SIG发布了蓝牙4.0协议，它有2种模式：

BLE（Bluetooth Low Energy）只能与4.0协议设备通信，适应节能且仅收发少量数据的设备（如智能手环），称为低功耗蓝牙；BR/EDR（Basic Rate/Enhanced Data Rate），向下兼容（能与蓝牙3.0/2.1/2.0通信），适应收发数据较多的设备（如耳机），称为传统蓝牙。自从蓝牙4.0协议出了以后，蓝牙的商标也由当初的1个变成了3个，请注意区分及彼此的通讯兼容性，本文主要介绍 BLE: Bluetooth Smart。

1、传统蓝牙可以和Smart Ready、传统蓝牙之间连接和通信

2、Smart（BLE）可以和Smart、Smart Ready之间连接和通信

3、Smart Ready可以和Smart Ready、传统蓝牙，以及Smart之间相互连接和通信。

BLE是低成本、短距离、可互操作的鲁棒性无线技术，工作在免许可的2.4GHz ISM射频频段。它从一开始就设计为超低功耗(ULP)无线技术。它利用许多智能手段最大限度地降低功耗。蓝牙低能耗技术采用可变连接时间间隔，这个间隔根据具体应用可以设置为几毫秒到几秒不等。

应用特点：

☆     小包传输、低功耗

☆     运动穿戴：智能手表、手环、计步器

☆     健康医疗（血压计、体温计、治疗仪、脉搏血氧）

☆     人机接口（键盘、鼠标、遥控器）

☆     USB Dongle

☆     智能家居：灯具、家电、门锁、车库、保安系统

BLE 结构

BLE 协议架构，由下往上分别是：Contoller、Host、Apps等，3者可用在同一芯片内实现，也可以分不同芯片实现，控制器（Controller）是处理射频数据解析，接收和发送，主机（Host）是控制不同设备之间如何进行数据交换；应用端（Apps）实现具体应用。

Controller主要分为物理层（Physical Layer）和链接层(Link Layer)

Host包括逻辑连接控制和适配层（L2CAP）、属性协议层（ATT）、通用属性配置层（GATT）、通用访问文件配置层（GAP）和安全协议层（SMP）

Apps 主要是profile及产品的应用层

智能蓝牙BLE有两种应用模式：

a、 系统芯片 SOC

蓝牙系统芯片单片集成BLE收发器和微控制器，不仅包含智能蓝牙协议栈，还包含蓝牙规范和应用软件。系统芯片的好处是集成度高，适用于较简单的系统设计，但是缺乏灵活性，不能让开发人员根据系统外设选择最适合的微控制器，亦不能处理较复杂任务，例如，管理多路传感器。

b、 网络处理器 Network Processor

网络处理器需要外部微控制器运行蓝牙应用规范和应用软件，网络处理器可能有协议栈，也可能没有。如果没有协议栈，则微控制器需提供协议栈。如意法半导体的BlueNRG网络处理器内置协议栈和SPI接口，方便连接外部微控制器。这种模块划分方法具有较高的灵活性，让开发人员根据系统外设或复杂性选择适合的微控制器，能够更好地满足系统电源管理要求。

ST BLE

    ST针对BLE市场，已经推出了2款BLE芯片，BlueNRG, BlueNRG-MS， BlueNRG, BlueNRG-MS为BLE  NetWork Processor，处理BLE的Contorllor 和Host 部分，目前均已经量产。

   BlueNRG是BLE Network Processor，集成了功能完整的Bluetooth PHY和2.4GHz射频电路，及符合蓝牙4.0协议栈的ARM Cortex-M0 MCU和AES-128加密算法专用安全协处理器，提供了主从模式的支持，客户端和服务器端。

BlueNRG-MS是BLE Network Processor，集成了功能完整的Bluetooth PHY和2.4GHz射频电路，及符合蓝牙4.1协议栈的ARM Cortex-M0 MCU和AES-128加密算法专用安全协处理器，提供了主从模式的支持，客户端和服务器端，互联网功能支持，5*5*1mm QFN32封装，同时还有尺寸仅为2.6*2.6*0.56mm的CSP封装，用于体积要求苛刻的市场。

ST BLE开发套件

评估demo ：daughter borad ：X-NUCLEO-IDB04A + Monther board：STM32 Nucleo

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以上介绍了ST 针对BLE的集成芯片方案。对于该方案要进一步了解，歡迎瀏覽我司網址www.willas-array.com或聯絡我們銷售部。

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