CC2640R2F BLE5.0 蓝牙协议栈GAPRole 任务

只看该作者 · 2020-2-2 12:19

GAPRole 任务
GAP层始终处于下面4种角色之一运行：

Broadcaster（广播者）：设备发送不可连接的广播。
Observer（观察者）：设备扫描广播但无法启动连接。
Peripheral（外围设备）：该设备是可连接的广播，并在单一链路层连接中作为从设备运行。
Central（中央设备）：设备扫描广告并启动连接，并在单个或多个链路层连接中作为主服务器运行。蓝牙低功耗中央协议栈支持多达三个并发连接。
蓝牙核心规范5.0版允许多角色，这是由蓝牙低功耗协议栈所支持的某些组合。也就是说一个设备可以同时作为中央和外围设备，这其实就是蓝牙组网的基础。

注意：一般Broadcaster和Observer作为一组设备使用，Peripheral和Central作为一组设备使用。比如一个温度计，它作为broadcaster每隔1S 发送一次温度值，然后一个显示器作为observer不断的接收广播并显示，但是不连接，只显示温度值。或者peripheral作为一个计步器，手机作为一个central，他们之间需要建立连接之后再进行数据传输。

下面我们以peripheral Role和central Role来进行说明

只看该作者 · 2020-2-2 12:20

peripheral Role
外设GAPRole任务在peripheral.c和peripheral.h中定义。有关完整的API外设角色API，请参阅BLE Stack API参考，包括命令，可配置参数，事件和回调。使用此模块的步骤如下：

1.初始化GAPRole参数，这部分代码在simple_peripheral.c的SimpleBLEPeripheral_init中能够找到。
   // Setup the GAP Peripheral Role Profile

   {

      uint8_t initialAdvertEnable = TRUE;

      uint16_t advertOffTime = 0;

      uint8_t enableUpdateRequest = DEFAULT_ENABLE_UPDATE_REQUEST;
      uint16_t desiredMinInterval = DEFAULT_DESIRED_MIN_CONN_INTERVAL;
      uint16_t desiredMaxInterval = DEFAULT_DESIRED_MAX_CONN_INTERVAL;
      uint16_t desiredSlaveLatency = DEFAULT_DESIRED_SLAVE_LATENCY;
      uint16_t desiredConnTimeout = DEFAULT_DESIRED_CONN_TIMEOUT;

      // Set the GAP Role Parameters

      GAPRole_setParameter(GAPROLE_ADVERT_ENABLED, sizeof(uint8_t),&initialAdvertEnable);
      GAPRole_setParameter(GAPROLE_ADVERT_OFF_TIME, sizeof(uint16_t), &advertOffTime);
GAPRole_setParameter(GAPROLE_SCAN_RSP_DATA,sizeof(scanRspData), scanRspData);
      GAPRole_setParameter(GAPROLE_ADVERT_DATA, sizeof(advertData), advertData);
      GAPRole_setParameter(GAPROLE_PARAM_UPDATE_ENABLE,sizeof(uint8_t), &enableUpdateRequest);
      GAPRole_setParameter(GAPROLE_MIN_CONN_INTERVAL,sizeof(uint16_t), &desiredMinInterval);
      GAPRole_setParameter(GAPROLE_MAX_CONN_INTERVAL,sizeof(uint16_t), &desiredMaxInterval);
      GAPRole_setParameter(GAPROLE_SLAVE_LATENCY, sizeof(uint16_t), &desiredSlaveLatency);
      GAPRole_setParameter(GAPROLE_TIMEOUT_MULTIPLIER,sizeof(uint16_t), &desiredConnTimeout);
      }
上述代码使能了广播，设置了广播关闭时间，这里advertOffTime是0，就是一直进行广播。设置广播响应数据，设置广播数据，设置参数更新请求，设置广播连接间隔，设置广播从机延迟，设置连接超时。

2.初始化GAPRole任务并将应用程序回调函数传递给GAPRole。这也应该在simple_peripheral.c的SimpleBLEPeripheral_init中能够找到。其目的是当设备状态改变的时候进行响应，设备一旦改变都会通过这个回调函数改变event。然后SimpleBLEPeripheral_taskFxn里面一直在检测event事件的状态，发现状态改变则进行一些任务处理。
`VOID  GAPRole_StartDevice （＆SimpleBLEPeripheral_gapRoleCBs ）;`

只看该作者 · 2020-2-2 12:21

3.回调函数注册并初始化之后我们就能在应用程序接收GAPRole命令了，下面是使用GAPRole_terminateConnection()的程序上下文示意图。

上图中可以看出应用程序直接调用GAPRole层API GAPRole_TerminateConnection(),GAPRole负责和协议栈通讯，然后接收到协议栈返回的状态之后又通过回调函数发送给应用程序，应用程序接收到状态之后再进行自己的逻辑处理。
注意：返回值仅指示终止连接的尝试是否成功启动。连接终止实际是异步返回，并通过上面注册的回调传递给应用程序。

4.GAPRole任务处理从协议栈传递给它的大多数GAP相关事件。GAPRole任务还将一些事件转发到应用程序（例如上面的GAPROLE_WAITING）。当链接终止时，GAPRole会自动重新启动广播。以下代码片段可以在peripheral.c中找到
   case GAP_LINK_TERMINATED_EVENT:
      {
      //.......
      //.......
      //.......

      // If device was advertising when connection dropped
      if (gapRole_AdvNonConnEnabled)
      {
         // Continue advertising.
         gapRole_state = GAPROLE_ADVERTISING_NONCONN;
      }
      // Else go to WAITING state.
      else
      {
         if(pPkt->reason == LL_SUPERVISION_TIMEOUT_TERM)
         {
            gapRole_state = GAPROLE_WAITING_AFTER_TIMEOUT;
         }
         else
         {
            gapRole_state = GAPROLE_WAITING;
         }

         // Start advertising, if enabled.
         gapRole_setEvent(START_ADVERTISING_EVT);
      }
      }
      break;

只看该作者 · 2020-2-2 12:22

central Role
GAPRole中心任务在central.c和central.h中定义。有关完整的中央角色API，请参阅BLE Stack API参考，包括命令，可配置参数，事件和回调。有关实现中央GAPRole的示例，请参阅simple_central示例项目。使用此模块的步骤如下。

1.初始化GAPRole参数。这种初始化应该在应用程序初始化函数中出现（例如in SimpleBLECentral_init）。也可以在此初始化功能中设置GAP参数。
// Setup Central Profile
{
   uint8_t  scanRes  =  DEFAULT_MAX_SCAN_RES ;

   GAPCentralRole_SetParameter （GAPCENTRALROLE_MAX_SCAN_RES ，
   sizeof （uint8_t ），＆scanRes ）;
}
相比较peripheral Role，central Role的参数设置就很少了，只需要设置最大扫描响应数量。在程序中设置的8，也就是最多能接收8个外围设备的广播响应。

2.启动GAPRole任务。这涉及将应用程序回调函数的函数指针传递给Central GAPRole。这也应该在应用程序初始化函数中出现。和peripheral Role类似，协议栈返回一些事件，GAPRole在通过回调函数异步返回给应用程序。
`VOID  GAPCentralRole_StartDevice （＆SimpleBLECentral_roleCB ）;`

只看该作者 · 2020-2-2 12:22

3.从应用程序发送GAPRole命令。下图是使用GAPCentralRole_StartDiscovery（）的应用程序上下文。

上图中可以看出应用程序直接调用GAPRole层API CAPCrentralRole_StartDiscovery(),GAPRole负责和协议栈通讯，然后接收到协议栈返回的状态之后又通过回调函数发送给应用程序，应用程序接收到状态之后再进行自己的逻辑处理。
注意：返回值仅指示是否启动了设备发现的尝试。发现的实际设备以GAP_DEVICE_INFO_EVENT异步方式返回，并通过上面注册的回调传递给应用程序。

请注意，在扫描期间，如蓝牙核心规范版本5.0所定义，单个广播/扫描响应将返回为GAP_DEVICE_INFO_EVENT。默认情况下，重复的报告被过滤，以便每个唯一地址和数据对只有一个事件返回给应用程序。这可以通过TGAP_FILTER_ADV_REPORTS配置。扫描完成后，发现的报告将作为GAP_DEVICE_DISCOVERY_EVENT返回给应用程序。

可以使用GAPCENTRALROLE_MAX_SCAN_RES参数设置在一次扫描期间可以发现的最大扫描响应量。如果在充斥着广播的环境中，这可能会对堆的使用产生重大影响，从而潜在地破坏堆栈。因此，对于在扫描期间发现最大扫描响应量的情况，必须对应用程序进行配置。

在最坏的情况下，在扫描期间发现最大数量的广告/扫描响应（n），所有这些都具有最大数据大小，其中应用程序一直在处理它，使得它不处理任何堆栈的消息，堆可以增长：（8 + 87 * n个字节）。例如，如果 GAPCENTRALROLE_MAX_SCAN_RES设置为10，则必须至少有878字节可用于从堆分配。这包括一个完全填充的GAP_DEVICE_DISCOVERY_EVENT。如果此分配失败，则会尝试分配错误状态的GAP_DEVICE_DISCOVERY_EVENT。因此，为了使系统在上述情况下保持运行，堆必须具有至少分配（8 + 79 * n个字节）的空间。