一种应用于BLE5.0协议系统的软硬件交互接口技术方案

本发明专利技术涉及一种BLE5.0协议系统及系统中应用的软硬件交互接口，基于链表的软硬件交互接口完成控制器和物理层之间的数据及信息交互，该接口基于事件Event实现，实现时每个Event使用一个名为ECPT的结构表示，每个ECPT包含了描述一个Event的所有参数信息，ECPT结构关联一个数据接收链表和一个数据发送链表，软硬件交互接口的硬件侧通过周期性地轮询Event列表来判断ECPT是否有效。此接口有效地屏蔽了底层硬件实现细节，完成数据收发和对硬件参数的获取和配置，降低了系统实现难度，同时本发明专利技术将协议中规定的各个功能进行有效合理的划分，易于功能的实现和维护。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于BLE5.0协议系统的软硬件交互接口
本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种应用于BLE5.0协议系统的软硬件交互接口、方法及其系统。
技术介绍
低功耗蓝牙技术(BLE)是当前发展最快使用最为普遍的几种无线传输技术之一，BLE已经渗透到了我们生活的各个地方，目前使用较为普遍的智能手机无一不集成BLE通信模块，BLE模块由于其低成本，低功耗等特性，被广泛应用于家庭终端设备，环境监测，灯光控制，无线升级等各个方面。物联网的普及对BLE协议的更新迭代起到了至关重要的作用，协议的快速实现和易于扩展对一线开发人员提出了更高的要求。由于蓝牙协议提供了从底层物理层到上层应用层的完整协议，所以协议实现难度增大，协议功能变得十分复杂，不合理的协议层次划分会增加协议实现难度，不便于后续协议更新扩展，延长产品上线周期，因此在实现过程依据功能对协议进行层次划分显得尤为重要。BLE软件协议栈的开发是实现整个BLE系统过程中最为繁杂也是耗时最长的环节，各层次间功能交错，如果不能有效地进行层次的划分会严重影响系统开发进度。BLE协议栈实现中，链路层功能开发实现占据了很长周期，在协议中针对BLE链路层功能也进行了很大篇幅的描述，但是没有根据功能对链路层进行模块划分，如果依照协议进行系统开发很难在短期开发出高效的核心协议栈，而且能够获得的公开资料中也没有文档能针对该部分的实现进行详细描述。BLE协议栈实现中软硬件接口的设计属于系统功能实现最为关键的地方，涉及到了软硬件功能的划分，协议中没有针对软硬件交互接口功能划分的描述，该部分在实现过程中是研发者自由发挥的地方，具体的划分及实现方式各不相同。
技术实现思路
本专利技术提出一种基于链表的软硬件交互接口，接口有效地屏蔽了底层硬件实现细节，完成数据的收发和对硬件参数的获取和配置，方便实现，易于扩展。链路层作为BLE5.0协议中重要的模块，将链路层模块进行划分，使得各层次功能更加明确，降低实现难度，缩短调试周期，在此基础上进行协议功能扩展更加方便。本专利技术还提出了一种BLE5.0协议系统，将协议中规定的各个功能进行有效合理的划分，易于功能的实现和维护。本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种应用于BLE5.0协议系统的软硬件交互接口，所述接口是一种基于链表的软硬件交互接口，完成控制器和物理层之间的数据及信息交互，该接口基于事件Event实现，实现时每个事件Event使用一个名为ECPT的结构表示，每个结构ECPT包含了描述一个事件Event的所有参数信息，即结构ECPT作为事件控制参数表，该ECPT结构关联一个数据接收链表和一个数据发送链表，软硬件交互接口的硬件侧通过周期性地轮询事件Event列表来判断结构ECPT是否有效。一种应用于BLE5.0协议系统的软硬件交互方法，所述方法是一种基于链表的软硬件交互方法，完成控制器和物理层之间的数据及信息交互，包括如下步骤：S100：当BLE5.0系统进行数据发送操作时，软硬件交互接口的软件侧将准备好的数据放在发送缓存中；S200：设置结构ECPT的有效标志来告知软硬件交互接口硬件侧进行数据发送；其中，结构ECPT作为事件的控制参数表；S300：当硬件轮询到该结构ECPT有效时，依据结构ECPT中指定的参数获取发送缓存中的内容，并将待发送数据发送到空口；S400：当BLE5.0系统进行数据接收时，硬件将接收到的数据进行解白化、CRC校验操作后放在接收缓存中，通过中断方式告知软硬件交互接口软件侧，交互接口软件侧获取中断并将数据取出进而交由上层软件进行进一步处理。进一步地，所述方法包括三种交互方式，分别为共享内存、寄存器组和中断，共享内存用于完成设备间数据收发过程控制及数据包传递的步骤，寄存器组用于完成硬件参数配置以及在设备工作过程中完成状态参数的获取的步骤，中断功能用于完成异步通知软件执行相关动作的步骤。优选地，所述软硬件交互方法在共享内存下实现。一种BLE5.0协议系统，所述BLE协议系统由下到上分为物理层、核心协议栈和应用层协议栈，其中核心协议栈包括主机协议栈和控制器，主机协议栈包括安全管理协议、属性协议、逻辑链路控制和适配层协议，控制器包括链路层，物理层包括基带和射频，所述主机协议栈和控制器之间采用协议规定的HCI接口协议进行通信，所述控制器和物理层之间采用基于链表的软硬件交互接口完成数据及信息交互。进一步地，该系统可通过单芯片模式或双芯片模式实现。优选地，所述链路层与主机协议栈通信通过HCI接口实现，与硬件的交互通过共享内存实现。一种实现链路层分层的BLE5.0协议系统，包括主机协议栈、控制器、物理层，控制器包括链路层，物理层包括基带和射频，所述控制器和物理层之间采用软硬件交互接口完成数据及信息交互，所述链路层划分为如下模块：管理模块，负责链路层顶层状态机的管理和跳转；控制模块，完成在连接状态下设备间信息交互及状态信息维护，同时提供数据及控制信息通路，完成设备状态管理及数据传输；公共模块，负责接收来自主机侧的配置命令，以及向主机侧传递命令执行结果；调试模块，负责完成直测模式下系统工作状态管理，同时在开发阶段进行硬件的测试和调试；驱动模块，是软硬件接口的实现模块，负责数据流在硬件和软件之间的交互，同时是系统广播、扫描、初始化、连接功能的实现模块。进一步地，所述顶层状态机包括广播态、扫描态、起始态、连接态和空闲态，该五种状态的维护由管理模块实现。进一步地，所述管理模块用于在广播态、扫描态、起始态、连接态和空闲态中的非连接状态下实现对设备的管理和调度，完成和主机侧的事件及命令交互。进一步地，所述驱动模块由管理模块、控制模块、公共模块直接调度。优选地，所述各个模块均由单独的状态机实现，模块间采用消息传递机制完成信息传递。优选地，所述链路层与主机协议栈通信通过HCI接口实现，与物理层的交互通过共享内存实现。优选地，所述控制器和物理层之间采用的软硬件交互接口是一种基于链表的软硬件交互接口，完成控制器和物理层之间的数据及信息交互，该接口基于Event实现，实现时：每个Event使用一个名为ECPT的结构表示，每个ECPT包含了描述一个Event的所有参数信息，ECPT结构关联一个数据接收链表和一个数据发送链表，软硬件交互接口的硬件侧通过周期性地轮询Event列表来判断ECPT是否有效。优选地，所述软硬件交互接口在共享内存下实现。综上所述，本专利技术与现有技术相比具有如下优点：基于链表的软硬件交互接口基于事件Event定义，结合数据收发链表，完成和硬件的信息交互及数据传输。作为系统实现的关键环节，该接口的提出便于软硬件同步开发及联合调试，在BLE系统开发阶段软件模块通过该接口实现对于功能的模拟测试，硬件模块通过该接口实现对于部分功能的验证，系统集成阶段通过该接口实现对于系统的联和调试，接口方便扩展，便于协议的更新迭代。通过对BLE5.0整体协议按照功能进行有效的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于BLE5.0协议系统的软硬件交互接口，其特征在于：所述接口是一种基于链表的软硬件交互接口，完成控制器和物理层之间的数据及信息交互，该接口基于事件Event实现，实现时每个事件Event使用一个名为ECPT的结构表示，每个结构ECPT包含了描述一个事件Event的所有参数信息，即结构ECPT作为事件控制参数表，该ECPT结构关联一个数据接收链表和一个数据发送链表，软硬件交互接口的硬件侧通过周期性地轮询事件Event列表来判断结构ECPT是否有效。/n

【技术特征摘要】
1.一种应用于BLE5.0协议系统的软硬件交互接口，其特征在于：所述接口是一种基于链表的软硬件交互接口，完成控制器和物理层之间的数据及信息交互，该接口基于事件Event实现，实现时每个事件Event使用一个名为ECPT的结构表示，每个结构ECPT包含了描述一个事件Event的所有参数信息，即结构ECPT作为事件控制参数表，该ECPT结构关联一个数据接收链表和一个数据发送链表，软硬件交互接口的硬件侧通过周期性地轮询事件Event列表来判断结构ECPT是否有效。


2.一种应用于BLE5.0协议系统的软硬件交互方法，其特征在于，所述方法是一种基于链表的软硬件交互方法，完成控制器和物理层之间的数据及信息交互，包括如下步骤：
S100：当BLE5.0系统进行数据发送操作时，软硬件交互接口的软件侧将准备好的数据放在发送缓存中；
S200：设置结构ECPT的有效标志来告知软硬件交互接口硬件侧进行数据发送；其中，结构ECPT作为事件的控制参数表；
S300：当硬件轮询到该结构ECPT有效时，依据结构ECPT中指定的参数获取发送缓存中的内容，并将待发送数据发送到空口；
S400：当BLE5.0系统进行数据接收时，硬件将接收到的数据进行解白化、CRC校验操作后放在接收缓存中，通过中断方式告知软硬件交互接口软件侧，交互接口...

【专利技术属性】
技术研发人员：马越涛，
申请(专利权)人：桃芯科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32