蓝牙驱动及Bluez使用流程分析

### 蓝牙驱动及Bluez使用流程分析 #### 摘要 本文将详细介绍Bluez的驱动架构及其上层的使用流程。主要内容包括Bluez驱动的整体框架、数据在驱动中的传递流程、A2DP（高级音频分发配置文件）与Handsfree（免提配置文件）的上层逻辑。此外，本文还将对蓝牙驱动的基础概念进行简要概述，并针对具体场景进行深入分析。 #### 引言 在本章节中，我们将介绍文章的主要内容和结构。本文将围绕以下核心主题展开： - Bluez驱动的整体框架。 - 数据在驱动内的传递流程。 - A2DP与Handsfree的上层逻辑。 - 硬件配置环境：内核版本2.6.21，硬件平台pxa310，蓝牙芯片CSRBC4，BlueZ版本3.22。 #### 蓝牙驱动介绍 蓝牙驱动作为连接CPU与蓝牙模块的关键组件，在整个蓝牙通信系统中起着至关重要的作用。接下来我们将详细介绍蓝牙驱动的各个组成部分及其工作原理。 ##### 串口驱动介绍 由于本文档提到的平台使用了UART口作为蓝牙模块与CPU之间的通信接口，因此串口驱动成为了蓝牙驱动的一个重要组成部分。串口驱动负责初始化和管理UART接口，确保数据能够稳定地在两个设备之间传输。 ##### 初始化 初始化过程是蓝牙驱动的重要环节之一，它包括以下几个步骤： ###### 模块上电 当系统启动时，首先需要为蓝牙模块供电，即上电操作。这是蓝牙驱动初始化的第一步，也是最基础的步骤。 ###### PSKEY的设置 PSKEY是一种用于配置蓝牙模块的安全密钥。正确设置PSKEY可以确保蓝牙通信的安全性。 ##### HCI ATTACH的工作原理 HCI（Host Controller Interface）是主机控制器接口的简称，它定义了主机与蓝牙控制器之间的通信协议。HCI ATTACH则是在主机与控制器之间建立连接的过程。接下来我们将详细分析HCI ATTACH的工作原理。 ###### Hci_uar和bcsp层的加入 在蓝牙驱动中，Hci_uar和bcsp层分别负责UART接口和BCSP（Broadcom Serial Protocol）协议的处理。这两个层的加入对于实现完整的HCI功能至关重要。 - **Hci_uar层**：这一层主要负责UART接口的数据传输，包括数据的发送和接收等基本操作。 - **bcsp层**：bcsp层则是为了适应不同蓝牙控制器而设计的一种通用协议层，它可以实现与各种类型的蓝牙控制器的通信。 ###### hci层的加入 hci层位于bcsp层之上，它主要负责解析HCI数据包，实现主机与控制器之间的通信。hci层的加入意味着蓝牙驱动已经具备了完整的HCI功能。 ###### hci_attach的内核处理 hci_attach是蓝牙驱动中的一个关键函数，它负责完成HCI的初始化过程。hci_attach的内核处理主要包括以下几个步骤： - **注册HCI设备**：将HCI设备注册到内核中，以便后续的操作可以识别和使用该设备。 - **配置HCI参数**：根据蓝牙模块的特点配置相应的HCI参数，如最大数据包长度等。 - **建立连接**：在主机与控制器之间建立稳定的连接，确保数据能够正常传输。 #### 数据在驱动的传递流程 数据在蓝牙驱动中的传递流程是实现蓝牙通信的关键所在。接下来我们将详细介绍数据如何在不同层次间传递。 ##### UART层的数据接收 UART层是蓝牙驱动中最底层的一部分，它负责接收从蓝牙模块传来的原始数据。 ##### HCI_UART的数据接收 在UART层的基础上，HCI_UART层进一步处理这些原始数据，将其转化为HCI格式的数据包。 ##### BCSP层的处理 BCSP层的作用是将HCI格式的数据包转化为适配特定蓝牙控制器的格式。 ##### HCI层及以上的处理 从HCI层开始，数据被进一步解析并向上层应用提供服务。这一过程中涉及的层次包括： - **L2CAP层**：逻辑链路控制和自适应协议层，负责为上层协议提供可靠的数据传输服务。 - **SDP层**：服务发现协议层，用于查询和发现蓝牙设备提供的服务。 - **RFCOMM层**：仿真串行通信层，提供类似于传统串口的服务。 - **其他高层协议**：如A2DP、HFP等。 #### 数据流程的总结 蓝牙驱动中的数据传递流程可以概括为以下几步： 1. **UART层**：接收原始数据。 2. **HCI_UART层**：将原始数据转化为HCI格式。 3. **BCSP层**：适配特定蓝牙控制器的数据格式。 4. **HCI层及以上**：解析并向上层应用提供服务。 #### 扫描过程的分析 蓝牙设备的扫描过程是寻找周围蓝牙设备的重要步骤。接下来我们将详细介绍蓝牙设备的扫描过程。 ##### 用户使用例子 用户可以通过多种方式发起扫描请求，例如使用hcitool工具或通过DBUS（D-Bus）触发。 ##### 用HCITOOL扫描时的逻辑 HCITOOL是一个用于控制蓝牙设备的命令行工具，使用它进行扫描的逻辑如下： ###### 上层逻辑 用户通过HCITOOL发起扫描请求，工具将请求转化为HCI命令发送给内核。 ###### 内核层逻辑 内核接收到HCI命令后，将命令转发给蓝牙模块，并等待扫描结果。 ##### 通过DBUS触发的逻辑 除了HCITOOL外，还可以通过DBUS触发扫描请求。 ###### 上层逻辑之adapterdbus方法的建立 应用程序通过DBUS接口向蓝牙服务发送扫描请求。 ###### 上层扫描方法的调用 应用程序调用特定的DBUS方法来启动扫描过程。 ###### Dbus触发的扫描对应于内核层的处理 内核接收到DBUS请求后，同样会将命令转发给蓝牙模块，并等待扫描结果。 ###### 上层的扫描数据收集 应用程序通过DBUS接口接收扫描结果，并进行数据处理。 #### A2DP的使用过程 A2DP（Advanced Audio Distribution Profile）是一种用于高质量音频流传输的蓝牙配置文件。接下来我们将详细介绍A2DP的使用过程。 ##### 如何使用 使用A2DP配置文件通常需要遵循以下步骤： 1. **服务的激活**：在蓝牙设备上激活A2DP服务。 2. **设备的创建**：在源设备上创建目标设备的记录。 3. **设备的连接**：建立蓝牙连接。 4. **L2cap的连接**：建立L2cap连接以确保音频数据的可靠传输。 5. **AVDTP_DISCOVER的发送逻辑**：发送AVDTP_DISCOVER命令以发现支持的编解码器。 6. **AVDTP_GET_CAPABILITIES命令的发送**：获取对方支持的编解码器能力。 7. **AVDTP_SET_CONFIGURATION的逻辑**：设置编解码器配置。 8. **AVDTP_OPEN函数逻辑**：打开音频流传输通道。 9. **AVDTP_START的逻辑**：启动音频流传输。 #### HANDSFREE的使用过程 Handsfree（免提配置文件）主要用于实现免提通话功能。接下来我们将介绍Handsfree的使用过程。 ##### 使用流程 Handsfree配置文件的使用流程主要包括以下几个步骤： 1. **连接建立**：建立蓝牙连接。 2. **SCO（Synchronous Connection-Oriented Link）的打开**：建立同步连接，用于传输音频数据。 3. **数据的流动**：音频数据通过SCO链接在设备间传输。 #### 总结 通过对蓝牙驱动及Bluez使用流程的详细分析，我们可以得出以下结论： - **蓝牙驱动架构**：蓝牙驱动由多个层次组成，从底层的UART驱动到高层的协议栈，每个层次都扮演着不同的角色。 - **数据传递流程**：数据从底层逐级向上传递，最终达到应用层提供服务。 - **A2DP与Handsfree使用流程**：这两种配置文件的使用过程涉及多个步骤，包括服务的激活、设备的连接、编解码器的协商等。 通过本文的详细介绍，读者不仅能够深入了解蓝牙驱动的内部机制，还能够掌握如何利用Bluez库实现蓝牙设备的应用开发。