本文從功能需求的角度分析一般藍牙BLE單芯片的應用框架（SDK Framework）的接口設計過程，並以TI CC2541為例說明BLE的應用開發方法。
一、應用框架（Framework）
我們熟知的Framework包含Android Framework、Linux QT、Windows MFC。應用框架抽象並封裝實現了一般應用場景的需求，完畢應用開發的80%，剩下的20%則以回調（callback）和接口的方式供應用開發者調用以完畢詳細的需求。
一般Framework完畢的工作包含：任務分發、消息通信和UI等。比如以上三種框架所屬的IDE都能夠實現所見即所得的UI可視化編程，框架完畢了UI控件的大部分工作。而開發者僅僅須要完畢UI控件的消息處理邏輯就可以。如點擊了這個button后怎樣進行響應等。
藍牙BLE單芯片的系統架構包含操作系統、SOC硬件抽象接口和藍牙應用框架等組成部分，操作系統和SOC硬件抽象接口的理解請理解《怎樣高速理解一個全新的嵌入式操作系統》（發送55獲取）和《怎樣高速理解一個全新的嵌入式操作系統（續）》（發送56獲取）。本文僅僅討論藍牙應用方面框架接口設計和應用開發。
二、 藍牙BLE的應用需求
我們都知道BLE是為了實現連接后的通信傳輸和控制。
BLE設計的初衷是為了完畢少數據量的通信，側重於通信控制。所以我們能夠理解BLE的協議棧包含兩大組成部分：一個是藍牙連接；還有一個是通信控制。前者即相應GAP（General Access Profile）。后者相應GATT（General Attribute Profile）。Profile在藍牙術語里面相應於特定的應用場景協議。
三、 藍牙BLE的應用需求分析
我們分別對連接和通信控制進行分析。這里以藍牙設備Peripheral角色進行分析，簡單理解即是從設備。
手機APP所用的藍牙一般充當central角色，即主設備。
1. 連接
連接部分。藍牙外設要完畢的功能包含：
1） 藍牙外設要被發現，其必須要進行廣播
2） 在主設備掃描時要給出掃描響應。這時藍牙設備還是處於廣播狀態。
3） 主設備發起連接時，其能夠要求password配對，而也能夠選擇無需password驗證。
4） 主設備發起連接過程的握手，接受連接。
5） 藍牙外設連接成功后才會開啟通信服務。
2. 通信控制
1） 藍牙外設在連接后通過GATT來提供服務發現（service discover），這樣主設備能夠從中獲取藍牙外設提供的各種服務profile。
2） 主設備在獲取藍牙外設服務后，會對GATT profile的各種特征字（characteristics）進行讀寫傳輸控制。
3） 特征字主要包含write、read、notify和indicate等主要通信方式。對於藍牙外設的write特征字。主設備（如手機）能夠進行寫操作；對於read，主設備則能夠從中讀取信息；write和read對於藍牙外設來說。其屬於被動控制，即藍牙外設被動接受主控制的通信控制。而notify和indicate則是藍牙外設主動向主設備數據傳輸，前提是主設備要預先訂閱相應的characteristics的信息更新。Notify數據后，主設備不須要應答響應。而indicate則須要應答響應。
四、 藍牙BLE的應用框架（framework）設計
我們之前已經分析過，framework應該完畢應用開發的80%工作。即基本完畢了常見的應用需求。剩下20%則是由各個詳細應用的詳細場景需求來決定的。比如，藍牙底層連接時怎么握手，咱們應用開發者不須要關心吧。GATT的characteristics value值的通信過程。我們不要關心吧。當藍牙外設有新的數據要傳輸給主設備時，僅僅須要調用notify或者indicate接口就能夠了，至於底層怎么實現，那是協議棧開發者的工作。
OK，咱們依據第三部分的需求分析來找出應用開發者所關心的20%工作任務。換句話來說，剩下的80%工作量即是藍牙應用框架Framework所要完畢的任務。
一般藍牙單芯片都會給用戶提供SDK進行開發，其里面已經實現framework了。我們應用開發者應當重點關注這20%的任務。
1. 連接
1） 對於廣播來說，不同的應用須要廣播的信息並不一樣。如ibeacon和微信airsync協議的廣播數據格式要求是不一樣的。
所以。framework應該提供給用戶一個自己定義廣播數據的接口。
2） 同理，framework應該提供給用戶一個自己定義掃描響應數據的接口。
3） 對於password配對過程，常見的做法是framework給應用開發提供一個回調接口，當收到主設備傳送過來的password后。對這個接口進行回調，並將這個password以參數的形式傳遞給這個接口，以讓用戶自己推斷password是否跟預設的一致。
4） Framework應該對連接的狀態進行管理。分別提供用戶回調接口，在連接成功時對接口進行回調。以讓用戶在連接成功時做一些特定的操作，如閃燈標識、開啟GATT服務等；在斷開連接時也應該回調用戶接口，以讓用戶在斷開連接時做一些特定的操作。
2. 通信控制
我們這里還是僅僅分析藍牙外設Peripheral角色的framework，不探討主設備的framework，讀者能夠相應進行分析。
1）framework應該明白怎樣用最簡單的方式定義並加入一個藍牙GATT profile服務。藍牙BLE有自己的協議標准，一個藍牙服務service包含一個或者多個characteristics。而每一個characteristics都包含相應UUID、屬性描寫敘述（如可讀、可寫、長度等）、屬性值value、屬性配置（代表訂閱信息）等等。
為了簡化興許的數據處理，一般framework會設置一個handle來相應一個characteristics。
2）framework提供接口給用戶來對各個characteristics的屬性value進行設置和獲取。
3）framework提供回調接口給用戶。當主設備讀characteristics回調讀接口。以讓用戶進行特定操作后再進行傳輸；當主設備寫characteristics時回調寫接口，以讓用戶完畢相應的操作。
4）framework提供用戶接口，完畢主動的notify和indicate操作。
OK，以上即是藍牙BLE單芯片普遍的framework設計需求。我們在接觸一款新的BLE單芯片時，僅僅要能夠重點把握好以上這20%的編程方法，就能高速進行應用開發。
五、Ti CC2541應用開發
TI CC2541 SDK有一個簡單的演示樣例projectSimpleBLEPeripheral，向開發者展現怎樣進行藍牙應用開發。我們通過這個project來理解上述框架設計和編程。
1. 連接
1）定義廣播數據
GAPRole_SetParameter(GAPROLE_ADVERT_DATA,…);
2）自己定義掃描響應數據
GAPRole_SetParameter(GAPROLE_SCAN_RSP_DATA,…);
3）password管理回調
ProcessPasscodeCB()
4）狀態管理回調
peripheralStateNotificationCB()
2．通信控制
1）加入GATT服務
GATTServApp_RegisterService()
2)讀回調
simpleProfile_ReadAttrCB()
3)寫回調
simpleProfile_WriteAttrCB()
4 )屬性值設置和獲取
SimpleProfile_SetParameter()
SimpleProfile_GetParameter()
5)主動傳輸
GATT_Notification()
GATT_Indication()
參數能夠對比詳細的接口進行分析。我們在看詳細的接口之前，能夠思考一下，這些接口的參數應該包含什么東西。假設你能想到包含什么，恭喜你，你的應用框架設計能力已經大大提高了。
記住：嵌入式企鵝圈不僅會告訴你怎樣實現功能（實踐）。還會告知你為什么要這樣實現（理論）。
我們在開發的過程中也要注重怎么去思考和總結開發方法，以積累經驗，舉一反三。觸類旁通！
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