蓝牙系列十一：HCI层的数据格式

HCI层作为Host和Controlor链接的接口存在。以下是对HCI层的数据格式的解析。

1、参考：蓝牙协议core_v5.0.pdf 《Vol 2: Core System Package [BR/EDR Controller volume]》的“Part E: Host Controller Interface Functional Specification”

2. 协议栈框图

对于被动扫描，周边的外设会给controller发送各种广播包，解析广播包，从而得到设备的信息。

对于主动扫描，除了被动的获得广播包外，controller还可以给某个设备发出扫描请求，设备就会返回一个扫描回应，将更多的信息给controller。

两个蓝牙设备互相通信，涉及两个Controller。Controller是具备一定智能的，它可以自行决定做什么事情：不需要Host决定它的每一个细节。比如说：要想让Controller发出扫描请求(SCAN REQ)，Host只需要向Controller发出一个“scan enable”的命令即可，Controller就会根据预设的参数自动发出扫描请求(SCAN REQ)广播包。

Controller就是一个芯片，它封装了LL层、PHY层那些复杂的操作；Host不需要理解芯片内部复杂的操作，只需要遵守Controller的规范，向它提供command，从它获得event，与它交互acl data。

HCI层跟LL层的关系：

a. 有些HCI command只是用来设置本地Controller，不导致无线传输

b. 有些HCI command会导致LL层发出各类广播包，

比如“LE Set Scan Enable Command”在主动扫描时会导致LL层发出SCAN_REQ广播包，

比如“LE Create Connection Command”会导致LL层发出CONNECT_REQ广播包

c. 有些HCI command会导致LL层发出数据包，其中的LLID=11b，表示是“LL Control PDU”，

比如“LE Read Channel Map Command”就会导致LL层发数据给对端设备，以便读取对端设备的信道图。

d. ACL Data是必定导致LL层发数据给对端设备的，

这时的LL层数据，有可能是起始包，LLID=10b；

也可能是延续包，LLID=01b；

也可能是空包，LLID=01b

在上一篇博客里，在传递Command/Event/ACL Data这3类数据时：

1. 对于UART接口的Controller，会在数据前面加上1字节的头部用来分辨是哪一类数据

2. 对于USB接中里的Controller，每类数据对应一个Endpoint，数据会直接发给Endpoint

下面，介绍Command/Event/ACL Data这3类数据的格式。

一、Command格式：

Command前有2字节的头部OpCode，用来表示是哪一个Command。

OGF表示“OpCode Group Field”，即“哪一组命令”，它占据高6位。

OCF表示“OpCode Command Field”，即“这组里的哪一个命令”，它占据低10位。

在蓝牙协议里，每一个OGF用一节来描述，在这节里会描述该组(OGF)的所有命令(OCF)，位置如下图：

BTStack示例：

btstack-master\src\hci_cmd.c

12211分别表示1个字节用来表示扫描类型、2个字节用来表示扫描间隔、2个字节用来表示scan_window、1个字节用来表示own_address_type、1个字节用来表示scanning_filter_policy。

以后发送命令的时候，就需要根据12211这个格式来组装这些参数。在代码中搜索hci_le_set_scan_parameters.

hci_send_cmd(&hci_le_set_scan_parameters, 1, 0x1e0, 0x30, hci_stack->le_own_addr_type, 0);

代码中和文档中OCF的值刚好对应，正好是B。

再来看一个例子：

它带有两个参数，每个参数占一个字节，即hci_stack->le_scanning_enabled占一个自己；0占一个字节

其他的命令也是类似的，具体需要查看蓝牙文档core_5.0

二、Event格式：

在官方协议中对于Event并没有明确的分类，按我的理解可以分为以下3类：

Event分类	说明
Command Status Event	命令状态事件，表示控制器已经接收到命令并正在处理
Command Complete Event	命令完成事件，表示命令已经处理完毕并返回结果
Advertising Report Event	广播上报事件，本Event是Controller主动上报的而上述2个Event都是由command导致的

示例：

有些命令需要一定时间才能执行完，比如LE Create Connection命令。控制器接收到该命令后会首先返回一个“命令状态事件”，随后等待连接建议完成或者失败，再返回“命令完成事件”。

Event的格式：

三、ACL Data格式：

ACL Data是传递给对端设备的数据，在建立连接之后才可以传输ACL Data，格式如下：

Handle表示对端设备：主设备的Controller要与对端设备连接时，会生成一个32位的随机数，它被称为Access Address。在LL层的数据包中，Access Address被用来表示对端设备。但是Host程序并不想使用这个32位的数据，于是Controller又分配一个12位的Handle来表示这个Access Address、表示对端的设备。

Packet_Boundary_Flag: