低功耗蓝牙协议栈由哪几部分组成？

随着物联网的发展，业界对简单的、不需要连接的多播或广播通信的需求越来越迫切，蓝牙协议是通信协议的一种，而低功耗蓝牙凭借其低功耗、短距离、可互操作，工作在免许可的2.4GHz ISM射频频段的特性，使得BLE蓝牙模块在IOT领域取得广泛应用。为加深对低功耗蓝牙的认识，快来一起了解低功耗蓝牙协议栈由哪几部分组成的吧！

在深入BLE协议栈各个组成部分之前，我们先看一下BLE协议栈整体架构。
低功耗蓝牙协议栈包含两部分共8层：主机（Host）和控制器（Controller）。要实现一个BLE应用，首先需要一个支持BLE射频的芯片，然后还需要提供一个与此芯片配套的BLE协议栈，最后在协议栈上开发自己的应用。可以看出BLE协议栈是连接芯片和应用的桥梁，是实现整个BLE应用的关键。那BLE协议栈具体包含哪些功能呢？简单来说，BLE协议栈主要用来对你的应用数据进行层层封包，以生成一个满足BLE协议的空中数据包，也就是说，把应用数据包裹在一系列的帧头（header）和帧尾（tail）中。具体来说，BLE协议栈主要由如下几部分组成：

PHY层（Physical layer物理层）。PHY层用来指定BLE所用的无线频段，调制解调方式和方法等。PHY层做得好不好，直接决定整个BLE芯片的功耗，灵敏度以及selectivity等射频指标。

LL层（Link Layer链路层）。LL层是整个BLE协议栈的核心，也是BLE协议栈的难点和重点。链路层用于控制射频设备的工作状态，包括 5 种可能的工作状态：待机、广播、扫描、启动和连接。

HCI（Host controller interface）。HCI 层为主机和控制器之间的通信提供了一种标准化的接口，其主要完成两个任务：① 发送命令给控制器和接收来自控制器的事件；② 发送和接收来自对端设备的数据。

L2CAP层（Logic link control and adaptation protocol）。L2CAP 逻辑链路控制及自适应协议层（Logical Link Control and Adaptation Protocol）为更高层提供数据封装服务，允许逻辑的端到端数据通信。

SM（Secure manager）。SM 层定义了配对和密钥分发的方法，并为其他堆栈层的安全连接以及与另一个设备交换数据提供功能。

ATT（Attribute protocol）。ATT 属性协议用于所有低功耗蓝牙的数据传输，具有快速、简单的特点，其采用了客户端（Client）/ 服务器（Server）架构。

GAP层（Generic access profile）。低功耗蓝牙协议栈的 GAP 层与应用 / Profile 直接连接，负责处理设备的接入方式和过程，包括设备发现、链路建立、链路终止、启动安全功能以及设备配置。

GATT（Generic attribute profile ）。GATT 层是一个服务框架，定义使用 ATT 的子过程。GATT 规定了配置文件 Profile 的结构。在低功耗蓝牙中，所有的数据块由一个 Profile 或服务所使用的数据库称为特性（characteristic）。

对于开发者而言，不需要对每一层的具体实现都有深入的了解。只需要掌握与应用紧密相关的 GAP/GATT 层即可满足大部分开发的需求，通过 SoftDevice（即协议栈，这种方式使得协议栈和用户应用可以单独编译和链接）的 API 软件接口（以 sd_ 开头）调用来实现。