<BLE 이해하기_3> BLE구조_컨트롤러_물리 계층 외(Link Layer, DTM, HCI Layer)

출처 및 인용: INTRO TO BLUETOOTH LOW ENERGY (by Mohammad Afaneh)



BLE 구조에 이어서 ,,

BLE 이해하기 (Intro To BLUETOOTH LOW ENERGY)_구조_물리 계층_2 - https://lazyju.tistory.com/m/11

BLE 이해하기 (Intro To BLUETOOTH LOW ENERGY)_구조_물리 계층_2

컨트롤러에 포함되는 물리 계층 외 다른 계층(Link Layer, DTM, HCI Layer)에 대한 설명을 이어서 하겠다.

2. BLE 계층 (Layers of the BLE Architecture) - Controller

Link Layer (링크 계층)

링크 계층은 물리 계층(무선)과 인터페이스 하는 계층이며, HCI 계층을 통해 상위 계층에게 추출(abstraction) 및 무선 통신을 하는 방법을 제공한다. BLE 규격을 만족시키는 데 필요한 타이밍 요건뿐만 아니라 무선 상태 관리에 대한 책임도 가지고 있다. 또한 CRC, 암호화 등의 하드웨어 작업을 관리한다.


BLE 장치가 작동하는 3가지 상태는 다음과 같다.

• Advertising state
• Scanning state
• Connected state

링크 계층은 다음 그림과 같이 무선의 여러 상태를 관리한다.

링크 계층 스테이터스 (Link layer states)

자세한 내용은 다른 챕터에서 다뤄보는 것으로 ,,, ㅎ


블루투스 주소의 종류로는 Public과 Random으로 나뉘고, MAC 주소와 유사하게 48-bit를 사용한다.

Direct Test Mode (DTM)

RF 테스트를 수행하는데만 필요하며, 제조 및 인증 테스트에 사용된다.

BLE 와의 관련도는 떨어지기 때문에 자세히 다루지는 않겠다.

Host Controller Interface (HCI) Layer

HCI 계층은 호스트 계층이 컨트롤러 계층과 통신할 수 있도록 블루투스 사양으로 정의된 표준 프로토콜이다. 이 계층은 별도의 칩셋에 존재할 수도 있고, 동일한 칩셋에 존재할 수도 있다. 따라서 장치 개발자는 컨트롤러와 호스트 두 개의 블루투스 인증 장치를 선택할 수 있고, 이는 계층 간의 통신 측면에서 서로 100% 호환된다고 말할 수 있다.

호스트와 컨트롤러가 별도의 칩셋에 있는 경우, HCI 계층은 물리적 통신 인터페이스를 통해 구현될 것이다. 규격에 의해 공식적으로 지원되는 하드웨어 인터페이스는 UART, USB, SDIO(Secure Digital Input Ouput)이다. 두 계층(호스트, 컨트롤러)이 동일한 칩셋을 갖는 경우엔 HCI 계층은 로직 인터페이스가 대신할 것이다.

HCI 계층의 일은 호스트에서 컨트롤러로 명령을 딜레이하고, 컨트롤러에서 호스트로 이벤트를 다시 보내는 것이다. 다음은 호스트와 컨트롤러 계층 간의 교환되는 HCI 명령, HCI 이벤트 및 ATT 명령 캡처의 예이다.

HCI 패킷 캡처본

메시지의 예로는 명령 패킷, 컨트롤러 구성, 작업 요청, 연결 및 연결 매개변수 제어, 이벤트 패킷, 명령 완료 및 상태 이벤트가 있다.



이상 BLE 구조의 컨트롤러(Controller)에 해당하는 계층에 대한 설명을 마치겠다.

• 물리 계층 (Physical Layer)
• 링크 계층 (Link Layer)
• DTM (Direct Test Mode)
• HCI 계층 (Host Controller Interface Layer)