TI 系列的藍(lán)牙芯片在協(xié)議棧支持上比較完善，最近使用CC254x系列BLE芯片，發(fā)現(xiàn)其協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)挺有意思，這里做點(diǎn)簡(jiǎn)單分析。

1.協(xié)議棧結(jié)構(gòu)

CC2540 集成了增強(qiáng)型的 8051 內(nèi)核， TI 為 BLE 協(xié)議棧搭建了一個(gè)簡(jiǎn)單的操作系統(tǒng)OSAL，即一種任務(wù)輪詢機(jī)制。幫你做好了底層和藍(lán)牙協(xié)議深層的內(nèi)容，將復(fù)雜部分屏蔽掉。讓用戶通過(guò) API 函數(shù)就可以輕易用藍(lán)牙 4.0，是開發(fā)起來(lái)更加方便，開發(fā)周期也可以相應(yīng)縮短。 

安裝完 BLE 協(xié)議棧之后，會(huì)在安裝目錄下看到以下文件結(jié)構(gòu)：

其中，Accessories存放附件，如：USB驅(qū)動(dòng)和hex文件。Components即為OSAL操作系統(tǒng)的底層實(shí)現(xiàn)，里面包括OSAL的各層具體實(shí)現(xiàn)。

Documents為協(xié)議棧相關(guān)說(shuō)明文檔，Projects為官方提供的demos，很多demo都是可以直接修改使用的，其中重點(diǎn)關(guān)心四個(gè)demo：

SimpleBLEBroadcaster、SimpleBLECentral、SimpleBLEObserver、SimpleBLEPeripheral。 
這四個(gè)代碼是CC254x開發(fā)的基本模板，他們都有自己的特點(diǎn)。 
· Broadcaster 廣播員 —— 非連接性的信號(hào)裝置 
· Observer 觀察者    —— 掃描得到，但不能鏈接 
· Peripheral 從機(jī)    —— 可鏈接，在單個(gè)鏈路層鏈接中作為從機(jī) 
· Central 主機(jī)   —— 掃描設(shè)備并發(fā)起鏈接，在單鏈路層或多鏈路層中作為主機(jī)。

2.協(xié)議棧OSAL原理分析

協(xié)議棧中所謂的OSAL就是一個(gè)小型的操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了最基本的任務(wù)輪詢。

直接從main函數(shù)開始解剖：

int main(void)
{
  /* Initialize hardware */
  HAL_BOARD_INIT();
  // Initialize board I/O
  InitBoard( OB_COLD );
  /* Initialze the HAL driver */
  HalDriverInit();
  /* Initialize NV system */
  osal_snv_init();
  /* Initialize LL */
  /* Initialize the operating system */
  osal_init_system();
  /* Enable interrupts */
  HAL_ENABLE_INTERRUPTS();
  // Final board initialization
  InitBoard( OB_READY );
  #if defined ( POWER_SAVING )
    osal_pwrmgr_device( PWRMGR_BATTERY );
  #endif
  /* Start OSAL */
  osal_start_system(); // No Return from here
  return 0;
}

        我們先來(lái)看 osal_init_system();系統(tǒng)初始化函數(shù)，進(jìn)入函數(shù)。發(fā)現(xiàn)里面有 6個(gè)初始化函數(shù)，這里我們只關(guān)心osalInitTasks();任務(wù)初始化函數(shù)。繼續(xù)由該函數(shù)進(jìn)入，進(jìn)入后發(fā)現(xiàn)終于看到各層任務(wù)的添加，taskID 依次遞增表示優(yōu)先級(jí)降低，即越底層優(yōu)先級(jí)越高（LL、HAL、HCI、L2CAP、GAP、GATT、SM、Profiles、Application）

void osalInitTasks( void )
{
  uint8 taskID = 0;
  tasksEvents = (uint16 *)osal_mem_alloc( sizeof( uint16 ) * tasksCnt);
  osal_memset( tasksEvents, 0, (sizeof( uint16 ) * tasksCnt));
  /* LL Task */
  LL_Init( taskID++ );
  /* Hal Task */
  Hal_Init( taskID++ );
  /* HCI Task */
  HCI_Init( taskID++ );
#if defined ( OSAL_CBTIMER_NUM_TASKS )
  /* Callback Timer Tasks */
  osal_CbTimerInit( taskID );
  taskID += OSAL_CBTIMER_NUM_TASKS;
#endif
  /* L2CAP Task */
  L2CAP_Init( taskID++ );
  /* GAP Task */
  GAP_Init( taskID++ );
  /* GATT Task */
  GATT_Init( taskID++ );
  /* SM Task */
  SM_Init( taskID++ );
  /* Profiles */
  GAPCentralRole_Init( taskID++ );
  GAPBondMgr_Init( taskID++ );
  GATTServApp_Init( taskID++ );
  /* Application */
  SimpleBLECentral_Init( taskID );
}

 我們?cè)賮?lái)看第二個(gè)函數(shù) osal_start_system();運(yùn)行操作系統(tǒng)。同樣用 go to definition 的方法進(jìn)入該函數(shù)。再進(jìn)入 osal_run_system() ，我們欣喜地發(fā)現(xiàn)這里就是任務(wù)輪詢的基本輪廓，源碼和分析如下：

void osal_run_system( void )
{
  uint8 idx = 0;
#ifndef HAL_BOARD_CC2538
  osalTimeUpdate();
#endif
  Hal_ProcessPoll();
  //這段代碼掃描觸發(fā)的任務(wù)
  do {
    if (tasksEvents[idx]) //優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)被置位，說(shuō)明有任務(wù)觸發(fā) 
    {
      break;//跳出任務(wù)掃描，得到的idx即為任務(wù)ID！
    }
  } while (++idx < tasksCnt);//idx從0開始遞增，先查詢高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)
  if (idx < tasksCnt)
  {
    uint16 events;
    halIntState_t intState;
    //然后進(jìn)入臨界保護(hù)區(qū)，提取事件后清清除
    HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState);
    events = tasksEvents[idx];
    tasksEvents[idx] = 0;  // 清除
    HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState);
    //然后通過(guò)函數(shù)指針調(diào)用對(duì)應(yīng)的任務(wù)處理函數(shù)
    activeTaskID = idx;
    events = (tasksArr[idx])( idx, events );
    activeTaskID = TASK_NO_TASK;
    //taskArr[]即為函數(shù)指針數(shù)組，存放所有定義好的處理任務(wù)函數(shù)的入口地址
    HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState);
    tasksEvents[idx] |= events;  // 保存未處理的事件
    HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState);
  }
#if defined( POWER_SAVING )//如果定義了節(jié)能模式
  else  
  {
    osal_pwrmgr_powerconserve();  //進(jìn)入睡眠
  }
#endif
#if defined (configUSE_PREEMPTION) && (configUSE_PREEMPTION == 0)
  {
    osal_task_yield();
  }
#endif
}

各種初始化---運(yùn)行操作系統(tǒng)---有任務(wù)觸發(fā)---執(zhí)行任務(wù)

以上只是對(duì)協(xié)議棧OSAL系統(tǒng)的簡(jiǎn)單分析，關(guān)于藍(lán)牙通信的API 部分后文再續(xù)。