๋ณธ๋ฌธ ๋ฐ”๋กœ๊ฐ€๊ธฐ
๐Ÿ’ก work work work/BLE

BLE ์ฑ… ์ •๋ฆฌ - 3 : ํ”„๋กœํ† ์ฝœ ๊ธฐ์ดˆ

by hanwitjus 2022. 1. 21.

ํ”„๋กœํ† ์ฝœ ์Šคํƒ์˜ ๊ธฐ๋ณธ๊ตฌ์„ฑ์š”์†Œ๋Š” ๊ฐ๊ฐ ์ž‘๋™์„ ์œ„ํ•ด ํ•„์š”ํ•œ ๊ธฐ๋Šฅ์„ ์ œ๊ณตํ•˜๋Š” ์—ฌ๋Ÿฌ ๊ณ„์ธต์œผ๋กœ ๋‚˜๋‰œ๋‹ค.

 

์• ํ”Œ๋ฆฌ์ผ€์ด์…˜ ์ตœ์ƒ์œ„ ๊ณ„์ธต
๋ชจ๋“ ๊ฒƒ์˜ ๋กœ์ง, ์‚ฌ์šฉ์ž ์ธํ„ฐํŽ˜์ด์Šค, ๋ฐ์ดํ„ฐ ์ฒ˜๋ฆฌ๋ฅผ ํฌํ•จํ•˜๋Š” ๋ถ€๋ถ„
ํ˜ธ์ŠคํŠธ GAP, GATT ๋ฐ
๋…ผ๋ฆฌ์  ๋งํฌ ์ œ์–ด ๋ฐ ์ ์šฉ ํ”„๋กœํ† ์ฝœ(L2CAP)
์†์„ฑํ”„๋กœํ† ์ฝœ(ATT), ๋ณด์•ˆ ๊ด€๋ฆฌ์ž(SM)
ํ˜ธ์ŠคํŠธ์ธก ํ˜ธ์ŠคํŠธ ์ปจํŠธ๋กค๋Ÿฌ ์ธํ„ฐํŽ˜์ด์Šค(HCI) ๊ณ„์ธต์„ ํฌํ•จ
์ปจํŠธ๋กค๋Ÿฌ ์ปจํŠธ๋กค๋Ÿฌ์ธก HCI, ๋งํฌ๋ ˆ์ด์–ด(LL), ๋ฌผ๋ฆฌ์  ๊ณ„์ธต(PHY)

 

 

 

 

  • Physical: 2.4 GHz ISM ๋Œ€์—ญ์—์„œ 1 Mbps์˜ ์†๋„๋กœ ํŒจํ‚ท ์†ก์ˆ˜์‹  ์—ญํ•  (์‹ค์ œ Bluetooth Analog Signal๊ณผ ํ†ต์‹ ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ํšŒ๋กœ๊ฐ€ ๊ตฌ์„ฑ๋˜์–ด ์žˆ์Œ)
  • LL (Link Layer): 5๊ฐ€์ง€์˜ RF ์ƒํƒœ ์ œ์–ด (standby, advertising, scanning, initiating, connected) ๋ฐ ๋””๋ฐ”์ด์Šค์˜ Role ์ •์˜
  • HCI (Host Controller Interface): Host ์˜์—ญ๊ณผ Controller ์˜์—ญ์˜ Interface ์—ญํ• 
  • L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol): ๋ฐ์ดํ„ฐ encapulation service ์ œ๊ณต
  • SM (Security Manager): paring and key distributuiion ๋ฐฉ๋ฒ• ์ •์˜ ๋ฐ ์ธ์ฆ๊ณผ ๋ณด์•ˆ์— ์‚ฌ์šฉ
  • ATT (Attribute Protocol): ๋‹ค๋ฅธ ๊ธฐ๊ธฐ๋กœ 'attribute'๋ผ๋Š” ๋ฐ์ดํ„ฐ ๋…ธ์ถœ ๋ฐ ๋ฐ์ดํ„ฐ ๊ตํ™˜์„ ์œ„ํ•œ ํด๋ผ์ด์–ธํŠธ, ์„œ๋ฒ„ ํ”„๋กœํ† ์ฝœ ์ •์˜
  • GAP (Generic Access Protocl): ์žฅ์น˜ ๊ฐ„์˜ paring๊ณผ bonding ์‚ฌ์šฉ์„ ํ†ตํ•ด ์žฅ์น˜ ๊ฐ„ ์ธํ„ฐํŽ˜์ด์Šค ์—ญํ• 
  • GATT (Generic Attribute Profile): ATT๋ฅผ ์ด์šฉํ•˜๋Š” sub-procedure๋ฅผ ์ •์˜ํ•˜๋Š” ํ”„๋ ˆ์ž„์›Œํฌ, ATT ์˜์—ญ์—์„œ ์ฝ์–ด ๋“ค์ธ ์„œ๋น„์Šค์˜ ๊ธฐ๋Šฅ ์ˆ˜ํ–‰

 

1. ๋ฌผ๋ฆฌ์  ๊ณ„์ธต(PHY)

 ๋ณ€์กฐ ๋ฐ ์•„๋‚ ๋กœ๊ทธ ์‹ ํ˜ธ๋ฅผ ๋ณต์กฐ ๋ฐ ๋””์ง€ํ„ธ ๊ธฐํ˜ธ๋กœ ๋ณ€ํ™˜ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ์•„๋‚ ๋กœ๊ทธ ํ†ต์‹ ํšŒ๋กœ๋ฅผ ์‹ค์งˆ์ ์œผ๋กœ ํฌํ•จํ•˜๊ณ  ์žˆ๋Š” ๋ถ€๋ถ„

์ฃผํŒŒ์ˆ˜ ํ˜ธํ•‘ ๋ฐฉ์‹ ์‚ฌ์šฉ -> ๋ฌด์„ ์ด ๊ฐ ์—ฐ๊ฒฐ ์ด๋ฒคํŠธ ์ฑ„๋„ ์‚ฌ์ด๋ฅผ ์ด๋™

์ด๋™๊ฐ’์€ ์—ฐ๊ฒฐ์ด ์„ค์ •๋  ๋•Œ ์ „๋‹ฌ, ์ƒˆ๋กœ ์„ค์ •๋œ ์—ฐ๊ฒฐ์— ๋”ฐ๋ผ ๋‹ค๋ฅด๋‹ค.

 

2. ๋งํฌ ๊ณ„์ธต

 ๋ฌผ๋ฆฌ์  ๊ณ„์ธต๊ณผ ์ง์ ‘ ์ธํ„ฐํŽ˜์ด์Šค ํ•˜๋Š” ๋ถ€๋ถ„

์ผ๋ฐ˜์ ์œผ๋กœ ๋งž์ถคํ˜• ํ•˜๋“œ์›จ์–ด์™€ ์†Œํ”„ํŠธ์›จ์–ด์˜ ์กฐํ•ฉ์œผ๋กœ์จ ๊ตฌํ˜„ 

๊ทœ๊ฒฉ์— ์˜ํ•ด ์ •์˜๋œ ์‹œ๊ฐ„ ์š”๊ตฌ์‚ฌํ•ญ์„ ๋ชจ๋‘ ์ค€์ˆ˜ํ•ด์•ผ ํ•˜๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์— ์ „์ฒด ํ”„๋กœํ† ์ฝœ ์Šคํƒ ์ค‘ ์œ ์ผํ•˜๊ฒŒ ์—„๊ฒฉํ•œ ์‹ค์‹œ๊ฐ„ ์ œ์•ฝ ์กด์žฌ.

>> ๋ณต์žก์„ฑ๊ณผ ์‹ค์‹œ๊ฐ„ ์š”๊ตฌ์‚ฌํ•ญ์„ ์ˆจ๊ธฐ๊ธฐ ์œ„ํ•ด ์ผ๋ฐ˜์ ์œผ๋กœ ํ‘œ์ค€ ์ธํ„ฐํŽ˜์ด์Šค๋ฅผ ์ด์šฉํ•˜์—ฌ ํ”„๋กœํ† ์ฝœ ์Šคํƒ์˜ ์ƒ์œ„ ๊ณ„์ธต๋“ค๋กœ๋ถ€ํ„ฐ ๊ฒฉ๋ฆฌ ์œ ์ง€ ๋œ๋‹ค.

 

๋งํฌ ๊ณ„์ธต ์†Œํ”„ํŠธ์›จ์–ด ์ ˆ๋ฐ˜์ด ๋””๋ฐ”์ด์Šค๊นŒ์ง€์˜ ๋ฌด์„ ์—ฐ๊ฒฐ ์ƒํƒœ๋ฅผ ๊ด€๋ฆฌํ•œ๋‹ค. 

BLE ๋””๋ฐ”์ด์Šค๋Š” usercase์™€ ์š”๊ตฌ์‚ฌํ•ญ์— ๋”ฐ๋ผ ๋งˆ์Šคํ„ฐ๋‚˜ ์Šฌ๋ ˆ์ด๋ธŒ ๋‘˜ ๋‹ค๋กœ ๊ธฐ๋Šฅํ•œ๋‹ค.

 

๋งํฌ๊ณ„์ธต์˜ ์—ญํ• 

  • ์• ๋“œ๋ฒ„ํƒ€์ด์ €: ๊ฒŒ์‹œ ํŒจํ‚ท์„ ์ „์†กํ•˜๋Š” ๋””๋ฐ”์ด์Šค
  • ์Šค์บ๋„ˆ: ๊ฒŒ์‹œ ํŒจํ‚ท์„ ๊ฒ€์‚ฌํ•˜๋Š” ๋””๋ฐ”์ด์Šค
  • ๋งˆ์Šคํ„ฐ: ์—ฐ๊ฒฐ์„ ์‹œ์ž‘ํ•˜๊ณ  ์ดํ›„ ๊ด€๋ฆฌํ•˜๋Š” ๋””๋ฐ”์ด์Šค
  • ์Šฌ๋ ˆ์ด๋ธŒ: ์—ฐ๊ฒฐ ์š”์ฒญ์„ ๋ฐ›์•„ ๋งˆ์Šคํ„ฐ์˜ ํƒ€์ด๋ฐ์„ ๋”ฐ๋ฅด๋Š” ๋””๋ฐ”์ด์Šค

์ด๋Ÿฌํ•œ ์—ญํ• ๋“ค์€ ๋…ผ๋ฆฌ์ ์œผ๋กœ ์• ๋“œ๋ฒ„ํƒ€์ด์ €์™€ ์Šค์บ๋„ˆ(์—ฐ๊ฒฐ์ด ํ™œ์„ฑํ™”๊ฐ€ ์•„๋‹ ๋•Œ) ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ๋งˆ์Šคํ„ฐ์™€ ์Šฌ๋ ˆ์ด๋ธŒ(์—ฐ๊ฒฐ๋์„ ๋•Œ)

์ด ๋‘ ์Œ์œผ๋กœ ๊ทธ๋ฃนํ™” ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค.

 

 


References

https://neosla.tistory.com/49

 

 

 

LIST

๋Œ“๊ธ€