Le SIG a publié une nouvelle génération de Bluetooth Core Specification 5.2 au CES2020 à Las Vegas, y compris LE ISOCHRONOUS, LE PWOER CONTROL, LE ATTRIBUTE PROTOCOL. Cet article parle de LE ISOCHRONOUS.

1. BT 5.2 LE AUDIO Marché

Comme nous le savons tous, avant BT 5.2, la transmission audio Bluetooth utilisait le mode Bluetooth A2DP classique pour la transmission de données point à point. Désormais, l'émergence du Bluetooth LE Audio a brisé le monopole du Bluetooth classique sur le marché de l'audio. Au CES 2020, SIG a annoncé que la nouvelle spécification de base BT 5.2 prend en charge l'audio multi-flux qui permettra la transmission de plusieurs flux audio indépendants et synchronisés entre un périphérique source audio, tel qu'un casque TWS, la synchronisation audio multi-pièces. LE Audio ajoutera également Broadcast Audio, permettant à un périphérique source audio de diffuser un ou plusieurs flux audio vers un nombre illimité de périphériques récepteurs audio. La diffusion audio peut être largement utilisée dans les aéroports, les bars, les gymnases, les cinémas, les centres de conférence et d'autres sites. L'émergence de BT 5.2 porte un coup dur à l'Apple TWS et prend en charge la transmission audio simultanée multicanal.

2. Principe de transmission audio BT 5.2 LE

La fonction Canaux isochrones Bluetooth LE est une nouvelle méthode d'utilisation de Bluetooth LE pour transférer des données entre les appareils. Cette fonctionnalité fournit un mécanisme pour assurer la synchronisation entre plusieurs périphériques récepteurs recevant des données de la même source. Le protocole stipule que chaque trame de données envoyée par l'émetteur Bluetooth aura une limite de temps, et les données expirées (données qui violent la période de validité limitée dans le temps) qui ne sont pas transmises, sont rejetées. Par conséquent, les dispositifs récepteurs reçoivent des données valides au regard de leur ancienneté et de leur latence acceptable pour assurer la synchronisation des données reçues par plusieurs dispositifs esclaves. Afin de réaliser la nouvelle fonction, ISOAL est une nouvelle couche dans la pile Bluetooth qui se trouve dans le contrôleur au-dessus de la couche de liaison. Il offre une flexibilité dans la manière dont les couches inférieures de la pile et les couches supérieures fonctionnent ensemble, permettant de fournir un service de segmentation et de réassemblage des flux de données.

L'ISOAL fournit des services de segmentation, de fragmentation, de réassemblage et de recombinaison pour la conversion des SDU de la couche supérieure en PDU du gestionnaire de ressources en bande de base et vice versa.

L'ISOAL utilise des opérations de fragmentation/recombinaison ou de segmentation/réassemblage pour convertir les unités de données de service (SDU) en unités de données de protocole (PDU), ou vice versa. Le contrôleur ISOAL accepte ou génère des SDU via les PHY de codage 1M et 2M pris en charge. La longueur maximale de chaque SDU est le Max_SDU. Utilisez le paquet de données ISO HCI pour transmettre le SDU à la couche supérieure ou de la couche inférieure à l'air.

Pour les exigences d'application du mode de connexion LE et du mode de non-connexion, le protocole BT 5.2 LE AUDIO spécifie deux modèles de cadre de transmission de flux de données.

3. BT 5.2 Transmission de flux de données synchrone basée sur la connexion LE

Les canaux isochrones orientés connexion utilisent le transport logique LE-CIS (LE Connected Isochronous Stream) et prennent en charge la communication bidirectionnelle. Un seul flux LE-CIS fournit une communication isochrone point à point entre deux appareils connectés. Une période de vidage est spécifiée pour le transport logique LE-CIS. Tout paquet qui n'a pas été transmis pendant la période de vidage sera rejeté.

Les flux CIS sont membres de groupes appelés groupes isochrones connectés (CIG), dont chacun peut contenir plusieurs instances CIS. Au sein d'un groupe, et pour chaque CIS, il existe un programme de tranches de temps d'émission et de réception appelés événements et sous-événements.

Chaque événement se produit à un intervalle régulier appelé intervalle ISO, qui peut être compris entre 5 ms et 4 s par multiples de 1,25 ms. Chaque événement est divisé en un ou plusieurs sous-événements. Dans un sous-événement basé sur la transmission de flux de données isochrones, le maître (M transmet une fois et l'esclave (S）répond comme indiqué ci-dessous. Notez que le canal est modifié à chaque sous-événement.

4. Transmission synchrone BT 5.2 basée sur un flux de données de diffusion sans connexion

La communication isochrone sans connexion utilise des flux isochrones de diffusion (BIS) et ne prend en charge que la communication unidirectionnelle. La synchronisation du récepteur doit d'abord écouter les données de diffusion maître AUX_SYNC_IND. La diffusion contient un champ appelé BIG Info. Les données contenues dans ce champ seront utilisées pour la synchronisation avec le BIS requis. Le nouveau lien logique de contrôle de diffusion LE (LEB-C) est utilisé pour les exigences de contrôle de lien logique. Par exemple, la mise à jour du canal, le lien logique du canal de synchronisation LE-S (STREAM) ou LE-F (FRAME) sera utilisé pour le flux de données utilisateur et les données. Le plus grand avantage de BIS est qu'il peut diffuser des copies identiques de données vers plusieurs appareils récepteurs.

Les flux et groupes isochrones de diffusion ne prennent en charge que la transmission synchrone de flux de données multi-récepteurs non connectés. On peut voir que la plus grande différence entre le BIS et le CIG est que le BIS ne prend en charge que la communication unidirectionnelle.

5. Caractéristiques du BT 5.2 LE Audio

• Une nouvelle couche appelée couche d'adaptation isochrone a été ajoutée au contrôleur pour prendre en charge la transmission de flux de données LE AUDIO.
• L'architecture de transport de données a été modifiée pour prendre en charge la communication isochrone orientée connexion et sans connexion.
• Il existe un nouveau mode de sécurité LE 3 basé sur l'utilisation d'un code de diffusion partagé pour permettre l'utilisation du cryptage dans les groupes isochrones de diffusion.
• La couche HCI a un certain nombre de nouvelles commandes et événements qui permettent de configurer et d'utiliser la communication isochrone.
• La couche de liaison comporte un certain nombre de nouvelles PDU, notamment la PDU isochrone connectée et la PDU isochrone de diffusion. LL_CIS_REQ et LL_CIS_RSP sont utilisés pour créer un flux isochrone connecté sur une connexion.
• LE AUDIO prend en charge plusieurs débits PHY de 1 M, 2 M, CODÉ.

6. La perspective de l'auteur

Il ressort de la spécification de base BT 5.2 que la fonction LE AUDIO est une mise à jour de la pile de protocoles logicielle, qui est différente des BT 5.1 CODER PHY et LE 2M PHY qui nécessitent une prise en charge matérielle. Autrement dit, les principaux fabricants d'origine peuvent directement supporter la fonction Bluetooth LE AUDIO en mettant à jour le SDK. C'est sans aucun doute une nouvelle passionnante.