低功耗藍芽終端裝置列表簡介

引言

在Internet上搜尋到一篇應用筆記An Introduction to Bluetooth® Low Energy End Product Listing，搭配Yahoo字典、和Google翻譯等工具，我嘗試著將文章的片段翻譯成繁體中文版，希望大家對於Nordic Semiconductor目前提供的藍芽產品能夠擁有些許認識。

文章下載頁面

1 簡介

本應用筆記的目的為展示如何利用現有的Nordic Semiconductor具備的設計優勢來設計、測試、檢核、以及用最少的付出來表列(list)自己的產品。
欲出售貼上藍芽標誌的產品，一間公司必須確認該產品符合藍芽核心規格、且該產品已經表列在藍芽終端產品列表(End Product Listing)之上。
一個表列在EPL的產品等同被授權使用藍芽無線技術，且該產品已按照藍芽技術聯盟的產品標示指引書來進行標示。
以Nordic Semiconductor藍芽晶片(nRFxxxxx)為基礎的產品，其EPL表列可以參照Nordic Semiconductor的合格設計來建立之。Nordic Semiconductor合格設計列表可於www.bluetooth.org/tpg/listings.cfm找到。
從藍芽技術聯盟也可以找到EPL的訓練教材https://www.bluetooth.org/Events/Training/eplTraining.htm。

1.1 藍芽終端產品列表的定義

存在兩種藍芽終端產品的選項，分述如下。

• 一種是包含了上達GATT之所有層級的實作。這不應該跟包含了所有層級的積體電路產生混淆，一個完整的終端產品需要包含所有的外部元件和電路佈局。這類終端產品通常是通用型模組，這類產品的需求中不包含profile。值得注意的是，應用程式和外觀不受藍芽檢核的影響。

• 另一種是包含了上達一個或多個profile之所有層級的實作。這類終端產品通常是一個完整的設計(例如接近鑰匙、或其它代工產品)。對於終端產品製造商而言，這類終端產品是一種包含應用軟體和外觀的完整產品。

1.2 術語

名稱	定義	描述
BLE	低功耗藍芽	BLE為藍芽核心4.0無線技術特徵之一，它是一個將人機互動裝置／感測器網路所需的低電流消耗予以最佳化的通訊協定。
BQE	藍芽檢核專家	一個通過藍芽技術聯盟之BQTF的人員，可以檢核客戶的產品(並收取費用)。
BQTF	藍芽檢核測試設施	一個經過正式認可的測試實驗室，可以執行測試與提供檢核協助(並收取費用)。
Bluetooth End Product		終端裝置沒有許可證問題、而可以任意組合或販售。終端裝置呈現了完整的藍芽無線解決方案。終端裝置的範例如接近標籤、手錶、遙控器、運動／健身／健康照護感測器、手機配件、個人電腦安全週邊、和自動化感測器。
EPL	終端裝置列表	一個具備藍芽無線技術的裝置準備販售時，該裝置首先必須被表列在合格設計列表頁面上。一旦表列便被稱為EPL。
EPM	終端裝置製造商	一間表列了一個裝置在終端裝置列表上的製造商。
EP-QDL	終端裝置合格設計列表	一個預期被重新表列在終端裝置合格設計清單的合格藍芽設計。EP-QDL必須包含所有設計的相關資訊，例如零件清單、和印刷電路板佈局等。
GATT	通用屬性profile	GATT是一個被所有頂層低功耗profile所使用的基礎profile，其定義了屬性(ATT)可以如何被分群成為有意義的服務。
OEM	原始裝置製造商	專門製造產品的製造商，其製造出來的產品將貼上採購之公司的品牌，再予以販售。
PCC	產品變更查核清單	引導用的查核清單，其目的在於確定並指出哪些測試案例需要重新測試、並作為原始EP-QDL的修改結果。
PICS	協定或profile實作遵守聲明	指出該設計所支援的所有主要和次要藍芽特徵的清單。
Profile		Profile為定義了應用或測試案例該怎麼樣地使用服務的高階定義。
Profile Subsystem Product		子系統被允許作為合格的產品形態之一，並且可以用來跟其它合格的產品組合在一起，子系統組合之後呈現了完整的藍芽解決方案(甚至是終端產品)。欲作為一個合格的子系統，必須證明其可被拿來製作完整的藍芽解決方案。子系統允許部份的藍芽實作被生產並販售予終端使用者(例如作業系統堆疊、或USB資料傳輸器)、且允許這些使用者能夠製作並組合藍芽規格的各個部位而無需更進一步的檢核。使用子系統時，可以拿2個(或更多)的先前未曾組合的子系統予以組合使用(只要它們的設計可以予以組合)。
PTS	Profile隧道套件	一個藍芽技術聯盟開發的一個基於個人電腦的黑箱測試工具，它是一個相容性測試系統，可以用來進行主機特徵和藍芽profile的相容性測試。
QDL	合格設計列表	一個可供其它產品引用的合格列表頁面，取消完整的相容性測試以便於取得合格的EPL。
RF PHY	射頻實體層	射頻實體層為晶片或電路的一部份，其包含了實體的射頻發射器與接收器(收發器)。
SIG	技術聯盟	藍芽技術聯盟為一私人持股的非營利協會。該技術聯盟的主要工作為監督藍芽規格的發展、藍芽技術的核可、和製造商的商標。
SoC	系統晶片	一個系統晶片為一包含了所有電腦和電子系統於單一晶片的積體電路。它可能涵蓋了數位、類比、混合信號、及一般的射頻功能。
TPG	測試計畫產生器	一個能夠以你預期在你的設計當中實踐的角色與特徵來產生測試計畫的線上工具，包含了各個協定與profile規格的測試。
UUID	全球統一識別號	一個能夠用來識別特定實作或描述之128位元的數字。
µBlue		Nordic Semiconductor產品線中的低功耗藍芽的解決方案。

2 終端產品列表

任何打算銷售予客戶的產品首先必須通過檢核、且以EPL形式表列於藍芽檢核列表頁面，這同時也是將藍芽標誌與圖樣貼在產品和行銷素材上的必要條件。
產生一個EPL既不需費用，也不需要額外的檢核與測試。一個EPL總是需要參照一個EP-QDL，亦可以是一個EP-QDL和profile子系統的組合。
一個EP-QDL是一種用來重覆使用(或重覆表列)的設計。因此，一個EP-QDL以零件清單、印刷電路板佈局、藍芽profile、和PICS為基礎，而一個EP-QDL可以用來創造不同的EPL。當一個EPL設計要求了該EP-QDL的PICS不支援的功能時，此時便需要一個嶄新的EP-QDL。產生一個全新的EP-QDL需要檢核費用與測試。

3 如何建立一個EPL

EPL可以經由下列方式擇一來產生之：

• 重新表列一個包含了profile在內的所有層級之設計與實作。

• 組合一個EP-QDL和一個profile子系統。

可以藉由上述方式中的任意一種來添加一個私有的profile。

3.1 重新表列一個包含了profile在內的所有層級之設計與實作

這類設計通常由設計代工廠商選定之特定應用領域中的特定應用profile。這類案例下的EP-QDL包含了所有必備元素，以便建立EPL。重新表列包含了profile的設計範例請參閱4.1。
下列為重新表列一個包含所有層級之設計的步驟：
1. 在Nordic Semiconductor裡找尋你的產品所需要的基礎EP-QDL。
2. 參照該EP-QDL來建立EPL。

3.2 組合一個EP-QDL和一個profile子系統

一般來設這會是一種適用於不同應用的通用型設計。在這類案例中，EP-QDL不包含任何的profile(也就是包含了上達GATT的低功耗藍芽的所有層級)。可以從profile子系統中選擇profile來添加。重新表列這類設計和profile子集合的範例請參閱4.2與4.3。
下列為組合一個EP-QDL和一個profile子系統的步驟：
1. 找尋符合你需求的通用EP-QDL。
2. 在profile子系統裡選擇適當的低功耗藍芽profile。
3. 組合profile子系統的子集合與指定的EP-QDL。
4. 建立一個參照了profile子集合和指定EP-QDL之組合的EPL。

3.3 添加一個私有profile

當沒有合適的低功耗藍芽profile存在時，私有profile便可以被添加至EP-QDL。一個EP-QDL可以跟私有profile組合，也可以跟私有profile和低功耗藍芽profile共同組合。私有profile不需要聲明一致性。值得注意的是，一個私有的應用程式或profile不在藍芽專利與許可證合約的涵蓋範圍之中。
下列為添加一個私有profile的步驟：
1. 依據適當的EP-QDL來執行3.1或3.2的步驟。
2. 於EPL中的終端產品細節中以文字描述實作完畢的私有profile，描述的文字將被鏈結於藍芽技術聯盟的藍芽檢核列表頁面上。

3.4 重新表列的評估與重新測試

在取得擁有EP-QDL設計所有權的公司的許可後，你可以重新表列前述既有的EP-QDL與相關的profile子系統。若你沒有對原始EP-QDL設計做任何的調整，你的EPL可以參照該EP-QDL而不會招致檢核費用，同時也不需要重新測試。
例如A公司檢核通過的設計可以被B公司重新表列。由A公司承擔檢核成本、而B公司可以重覆使用而無需檢核成本。
這需要基於下列的假設：

• 沒有額外的功能(PICS功能)被添加至該設計。

• 沒有任何印刷電路板與零件清單的修改。

這類情境的典型案例為預先通過檢核的藍芽模組。
然而，當你的設計修改了些許的印刷電路板或零件清單時，你仍然需要重新表列該設計。在這個案例中，設計裡任何的調整或修改都需要被評估，即使該修改沒有改變EP-QDL的PICS。評估的目標在於確定調整或修改是否會造成檢核證明失效。在這個案例中，相關的檢核測試需要重新執行。
若合適的一致性測試通過時，EPL可以參照該EP-QDL。測試證明與評估說明將會被儲存，以作為未來欲重新表列之公司的參照。
倘若必須進行評估的時候，在此建議諮詢BQE。安規測試的部份，藍芽射頻實體測試不能在欲重新表列的公司裡進行，而是必須在BQTF進行之。至於profile實作的相關評估則可以在欲重新表列的公司進行，而不需要BQTF或BQE協助。評估的過程中將使用PCC作為指導方針。
請注意：

• 維護檢核完整性是欲重新表列之公司的責任。

• 對於原始EP-QDL的修改或調整都需要重新評估。

4 藍芽終端產品範例

本章涵蓋了讓產品成為合格的終端產品的數種情境。

4.1 重新表列包含了profile的設計，以nRF8002為例

nRF8002裝置為一個包含了低功耗藍芽所有層級與接近profile的低功耗藍芽系統晶片，該裝置是特地為接近鑰匙應用所製作的設計，nRF8002的藍芽合格設計編號為B019507。該裝置的EP-QDL的基礎設計為nRF8002-DK開發工具，該設計的佈局可以被修改以符合終端應用的需求。可以藉由參照nRF8002的EP-QDL來建立EPL。除了因應印刷電路板／零件清單所做的調整需要射頻實體重新測試與評估之外，無需費用。

4.2 重新表列組合了profile子集合的設計，以nRF8001為例

nRF8001是一個包含了上達GATT所有層級的通用型低功耗藍芽連接性晶片(connectivity-on-chip)裝置。nRF8001可以跟數個表列在nRF8001之profile子系統裡的數個profile進行組合。該晶片可以用來實作基於低功耗藍芽應用的各式集合。nRF8001的藍芽合格設計編號為B017595。該裝置的EP-QDL的基礎設計為nRF8001-DK開發工具，在nRF8001之profile子系統裡具有相容於nRF8001裝置的profile超集合。選擇你打算使用在終端應用裡的profile子集合作為起點，進而參照這些profile子集合、並組合EP-QDL、並且建立EPL。除了因應印刷電路板／零件清單所做的調整需要射頻實體重新測試與評估之外，無需費用。除非Nordic Semiconductor的profile移植指引書有提及，不然profile的重新測試是建議的項目而非必須的項目。

4.3 重新表列組合了profile子集合的設計，以nRF51822為例

nRF51822裝置為一個包含了低功耗藍芽所有層級與profile的低功耗藍芽系統晶片，為了提升彈性，協定堆疊與profile未預先燒錄在晶片裡，而是需要在Nordic Semiconductor官方網站上下載。其重新表列的程序類似nRF8001，選擇你打算使用在終端應用裡的profile子集合作為起點，進而參照這些profile子集合、並組合EP-QDL、並且建立EPL。除了因應印刷電路板／零件清單所做的調整需要射頻實體重新測試與評估之外，無需費用。值得注意的是nRF51822販售時為一清空的快閃記憶體，可作數種不同的通訊協定之用。某些協定堆疊為Nordic Semiconductor表列之有效合格的EP-QDL(例如S110)，可供參照。像是預先編譯完畢的SoftDevice這類合格的協定堆疊可由Nordic Semiconductor下載，無需修改便可燒錄至nRF51822。預先編譯完畢的SoftDevice是一個分離之二進制區塊，其執行期保護的特色可以確保你的應用程式在開發或出貨時不致於錯誤地修改之。若是打算添加一個profile子系統，你可以下載合格的profile並合併至你的應用程式，進而成為終端產品。該裝置的EP-QDL的基礎設計為nRF51822開發工具裡的nRF51822 nRFgo模組，下圖展示了最終EPL的相關零組件。

nRF51822層級與EPL元素

5 重新表列的考量

一個EPL需要銷售產品至終端消費者，EPL只能藉由重新表列EP-QDL中取得。這意味著任何公司計畫銷售他們的藍芽產品給終端產品製造商時將需要屬於自己的有效EP-QDL(因為EPL無法重新表列)。
模組製造商和設計代工廠商的產品將需要一個EP-QDL，以便讓他們的客戶可以重新表列而不致增加成本。EP-QDL可以基於Nordic Semiconductor既有的EP-QDL來產生，但要注意的是這將會引發除了重新測試與評估之外的藍芽技術聯盟的檢核費用，因為EP-QDL只能藉由BQE的協助來建立。若你的產品不打算銷售予終端消費者時，請諮詢Nordic Semiconductor技術支援、或者是洽詢BQE。
若你打算以藍芽的觀點來整合協力廠商的產品或數個設計進到專屬於你的設計裡時，以你的硬體設計來註冊一個EP-QDL是個極具經濟意義的作法。一旦具有專屬於你的EP-QDL時，你或你的客戶可以重新表列而不需要評估與測試；若是參照回Nordic Semiconductor的EP-QDL時，可能得強制地接受評估，甚至可能要因應各個型號而進行測試。
除此之外，註冊專屬於你的EP-QDL，那些在你的設計中所採用的供應商將不會出現在藍芽的網站上。