深入浅出蓝牙低功耗音频BLE Audio--4 ISO音频流

• 蓝牙低功耗音频拓扑结构

        如果过去你的工作主要是蓝牙应用程序，那么你可能专注于配置文件，几乎没有看核心规范。 一个可能的原因是蓝牙经典音频配置文件的接口配置已经跟核心设规范绑定好了，因此没有太多需要了解配置文件下面发生的事情或其相关协议。但对于低功耗音频配置文件却不同了，你可能会改变核心规范的工作方式。

         核心规范为了支持起更灵活的应用系统，而必须允许更大程度的灵活，该应用系统不仅满足当今的音频需求，还可以满足我们甚至还没有考虑过的需求，为了实现这点，做出了一个基本的架构层面的修改—把音频流和控制流分开。这意味着定义了一套新的ISO同步物理信道传输音频流，ISO同步物理信道与BLE ACL链路分开且同时存在。核心规范中的ISO物理信道可以同时创建很多ISO音频流，这些音频流可以传输所有类型的音频，从非常低音质到难以置信的高音质类型。ISO数据流不包含控制信息，它完成只传输音频流，控制信息是被BLE ACL链路传输的。共同存在的BLE ACL信道被用来创建ISO信道，打开，关闭，添加音频和媒体控制，以及其他我们需要的所有功能等，以上这些操作都是基于使用BLE规范中标准的GATT规范来完成的。

         为了提供不同延迟，不同音频质量和不同级别稳健性的灵活性，研发人员需要能够控制这些ISO流的配置方式。这些在通用音频框架配置文件协议栈中实现的非常好。这意味着当你开发蓝牙低功耗音频应用程序时，虽然只是使用协议栈顶层的音频配置文件，但是仍需要了解很多底层ISO信道的工作机制。这与之前开发的很多蓝牙应用程序不同。为了帮助理解蓝牙低功耗音频的整体框架，我们需要底层ISO信道是如何开发的，它们实现的功能以及如何使用它们。

        目前为止，蓝牙规范主要关注点到点的连接：一个主设备与一个从设备建立一个连接，然后传输数据，这是一个非常局限的拓扑，许多公司已经开发私有的功能扩展来增加灵活性，正如所看到的真无线立体声耳机。但是ISO信道比这些私有的功能扩展能够提供更广泛的拓扑。除了让一部手机可以连接一对耳机或者一个扬声器，蓝牙低功耗还能够把左右耳已你品信号分别传给对应的左右耳机，也需要能够将相同的信息发送给一对以上的耳机，并且可以增加设备数量和音频流数量。

         存在两种ISO信道：单播模式和广播模式。单播模式连接称为可连接的ISO信道，简称CIS，与现有蓝牙音频方案交类似，某种程度上，CIS意味着两个设备之间已经建立连接来交互数据，并且使用确认机制提供设备之间流控。与CIS共存的还有一个ACL控制信道，该ACL信道在CIS整个传输音频过程中一直存在。

         用于广播模式的BIS与CIS具有相似结构，但是也有一个主要区别：数据确认机制。设备使用广播发送ISO数据流时，不知道有多少设备收到音频数据，这些设备之间没有建立连接，不需要ACL链路，简而言之，广播模式是纯粹混杂的。然而，可以添加控制链路给广播。在蓝牙核心规范级别，BIS与CIS的明显区别是他们传输数据是否被确认。但是蓝牙应用程序为了实现不同应用场景需要在广播和单播之间进行切换，这种切换对用户是无感的。

         广播模式允许多个设备像FM收音机或电视那样听取相同东西，最初电线圈助听器应用要求蓝牙低功耗音频广播能力，在公共场所佩戴助听器的人可以听到相同信号，助听器要求相对低的音频质量，广泛应用于语音。蓝牙低功耗音频拥有着高质量音频且明显的低安装成本，将来在工业界拥有更广泛的应用场景。传统场所：会议中心，剧院和礼拜场所；公共信息发布：航班公告，火车发车时间和巴士时刻表，佩戴耳机或者助听器的人们都可以听到这些信息。广播模式也适用更多私人应用场景，例如一群人收听同一个电视节目，或者互相分享手机上的音乐。最后一个例子展示了蓝牙低功耗音频应用程序如何在不可见情况下来回切换底层协议栈。如果你正在带着耳机听手机音乐时，此时底层协议栈可能使用的CIS链路。当你朋友过来问你“想不想一起听音乐？”，手机分享音乐程序会把你的手机从私有单播连接切换到加密广播模式，这样你们都可以听到相同的音乐了，这种切换场景的功能可以发生在耳塞，助听器，耳机和扬声器上。在应用程序方面，与其他人一起分享音乐应用是无缝切换的，音乐用户不必知道单播模式和多播模式，切换只发生在底层协议栈。

         在本质上讲，这些不同使用场景的构建模块都是相同的，不同点是CIS用于单播场景，BIS用于广播场景，但是BIS与CIS的基本原理是相似的。下面我们从核心规范中，学习他们是如何一起工作的。

备注：资料参考来源：

Bluetooth® Technology Website – The official website for the Bluetooth wireless technology. Get up to date specifications, news, and development info.https://www.bluetooth.com/