应用笔记|关于蓝牙 BLE 资格认证介绍

来源:STM32单片机发布时间:2023-04-274945浏览

关键字：蓝牙资格认证, BLE, QDID, DID, BQB, SIG

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1 引言2 应用场景3 实验结果
4 小结

1. 引言

我们知道，如果一个公司提供涉及蓝牙技术或使用任何蓝牙商标（包括“蓝牙”字词）的产品，则它首先必须成为 Bluetooth SIG 的成员并将产品完成蓝牙资格认证流程，这样产品才可以在市场上销售。蓝牙资格认证可保证蓝牙设备连接互通操作的兼容性。

Bluetooth SIG 成员一般分两种，一种是 Associate（$7500）付费成员，另外一种是Adopter 不需付费成员，客户可以依据具体的需求来申请不同种类的会员。需要注意的是蓝牙SIG 董事会于 2021 年 3 月 9 日批准将所有会员费增加了 20%，并于 2022 年 1 月 1 日生效。具体付费变化见下图：

2. 蓝牙认证流程

蓝牙认证流程是通过使用蓝牙认证工具 Launch Studio 完成。而 Launch Studio 中有两种认证流程。

• 无需测试的资格认证流程

• 需要测试的资格认证流程

使用哪个流程取决于产品是使用新的设计还是现有的蓝牙设计。下面分别对两种资格认证流程做进一步介绍。

2.1 蓝牙无需测试的资格认证流程
如果您的产品使用已经过认证的芯片或设计（End Product 或 Subsystem 产品类型），并且您不作任何设计更改，或者您只是转售已经过资格认证的产品，您就无需进行额外的测试。比如直接使用 STM32WB 的模块，而不做任何修改。包括以下：

• 在产品中使用先前合格的蓝牙终端产品或子系统，而没有更改或添加其它的蓝牙设计

• 购买由第三方制造的蓝牙产品，并使用自己的名称或徽标（称为“白标”）

• 创建仅涉及先前合格的蓝牙终端产品或子系统的组合，产品没有更改设计

2.1.1. 无需测试的资格认证流程的具体步骤
使用 Launch Studio（蓝牙认证工具）列出设计信息并添加相关产品，具体步骤：

1. 注册项目并提供基本信息（Project Basics），包括任何现有的 QDID（Qualified Design IDs）。

2.提交详细的产品声明。

3.购买声明 ID（Declaration IDs (DID)）。

4.确保所有步骤都已完成，验证信息并将产品提交给 BQTF(Bluetooth Qualification Test Facilities)，比如 TUV,SGS 等认证机构做认证，签署声明。

2.2蓝牙需要测试的资格认证流程

此流程适用于创建新的蓝牙设计或有对先前合格蓝牙设计有做修改的产品。比如产品直接使用 STM32WB 芯片设计 BLE 产品。包括以下：

• 新的产品设计或组合，其包含先前合格的蓝牙终端产品或子系统以外的设计• 有通过更改核心配置/功能来更改先前合格的蓝牙设计• 使用先前合格的蓝牙组件（Component）产品类型设计的产品。
2.2.1. 需要测试的资格认证流程的具体步骤
使用蓝牙认证工具 Launch Studio 列出设计信息、生成测试计划、上传测试证据并添加相关产品。具体包含以下步骤：

1. 注册项目并提供项目基本信息（Project Basics），包括任何现有的 QDID

2. 选择与项目相关的协议层

3. 选择相关的 ICS

4. 下载测试计划和测试程序以在 PTS 中运行

5. 通过 BOTF 比如 TUV,SGS 等认证机构参考 TCRL 执行测试并上传证据

6.提交详细的产品声明

7.购买声明 ID

8.确保所有步骤都已完成，验证信息并提交产品进行资格认证,签署声明

2.3关于蓝牙测试文件说明

产品做资格认证选择需要测试的资格认证流程时，在 Launch Studio 中 ICS Selection 选择的功能会决定需要完成的测试用例，这些测试的目的是为了表明该蓝牙设计的合规性以及互联互通性。有关测试用例的信息，可在最新的 TCRL，测试规范（Test Specification）以及测试套件（Test Suite）文档中查看：https://www.bluetooth.com/zhcn/specifications/qualification-test-requirements。也可以从 Launch Studio 下载。常见的测试文件如下：

• 测试用例参考列表（TCRL）：针对所有 Bluetooth SIG 成员的资格认证参考文件，这是一份动态文件，用于介绍新的测试用例、删除测试用例和对测试用例进行分类。会员只能使用这些文件参考来认证其 Bluetooth 启用产品。• 实施一致性声明（ICS）：提供了一种标准化方法来定义产品所支持的蓝牙功能。• Bluetooth 测试套件（TS）：定义了每个基本 Bluetooth 功能验证的目的、顺序和判定。每个测试套件都包含一个测试用例映射表（TCMT），该表根据 ICS 声明中指定的支持能力，确定所有需要的相关测试用例。• 针对测试的实现额外信息（IXIT）：通常包含有关测试的物理设置和连接的信息，这些信息不是协议或配置文件的一部分。这可能是有关被测系统的硬件、套接字或电话号码的信息，或其他信息，以使测试更灵活，并实现可重复性等。若一行中没有 IXIT，则意味着 IXIT 没有随该行中的其他文件一同发布。不过请注意，这并不排除测试工具要求遵循 IXIT，以便正确配置用于测试特定设备的测试仪。

TCRL、ICS、TS、IXIT 是 Bluetooth 资格认证要求链中的基本文件。下图以 ICS 选择举例

2.4关于蓝牙认证中协议层(Core Layer）及产品类型的说明

蓝牙技术是通过软硬件结合来实现的，通常我们称软件部分为 Host，硬件部分为Controller。目前蓝牙规范最普遍的两种应用是经典蓝牙和低功耗蓝牙（BLE）。而双模芯片则会同时支持这两种应用模式。

每种应用模式都会有对软件（Host）部分和硬件（Controller）部分的最低核心配置要求来组合实现完整的蓝牙无线传输方案。下图分别对应每种不同（Controller Subsystems，Host Subsystems, 和 End Product）蓝牙产品类型（product types）以及常见所需的核心层：下图是常见的蓝牙产品的 layers，有些应用并不需要包含所有的 layers。

如下图列出 Launch Studio 中部分的 profile，客户可以根据应用勾选使用的 layers。

2.4.1.蓝牙产品类型的定义
“Product Type” 是由产品支持的 Core Configuration 所决定的。“Product Type”不是成员公司的产品类别或者产品描述，而是用于反映这个蓝牙设计所支持的协议层（layers），如上一页介绍。“Product Type”是在 Launch Studio 中的需要测试的资格认证中的 Project Basics 里选择的。“Product Type”产品类型主要有分为：Component ，Subsystem 以及 End product。具体见下表：

后面会看到 STM32WB 主要采用 Component 和 Profile Subsystem 的产品类型认证。
下图以需要测试的资格认证流程举例，需在 Launch Stadio 选择测试用例参考列表 TCRL 和产品类型。

2.4.2.关于组件（Component）的资格认证
从上面蓝牙产品类型定义中可以知道，组件（Component）是用来在资格认证过程中被集成以创建一个新的 End Product 或 Subsystem。该资格认证过程必须在 Launch Studio 中选择需要测试的资格认证（Qualification Process with Required Testing）流程。组件（Component）使得会员公司在资格认证中有更多的灵活性：既可以对原来经过认证的蓝牙设计进行修改并对 ICS（Implementation Conformance Statement）进行更新，同时可以继承原来组件（Component）中未被修改部分的测试证据（test evidence）。
即在集成一个 Component 来创建新蓝牙 End Product 或 Subsystem 时，原来Component 资格认证的测试证据可在新的 End Product 或 Subsystem 的测试计划中被引用。这就使得会员公司可以修改之前已经过认证的 Component 而无需重复测试未受影响的测试用例。
2.4.3.蓝牙产品类型 End Product/Subsystem 和（已测试的）Component 认证的区别
若一个认证的蓝牙设计将会被其他会员公司使用到其产品中，（资格认证）产品类型的选择将对引用该产品的会员公司的认证产生极其重大的影响。若使用蓝牙技术的产品中的核心（蓝牙设计）部分不会被下游客户修改，建议将此产品作为 End Product 或 Subsystem 认证。若认证的蓝牙设计可以被其他会员公司在集成到产品中时对核心（蓝牙）功能修改，则产品需作为Component (Tested)完成认证。下表对选择不同产品类型的优劣势做了大概对比，以方便客户选择：

2.5关于QDID 和 DID

Qualified Design IDs (QDID) ：合格的设计 ID（QDID）是在需要测试的资格认证过程中给新蓝牙设计分配的。QDID 可被其他成员公司在认证过程中引用（仅可被引用至 End Product或 Subsystem 的产品类型）。例如，如果一家会员公司生产了一个蓝牙模组被另一家会员公司应用到他们生产的消费产品中，该模组需要作为一个 End Product 通过需要测试的资格认证。该认证过程完成后会产生一个 QDID 用以提供给购买该模组的会员公司。购买该模组的会员公司可以直接引用该该模组生产方会员公司提供的 QDID 并选择无需测试的资格认证流程。

DID(Declaration ID)：声明 ID（DID）是一种无论产品选择何种方式完成资格认证都需要被获取的识别标识。完成需要测试的资格认证过程会获得一个新的 QDID（系统自动生成）和一个新的 DID（购买），以对应其产品列名（listing）。完成无需测试的资格认证过程将会获得一个新的 DID（购买）并引用一个或多个 QDID 以对应产品列名（listing）。可以理解为一个 DID 可以包含(Listing)一个或多个 QDID，一个 QDID 也可以被一个或多个 DID 引用（Listing）。声明 ID（DID）可在 Launch Studio 的 Manage My Declaration IDs 页面购买，或在资格认证过程的 Declaration ID 那一步购买。

2.6向资格认证/声明中添加产品

一个声明（Declaration）可以包含多个产品，前提是这些产品都使用相同的且未经修改的合格设计（QDID）。若原（QDID）的规范版本没有被废止（withdrawn），则可以在现有声明（Declaration）DID 中免费添加(Listing)产品。在 Launch Studio 中向产品列表（Product List）添加新产品时，需要声明所添加的产品所集成的蓝牙设计与原符合性声明（DoC）中的蓝牙设计相同。

本文首先介绍了蓝牙资格的认证流程，以及认证过程涉及的测试文件，蓝牙的 layers，资格认证的产品类型，QDID/DID 等内容。后面介绍了 STM32WB 提供的 RF_PHY， BLE_STACK，Profile STACK 三种 QDID，说明了客户在使用 STM32WB 芯片或模块方案设计产品时该怎么引用这三个 QDID。此外，还介绍了基于 BlueNRG-1 / -2 介绍如何填写 SIG BQB 认证表格。由于文章篇幅有限仅展示部分信息，完整内容请点击“阅读原文”下载原文档。

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