基于Qualcomm QCC5124的蓝牙耳机之Google Fast Pair方案

你有发现现在满街的人都带著Apple的AirPods吗?
你知道AirPods只要靠近iPhone就可以完成配对吗?
不用羡慕,因为现在Android手机,也可以轻松达成喔~

为您介绍这款高通QCC5124的芯片,透过Google Fast Pair的技术,让你大大简化了以往需要繁复设定的操作流程。拿出耳机就能跟手机配对完成,这是基于Google Nearby 2.0蓝牙快速配对方案。实际上是应用低功耗蓝芽协议(BLE)做装置的扫描和发现,只要手机开启了蓝芽功能,我们只用掏出需要配对的耳机放在手机旁边,一旦找到装置之后,耳机的相关资讯就会被上传至服务器,并返回一条带有产品名称、产品图片的快速配对通知,使用者只要轻轻地点一下,剩下的就是由传统蓝牙的配对方式去完成。只要是支援 Android 6.0 系统以上的手机或平板,内建的 Google Play商店版本为11.7版及以上,都能支援“Fast Pair”的快速配对功能。

目前市面上具备有“Fast Pair”新功能的无线蓝牙耳机还相当少,除了 Google 自家新发表的 Pixel Buds,还有 Libratone 的 Q Adapt On-Ear,以及 Plantronics 将推出的 Voyager 8200 系列无线耳机。
在Google 发布这项蓝牙快速配对新标准后,推测未来将会有更多无线设备装置加入“Fast Pair”的行列。

硬体设计
QCC5124采用90-ball 0.5 mm pitch VFBGA包装,尺寸为5.5 x 5.5 x 1.0 mm。在线路设计方面,可参照规格书内的example application schematic来设计,1个按键3个LED灯,另外拿掉PMOS,使用内部的充电线路即可。麦克风的部分看是否使用Digital MEMS MIC或是一般ECM MIC。QCC5124可以设定成Class AB 或Class D Mono/ Stereo Output。
根据”QCC512x Bluetooth® Power Table Optimization Application Note”文件,透过Bluetest3执行TXDATA1 command去调整发射功率并符合功率控制测项的要求。设定QCC512x chip power输出值于TX DATA1 power(Atn, Mag, Exp),下图为QCC5124最大power输出设定,并于LO Freq.(MHz)设定输出频率点2441,然后点击Execute让QCC5124开始发射continue TX信号


如此调整发射功率大小,不管远近都可以被手机找到而配对成功,不用担心!

因为这是Google所提供的功能,而且手机是会透过网路去搜寻到耳机的相关资讯,所以我们必须先在Google网站上面先去注册及填写一些资料,请按照以下方式执行
新增 Google Nearby Device 及 注册开通 Google Cloud Platform


1. 先到这个网页https://developers.google.com/nearby/devices/ 去Add project


2. 输入 project name 并 create project


3. 在 create project 之前,要先参加 Google Cloud Platform,请点选 Google Cloud Platform's console


4. 会出现要你开通 Google Cloud Platform,请勾选以下条款并选择国家/地区,按下同意并继续


5. 当你参加了 Google Cloud Platform之后,会回到步骤3,你可以重新输入 project name并create project,成功后如下图


6. 新增装置


7. 输入以下资讯,Device type请选择Fast Pair


8. 请选择 Headphones,TX Power 和 Companion App Package Name 可不填,勾选 Google Assistant supported


9. 请上传一张32-bit PNG图档,size必须是512x512的,这样你才有权限按下Add device



10. 成功之后如下


在Google这边设定好之后,接下来修改软体部分

软体开发步骤
1. 安装MDE开发环境

2. 安装ADK 6.4.0.43

3. 开启MDE,创建一个QCC5124 Sink Application的Project如下图


4. 开启 enable_fast_pair,选择 ENABLE_FAST_PAIR

5. 开启 enable_gatt_fast_pair_server,选择 GATT_FP_SERVER


6. 开启 enable_random_address,选择 ENABLE_RANDOM_ADDR


7. 回到网页,按下 Private key 之后,会出现Anti-spoofing key
 


8. 把 Anti-spoofing key 复制并贴到 C:\qtil\ADK_QCC512X_QCC302X_WIN_6.4.0.43\extensions\pydbg_menus\py\user_defined_mod_seed_aspk.json档案里面的ASPK,如下
{
"MOD" : "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx",
"SEED" : "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx",
"ASPK" : "d8O3LdqaJvZl8n86tRESHIqbobYr7Qp5RdSPQ5smEGw="
}

9. 开启 rsa_pss_constants.c 并复制112到127的16进位的值,去除0x让这些值连续,贴到 user_defined_mod_seed_aspk.json 档案里面的 MOD,如下


{
"MOD" : "7d57196f6f6abe48d9377a8f5ad206ba6079ffef5231d589073e68d86153e4e7",
"SEED" : "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx",
"ASPK" : "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx"
}

10. 执行MDE里面 Build > Build All

11. 执行MDE里面 Build > Deploy All


12. 执行MDE里面 Tools > Scramble ASPK,把它复制


13. 贴到ADK Configuration Tool > Fast Pair Support > Scrambled Anti-Spoofing Private Key


14. 复制 MODEL ID 并贴到 ADK Configuration Tool > Fast Pair Support > Fast Pair Model Info



实际连线方式
1. 开启手机蓝牙、定位,并确定有连上网路

2. 开启耳机并进入配对模式

3. 会看到手机上方会跳出讯息,询问要不要配对

4. 点击跳出的讯息,就会自动完成配对

场景应用图

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产品实体图

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展示版照片

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方案方块图

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核心技术优势

 快速连结手机配对  支援OTA更新firmware  支援ANC Hybrid  支持cVc降噪和回声消除  24bit 立体声蓝牙音频接口,支持aptX-HD,音质很有优势  支持外挂QSPI flash  支援Wideband speech通话

方案规格

 内嵌最强大的Kalimba DSP资料处理器,完成各种数位语音处理  较高的蓝牙版本:Bluetooth V5.0,极高的软体相容性  符合Bluetooth v5.0规范  支持A2DP、AVRCP、HSP、HFP  Dual 120MHz Qualcomm Kalimba DSP  24‑bit I²S 界面有1组输入和3组输出channels