基於Qualcomm QCC5124的藍牙耳機之Google Fast Pair方案

你有發現現在滿街的人都帶著Apple的AirPods嗎?
你知道AirPods只要靠近iPhone就可以完成配對嗎?
不用羨慕,因為現在Android手機,也可以輕鬆達成喔~

為您介紹這款高通QCC5124的晶片,透過Google Fast Pair的技術,讓你大大簡化了以往需要繁複設定的操作流程。拿出耳機就能跟手機配對完成,這是基於Google Nearby 2.0藍牙快速配對方案。實際上是應用低功耗藍芽協議(BLE)做裝置的掃描和發現,只要手機開啟了藍芽功能,我們只用掏出需要配對的耳機放在手機旁邊,一旦找到裝置之後,耳機的相關資訊就會被上傳至伺服器,並返回一條帶有產品名稱、產品圖片的快速配對通知,使用者只要輕輕地點一下,剩下的就是由傳統藍牙的配對方式去完成。只要是支援 Android 6.0 系統以上的手機或平板,內建的 Google Play商店版本為11.7版及以上,都能支援「Fast Pair」的快速配對功能。

目前市面上具備有「Fast Pair」新功能的無線藍牙耳機還相當少,除了 Google 自家新發表的 Pixel Buds,還有 Libratone 的 Q Adapt On-Ear,以及 Plantronics 將推出的 Voyager 8200 系列無線耳機。
在Google 發佈這項藍牙快速配對新標準後,推測未來將會有更多無線設備裝置加入「Fast Pair」的行列。

硬體設計
QCC5124採用90-ball 0.5 mm pitch VFBGA包裝,尺寸為5.5 x 5.5 x 1.0 mm。在線路設計方面,可參照規格書內的example application schematic來設計,1個按鍵3個LED燈,另外拿掉PMOS,使用內部的充電線路即可。麥克風的部份看是否使用Digital MEMS MIC或是一般ECM MIC。QCC5124可以設定成Class AB 或Class D Mono/ Stereo Output。
根據”QCC512x Bluetooth® Power Table Optimization Application Note”文件,透過Bluetest3執行TXDATA1 command去調整發射功率並符合功率控制測項的要求。設定QCC512x chip power輸出值於TX DATA1 power(Atn, Mag, Exp),下圖為QCC5124最大power輸出設定,並於LO Freq.(MHz)設定輸出頻率點2441,然後點擊Execute讓QCC5124開始發射continue TX信號


如此調整發射功率大小,不管遠近都可以被手機找到而配對成功,不用擔心!

因為這是Google所提供的功能,而且手機是會透過網路去搜尋到耳機的相關資訊,所以我們必須先在Google網站上面先去註冊及填寫一些資料,請按照以下方式執行
新增 Google Nearby Device 及 註冊開通 Google Cloud Platform

1. 先到這個網頁https://developers.google.com/nearby/devices/ 去Add project


2. 輸入 project name 並 create project


3. 在 create project 之前,要先參加 Google Cloud Platform,請點選 Google Cloud Platform's console


4. 會出現要你開通 Google Cloud Platform,請勾選以下條款並選擇國家/地區,按下同意並繼續


5. 當你參加了 Google Cloud Platform之後,會回到步驟3,你可以重新輸入 project name並create project,成功後如下圖


6. 新增裝置


7. 輸入以下資訊,Device type請選擇Fast Pair


8. 請選擇 Headphones,TX Power 和 Companion App Package Name 可不填,勾選 Google Assistant supported


9. 請上傳一張32-bit PNG圖檔,size必須是512x512的,這樣你才有權限按下Add device


10. 成功之後如下


在Google這邊設定好之後,接下來修改軟體部分

軟體開發步驟
1. 安裝MDE開發環境

2. 安裝ADK 6.4.0.43

3. 開啟MDE,創建一個QCC5124 Sink Application的Project如下圖


4. 開啟 enable_fast_pair,選擇 ENABLE_FAST_PAIR

5. 開啟 enable_gatt_fast_pair_server,選擇 GATT_FP_SERVER


6. 開啟 enable_random_address,選擇 ENABLE_RANDOM_ADDR


7. 回到網頁,按下 Private key 之後,會出現Anti-spoofing key
 


8. 把 Anti-spoofing key 複製並貼到 C:\qtil\ADK_QCC512X_QCC302X_WIN_6.4.0.43\extensions\pydbg_menus\py\user_defined_mod_seed_aspk.json檔案裡面的ASPK,如下
{
"MOD" : "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx",
"SEED" : "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx",
"ASPK" : "d8O3LdqaJvZl8n86tRESHIqbobYr7Qp5RdSPQ5smEGw="
}

9. 開啟 rsa_pss_constants.c 並複製112到127的16進位的值,去除0x讓這些值連續,貼到 user_defined_mod_seed_aspk.json 檔案裡面的 MOD,如下


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

10. 執行MDE裡面 Build > Build All

11. 執行MDE裡面 Build > Deploy All


12. 執行MDE裡面 Tools > Scramble ASPK,把它複製


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


14. 複製 MODEL ID 並貼到 ADK Configuration Tool > Fast Pair Support > Fast Pair Model Info



實際連線方式
1. 開啟手機藍牙、定位,並確定有連上網路

2. 開啟耳機並進入配對模式

3. 會看到手機上方會跳出訊息,詢問要不要配對

4. 點擊跳出的訊息,就會自動完成配對

►場景應用圖

►產品實體圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►核心技術優勢

 快速連結手機配對  支援OTA更新firmware  支援ANC Hybrid  支持cVc降噪和回聲消除  24bit 立體聲藍牙音頻接口,支持aptX-HD,音質很有優勢  支持外掛QSPI flash  支援Wideband speech通話

►方案規格

 內嵌最強大的Kalimba DSP資料處理器,完成各種數位語音處理  較高的藍牙版本:Bluetooth V5.0,極高的軟體相容性  符合Bluetooth v5.0規範  支持A2DP、AVRCP、HSP、HFP  Dual 120MHz Qualcomm Kalimba DSP  24‑bit I²S 介面有1組輸入和3組輸出channels