基於高通QCC5141的支持微軟swift pair功能之TWS耳機方案

QCC5141是高通近期推出的晶片,集成高通最新的技術BAM(Bluetooth Address Management)、TWM (TrueWireless MIrroring) 、 simultaneously DFU(Device Firmware Updates),這大大改善了用戶是有TWS耳機的體驗,這些功能讓TWS的兩個耳機操作使用起來更加舒服更像一個整體。同時QCC5141用於目前火熱的ANC功能和APTX高品質音樂, 隨時隨地沉浸在音樂世界。另外SIG宣布新的藍牙標準,引出新的技術——BLE Audio,而高通QCC系列的藍牙都是雙模的(BR/EDR和BLE),無疑在後續引進新標準時,有更厚實的技術功底,也更強的疊代兼容,讓開發商更好更快的占據市場。

BAM(Bluetooth Address Management)是通過共享一個藍牙連接地址的方式,實現兩個獨立的藍牙耳機,能和手機之間自由切換連接,且手機只顯示一個藍牙設備。即使兩個耳機是獨立個體,用起來的體驗就像用一個耳機那樣方便。

TWM (TrueWireless MIrroring),這是高通最新的藍牙技術,也是高通第四代TWS連接技術,通過複製主機的link實現手機看上去直接連接兩個耳機的功能。這和BAM結合可以實現主從耳機無縫切換的功能,大大提升了用戶體驗。用戶只感覺到一對耳機,不管用一個還是一對,只要連接上了,任何一個都能正常使用和單獨使用,這種體驗是以前的技術無法實現的。除了極好的用戶體驗,新技術還比上一代技術降低了約5%的功耗。在AAC編碼,48k 輸出無負載的情況下測試功耗,上一代技術的主機6.09mA,副機4.18mA;而新一代技術的主機4.8mA,副機為5.0mA。可以看出功耗降低了,且兩個耳機的功耗也平衡了,這樣就不會出現一個耳機比另一個耳機先耗完電的尷尬現象。

主從連接手機示意圖:

TWS下功耗概述:

        simultaneously DFU(Device Firmware Updates),這也是高通最新的藍牙技術,通過增加轉發文件方式,在OTA升級時,同時給兩個獨立耳機傳輸升級文件,以實現同時升級功能。告別了從前分別升級的痛苦,一鍵到位,減少時間,減少操作,提高了效率和用戶體驗。

Windows 10 (版本1803)中引入的 Swift 快速配對功能,這是將藍牙外圍設備與 Windows 10 電腦配對的最新方法。作為配對的下一輪演變,用戶不再需要瀏覽 "設置" 應用程序並查找其外設進行配對。 Windows 可以自動為用戶完成配對。當附近出現新的外設並且該設備準備就緒時,Windows 會彈出一條通知請求連接。 此功能使用的步驟非常簡單:

  1. 將藍牙外圍設備置於配對模式
  2. 當外圍設備靠近時,Windows 將向用戶顯示一條通知
  3. 選擇 "連接" 開始將外圍設備配對
  4. 當外圍設備不再處於配對模式或不再處於配對模式時,Windows 將從操作中心刪除通知

 

  延伸閱讀  



當下時代,不缺乏好的電子產品,但缺乏擁有出色用戶體驗的電子產品。蘋果公司一直秉著體驗至上的理念,在TWS藍牙耳機上次首創快速配對功能,只需把要配對的耳機放在手機旁邊,手機發現耳機在旁邊之後,用戶只要輕輕地點一下,剩下的就是手機自己完成配對,但其也局限於自身的蘋果體系。隨後谷歌推出了安卓系統的fast pair,使大部分安卓手機也能體驗到優質的連接服務,但也僅限於安卓系統。而在PC端微軟擔起了重任,立馬推出與PC端快速配對連接的swift pair功能,該功能給藍牙外設帶來了極致的用戶體驗,電腦小白的福音,只需兩步,把傳統的八步連接完全替代掉。目前市場已陸續出現支持swift pair的外設,鼠標鍵盤居多,而在耳機市場仍未有大規模的產品出來。憑藉著微軟在PC市場OS的占有率,可預測swift pair將會是PC藍牙外設的必備功能。這也在高通新技術的優點上在加一個優點,極好的用戶體驗可謂傻瓜看了也會用。

 

       配對流程示意圖:


軟體開發過程:

 

軟體要求:

QMDE:2.4.0.158及以上

ADK:CS 0.0.054.1及以上

ADK toolkit: 1.0.1.19及以上

Bluesuite:  3.3.2.368及以上

 

複製swift pair代碼文件夾到ADK目錄的\adk\src\domains\bt的目錄下

打開ADK中的工程,選擇QCC5141的工程

在工程中添加swift pair的代碼文件

在工程配置中,加入該文件夾的路徑

順便加上swift pair的宏定義,如不使用直接關閉該宏


在工程中的earbud_init.c 加入swift pair的初始化

 

在handset_service.c中,處理配對狀態變化的函數中handsetService_HandlePairingActivity加入改變廣播數據的函數,這樣在配對時就能軟電腦彈窗,而不在配對時就不會這樣做

 

Swift_pair定製化顯示代碼:

Swift pair可以定化顯示彈窗的設備名,和產品類型圖標,這個可以在代碼中的修改對應的宏定義即可

修改名字需要注意是廣播數據的長度是限制在31個byte,其中代碼本身也有一些數據在,所以在添加名字時,最好不要超過六個字符。同時這個名字僅是用於彈窗名字的顯示,和連接時候的設備名是可以獨立分開設置的。並且這也不是BLE的名字,也是可以分開設置的。

在工程中可以定義顯示或不顯示名字



無設置時會顯示“藍牙耳機”

 

類型圖標是在藍牙sig定義的COD(class of device)碼對應過來的,修改這個COD碼即可改變圖標,詳情可參考https://www.bluetooth.com/specifications/assigned-numbers/baseband/

如需快速了解自己想要的類型圖標的COD,可訪問https://www.ampedrftech.com/cod.htm*/

 

 

電腦要求:

系統需要Win10(版本1803)以上才支持該功能,而且要在系統藍牙設置中勾選啟用“迅速配對”功能和打開藍牙功能,如沒有該選項,則表示不支持該功能。

 

測試步驟:

耳機進入配對狀態,留意電腦右下角彈窗,彈出時點擊連接,系統會完成連接並提醒。一般來說系統聲音輸出是藍牙優先,如果不是可以在聲音設置中設成藍牙為輸出設備

場景應用圖

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展示版照片

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方案方塊圖

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核心技術優勢

1. 藍牙5.2規格,功耗低、速率高,連接距離遠、數據吞吐率大的優勢 2. 低功耗(聽歌電流6mA,通話電流7mA,待機45uA,關機<1uA) 3. 單晶片晶片方案,平台兼容性好 4. 主動降噪功能,可有效降低周圍的環境噪聲,給你一個更純淨的聆聽音樂環境,同時擁有通透功能,帶著耳機猶如沒有佩戴一樣可以監聽附近的聲音 5. 24bit 立體聲藍牙音頻,支持aptX HD 和aptx adaptive,音質高和延時小是大眾追求的品質 6. TWS雙耳通話,無縫切換 7. 支持外掛flash,dsp開發,可完成更多更強的功能 8. Qualcomm Broadcast Audio,「一對n」廣播音頻傳輸

方案規格

94-ball 4.377 mm x 4.263 mm x 0.57 mm, 0.4 mm pitch WLCSP 藍牙5.2規格 支持I2C/SPI/UART/I2S/SPDIF/USB2.0/Line out接口 雙聲道輸出 ANC 120MHz DSP 支持aptX, aptX HD, aptX Low Latency,aptx adaptive, SBC, AAC音頻解碼

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