mothercup/mcm-ddc-04/docs/ble_protocol.md

CAIIC BLE 通信协议 V1.0

适用于 mcm-ddc-04 固件（N32WB031KEQ6-2，512KB Flash）。手机 APP（自研）或通用 BLE 调试工具（如 nRF Connect）通过本文协议与设备通信，支持 CLI 命令透传与 BLE OTA 固件升级。

1. GATT 服务

广播名：CAIIC-MCM（连接参数：interval 15–30ms，latency 0，supervision timeout 5s）

自定义 128-bit UUID 服务（CLS）：

项	UUID	属性
Service	0000CA10-CA11-4B11-8000-CA11CA11CA11	Primary Service
下行特征（手机→设备）	0000CA11-CA11-4B11-8000-CA11CA11CA11	Write Without Response
上行特征（设备→手机）	0000CA12-CA11-4B11-8000-CA11CA11CA11	Notify（需写 CCCD=0x0001 使能）

建议手机端连接后立即协商 MTU=247（否则默认 23 字节 ATT MTU，OTA 会非常慢）。 一次 BLE 写入/通知的最大数据量 = att_mtu − 3。一个协议帧可以跨多次 BLE 写入传输， 设备侧按字节流重组；设备上行每帧不超过一次 notify 容量。

2. 帧格式（小端）

偏移	字段	说明
0	SOF = 0xCA	帧起始
1	TYPE	帧类型（见下表）
2	SEQ	序号（模 256，发送方自增；应答帧回显请求帧 SEQ）
3–4	LEN	payload 长度（0–480），小端
5..	PAYLOAD	LEN 字节
末尾 2B	CRC16	CRC16-CCITT（poly 0x1021，初值 0xFFFF），覆盖 TYPE..PAYLOAD，小端

帧开销 = 7 字节（头 5 + CRC 2）。

• 设备单帧 payload 上限 480B；超出或 CRC 错误的帧被静默丢弃并重新找 SOF。
• 设备→手机的 CLI_RSP 分块大小 = min(att_mtu − 3, 244) − 7。

3. 帧类型

TYPE	方向	名称	payload
0x01	手机→设备	CLI_REQ	一行命令文本（无结束符，≤63B）
0x02	设备→手机	CLI_RSP	应答文本分块（可多帧）
0x03	设备→手机	CLI_RSP_END	{status u8}：0=ok，1=未知命令/行超长
0x10	手机→设备	OTA_BEGIN	{total_size u32, image_crc32 u32, version u32}
0x11	手机→设备	OTA_DATA	{offset u32, data…}（offset 必须严格连续）
0x12	手机→设备	OTA_END	{crc32 u32}（与 OTA_BEGIN 中一致）
0x1F	设备→手机	OTA_RSP	{cmd_echo u8, status u8, offset u32}

OTA_RSP status：0=ok，1=bad_frame，2=bad_state/offset 乱序（offset 字段=设备期望的下一字节偏移）， 3=size_too_big，4=crc_fail，5=flash_fail。

4. CLI 透传流程

1. 手机：CLI_REQ，payload 如 help、sysinfo、log on、led 1 toggle（与 UART CLI 命令集一致）。
2. 设备：若干 CLI_RSP（命令输出的文本流分块）+ 最后一帧 CLI_RSP_END 带状态码。
3. 无命令执行中时可随时发下一条；命令是同步执行的，设备应答完毕前不要再发 CLI_REQ。

UART CLI 特有的交互功能（行编辑、Tab 补全、历史、Ctrl+Z）不适用于 BLE 通道。

5. OTA 升级流程（双 bank 直写，无中转区）

设备当前运行 APP1（0x01008000）则新固件写入 APP2（0x01040000），反之亦然。 bank 上限 224KB（0x38000）。镜像 = Keil 产物 bin（裸二进制，从 bank 基址开始的镜像）。

1. OTA_BEGIN：手机发送 {total_size, image_crc32, version}。
   • image_crc32 = IEEE CRC32（poly 0xEDB88320，初值/异或出 0xFFFFFFFF，即 zlib crc32） 对整个镜像 bin 文件的校验值。
   • version：u32，如 0x010001 表示 V1.00.01。
   • 设备回 OTA_RSP(0x10, ok, 0) 后开始接收。
2. OTA_DATA：从 offset=0 起严格顺序发送，每帧 {offset, data}。
   • 设备侧用 4KB 扇区缓冲 攒数据，攒满一个 flash 扇区（4KB）后擦除并写入， 然后回 OTA_RSP(0x11, ok, 已写 offset)——兼作流控与进度显示。
   • 手机端节奏：可按扇区等 ack 发送，也可连续发送；若收到 status=2 的应答， 从应答中的 offset 处重发即可重新同步。
3. OTA_END：{crc32}。设备 flush 尾部（0xFF 补齐到 4 字节对齐后写最后一个扇区）， 从 flash 回读整镜像复算 CRC32，与手机端比对：
   • 失败 → OTA_RSP(0x12, crc_fail)，会话中止，不复位；
   • 成功 → 更新 bootsetting（active bank 指向新 bank）→ OTA_RSP(0x12, ok) → 200ms 后自动复位，bootloader 校验并跳转到新固件。
4. 任何时刻 BLE 断连，OTA 会话中止，对侧 bank 数据作废（可重新 OTA_BEGIN 重来）。

注意：flash 擦写期间设备关中断数十 ms/扇区，BLE 链路靠 5s supervision timeout 维持， 属正常现象；但请避免在 OTA 期间主动断开。

6. 首次烧录与恢复

• 出厂/首次：SWD 分别烧录 bootloader（Boot/MDK-ARM 工程，0x01000000）和 APP1 （mcm-ddc-04 工程，0x01008000）。bootsetting 空白时 bootloader 做向量合法性检查后 直接跳 APP1。
• OTA 失败变砖恢复：SWD 重烧即可（bootloader 不做串口 DFU）。
• 调试用 bankinfo 命令查看当前运行 bank 与 bootsetting 记录。