Android WiFi BT 模组移植 分层详解

• 作者：Witheart
• 更新时间：20250220

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1. 系统分层架构

通常可以将WiFi和BT的软件架构划分为以下几个层次：

（1）应用层（Application Layer）

• 主要负责提供用户接口（UI）和业务逻辑，调用系统提供的API进行WiFi和蓝牙的管理。
• 典型组件：
  • WiFi Manager（如Android的 WifiManager）
  • Bluetooth Manager（如Android的 BluetoothManager）
  • 配网应用、蓝牙配对应用等

（2）框架层（Framework Layer）

• 提供WiFi和BT的管理框架，向应用层提供API，同时向下调用HAL层或用户态的后台进程（如 wpa_supplicant）。
• 典型组件：
  • Android中的 WiFi Service 和 Bluetooth Service
  • Linux系统的 NetworkManager（管理WiFi连接）
  • bluetoothd（蓝牙守护进程，BlueZ）

（3）HAL层（Hardware Abstraction Layer，硬件抽象层）

• 负责向上层提供统一的硬件抽象接口，使得上层软件可以不关心具体的硬件实现。
• 典型组件：
  • WiFi HAL（wifi_hal）：
    • 作用：封装WiFi驱动的调用接口，提供上层访问WiFi硬件的API。
    • 例如：Android的 libwifi-hal.so，或者 OpenWRT 的 hostapd_cli
  • BT HAL（libbt）：
    • 作用：封装蓝牙驱动的调用接口，向上层提供蓝牙管理API。
    • 例如：Android的 libbluetooth.so（有时简称 libbt），或者 Linux 的 bluez-hcidump

（4）用户空间驱动/协议层（User Space Drivers & Protocols）

• 主要运行在用户态，负责实现WiFi协议（如WPA协议）和蓝牙协议。
• 典型组件：
  • WiFi
    • WPA Supplicant（wpa_supplicant）：
      • 作用：WiFi认证和加密管理（WPA/WPA2/WPA3），管理WiFi连接。
      • 位置：用户空间，通常是一个守护进程（wpa_supplicant）。
  • Bluetooth
    • BlueZ（Linux常用的蓝牙协议栈）
    • Fluoride（Android的蓝牙协议栈）

（5）内核驱动层（Kernel Driver Layer）

• 作用：提供对WiFi和蓝牙硬件的底层驱动支持，通常以 Linux内核模块（ko） 的形式存在。
• 典型组件：
  • WiFi驱动
    • ath10k.ko（高通WiFi驱动）
    • brcmfmac.ko（博通WiFi驱动）
  • 蓝牙驱动
    • btusb.ko（USB蓝牙驱动）
    • hci_uart.ko（UART蓝牙驱动）

（6）硬件层（Hardware Layer）

• 物理WiFi和蓝牙芯片，如：
  • 高通 QCA6174
  • 博通 BCM4356
  • 乐鑫 ESP32（WiFi+BT二合一）

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2. 典型移植流程

在移植WiFi+BT模组时，一般需要完成以下步骤：

1. 移植内核驱动（Kernel Driver）

   • 确保WiFi和蓝牙驱动（ko模块）可以正确编译和加载。
   • 例如，移植 brcmfmac.ko 或 ath10k.ko。

2. 移植用户态协议栈

   • 移植 wpa_supplicant 并配置 WiFi 连接。
   • 移植 bluez（或 Android 的 fluoride）以支持蓝牙协议。

3. 移植 HAL 层

   • 确保 wifi_hal 和 libbt 能够正确调用驱动接口。

4. 适配框架层

   • 使 WifiManager、BluetoothManager 等可以正确调用 HAL 层。