Generic Access Profile (GAP)通用访问规范层算是BLE协议栈中最顶部的一层，它定义了设备如何广播、扫描、发现和建立连接，以及配置工作角色(Role)、可发现性、广播数据内容和安全相关的参数。

从编程角度来看， GAP中的内容就像是一个config文件，BLE协议栈其它层的工作，都要从GAP中获取初始化参数和配置信息。

GAP中定义了一系列模式(Mode)和规程(Procedure)，二者相互配合，完成广播和连接的工作。

• 角色
• 基本信息
  • 设备地址
  • 设备图标
• 模式(Mode)和规程(Procedure)
  • 广播模式(Advertising Mode)
  • 描规程(Scan Procedure)
  • 发现模式(Discovery Mode)
  • 发现规程(Discovery Procedure)
  • 连接模式(Connecteion Mode)
  • 连接规程(Connecteion Procedure)
  • 绑定模式(Bonding Mode)
  • 绑定规程(Bonding Procedure)
• 安全特性(Security)
  • 安全模式(Security Mode)
  • 安全级别(Security Level)
• 广播包数据(Advertisement Packet)

有以下几种GAP角色

• Central: 中央设备
• Peripheral: 外围设备
• Broadcaster: 广播者
• Observer: 观察者
• Central & Peripheral

第五种Central & Peripheral，在内部是两种角色进行按需转换，并非一种独立的角色

中央设备是向外围发起连接的设备，连接起来后就称为主设备(Master)，Peripheral是向外部广播的设备，连接起来后称为从设备(Slace)。因为建立连接需要进行数据收发，所以无论是Central还是Peripheral，它们都必须具有数据接收和发送的能力。

广播者是一个纯广播设备，观察者是一个纯扫描设备。假如功能需求极其简单，这两种角色可以是只接收或只发送的设备。

iBeacon设备就可以设置为一个广播者角色。

与GAP角色相似的还有一个GATT角色概念。GATT角色包括以下三种：

• GATT Server
• GATT Client
• GATT Server & Client

GATT Server是指数据服务器，有发送数据的需求，GATT Client指数据客户端，有接收数据的需求。 GATT Server的特征值有Read/Write/Indicate等属性，配置后可以收发处理数据；而GATT Client的特征值是没有这些属性的，仅能够扫描读取GATT Server的特征值，针对Server的特征值进行读写。

比如Alert Notification Profile，它是一个主机，提供扫描功能，但是连接后它是数据源，向外部提供数据，承担Server责任，因而它是GAP Central + GATT Server。

总而言之，GAP角色决定了谁广播谁扫描，GATT角色决定了数据从哪里出发。

BLE设备地址为6字节，分两部分，前半部分为公司部分，后半部分为设备部分。

一个典型的BLE设备地址为：00A050-123456, 00A050表示Cypress，123456表示设备序号

BLE广播时候会携带设备地址，扫描时候也会记录设备地址，如果两个设备使用相同的地址，则会产生冲突，所以BLE的设备地址应该保证唯一。

后半部分3个字节总共6个字符空间，总的可用地址数：16^6 = 16777216，这个数字对于一个普通的应用已经足够使用了。

为了保证地址唯一性，有以下2个方法：

1. 根据芯片的随机信息生成随机地址
2. 在量产时用上位机累加或随机算法避免重复

第一个方法在PSoC BLE中很常用，它利用芯片的Silicon ID等信息，生成一个3字节的随机数。Silicon ID是一个芯片唯一信息，加上一些算法处理，获得的3字节数在10年遇到重复的几率极小，所以可以在普通的应用中使用。

第二个方法，是在量产的时候，将地址信息写入SFlash，每次地址都不相同，BLE程序启动时候，先从SFlash中读出地址信息并设置自身设备地址。

注意这里的随机地址，只是两种设备相互之间不同，对于某个设备，一旦写入，就是确定了的。这些地址都属于public address.

关于地址类型，可以查看BLE地址类型了解

设置不同的图标，可以在手机APP上显示出来

这两个词(Mode, Procedure)都可以描述设备在一段时间内以一种状态或方式运行，但是在GAP层的描述中被重点区分。

• 模式强调设备在一段时间内被设置为某种状态
• 规程强调设备在某种模式下去执行某种动作

举个例子

• Discovery Mode表示发现模式，有可被发现和不可被发现等模式，这个参数适用于丛集(Peripheral)，描述从机的运行状态；
• 而Discovery Procedure表示发现规程，有普通发现和受限发现等规程，这个参数适用于主机(Central)，描述主机怎么去发现从机。 类似的，从机有绑定模式，主机执行绑定规程等。

模式和规程大致相互对应，从机有某种模式，主机就有响应的规程

• Connectable undirected advertising

  可连接+无定向广播，最常用的广播，他的广播数据可以被周边主机发现， 可以携带扫描响应数据，同时可以被连接

• Scannable undirected advertising

  可扫描+无定向广播，指可以携带扫描响应数据，大不能被连接

• Non-connectable undirected advertising

  不可连接+无定向广播，不能携带扫描响应数据，也不能被连接

• Connectable directed advertising

  可连接+定向广播，只能被指定的主机发现和连接

这几个概念其实属于链路层(Link Layer)

• Active: 主动扫描

  主动扫描是指Central设备发出SCAN_REQ，从机收到后返回SCAN_RSP。于是从机可以在扫描响应(scan response)数据中加入一些数据，等待主机主动扫描。

• Passive： 被动扫描

绝大多数Central设备都是主动扫描

• Non-discoverable mode(不可发现模式)

  这里的不被发现是指不被执行普通发现规程的Central设备发现，如果Central设备执行观察规程(Obverving Procedure)，仍然能够看到广播信号。二手机App等软件默认为观察规程，所以加入使用手机BLE扫描App来测试，依旧可以看到设为不可发现模式的广播设备。正确的测试方法是使用CySmart(PC)，将主机的扫描规程设置为普通或受限，而不是观察者，就能够观察到正确的现象

• Limited discoverable mode(受限发现模式)

  这里的受限是指受时间限制。与普通发现模式相比，这个模式好像只是强制要求广播超时参数，其他相同。但是二者的含义不同，一个受限发现的设备，即有超时限制的设备，给Central传达一个消息，我很快就不行了，要连接应赶紧。所以Central设备如果发现了多个广播设备，在显示设备列表的时候，应该有意识的将受限发现模式的设备放在前面，而普通发现模式的设备放在后面

• General discoverable mode(普通发现模式)

  可以选择任意的广播模式，然后自由处理各项参数

• Broadcast mode(广播器模式)

发现模式与广播模式相互关联，不可发现模式下，只能选择Scannable undirected advertising和Non-connectable undirected advertising两种广播模式，即这种发现模式下，BLE设备不可以被连接。广播器模式下也只能选择不可被连接的广播模式。受限发现模式和普通发现模式下，可以任意萱蕚广播模式。

广播数据中有两个标志位：LE General Discovery Mode和LE Limited Discovery Mode，分别设置这两个标志位即可设置发现模式。

• Limited discovery(受限发现规程)
• General discovery(普通发现规程)
• Observation discovery(观察器规程)

前两个发现规程，基本上是为了匹配上面前三种发现模式而设计的

如果Central使用普通发现规程，则能够发现受限发现模式和普通发现模式的设备，不能发现不可发现模式设备。 如果Central使用受限发现规程，则仅能够发现受限发现模式的设备 如果Central使用观察期规程，则能发现各种发现模式下的广播设备

• Non-connectable mode(无连接模式)
• Directed connectable mode(定向连接模式)
• Undirected connectable mode(无定向连接模式)

• Auto connection establishment procedure(自动连接规程)

  需要白名单(white list)的配合，即只能自动连接白名单中的设备，不是毫无限制的自动连接

• General connection establishment procedure(普通连接规程)

  最常用的连接方式

• Selective connection establishment procedure(选择连接规程)

  这个选择是选择合适的连接参数。Central周边有很多个广播设备，从机的连接参数各不相同，主机设备可以选择期望的连接参数设备进行连接。

• Direct connection establishment procedure(定向连接规程)

  与定向广播模式相对应

选择连接规程与自动连接规程都用于一拖多的场景，一对一的场景，他们俩几乎功能一样

与连接相关的规程，还有连接参数更新规程、连接终止规程

• Bonding 可绑定
• No Bonding 不可绑定

就是将配对过程中的秘钥保存起来

• LE security mode 1

  进行加密形式的配对

• LE security mode 2

  进行签名形式的配对

• LE security mode 3

LE security mode 1下有四种安全等级

• No Security(No authentication and no encryption)

  不认证不加密

• Unauthenticated pairing with encryption

  不认证，加密 将使用Just Works配对方式

• Authenticated pairing with encryption

  认证，加密

• Authenticated LE Secure Connections pairing with encryption using a 128- bit strength encryption key.

  通过身份验证的LE安全连接与使用128位强度加密密钥的加密配对，BLE v4.2下新增的一个选项，配对的时候传输PassKey有被窃听的风险，而这种等级使用特殊算法避免传输PassKey被窃听

LE security mode 2下有两种安全等级

• Unauthenticated pairing with data signing
• Authenticated pairing with data signing

LE security mode 3 下有三种安全等级

• No security (no authentication and no encryption)
• Use of unauthenticated Broadcast_Code
• Use of authenticated Broadcast_Code

广播包最大长度为31字节，广播包中可以包含多种元素，各个元素的格式是确定的

• Company Identifier