USB-BT 透明桥接器（无 IP 转换方案）

源码路径：example/cherryusb/host/usb_bt_bridge_l2

概述

本示例实现了一个 USB-BT 透明桥接器：Dongle 把 USB RNDIS 与蓝牙 PAN/BNEP 之间收到的以太网帧直接相互转发，完全绕过 lwIP 的 IP 层（不做路由、不做 NAT、自身不参与 IP 协议栈）。耳机直接拿到手机 USB 网络同一网段的 IP，与手机处在同一个二层/三层网络中。

与 NAT 方案（example/cherryusb/host/usb_bt_bridge_nat，lwIP NAT）不同，本方案 Dongle 自身没有 IP、不上网，只做”透传管道”。

支持的开发板

已在以下开发板验证：

  • sf32lb52 lcd 系列

硬件需求

  • 支持 USB Host 功能的 SiFli 开发板

  • USB Type-C 数据线

  • 鸿蒙/Android 手机（需支持”USB 网络共享”）

  • 支持蓝牙 PAN 的耳机（PANU）

技术原理

透明转发链路

耳机 PANU (10.196.255.x)
    │
    │ DHCP Discover
    ▼
BT PAN / BNEP ──► Dongle 直接转发 ──► USB RNDIS ──► 手机 DHCP Server
手机返回 DHCP Offer / ACK，再沿相反方向透传回耳机

转发成功后，耳机拿到手机 USB 网络同网段地址，例如：

  • 手机网关：10.196.255.57

  • 耳机地址：10.196.255.x

耳机与手机同处一个 IP 网络，因此不再需要：

  • IPv4 转发（IP_FORWARD）

  • NAT

  • Dongle b0 的 DHCP Server

  • Dongle u2 的 DHCP Client

  • lwIP 的 IP 层路由处理

说明：u2/b0 是 lwIP 接口名（ifconfig 中可见的网卡名，不是 USB/蓝牙规范术语）：u2 为 USB RNDIS 网卡，b0 为蓝牙 PAN/BNEP 网卡。

弱钩子机制（核心）

是否走桥由 cherryusb 的 Kconfig 选项 PKG_CHERRYUSB_HOST_CDC_RNDIS_NO_NETIF（对应 C 宏 USBHOST_RNDIS_NO_NETIF）决定：

  • 桥模式（宏开启）：u2 网卡不注册，USB 收到的每一帧直接交给钩子 usbh_rndis_on_raw_rx() 转发，完全不经过 lwIP；

  • 非桥模式（宏关闭）：u2 网卡正常注册，帧走正常的 lwIP 网卡路径。

  • USB → BT：external/cherryusb/class/wireless/usbh_rndis.c 定义弱函数 usbh_rndis_on_raw_rx(buf, len)；本工程在 main.c 中覆盖实现：当存在 PAN 连接（s_pan_bnep_id 有效）时调用 bt_pan_send_data(s_pan_bnep_id, buf, len)，把 USB 帧经 BNEP 通道发往耳机。

  • BT → USB：middleware/bluetooth/service/bt/bt_finsh/bts2_app_pan.c 定义弱函数 bt_pan_on_raw_rx(buff, len)；本工程在 main.c 中覆盖实现：取 RNDIS 发送缓冲 usbh_rndis_get_eth_txbuf()，memcpy 后经 usbh_rndis_eth_output() 发往手机。

关键配置

  • PKG_CHERRYUSB_HOST_CDC_RNDIS_NO_NETIF（cherryusb 提供、本工程开启）：RNDIS 枚举后不注册 lwIP 网卡 u2，链路状态由 RNDIS 驱动自身维护（usbh_rndis_is_link_up()），Dongle 完全不走 lwIP。

  • BT_PAN_NO_B0_NETIF（蓝牙组件提供、本工程开启）：PAN 连接时不创建 lwIP 网卡 b0，收到的帧交给应用钩子 bt_pan_on_raw_rx()。

局限

  • Dongle 自身无 IP，无法用 ping 等命令本地联网（它是纯管道）。

例程的使用

编译和烧录

切换到例程project目录，运行scons命令执行编译：

scons --board=sf32lb52-lcd_a128r16 -j8

执行烧写命令：

build_sf32lb52-lcd_a128r16_hcpu\uart_download.bat

按提示选择端口即可进行下载：

please input the serial port num:6

耳机侧

可另取一块开发板作为耳机侧，耳机侧的固件选择 example\bt\pan 这个例程，按如上的编译烧录方式将 pan 例程烧录进第二块开发板中作为耳机侧进行测试

运行步骤

  1. 烧录固件，USB 连接手机并开启”USB 网络共享”

  2. 观察 [USB] RNDIS link up, USB<->BT bridge active

  3. 耳机侧烧录固件开机

  4. dongle侧发送扫描命令：pan_net inquiry start

  5. dongle侧发送连接命令：pan_net conn <耳机MAC>（如 pan_net conn 12345678abcd）

  6. 蓝牙连接成功后耳机应拿到手机网络同网段 IP（如 10.196.255.x）并可访问 Internet，可通过 ping 8.8.8.8 验证。

示例输出

TX:ping 8.8.8.8
   D/BT.lwip bts: rt_bt_lwip_protocol_recv netif 0x20037094
   D/NO_TAG bts: Active mode st: 0, inv: 0.00
   D/btapp_pan bts:  BTS2MU_PAN_STS_IND
   D/BT.lwip bts: rt_bt_lwip_protocol_recv netif 0x20037094
   60 bytes from 8.8.8.8 icmp_seq=0 ttl=106 time=901 ms
   D/BT.lwip bts: rt_bt_lwip_protocol_recv netif 0x20037094
   60 bytes from 8.8.8.8 icmp_seq=1 ttl=106 time=283 ms
   D/BT.lwip bts: rt_bt_lwip_protocol_recv netif 0x20037094
   60 bytes from 8.8.8.8 icmp_seq=2 ttl=106 time=286 ms
   D/BT.lwip bts: rt_bt_lwip_protocol_recv netif 0x20037094
   60 bytes from 8.8.8.8 icmp_seq=3 ttl=106 time=284 ms
   msh />msh />

异常诊断