I.MX8MQ+88W9098 蓝牙 HFP 实战：免提通话功能全流程实现

蓝牙 HFP（Hands-Free Profile，免提协议）是车载、可穿戴设备等场景的核心蓝牙应用协议，通过无线连接实现移动终端的远程控制与语音传输。本文基于 NXP I.MX8MQ 开发板（Linux Kernel 5.15.71）与 88W9098 Wi-Fi/Bluetooth 组合芯片，详解 HFP 协议原理、硬件环境搭建、驱动加载、音频配置及手机连接通话的完整流程，解决音频路由、蓝牙挂载、HFP 协议适配等关键问题，实现稳定的免提通话功能。

资料获取：基于I.MX8MQ和88W9098的蓝牙HFP测试

1. HFP 协议核心基础

1.1 协议定义与应用场景

HFP 协议的核心价值是实现 “移动终端（音频网关）” 与 “免提设备（HFP 设备）” 的双向交互，核心功能包括：

远程控制：免提设备可发起呼叫、挂断通话、调节音量、查询通话状态；
语音传输：通过蓝牙 SCO（同步面向连接）链路实现双向语音数据传输；
状态同步：通话状态（来电、挂断、正在通话）实时同步至免提设备。

典型应用场景：车载系统连接手机实现免提通话、蓝牙音箱接听来电、智能穿戴设备远程控制手机拨号。

1.2 HFP 协议栈架构

HFP 协议基于蓝牙经典蓝牙（BR/EDR）实现，协议栈从下至上分为五层，两端设备（音频网关、免提设备）对称部署：

协议层	功能说明
Baseband（基带）	蓝牙物理层与链路层，负责射频传输与链路管理
LMP/L2CAP	逻辑链路控制与适配协议，提供数据分组与链路复用
RFCOMM	串口仿真协议，模拟串口通信，承载 HFP 控制指令
SDP	服务发现协议，免提设备通过 SDP 查询音频网关的 HFP 服务与支持的功能
HFP Control	HFP 核心控制层，定义通话控制、状态查询等指令集
Audio Driver	音频驱动层，负责语音数据的编码（如 CVSD、PCM）与硬件适配

1.3 核心硬件与系统环境

（1）硬件组成

主机（Host）：NXP I.MX8MQ-EVK 开发板（运行 Linux 5.15.71 系统）；
蓝牙控制器（Controller）：88W9098 Wi-Fi/Bluetooth 组合芯片（M.2 接口模块）；
音频外设：3.5mm 耳机（用于播放通话语音）、麦克风（可选，用于通话输入）；
音频网关：支持 HFP 协议的智能手机（本文以 iPhone 为例）。

（2）核心软件依赖

操作系统：Linux Kernel 5.15.71（需支持 88W9098 驱动与 HFP 协议）；
蓝牙工具：bluetoothctl（蓝牙配对与连接）、hciattach（蓝牙控制器挂载）、hcitool（HCI 指令配置）；
音频工具：pulseaudio（音频路由管理）、pactl/pacmd（音频设备配置）；
通话工具：ofono（移动设备管理框架，提供 HFP 通话控制 API）。

2. 前期准备：系统镜像与工具下载

2.1 关键文件下载

I.MX8MQ Linux 预编译镜像：NXP 官网下载（镜像包含内核、根文件系统、uboot）；
88W9098 驱动与固件：PCIE-WLAN-UART-BT-9098-U16-X86-17.68.1.p136.57（含驱动源码与固件文件）；
UUU 烧录工具：用于将 Linux 镜像烧录至 I.MX8MQ 的 eMMC；
驱动交叉编译参考：NXP 技术社区教程（详解 88W9098 驱动交叉编译流程）。

2.2 系统镜像烧录

将 I.MX8MQ 开发板通过拨码开关设置为 “Download 模式”；
将 UUU 工具复制到预编译镜像目录，连接开发板与 PC（USB OTG 接口）；
打开 CMD，进入镜像目录，执行 UUU 烧录命令（具体命令参考镜像说明文档）；
烧录完成后，将拨码开关切换为 “eMMC 开机模式”，重启开发板。

2.3 DTB 文件替换（关键步骤）

由于使用 M.2 接口的 88W9098 模块，需替换默认 DTB 文件以适配硬件接口：

开发板开机时进入 uboot 命令行，执行以下命令修改默认 DTB 文件：
```
setenv fdtfile imx8mq-evk-pcie1-m2.dtb
saveenv
```
重启开发板，系统将加载适配 M.2 接口的设备树，确保 88W9098 模块被正确识别。

3. 核心配置步骤：从驱动加载到 HFP 通话

步骤 1：88W9098 驱动与固件安装

88W9098 为 Wi-Fi/Bluetooth 组合芯片，需加载驱动并安装固件，确保蓝牙功能正常启用：

交叉编译 88W9098 驱动（mlan.ko、moal.ko），将驱动文件通过 SSH 复制到 I.MX8MQ 的/lib/modules/5.15.71-2.2.0+g0b58a803f83b/目录；
将固件文件pcieuart9098_combo_v1.bin复制到固件目录：
```
cp pcieuart9098_combo_v1.bin /lib/firmware/nxp/
```
加载驱动模块，验证驱动加载成功：
```
# 加载核心驱动
insmod mlan.ko
insmod moal.ko mod_para=nxp/wifi_mod_para.conf
```
驱动加载成功后，系统日志（dmesg）将输出：wlan: Driver loaded successfully，同时蓝牙控制器被识别。

步骤 2：蓝牙控制器挂载与激活

通过 hciattach 工具将蓝牙控制器挂载到 UART 接口，启用蓝牙功能：

挂载蓝牙控制器到指定 UART 设备（以 /dev/ttymxc2 为例）：
```
hciattach /dev/ttymxc2 any 3000000 flow
```
输出 “Device setup complete” 表示挂载成功。
查看蓝牙控制器状态，确保控制器正常：
```
hciconfig -a
```
输出中应显示hci0: Type: Primary Bus: UART，表示蓝牙控制器已识别。
激活蓝牙控制器：
```
hciconfig hci0 up
```
再次执行hciconfig -a，确认状态为 “UP RUNNING”。

步骤 3：音频路由配置（关键：解决通话无声音问题）

HFP 通话的语音传输依赖音频路由配置，需通过 pulseaudio 设置音频输入（source）与输出（sink），确保语音数据正确流转：

修改 pulseaudio 配置，适配 HFP 音频格式：
- 编辑/etc/pulse/daemon.conf，将采样率从默认 44100 修改为 8000（HFP 默认采样率），删除行首分号：
```
default-sample-rate = 8000
```
- 编辑/etc/pulse/default.pa，添加enable_msbc=false，避免音频编码不兼容：
```
enable_msbc=false
```

重启 pulseaudio 服务，加载新配置：

killall pulseaudio
pulseaudio --start --log-target=syslog

列出可用音频设备，确认蓝牙 SCO 音频设备存在：
```
# 列出音频输入设备（source）
pacmd list-sources | grep -E '(index|name):'
# 列出音频输出设备（sink）
pacmd list-sinks | grep -E '(index|name):'
```
输出中应包含alsa_input.platform-sound-bt-sco.mono-fallback（蓝牙 SCO 输入）和alsa_output.platform-sound-bt-sco.mono-fallback（蓝牙 SCO 输出）。

配置音频路由，绑定蓝牙 SCO 与物理音频设备（以 WM8524 codec 为例）：

# 通话语音：蓝牙SCO输入 → 耳机输出
pactl load-module module-loopback latency_msec=1 rate=48000 source=alsa_input.platform-sound-bt-sco.mono-fallback sink=alsa_output.platform-sound-wm8524.stereo-fallback
# 麦克风输入 → 蓝牙SCO输出（通话对方收听）
pactl load-module module-loopback latency_msec=1 rate=48000 source=alsa_input.platform-sound-spdif.stereo-fallback sink=alsa_output.platform-sound-bt-sco.mono-fallback

注：不同 I.MX 系列开发板的音频设备名称不同，需根据实际情况替换（如 i.MX8MP 为 wm8960、i.MX8ULP 为 imx-audio-rpmsg）。

步骤 4：蓝牙配对与 HFP 服务连接

通过 bluetoothctl 工具完成手机与 I.MX8MQ 的蓝牙配对，并建立 HFP 服务连接：

启动 bluetoothctl，启用代理与扫描：

bluetoothctl
[bluetooth]# power on          # 开启蓝牙电源
[bluetooth]# agent on          # 启用配对代理
[bluetooth]# default-agent     # 设置默认代理
[bluetooth]# scan on           # 开始扫描蓝牙设备

扫描到目标手机后（如 iPhone 设备名 Christine_iphone，BD 地址 04:99:B9:BF:A3:77），执行配对与信任：

[bluetooth]# pair 04:99:B9:BF:A3:77  # 配对手机
[agent] Confirm passkey 451158 (yes/no): yes  # 确认配对码（手机端同步确认）
[bluetooth]# trust 04:99:B9:BF:A3:77  # 信任设备，自动连接

建立 HFP 服务连接：
```
[Christine_iphone]# connect 04:99:B9:BF:A3:77
```
连接成功后，系统将输出 “Connection successful”，同时手机端显示 “已连接免提设备”。

步骤 5：蓝牙 PCM 配置（HFP 语音传输关键）

通过 hcitool 发送 HCI 指令，配置蓝牙 PCM 参数，确保语音数据正常编码与传输：

# 设置数据路径为PCM
hcitool -i hci0 cmd 0x3F 0x001D 0x01
# 设置PCM为外设模式
hcitool -i hci0 cmd 0x3F 0x0007 0x00
# 设置PCM同步模式与采样率（8kHz）
hcitool -i hci0 cmd 0x3F 0x0028 0x03 0x00 0x03
# 设置PCM逻辑时隙
hcitool -i hci0 cmd 0x3F 0x0029 0x04 0x00
# 设置语音编码（16位线性PCM）
hcitool -i hci0 cmd 0x03 0x0026 0x60 0x00

每条指令执行后，系统将返回0x0e事件表示执行成功（输出> HCI Event: 0x0e plen 4）。

步骤 6：通过 ofono 发起 HFP 通话

ofono 是 Linux 系统下的移动设备管理框架，提供 HFP 通话控制 API，通过其测试工具可直接发起通话：

进入 ofono 测试目录，执行拨号命令（以拨打 10000 为例）：
```
cd /usr/lib/ofono/test/
python3 ./dial-number 10000
```
验证通话效果：
- 手机端将自动发起呼叫，显示通话状态；
- I.MX8MQ 连接的耳机中可听到对方铃声；
- 通话接通后，双方语音正常传输，实现免提通话功能；
- 执行python3 ./hangup-call可挂断通话。

4. 常见问题排查与避坑指南

4.1 驱动加载失败，蓝牙控制器未识别

原因 1：DTB 文件未替换，M.2 接口未被正确适配；
原因 2：驱动版本与内核版本不匹配（需确保驱动基于 5.15.71 内核编译）；
原因 3：固件路径错误或固件文件损坏；
解决：重新替换 DTB 文件并保存；重新交叉编译驱动，确保内核版本一致；检查固件路径与文件名，重新复制固件。

4.2 蓝牙配对成功，但无法建立 HFP 连接

原因 1：手机未开启 HFP 服务（部分手机需在蓝牙设置中启用 “免提” 功能）；
原因 2：pulseaudio 配置错误，蓝牙 SCO 音频设备未生成；
原因 3：88W9098 蓝牙固件不支持 HFP 协议；
解决：在手机蓝牙设置中确认 “免提” 功能已启用；重新配置 pulseaudio，确保enable_msbc=false；更换兼容 HFP 的 88W9098 固件。

4.3 通话无声音，语音无法传输

原因 1：音频路由配置错误，source/sink 未绑定正确设备；
原因 2：pulseaudio 采样率未修改为 8000，与 HFP 协议不兼容；
原因 3：PCM 配置错误，语音编码格式不匹配；
解决：重新执行 pactl 命令绑定正确的音频设备；检查daemon.conf中采样率配置；重新执行 PCM 配置的 5 条 HCI 指令。

4.4 ofono 拨号失败，提示 “无可用调制解调器”

原因：HFP 服务未成功建立，ofono 未识别到蓝牙调制解调器；
解决：重新执行蓝牙连接命令，确保 HFP 服务连接成功；检查 ofono 服务状态（systemctl status ofono），确保服务正常运行。

5. 进阶优化与扩展应用

5.1 实现开机自动加载配置

将驱动加载、蓝牙激活、音频配置等步骤写入脚本，通过 systemd 或 profile.d 实现开机自动执行，无需手动配置：

创建脚本/etc/profile.d/01-hfp-init.sh：

#!/bin/sh
# 加载88W9098驱动
insmod /lib/modules/5.15.71-2.2.0+g0b58a803f83b/mlan.ko
insmod /lib/modules/5.15.71-2.2.0+g0b58a803f83b/moal.ko mod_para=nxp/wifi_mod_para.conf
# 挂载蓝牙控制器
hciattach /dev/ttymxc2 any 3000000 flow
hciconfig hci0 up
# 重启pulseaudio并配置音频路由
killall pulseaudio
pulseaudio --start --log-target=syslog
pactl load-module module-loopback latency_msec=1 rate=48000 source=alsa_input.platform-sound-bt-sco.mono-fallback sink=alsa_output.platform-sound-wm8524.stereo-fallback

赋予脚本可执行权限：
```
chmod +x /etc/profile.d/01-hfp-init.sh
```
重启开发板，系统将自动完成 HFP 初始化。

5.2 支持双 HFP 连接（Dual HFP）

部分场景需同时连接两部手机（如车载系统连接司机与乘客手机），需启用 88W9098 的双 HFP 功能：

加载驱动时添加双 HFP 参数：

insmod moal.ko mod_para=nxp/wifi_mod_para.conf,hfp_dual=1

重新配置蓝牙与音频路由，ofono 将识别两个 HFP 调制解调器，支持分别拨号与通话。

5.3 集成到自定义应用

通过 ofono 的 D-Bus API，将 HFP 通话功能集成到自定义应用（如车载中控界面），核心 API 包括：

拨号：org.ofono.VoiceCallManager.Dial；
挂断：org.ofono.VoiceCall.Hangup；
接听来电：org.ofono.VoiceCall.Answer；
查询通话状态：org.ofono.VoiceCall.GetProperties。

基于 I.MX8MQ 与 88W9098 的蓝牙 HFP 实现，核心流程为 “驱动加载→蓝牙激活→音频配置→HFP 连接→通话控制”，关键在于解决三个核心问题：88W9098 蓝牙控制器的正确识别、音频路由与 HFP 协议的适配、PCM 参数与语音编码的匹配。

该方案基于 NXP 官方硬件与 Linux 系统，兼容性强、稳定性高，可直接应用于车载、智能家居等场景。通过开机自动配置脚本，可实现产品级部署；通过 ofono API 集成，可快速开发自定义 HFP 应用，满足多样化的免提通话需求。