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【BLE基础知识】--Slave latency设置流程及空中包解析

1、Slave latency基本概念

当BLE从设备对耗电量要求较高时,若需要节省耗电量,则可以通过设置Slave Latency参数来减少BLE从设备的耗电。

Slave Latency:允许Slave(从设备)在没有数据要发的情况下,跳过一定数目的连接事件,在这些连接事件中不必回复Master(主设备)的包

Slave在这些跳过的期间RX功能也不会开启(实测NXP KW38芯片),即不会收到Master的蓝牙数据帧故Slave在这些跳过的期间,既不接收,也不发送,就能更加省电

举例:

当Slave latency=0时,主设备每次发送数据,从设备都会响应,具体如下图:

当Slave latency=3时,表示主设备发送4次数据,从设备响应1次。具体如下图:

蓝牙5.1协议栈中规定Slave latency参数的取值范围是0x0000 ~ 0x01F3(即0 ~ 499),具体如下表第三个参数:

标准除了要求Slave latency的取值范围为0 ~ 499外,另外还要求Slave latency的取值范围为:

0 ~ ((connSupervisionTimeout / (connIntervalMax*2)) -1).

反之,connSupervisionTimeout要大于2 * Interval_Max * (Latency + 1)。

蓝牙5.1协议栈标准里有一句话,如下:

The connection slave latency used before the instant is known as connSlaveLatencyOLD.

The connection slave latency contained in the LL_CONNECTION_UPDATE_IND PDU and used at the instant and after, is known as connSlaveLatencyNEW.

从这句话可知, slave latency 生效的时刻是通过LL_CONNECTION_UPDATE_IND PDU的intstant参数来约定的。即在约定的Instant(EventCount)时刻及之后,采用新的Slave latency。

2、通信过程中,Slave latency切换流程

2.1 整体流程

根据蓝牙协议5.1.7章节Connection Parameters Request procedure流程,可进行蓝牙相关连接参数的更新,主要包含connInterval, connSlaveLatency and connSupervisionTimeout等几个参数的设置。通过LL_CONNECTION_PARAM_REQ、LL_CONNECTION_PARAM_RSP、LL_CONNECTION_UPDATE_IND等PDU进行参数设置。

大体流程为:

2.2 实际数据解析

整体流程结合数据流解析如下图:

2.2.1 步骤2

上图步骤2,Master通过LL_CONNECTION_PARAM_REQ请求Slave更改Slave latency为3(同时包含connInterval, connSupervisionTimeout等参数),具体数据流截图如下:

2.2.2 步骤3

上图步骤3,Slave通过LL_CONNECTION_PARAM_RSP响应Master返回的参数与LL_CONNECTION_PARAM_REQ命令相同,Slave latency为3(同时包含connInterval, connSupervisionTimeout等参数)。具体数据流截图如下:

2.2.3 步骤4

上图步骤4,Master通过LL_CONNECTION_UPDATE_IND请求Slave表示双方已完成Slave latency的设置协商,并通过该PUD中的Instant参数约定在某个EventCount之后,开始生效新的Slave latency具体数据流截图如下:

2.2.4 步骤5-10

等待新的slave latency生效,在这期间按照旧的slave latency进行通信

2.2.5 步骤11

在步骤4中,通过Instant参数,约定在该EventCount(如上图示例的9612)之后,开始生效新的Slave latency实际测试发现,在此EventCount的通信交互中,Slave一定会响应。

2.2.6 步骤12及之后

新的Slave latency=3生效,从设备4 次响应1次主设备的请求,以达到节电的效果。

3、总结

1) Slave Latency:允许Slave(从设备)在没有数据要发的情况下,跳过一定数目的连接事件,在这些连接事件中不必回复Master(主设备)的包假设Slave latency为3,则表示主设备发送4次请求,从设备才响应1次。

2但若从设备本身有数据要立即发送,则可以搭载在最近的连接事件中发送,无需等到Slave latency到达才发送。

3) 通过LL_CONNECTION_PARAM_REQLL_CONNECTION_PARAM_RSPLL_CONNECTION_UPDATE_IND等PDU来进行参数Slave latency设置。

4) 上面命令中,同时进行connInterval, connSlaveLatency and connSupervisionTimeout等三个参数的设置。

5) 大体设置流程如下图

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