从零实现BLE协议栈（8-2）实验：08_phy_ll_procedures

8-2 动手实验：编译运行 08_phy_ll_procedures

本篇是第 8 章的配套实验，实际验证 LL Control Procedure 的 Instant 同步机制。

一、概述

08_phy_ll_procedures 在 Demo 07 的基础上，增加了 LL Procedure（链路层过程） 支持，演示两种典型过程：

  1. LL_CONNECTION_UPDATE_IND：Master 通知 Slave 在指定 Instant（connEventCounter）同步更新连接参数
  2. LL_CHANNEL_MAP_IND：Master 通知 Slave 在指定 Instant 切换跳频通道表

核心机制是 Instant 同步——Master 和 Slave 约定在同一个 connEventCounter 时刻生效新参数，无需握手确认。

通过本实验，你将观察 Connection Update 过程的完整日志：接收 → pending → 到达 Instant → 新参数生效。

二、编译与烧录

west build -b nrf52dk/nrf52832 .\write-BLE-stack-from-scratch\08_phy_ll_procedures\ -p
west flash

编译产物：

Memory region         Used Size  Region Size  %age Used
           FLASH:      100912 B       512 KB     19.25%
             RAM:       19648 B        64 KB     29.98%

三、运行测试

.\write-BLE-stack-from-scratch\tools\venv\Scripts\python.exe `
  .\write-BLE-stack-from-scratch\tools\bumble_connect.py `
  --transport usb:2FE3:000B `
  --target 66:55:44:33:22:11 `
  --update-interval 80 `
  --duration 20

关键参数：--update-interval 80 让 Bumble 在连接建立后发起 Connection Parameter Update，将 interval 从默认 40 (50ms) 更新为 80 (100ms)。

Bumble 侧：连接建立后稳定保持 20 秒，期间完成 1 次 Connection Update。

已知问题：bumble_connect.py 的 on_params_update 回调有 TypeError（参数签名不匹配），但不影响连接和过程执行。

四、串口日志

LL Procedure 接收与 Pending

[CONN] #18 OK | ww=5 lat=0/4 | pending: cu=0 cm=0
[CONN] #19 OK | ww=5 lat=0/4 | pending: cu=0 cm=0

[LL_PROC] Received LL_CONNECTION_UPDATE_IND:
  WinSize:    1
  WinOffset:  0
  Interval:   80 (x1.25ms = 100000 us)
  Latency:    4
  Timeout:    200
  Instant:    25

[CONN] #20 OK | ww=5 lat=0/4 | pending: cu=1 cm=0
                                          ↑ 过程挂起中
[CONN] #21 OK | ww=5 lat=0/4 | pending: cu=1 cm=0
[CONN] #22 OK | ww=5 lat=0/4 | pending: cu=1 cm=0
[CONN] #23 OK | ww=5 lat=0/4 | pending: cu=1 cm=0
[CONN] #24 OK | ww=5 lat=0/4 | pending: cu=1 cm=0

Instant 到达：参数生效

[LL_PROC] Connection Update applied at event #25 (Instant reached)
  Old: interval=40 (50ms), latency=4, timeout=200
  New: interval=80 (100ms), latency=4, timeout=200
  Recalculated: interval_ticks=3277, ww_periodic=10

[CONN] #25 OK | ww=10 lat=0/4 | pending: cu=0 cm=0
                  ↑ WW 翻倍（interval 从 50ms→100ms，SCA 不变）
[CONN] #26 SKIP | ww=10 lat=1/4 | pending: cu=0 cm=0
[CONN] #27 SKIP | ww=10 lat=2/4 | pending: cu=0 cm=0
...

Pending 期间 Latency 禁用

注意 #20~#24 的 lat=0/4：虽然 connSlaveLatency=4，但有 Procedure pending 时 禁止跳过事件（Core Spec Vol 6B §5.1.1），确保不错过 Instant。

连接总结

========== Connection Summary ==========
  Total events:        214
  Events listened:     82
  Events skipped:      132
  RX OK:               205
  RX timeout:          9
  RX CRC error:        0
  Anchor updates:      205
  Max consec miss:     2
  Conn Updates:        1
  Chan Map Updates:    0

日志解读

  • Instant=25：在第 20 个事件收到 LL_CONNECTION_UPDATE_IND，Instant 设为 25——给 5 个事件的缓冲时间
  • interval 40→80：connInterval 从 50ms 翻倍到 100ms，事件密度降低
  • ww_periodic 5→10：WW = 100ppm × 100ms = 10µs，与新 interval 匹配
  • Latency 恢复：Instant 到达后 cu=0，Slave Latency 重新启用（#26 起 SKIP 恢复）

五、关键概念图

Instant 同步时序

Master                              Slave
  │                                   │
  │── LL_CONNECTION_UPDATE_IND ─────→│  收到于 event #20
  │   Instant=25, Interval=80        │  pending: cu=1
  │                                   │
  │  event #21  (old params)         │  lat=0 (forced listen)
  │  event #22  (old params)         │  lat=0
  │  event #23  (old params)         │  lat=0
  │  event #24  (old params)         │  lat=0
  │                                   │
  │  event #25  ← Instant reached    │  NEW params take effect
  │  (interval=80, ww=10)            │  pending: cu=0
  │                                   │  lat=SKIP 恢复
  │  event #26  (new params)         │

Procedure 对 Latency 的影响

正常模式 (无 pending):
  LISTEN → SKIP → SKIP → SKIP → SKIP → LISTEN → ...

Procedure pending 模式:
  LISTEN → LISTEN → LISTEN → LISTEN → LISTEN → (Instant) → SKIP → SKIP → ...
           ↑ 不跳过，确保不错过 Instant ↑

参数对比

                  更新前          更新后
  Interval:       40 (50ms)       80 (100ms)
  RTC ticks:      1638            3277
  WW periodic:    5 µs            10 µs
  事件频率:       20 Hz           10 Hz

本系列教程同款硬件：👇
芯片： nRF 52832 开发板
工具： nRF 52840 BLE Dongle 蓝牙嗅探器
工具： 逻辑分析仪
工具： BPA low energy 蓝牙分析仪

posted @ 2026-04-02 10:19  ixbwer  阅读(14)  评论(0)    收藏  举报