1. 引言 客户的 STM32WB 产品考虑功耗和 OTA 传输速率的平衡,在正常工作和做 OTA 升级时会使用两套不同的 BLE 连接参数。这就涉及到 BLE 连接参数更新。客户的问题也正是由更新 BLE 连接参数引起。连接参数的更新除了会影响 BLE 的传输速率,还需要考虑 OTA 接收到数据后的擦写 Flash 操作。 3 l% T; A; l" `3 z- o) h. K% \ 2. BLE 连接参数及更新过程 ) Z t- e G; f! T- | 我们先简单回顾一下影响 OTA 传输速率,也就是 BLE 传输速率的因素: PHY:BLE 的 PHY 是选用 1M,还是 2M- \" j6 ]4 x0 t, e DLE: Data length extension 允许数据包大小容纳更大的负载最大为 251 字节, 禁用时为 27 字节 ATT MTU ,当开启 DLE 时建议最大值设 247 字节 连接间隔(connection interval),范围是 7.5ms 至 4000ms M @6 [. }! ^ 连接事件(connection event),每个连接事件的最大数据包数,受限于 BLE 堆 栈,Android 和 IOS 设备会有差异。 j6 y) A& d4 [9 G 从机端的间隔唤醒(Slave Latency): 定义从机可以忽略主机发起的连接事件 数。 发送数据后是否需要 RSP,不需要的时候选用 write without RSP/notify 的方式速度更快。 客户的应用中其 BLE 连接参数更新其实只涉及 connection interval 和 slave latency 两个参数。实际改变的只有 slave latency,其更新连接参数过程如下: 1 s& y) v+ B( }$ D& y, \ 1. 在正常应用中,也即是 BLE OTA 升级前 connection interval 和 slave latency 的参数是[7.5ms, 6 latency] 。2 \5 W- c7 F: ^( x0 a8 ?0 z9 L 2. 准备 OTA 升级时,更新连接参数为[7.5ms, 0latency]以加快数据传输。 3. OTA 升级接收主设备传过来的数据,每接到 4K 数据会擦除 Flash,并将数据写入 Flash。这时需要在擦除 Flash 前将连接参数更新回[7.5ms, 6 latency] 。这样做的目 的是为了满足在射频活动前至少 25ms 不进行 Flash 的擦除操作(具体见 AN5289)。 9 ?5 L3 f$ H" ?, e8 B0 u: ] 4. 在写完 4K Flash 后,又将 BLE 参数更新为[7.5ms, 0latency]继续接收 OTA 的数据。. K, O' a) v, k7 F" }$ e% C9 l 3. 问题产生 从上面的描述可知,客户的程序设计是每接收到 4KB 数据,就要做 BLE 连接参数的更新。频繁的 BLE 连接参数更新会引发了一些问题。首先是连接参数更新是由从设备 STM32WB 发起把更新请求发给主机,主机收到更新请求后,正常会回一个 response 给从机,告诉从机后面可以按新的连接参数进行通信。但有些主设备有可能不支持参数更新或更新参数的时机有差异。导致更新失败。这就产生了兼容性的问题。如下图一,蓝牙规格书中有提醒,应该在建立 BLE 连接后的至少 5s 后更新连接参数 。. o. {/ D! A K. f& W 图一 ▲ 图一 另外 BLE 连接参数更新的持续时间: (9 + 6 x latency) x conn_interval (conn_interval 是当前的 conn_interval)。- a: G# Y4 D Z! Y' H而且对于两次 BLE 连接参数的间隔时间,蓝牙规格书中也有建议。建议更新参数的超时时间是 30s,如下图二: 图二 ▲ 图二 如果按照这个要求,每次需要间隔 30s 再更新 BLE 连接参数,那整个 OTA 的速率将会比不更新的速率更低,那更新 BLE 连接参数来提高 OTA 速率就失去了意义。& {4 r2 Q, z6 \4. 问题解决 为了解决 BLE 连接参数更新带来的问题。有两个建议,一个是可以在 OTA 更新数据之前将 Flash 区域提前擦除,后面收到 OTA 数据后直接写 Flash。因为在 BLE 射频 IDLE 时 间内写 Flash 的操作不受限制,这样就可以不用频繁更新 BLE 连接参数,完成 OTA 升 级。另一个是建议对于 STM32WB BLE 协议栈,只要主机对从机更新连接参数请求有response,从机收到这个 response 后就可以再次发起连接参数更新请求,而无需等待 30s。这样也不会影响 OTA 的升级速率。 其实上面是针对使用的是 STM32Cube_FW_WB_V1.8 的协议栈版本的解决方案,它必须使用ACI_L2CAP_CONNECTION_PARAMETER_UPDATE_REQ 命令发送更新请求。 ) s \ ^& N' D$ u0 n+ b5 I 对于最新的 STM32WB BLE 协议栈可以使用 ACI_HAL_SET_PERIPHERAL_LATENCY input parameters 命令,如下图三,这条命令可以直接在从机端使能或禁止 slave latency 而不需要等待主机的响应。这就可以满足客户的频繁更新连接参数而不需要考虑 主机的需求,巧妙地解决了兼容性问题。这里 latency 设置为 0 和 latency disable 效果是一样的。, X! m8 [, M) |6 @! q" L- Y 图三 ▲ 图三 本文分享了客户为提升 STM32WB OTA 速率引发的关于 BLE 连接参数更新的讨论。最后根据客户需要频繁更新连接参数,给出了相应的处理办法。以上供大家参考。 ! o) m6 s3 j- b6 V( s |
4月25日培训|基于ST 双核多协议STM32WB55的Matter方案开发
基于STM32WB55的配置串口打印Debug经验分享
基于创建STM32WBA BLE_Custom工程经验分享
来看直播了,就在明天 | STM32 Matter 解决方案,轻松实现智能家居无缝连接
基于STM32WB55开发之套件概述(1)
基于STM32WB55开发之监测STM32WB连接状态(1)
基于STM32WB55开发之修改蓝牙地址(2)
STM32WB基于Custom Template实现客户定制BLE私有协议
如何基于STM32WB一次性烧写FUS+STACK+APP
【STM32WB55评测】评测四 蓝牙mesh摸索(二)