CC2640R2F BLE5.0 蓝牙协议栈数据长度扩展功能（LE Data Length Extension）

概要

数据长度扩展（LE Data Length Extension）功能允许LE控制器在连接状态下发送具有高达251字节的PDU。在连接期间的任何时刻，主从设备可以协商该PDU大小。

对比与BLE4.0/4.1的控制器数据通道最大有效载荷为27字节。使能数据扩展功能后的BLE4.2/BLE5.0能够达到251，数据速率提高了大约2.5倍。

数据长度更新过程

一旦建立连接，控制器将以两种可能的方式之一进行操作：

提示本文所有的提及默认PDU/传输时间，均是指兼容BLE4.0/4.1的27Byte/328us,数据长度扩展（LE Data Length Extension）只被BLE4.2/5.0 支持。

• 如果在连接之前，PDU大小和传输时间都被设置为默认值（即TX和RX都为27B,328us），则CC2640R2F将不会发起数据长度交换命令（即LL_LENGTH_REQ不发送）。

  如果对等连接的主从设备发送LL_LENGTH_REQ，此时对等设备同样以默认大小LL_LENGTH_RSP回应.

• 如果在连接之前，PDU的大小和传输时间收发双方或者有一方不是默认值，则设备的LE控制器将使用LL_LENGTH_REQ和LL_LENGTH_RSP控制PDU协商一个PDU的较大的有效负载大小。

  数据长度更新可由Host发起或Controller自主执行。主机或从机可以启动该过程。

数据长度更新过程完成后，两个控制器都会根据两个参数选择新的数据长度：PDU大小和传输时间。同时被主从设备支持的最大长度将会被选择; 考虑到时间来支持不同的数据速率。这些参数定义如下：

• PDU大小
  Controller支持的最大应用数据有效载荷大小。该大小不包括数据包的其他固定开销，例如访问地址或前导码。
• 时间
  设备以PHY速率发送或接收PDU的最大微秒数。该参数使用微秒单位（us）。

注意：有关数据长度更新过程的 更多信息，请参考蓝牙核心规范版本5.0的数据长度更新过程部分（[Vol 6]，B部分，第5.1.9节）。

下表可以参考支持的最大时间和大小。CC2640R2F支持这些最大值。

初始值

BLE4.2/5.0 工程中为了兼容BLE4.0/BLE4.1 所以默认的TX PDU设置为 27字节，同时同时使用328作为最大传输时间。

在RX PDU上面，默认使能LE Data Packet功能，也就是默认支持接收 251，以及RX PDU最大传传输时间为2120us。

为了最大吞吐量，诸如BLE主机的高层协议也应使用较大的PDU大小（请参见最大传输单元（MTU））。 下图显示出了协议栈中的各种PDU大小。

注意：正如数据长度更新过程章节介绍过，

应用工程可以通过以下两种方式更新数据长度：
1. 直接初始化到最大值，每次建立连接后Controller会自动申请一个更大PDU；
2. Controller 可以设置默认的PDU大小和传时间（27byte/328us ),然后再建立连接时动态协商该值；

数据长度扩展HCI命令和事件

以下HCI命令可用于与数据长度扩展功能相关的控制器交互：

• LE读取建议的默认数据长度命令（HCI_LE_ReadSuggestedDefaultDataLenCmd（））
• LE写入建议的默认数据长度命令（HCI_LE_WriteSuggestedDefaultDataLenCmd（））
• LE读取最大数据长度命令（HCI_LE_ReadMaxDataLenCmd（））
• LE设置数据长度命令（HCI_LE_SetDataLenCmd（））

以上命令可能会产生LE数据长度更改事件。

• LE Data Length Change Event

除了Bluetooth SIG定义的HCI命令之外，以下TI Vendor Specific命令还可以与数据长度扩展功能相关的控制器进行交互：

• HCI_EXT_SetMaxDataLenCmd

在连接后设置包长度

如初始值章节我们已经讲解过，为了兼容BLE4.0/4.1设备，默认传输的TX PDU设置为27字节/328us。然后Controller会在设备连接之初，共同协商一个的数值。禁止该功能可以将以下代码段放入应用工程的初始化话阶段(例如simple_peripheral_init)

    #define APP_TX_PDU_SIZE 27 
    #define APP_RX_PDU_SIZE 27 
    #define APP_TX_TIME 328 
    #define APP_RX_TIME 328
    
    //这个API记录在hci.h 
    HCI_EXT_SetMaxDataLenCmd （APP_TX_PDU_SIZE  ，  APP_TX_TIME ，
       APP_RX_PDU_SIZE ， APP_RX_TIME ）中。

一旦建立了连接，Controller对等的主从设备协商数据包大小。如果两个设备都设置为使用数据长度扩展，可以直接观察到吞吐量提高。

如果需要重新使能连接建立之初的自动协商功能，只需使用上述相同的命令调整值即可。使用代码段搜所示。

否则控制器将拒绝此调用。除了TI Vendor Specific命令外，还可以使用蓝牙SIG HCI命令，如下所示。

    #define APP_SUGGESTED_PDU_SIZE 251 
    #define APP_SUGGESTED_TX_TIME 2120
    
    //这个API记录在hci.h 中
    HCI_LE_WriteSuggestedDefaultDataLenCmd （APP_SUGGESTED_PDU_SIZE  ，
    APP_SUGGESTED_TX_TIME ）
    
    HCI_LE_WriteSuggestedDefaultDataLenCmd（）仅改变发送端的PDU大小和时间。

在连接中设置包长度

也可以使用以下API代码片段在连接中动态更改数据包长度。应用程序可以根据任何逻辑（如传感器数据或按钮按下）确定何时发生。

    uint16_t cxnHandle; //Request max supported size
    uint16_t requestedPDUSize = 251;
    uint16_t requestedTxTime = 2120;
    
    GAPRole_GetParameter(GAPROLE_CONNHANDLE, &cxnHandle); //This API is documented in hci.h
    
    if (SUCCESS != HCI_LE_SetDataLenCmd(cxnHandle, requestedPDUSize, requestedTxTime))
       DISPLAY_WRITE_STRING("Data length update failed", LCD_PAGE0);

加入我们

文章所有代码、工具、文档开源。加入我们QQ群 591679055获取更多支持，共同研究CC2640R2F&BLE5.0。

© Copyright 2017, 成都乐控畅联科技有限公司.