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cc2640r2f:ble_throughput [2017/08/31 21:42] wuyl |
cc2640r2f:ble_throughput [2021/06/22 23:14] |
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- | < | ||
- | # BLE吞吐量测试 # | ||
- | |||
- | ## 介绍 ## | ||
- | 本章分别测试了 TI CC2640R2F LaunchPad 和 <a href=" | ||
- | |||
- | 该工程中进行了一些修改以方便进行吞吐量测试: | ||
- | |||
- | - 改变项目 MTU 大小 | ||
- | - 通过消息计数器发送通知 | ||
- | - 增加 Throughput 配置文件 | ||
- | - 增加按键菜单 | ||
- | |||
- | ## 硬件环境 ## | ||
- | 使用 USB 连接 <a href=" | ||
- | |||
- | ![](http:// | ||
- | |||
- | ## 参数修改 ## | ||
- | 基本思想是不断发送 GATT 通知,尽可能减少开销,尽可能减少停机时间。 | ||
- | 以下参数在增加吞吐量时必须加以考虑: | ||
- | |||
- | ### ATT_MTU大小 ### | ||
- | 有关最大传输单元(ATT_MTU)的说明,请参见 <a href=" | ||
- | |||
- | 这里定义 6 个Tx缓冲区,每个缓冲区 251 字节。用户应用程序应根据自身堆栈情况进行分配。如果没有足够的堆栈,可以减少 `MAX_NUM_PDU` ,但这样可能导致吞吐量的损失。实际使用中的最坏情况是 `MAX_NUM_PDU` 和 `MAX_PDU_SIZE` 的乘积,即缺乏堆栈时能减少的最大值。设计人员应该根据设备的可用内存来平衡这些参数。 | ||
- | ````C | ||
- | #define MAX_NUM_PDU | ||
- | #define MAX_PDU_SIZE | ||
- | ```` | ||
- | > 注意:最好在 options-> | ||
- | |||
- | > 注意:MTU 更新过程在连接之后主机自动发起和从机进行协商。选择双方支持最大 MTU。 | ||
- | |||
- | |||
- | ### LE 2M PHY ### | ||
- | 这里使用 2M PHY,使每个连接事件期间从 PHY 发送的数据增加一倍(需要连接之后通过按键菜单自行选择)。 | ||
- | |||
- | ### LE 数据长度拓展 ### | ||
- | 在蓝牙 4.2 规范中允许控制器发送最多 251 个字节的单个数据包,这与以前的 27 个字节相比大大增加了吞吐量,此功能称为数据长度拓展。有关这方面详细介绍请参考 <a href=" | ||
- | 下面的 PDU 更新过程的代码片段可以在 `throughput_peripheral.c` 文件中找到 | ||
- | ````C | ||
- | // | ||
- | bool SimpleBLEPeripheral_doSetDLEPDU(uint8 index) | ||
- | { | ||
- | switch (index) | ||
- | { | ||
- | case 0: | ||
- | txOctets = DEFAULT_PDU_SIZE; | ||
- | txTime = DEFAULT_TX_TIME; | ||
- | break; | ||
- | case 1: | ||
- | txOctets = DLE_MAX_PDU_SIZE; | ||
- | txTime = DLE_MAX_TX_TIME; | ||
- | break; | ||
- | } | ||
- | | ||
- | } | ||
- | ```` | ||
- | |||
- | ### 连接间隔 ### | ||
- | 根据前后处理数量,控制器需要 2-3ms 来准备下一个连接事件,因此更长的连接间隔可以提高吞吐量。由于使用 notify 方式传输,增加连接间隔意味着连接事件减少。此示例将使用 100ms 的连接间隔,在实际情况下增加连接间隔有着明显的缺点:由于射频干扰导致的连接事件将大大降低吞吐量。因此用户需要根据所需吞吐量进行权衡,当连接间隔大于 100ms 后,吞吐量将不会增加。 | ||
- | |||
- | |||
- | ### 通知排队 ### | ||
- | 这段代码设计能保证队列中始终有需要发送的数据,避免在通知开始时处于饥饿状态。 | ||
- | ````C | ||
- | // | ||
- | static void blastData() | ||
- | { | ||
- | uint16 len = MAX_PDU_SIZE-7; | ||
- | attHandleValueNoti_t noti; | ||
- | bStatus_t status; | ||
- | noti.handle = 0x1E; | ||
- | noti.len = len; | ||
- | |||
- | while(1) | ||
- | { | ||
- | //attempt to allocate payload | ||
- | noti.pValue = (uint8 *)GATT_bm_alloc( 0, ATT_HANDLE_VALUE_NOTI, | ||
- | |||
- | if ( noti.pValue != NULL ) //if allocated | ||
- | { | ||
- | //place index | ||
- | noti.pValue[0] = (msg_counter >> 24) & 0xFF; | ||
- | noti.pValue[1] = (msg_counter >> 16) & 0xFF; | ||
- | noti.pValue[2] = (msg_counter >> 8) & 0xFF; | ||
- | noti.pValue[3] = msg_counter & 0xFF; | ||
- | status = GATT_Notification( 0, ¬i, 0 ); //attempt to send | ||
- | if ( status != SUCCESS ) //if noti not sent | ||
- | { | ||
- | GATT_bm_free( (gattMsg_t *)& | ||
- | } | ||
- | else //noti sent, increment counter | ||
- | { | ||
- | msg_counter++; | ||
- | } | ||
- | } | ||
- | else | ||
- | { | ||
- | // | ||
- | asm(" | ||
- | } | ||
- | } | ||
- | } | ||
- | ```` | ||
- | 本代码仅为最大吞吐量测试,在实际应用中,由于其他处理需求,应用程序可能无法维持此吞吐量(例如必须通过串口传输有效数据负载)。此外 `blastData` 函数最大限度的增加了数据的排队,因此 `GATT_Notification` 会返回非 SUCCESS 状态,例如队列已满时的 `blePending`。Tx 队列的深度由 `MAX_NUM_PDU` 决定。 | ||
- | |||
- | ## 分组开销 ## | ||
- | 主机和从机的有效数据载荷已经被优化为 251 字节,这是吞吐量的最大值。由于 ATT 和 L2CAP 级别的开销,并不是所有 251 个字节都可以用作应用程序数据,这是蓝牙规范所必须的。对 ATT 和 L2CAP 的简要说明如下: | ||
- | ### ATT 通知头 ### | ||
- | 所有 ATT 通知包具有标识 | ||
- | 发送通知的属性的操作码和句柄所需的 3 字节头。 | ||
- | 发送 ATT 通知有 3 字节开销。 | ||
- | |||
- | ### L2CAP头 ### | ||
- | 在 L2CAP 层,需要类似的开销来设置分组的长度 | ||
- | 和适当的信道标识符(CID)。 | ||
- | 这些字段中的每一个都是 16 位( 2 字节),导致 4 个字节的 L2CAP 开销。 | ||
- | 结合 L2CAP 和 ATT 数据包开销产生: | ||
- | ````C | ||
- | TOTAL_PACKET_OVERHEAD = 7 bytes | ||
- | ```` | ||
- | ## 测试结果 ## | ||
- | 分别对 PDU 为 27 Bytes 和 251 Bytes 以及 PHY 为 1 Mbps、2 Mbps、Coded: | ||
- | |||
- | **TI CC2640R2F LaunchPad** | ||
- | |||
- | |||||| | ||
- | |: | ||
- | |模式|1 Mbps|2 Mbps|Coded: | ||
- | |27 Bytes|288.896 (kb/ | ||
- | |251 Bytes|780.800 (kb/ | ||
- | |||
- | **<a href=" | ||
- | |||
- | |||||| | ||
- | |: | ||
- | |模式|1 Mbps|2 Mbps|Coded: | ||
- | |27 Bytes|288.896 (kb/ | ||
- | |251 Bytes|780.800 (kb/ | ||
- | |||
- | 可以看出我们的开发板和 TI CC2640R2F LaunchPad在不同模式下速率是一致的。读者可以自行下载例程测试。下图展示了在 2 Mbps/ | ||
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- | ![](http:// | ||
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- | ## 测试用例下载 ## | ||
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- | [](ble_throughput.zip) | ||
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- | BLE Throughput</ | ||
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- | > 注意: | ||
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- | ## 加入我们 ## | ||
- | 文章所有代码、工具、文档开源。加入我们[**QQ群 591679055**](http:// | ||
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