Bluetooth connection issue diagnostics CN

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目录

• 1. 介绍
• 2. 先决条件
• 3. 分析捕获到的数据
• 4. 结论

1. 介绍

开发过程中有时遇到蓝牙连接失败, 为了避免或改善这种情况, 需要定位连接失败的原因是哪一方 ( master / slave) 造成的或停在连接过程的哪一步. Simplicity Studio 有个很有用的工具 Network Analyzer, 使得无线数据包可以被WSTK捕获并进行详细解码. 捕获的数据由 EFR32xG22 设备 RF 层提供. 在某些情况下, EFR32xG22 设备 RF 层可能没有正常捕捉到数据, 这直接导致 Network Analyzer 无法获取数据. 这里介绍另一个强大的工具 Ellisys Bluetooth Tracker, 可以用来对 BLE 或 Wi-Fi 通信的并发捕获和分析, 同时也支持各种的有线接口. 可以在这两个工具上捕获的数据基础上分析 BLE 的行为. 前些时间收到客户反馈, 客户做完静电测试与老化测试后, 特定的一些EFR32xG22有时遇到蓝牙连接失败, 客户把坏片送来检验, 我们将坏片换到 BRD4182 radio 板上去复现问题。下面讨论根据这两个工具如何诊断和定位问题.

2. 先决条件

2.1. 硬件要求

• 1 WSTK with EFR32xG22 radio boards(BRD4182A坏片板)
• 1 智能手机, 这里用 HUAWEI BTV-W09, Android 7.0
• 1 Ellisys Bluetooth Tracker

BRD4182A radio 板支持三种无线协议, Bluetooth LE/Mesh, Zigbee and Proprietary. 这里用的是 Bluetooth LE.

华为 BTV-W09, 通过 EFR connect 来与 EFR32xG22 连接.

Ellisys Bluetooth Tracker, 并发抓取空中数据包, 包括 EFR32xG22 和智能手机之间通信的数据包.

2.2. 软件要求

Simplicity Studio 是一个免费的基于 Eclipse 的集成开发环境 (IDE), Silicon Labs 在此基础提供了一系列的非常有用的工具. 开发人员可以使用 Simplicity Studio 来开发, 调试并分析其应用程序. 这里用它的 Network Analyzer 抓包.

Ellisys Bluetooth Analyzer 支持空中数据并发捕获, 用于与 Network Analyzer所捕获的数据进行比较.

2.3. Data Capture

对 EFR32xG22 烧录测试软件. 启动 Network Analyzer 与 Ellisys Bluetooth Analyzer. 操作智能手机应用 EFR connect 连接和断开. 重复测试几次, 然后停止并保存数据. 如何捕捉数据, 这里将不深入细节, 参阅这些链接了解更多信息 Network Analyzer, Ellisys Bluetooth Analyzer.

3. 分析捕获到的数据

抓到数据后，Ellisys Bluetooth Analyzer会保存成.btt 文件，Network Analyzer 会保存成 .isd 文件.

3.1. Data on Ellisys Bluetooth Analyzer

太多数据包了, 设置过滤条件, 方便分析.

只显示 "Silabs Example" 相关的数据包.

过滤只保留 Connection Indication 包来检验从智能手机端发出多少次连接请求.

有 9 个 Connection Indication 包.

有 10 个 feature request 包.

有 8 个 feature response 包.

有 8 个 termination 包.

从上述信息看, 智能手机端发出了 10 次连接请求, 然而只有 8 次连接成功, 8 次连接终止. 过滤后只有 9 个 Connection Indication 包, 这点存疑, 通过 仔细检查 "Instant Timing" 窗口, 发现有 10 个 Connection Indication 包,所以这应该是 Ellisys Bluetooth Analyzer 软件 bug. 上述发现与实际测试结果吻合, 10 次连接尝试, 8 次连接成功. 下一步就是要定位哪次连失败了. 在 "Instant Timing" 窗口观察所有数据包, 发现有两个地方不一样.

为了获得准确的时间参照点, 将第一个 Connection Indication 设置为时间参考 0 点.

放大并移到 42.7x 秒处, 能看到有从智能手机发出来的 Connection Indication 包, 但 "Silabs Example" 设备没有对其有反应而是直接再发Connectable Undirected Adv 广播包. 检查其后边的几个数据包, 没有发现有 feature response 包. 问题就在这里了.

还有另一处问题点也可以通过同样的方法定位到. 现在记住这个 42.7x 秒的时间点, 等下需要在 Network Analyzer 所用抓数据中, 看这个时间点的数据.

3.2. Data on Network Analyzer

这里同样需要过滤一些空中数据.

过滤后, 有 8 个 connection indication 包.

有 8 个 Feature Request 包.

有 8 个 Feature Response 包.

有 8 个 Terminate 包.

从上述结果来看, 在 EFR32xG22 这边, 收到来自智能手机的 8 个连接请求, 8 次连接成功, 8 次连接终止.

同样以第一个connection indication 包设为时间轴 0 点, 这样能得到与Ellisys Bluetooth Analyzer匹配的时间轴.

转到 42.7x 秒处去检查, 时间点42.7x 秒前后本应有一个 connection indication 包, 在这里并没有出现.

4. 结论

智能手机侧已经发送了connection indication包, 但是坏片 EFR32xG22设备无法捕捉到并做响应, 所以这个问题是由坏片 EFR32xG22设备侧造成的, 它没能收到 connection indication包. 通过在第一个connection indication包上设置时间参考点, 很容易比较Network Analyzer 与 Ellisys Bluetooth Analyzer捕获的空气数据, 这样有助于定位问题是由哪边, 哪一步引起的.