目錄

引言

一、L2CAP主要功能

二、L2CAP幀格式及信道概念

2.1 邏輯鏈路是什么？

2.2 邏輯信道的作用

2.3 L2CAP幀格式介紹

三、L2CAP信令信道

3.1 信令信道幀格式說明

3.2?信令信道指令介紹

3.2.1 信令信道指令一覽表

3.2.2 Credit流控規則

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引言

在BLE協議棧中，邏輯鏈路控制和適配協議 (Logical Link Control and Adaptation Protocol, L2CAP）作為鏈路層（LL）與上層協議（ATT/GATT/SMP）之間的適配層，承擔著協議復用、數據分段和流控的核心職責。通過邏輯信道機制，L2CAP實現了多協議并行傳輸的能力，同時通過信令信道（CID 0x0005）動態管理連接參數與資源分配。本文將系統解析L2CAP幀格式、邏輯信道劃分規則，為BLE設備開發提供協議層實現參考。

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一、L2CAP主要功能

BLE 的 L2CAP（Logical Link Control and Adaptation Protocol）在數據信道上主要承擔三個功能：

1）信道管理

• 負責邏輯信道的創建與關閉。

2）連接參數設置

• 用于更新連接參數。

3）多包傳輸控制

• 配合LL層分包機制實現對發送方的流控機制

注意：

LL層負責物理數據包(PDU)的分片與重組(基礎分包)，而L2CAP在Credit-Based模式下則負責管理邏輯信道上的L2CAP SDU傳輸流控。

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二、L2CAP幀格式及信道概念

2.1 邏輯鏈路是什么？

在介紹L2CAP幀格式之前我們先回顧下必要的背景知識。在前面的章節我們已知在藍牙協議中，BR / EDR / LE 表示不同的物理規范，BR/EDR用于經典藍牙，LE用于低功耗藍牙：

• BR（Basic Rate）：經典藍牙基礎速率
• EDR（Enhanced Data Rate）：經典藍牙高速率增強
• LE（Low Energy）：低功耗藍牙

而 ACL-U、APB-U、LE-U 是對應物理層的邏輯鏈路（Logical Transport），用于承載上層協議的數據：

• ACL-U：BR/EDR 下的異步數據通道
• APB-U：EDR 下的增強異步數據通道
• LE-U：BLE 下的數據通道，主要承載L2CAP協議數據。L2CAP通過其邏輯信道(CID)向上層協議(如ATT/GATT、SMP)提供服務，或支持用戶自定義協議。

換句話說，ACL-U / APB-U / LE-U 是 物理鏈路到邏輯數據傳輸的橋梁。本系列文章只關注BLE，即我們只需要關注LE-U邏輯鏈路相關的內容，因為 BLE 的所有數據上行/下行都通過LE-U邏輯鏈路承載，它承載著多個邏輯信道(Logical Channels, 由CID標識)。

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2.2 邏輯信道的作用

BLE的分包是由LL層實現的，但是LL層并沒有顯式說明當前傳輸的分包來源，即接收方無法確認此分包是來自于GATT還是SMP，在此基礎上為了實現虛擬邏輯信道以實現通道劃分，L2CAP定義了若干個邏輯信道，每個邏輯鏈路可包含若干個邏輯信道。

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2.3 L2CAP幀格式介紹

在介紹L2CAP幀格式之前，我們先來回顧下在第三篇學過了LL層數據信道報文格式（點此回顧【BLE系列-第二篇】數據鏈路層（LL）：基于1M PHY模式的報文詳解）：

L2CAP作為LL層與上層的承接者，其負責的字段由以下幾個部分組成：

• L2CAP PDU len：標識Info段的長度，最大長度為65535（包長大于247則使用LL層進行多包傳輸）
• L2CAP Channel ID（CID）：邏輯信道 ID，用于標識邏輯信道
• Info：L2CAP信息內容

其中 CID 用于標識邏輯信道，LE-U 邏輯鏈路包含了若干個協議規定（固定CID）以及用戶自定義的邏輯信道，如下圖（此圖來自官方協議文檔）：

由圖可知，BLE可使用的邏輯信道包含以下部分：

CID	說明
0x0004	GATT專用信道，L2CAP不做處理，只進行轉發
0x0005	L2CAP信令信道
0x0006	SMP專用信道，L2CAP不做處理，只進行轉發
0x0020~0x003E	僅限藍牙SIG內部測試使用，不可用于公開產品或商用
0x0040~0x007E	用戶自定義信道，使用L2CAP相關指令可以進行創建

其中CID 0x0004和CID 0x0005僅用于給上冊模塊提供透傳接口，因此不再贅述。下文我們重點講解下CID 0x0005 L2CAP信令信道。

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三、L2CAP信令信道

3.1 信令信道幀格式說明

首先我們再來看一眼LL的幀格式：

對照上圖講解，信令信道其實就是在將 Info（至多247字節）?字段拆分成了以下兩個部分：

• Code：1字節字段，用來標識不同的指令
• Info：至多246字節字節，不同的Code對應的Info格式不一致，具體以協議規定為準。

注意：

L2CAP Channel ID在信令指令中固定為0x0005。

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3.2?信令信道指令介紹

3.2.1 信令信道指令一覽表

由圖可知BLE能使用的Code指令只有：0x01、0x06、0x07、0x12至0x1A。

可以分為以下幾個類別：

1）錯誤與通用控制類

• ?0x01 Command Reject

2）信道建立與管理類

• 0x06 LE Credit Based Connection Request
• 0x07 LE Credit Based Connection Response
• 0x14 Disconnection Request
• 0x15 Disconnection Response

3）連接參數與更新類

• 0x12 Connection Parameter Update Request
• 0x13 Connection Parameter Update Response

4）流控與數據管理類

• 0x16 LE Flow Control Credit

5）其他功能性控制類

• 0x17 Credit Based Connection Request（BR/EDR 共用型，LE 可能保留）
• 0x18 Credit Based Connection Response
• 0x19 Local Busy Detected
• 0x1A Local Busy Cleared

由于Code的定義針對每個BLE協議版本都不完全一致，還請自行參考協議。以下根據Ver 6.0版本給出參考路徑及協議參考章節：

• 下載鏈接：?藍牙 Core_v6.0
• 參考章節：Vol 3: Host > Part A:?CreditsLOGICAL LINK CONTROL AND ADAPTATION PROTOCOL SPECIFICATION >?4 SIGNALING PACKET FORMATS

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3.2.2 Credit流控規則

1）發送方每發1個L2CAP報文Credit值減1

2）接收方可以通過0x16指令刷新Credit值

3）Credit值為0時，發送方必須暫停傳輸，等待Credits重新刷新

注意：

LE Credit Based Flow Control 機制僅適用于通過LE Credit Based Connection建立的用戶自定義邏輯信道(CID 0x0040~0x007E)。固定信道(0x0004, 0x0005, 0x0006)不使用此流控機制。

因為靜態信道（CID x0004、0x0005、0x0006）都是固定用途、小數據量通信。應用自定義或大數據傳輸，必須使用流控進行通信通關。

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