蓝牙技术硬件实现模式分析

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时间:2018-11-27

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1、蓝牙技术硬件实现模式分析摘要:介绍了蓝牙技术的体系结构及特点,并结合Transilica公司生产的Onechip蓝牙产品TR0700单芯片,分析了硬件实现模式。关键词:蓝牙技术硬件实现链路管理与控制跳频蓝牙技术是一项新兴的技术。它的主要目的是在全世界建立一个短距离的无线通信标准。它使用2.4GHz~2.5GHz的ISM(IndustrionScientifcMedical)频段来传送话音和数据。运用成熟、实用、先进的无线技术来代替电缆,它提供了低成本、低功耗的无线接口,使所有固定和移动设备通过微微网PAN(

2、PersonalAreaNetentationAndReassembly)及组提取等功能。L2CAP允许高达64KB的数据分组。SDP是一个基于客户/服务器结构的协议。它工作在L2CAP层之上,为上层应用程序提供一种机制来发现可用的服务及其属性,而服务属性包括服务的类型及该服务所需的机制或协议信息。RFM是一个仿真有线链路的无线数据仿真协议,符合ETSI标准的TS07.10串口仿真协议。它在蓝牙基带上仿真RS-232的控制和数据信号,为原先使用串行连接的上层业务提供传送能力。TCS是一个基于ITU-TQ.9

3、31建议的采用面向比特的协议,它定义了用于蓝牙设备之间建立语音和数据呼叫的控制信令(CallControlSignalling),并负责处理蓝廾设备组的移动管理过程。1.3高端应用层高端应用层位于蓝牙协议栈的最上部分。一个完整的蓝牙协议栈按其功能又可划分为四层:核心协议层(BB、LMP、LCAP、SDP)、线缆替换协议层(RFM)、电话控制协议层(TCS-BIN)、选用协议层(PPP、TCP、TP、UDP、OBEX、IrMC、、SDP和TCS以及蓝牙的一些应用;其二是硬件实现部分,它位于HCI的下面,亦即上

4、面提到的底层硬件模块,它已在图1中标示出。下面讨论蓝牙硬件模块的结构与性能。蓝牙硬件模块由蓝牙协议栈的无线收发器(RF)、其带控制器(BB)和链路管理层(LMP)组成。目前大多数生产厂家都是利用片上系统技术SOC(System-On-Chip)将这三层功能模块集嵌在同一块芯片上。图2为单芯片蓝牙硬件模块结构图。它由微处理器(CPU)、无线收发器(RF)、基带控制器(BB)、静态随机存储器(SRAM)、闪存(Flash程序存储器)、通用异步收发器(UAST)、通用串行接口(USB)、语音编/解码器(CODEC

5、)及蓝牙测试模块组成。下面分别叙述各部分的组成及功能。(1)蓝牙基带控制器蓝牙基带控制器是蓝牙硬件模块的关键模块。它主要由链路控制序列发生器、可编程程序列发生器、内部语音处理器、共享RAM裁器及定时链管理、加密/解密处理等功能单元组成。其主要功能:在微处理器模块控制下,实现蓝牙基带部分的所实时处理功能,包括负责对接收bit流进行符号定时提取的恢复;分组头及净荷的循环沉余度校验(CRC);分组头及净荷的前向纠错码(FEC)处理和发送处理;加密和解密处理等。且能提供从基带控制器到其它芯片的接口(诸如数据路径RA

6、M客户接口、微处理器接口、脉码调制接口(PCM)等。(2)无线收发器模块无线收发器是蓝牙设备的核心,任何蓝牙设备都要有无线收发器。它与用于广播的普通无线收发器的不同之处在于体积小、功率小(目前生产的蓝牙无线收发器的最大输出功率只有100mFlash存储器用于存放基带和链路管理层中的所有软件部分。SRAM作为CPU的运行空间,在作时把Flash中的软件调用SRAM中。(5)语音编/解码器CODEC(CoderDecoder)语音编/解码器CODEC由ADC(数模转换器)、模数转换口(ADC)、数字接口、编码模

7、块等组成。主要功能:提供语音编码和解码功能,提供CVSD(ContinuousVariableSlopeDeltaModulation)即连续可变斜率增量调制及对数PCM(PulseCodedModulation)即脉码调制两种编码方式。(6)蓝牙测试模块它是由DUT(DeviceUnderTest)即被测试模块与测试设备及计量设备组成。一般测试设备被测试设备构成一个微微网,测试设备是主节点,DUT是从节点。测试设备对整个测试过程进行控制,其主要功能提供无线层和基带层的认证和一致性规范,同时还管理产品的生产

8、和售后测试。(7)UART(UniversalAsynchronousKeceiverTransunitter)通用异步收发器和USB(UniversalSerialBus)通用串行接口。功能:提供到HCI(HostConfrollerInterface)即主机控制器接口传输层的物理连接,是高层与物理模块进行通信的通道。3TR0700单芯片介绍RT0700单芯片是Transilica公司的蓝牙产品,其结构如图3所

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