蓝牙技术结构体系及硬件实现模式分析
发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:652
2 蓝牙硬件的实现
蓝牙的技术规范除了包括协议部分外还包括蓝牙的应用部分(即应用模型)。在实现蓝牙的时候,一般是将蓝牙分成两部分来考虑,其一是软件实现部分,它位于hci的上面,包括蓝牙协议栈上层的l2cap、rfcomm、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)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ram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100mw、2.5mw、1mw三种)。它由锁相环、发送模块和接收模块等组成。发送部分包括一个倍频器,且直接使用压控振荡器调制(vco);接收部分包括混频器、中频器放大器、鉴频器以及低噪音放大器等。无线收发器的主要功能是调制/解调、帧定时恢复和跳频功能同时完成发送和接收操作。发送操作包括载波的产生、载波调制、功率控制及自动增益控制agc;接收操作包括频率调谐至正确的载波频率及信号强度控制等。
(3)微处理器(cpu)
cpu负责蓝牙比特流调制和解调所的所有比特级处理,且还负责控制收发器和专用的语言编码和解码器。
(4)flash存储器和sram
flash存储器用于存放基带和链路管理层时把flash中的软件调用sram中。
(5)语音编/解码器codec(coder decoder)
语音编/解码器codec由adc(数模转换器)、模数转换口(adc)、数字接口、编码模块等组成。主要功能:提供语音编码和解码功能,提供cvsd(continuous variable slope delta modulation)即连续可变斜率增量调制及对数pcm(pulse coded modulation)即脉码调制两种编码方式。
(6)蓝牙测试模块
它是由dut(device under test)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
2 蓝牙硬件的实现
蓝牙的技术规范除了包括协议部分外还包括蓝牙的应用部分(即应用模型)。在实现蓝牙的时候,一般是将蓝牙分成两部分来考虑,其一是软件实现部分,它位于hci的上面,包括蓝牙协议栈上层的l2cap、rfcomm、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)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ram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100mw、2.5mw、1mw三种)。它由锁相环、发送模块和接收模块等组成。发送部分包括一个倍频器,且直接使用压控振荡器调制(vco);接收部分包括混频器、中频器放大器、鉴频器以及低噪音放大器等。无线收发器的主要功能是调制/解调、帧定时恢复和跳频功能同时完成发送和接收操作。发送操作包括载波的产生、载波调制、功率控制及自动增益控制agc;接收操作包括频率调谐至正确的载波频率及信号强度控制等。
(3)微处理器(cpu)
cpu负责蓝牙比特流调制和解调所的所有比特级处理,且还负责控制收发器和专用的语言编码和解码器。
(4)flash存储器和sram
flash存储器用于存放基带和链路管理层时把flash中的软件调用sram中。
(5)语音编/解码器codec(coder decoder)
语音编/解码器codec由adc(数模转换器)、模数转换口(adc)、数字接口、编码模块等组成。主要功能:提供语音编码和解码功能,提供cvsd(continuous variable slope delta modulation)即连续可变斜率增量调制及对数pcm(pulse coded modulation)即脉码调制两种编码方式。
(6)蓝牙测试模块
它是由dut(device under test)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