藍牙模塊和OMAP5910的接口技術(shù)

藍牙技術(shù)是一種無(wú)線(xiàn)數據與語(yǔ)音通信的開(kāi)放性全球規范，是一種用于替代移動(dòng)設備或固定電子設備之間連接電纜的近距離無(wú)線(xiàn)鏈路，藍牙工作在全球通用的2.4GHz頻段，數據速率為1Mb/s，采用時(shí)分雙工傳輸技術(shù)實(shí)現全雙工傳輸。作為取代數據電纜的短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，藍牙支持點(diǎn)對點(diǎn)以及點(diǎn)對多點(diǎn)的通信，以無(wú)線(xiàn)方式將家庭或辦公室中的各種數據和語(yǔ)音設備連成一個(gè)微微網(wǎng)（Pico－net），幾個(gè)微微網(wǎng)還可以進(jìn)一步實(shí)現互聯(lián)，形成一個(gè)分布式網(wǎng)絡(luò )（scatter－net），從而在這些連接設備之間實(shí)現快捷而方便的通信。本文介紹藍牙接口在嵌入式數字信號處理器OMAP5910上的實(shí)現，DSP對模擬信號進(jìn)行采樣，并對A/D變換后的數字信號進(jìn)行處理，通過(guò)藍牙接口傳輸到接收端，同樣，DSP對藍牙接收到的數字信號進(jìn)行D/A變換，成為模擬信號。

1 藍牙模塊BRF6100

藍牙信號的收發(fā)采用藍牙模塊BRF6100實(shí)現。BRF6100是TI公司最近推出的遵循藍牙V1.1標準的無(wú)線(xiàn)信號收發(fā)芯片，其升級型號BRF6150支持V1.2標準，BRF6100的主要特性有：具有片內數字無(wú)線(xiàn)處理器DRP（Digital Radio Processor）、數控振蕩器，片內射頻收發(fā)開(kāi)關(guān)切換，內置ARM7嵌入式處理器等。

BRF6100的內部功能如圖1所示，接收信號時(shí)，收發(fā)開(kāi)關(guān)置為收狀態(tài)，射頻信號從天線(xiàn)接收后，經(jīng)過(guò)藍牙收發(fā)器直接傳輸到基帶信號處理器?；鶐盘柼幚戆ㄏ伦冾l和采樣，BRF6100采用零中頻結構。數字信號存儲在RAM（容量為32KB）中，供ARM7處理器調用和處理，ARM7將處理后的數據從編碼接口輸出到其他設備，信號發(fā)過(guò)程是信號收的逆過(guò)程，此外，BRF6100還包括時(shí)鐘和電源管理模塊以及多個(gè)通用I/O口，供不同的外設使用。BRF6100的主機接口可以提供雙工的通用串口，可以方便地和PC機的RS232通信，也可以和DSP的緩沖串口通信。

2 系統硬件結構

整個(gè)系統由DSP、BRF6100、音頻AD/DA、液晶、鍵盤(pán)以及Flash組成，硬件連接如圖2所示，DSP是核心控制單元，音頻AD用于將采集的模擬語(yǔ)音信號轉變成數字語(yǔ)音信號；音頻DA將數字語(yǔ)音信號轉換成模擬語(yǔ)音信號，輸出到耳機或者音箱。音頻AD和DA的前端和后端都有放大和濾波電路，一般情況下，音頻AD和DA集成到一個(gè)芯片上，本系統使用TI公司的TLV320AIC10，設置采樣頻率為8KHz，鍵盤(pán)用于輸入和控制，液晶顯示器顯示各種信息，Flash保存DSP所需要的程序，供DSP上電調用；JTAG是DSP的仿真接口，DSP還提供HPI口，該接口可以和計算機連接，可以下載計算機中的文件并通過(guò)DA播放，也可以將數字語(yǔ)音信號傳輸到計算機保存和處理。

系統中的DSP采用OMAP5910，該DSP是TI公司推出的嵌入式DSP，具有雙處理器結構，片內集成ARM和DSP處理器。ARM用于控制外圍設備，DSP用于數據處理。OMAP5910中的DSP是基于TMS320C55X核的處理器，提供2個(gè)乘累加（MAC）單元，1個(gè)40位的算術(shù)邏輯單元和1個(gè)16位的算術(shù)邏輯單元，由于DSP采用了雙ALU結構，大部分指令可以并行運行，其工作頻率達150MHz，并且功耗更低。

OMAP5910中的ARM是基于A(yíng)RM9核的TI925T處理器，包括1個(gè)協(xié)處理器，指令長(cháng)度可以是16位或者32位。DSP和ARM可以協(xié)同工作，通過(guò)MMU控制，可以共享內存和外圍設備，OMAP5910可以用在多種領(lǐng)域，例如移動(dòng)通信、視頻和圖像處理，音頻處理、圖形和圖像加速器、數據處理。本系統使用OMAP5910，用于個(gè)人移動(dòng)通信。

3 BRF6100和OMAP5910的硬件設計

BRF6100和OMAP5910的連接是本系統硬件連接的重點(diǎn)，其具體連接如圖3所示，使用OMAP5910的MCSI接口連接BRF61001語(yǔ)音接口。MCSI接口是OMAP5910特有的多通道串行接口（Multi Channel Serial Interface），具有位同步信號和幀同步信號。系統采用主模式，即OMAP5910提供2個(gè)時(shí)鐘到藍牙模塊BRF6100的語(yǔ)音接口的位和幀同步時(shí)鐘信號，MCSI接口的最高傳輸頻率可以達到6MHz，系統由于傳輸語(yǔ)音信號，設置幀同步信號為8KHz，與OMAP5910外接的音頻AD的采樣頻率一致。每幀傳輸的位根據需要可以設置成8或者16位，相應的位同步時(shí)鐘為64KHz或者128KHz，這些設置都可以通過(guò)設置OMAP5910的內部寄存器來(lái)改變，使用十分方便靈活。

OMAP5910和BRF6100的通信使用異步串口實(shí)現。如圖3中的RX1和TX1信號，為了保證雙方通信的可靠和實(shí)時(shí)，使用RTS1和CTS1引腳作為雙方通信的握手信號，異步串口的通信頻率可設為921.6KHz、460.8KHz、115.2KHz或者57.6KHz等四種。速率可以通過(guò)設置OMAP5910的內部寄存器來(lái)改變，BRF6100的異步串口速率通過(guò)OMAP5910進(jìn)行設置。

由于OMAP5910和BRF6100都具有一個(gè)ARM核，雙方的實(shí)時(shí)時(shí)鐘信號可以使用共同的時(shí)鐘信號，從而保證雙方實(shí)時(shí)時(shí)鐘的一致，圖3中，由OMAP5910輸出32.768KHz的時(shí)鐘信號到BRF6100的SLOW_CLK引腳。32.768KHz信號由外接晶體提供，晶體的穩定性必須滿(mǎn)足雙方的要求，一般穩定性要求在50