針對短距離藍牙多媒體數據傳輸終端的設計

藍牙多媒體可視移動(dòng)終端實(shí)際足一款基于藍牙的多媒體手機，通過(guò)藍牙實(shí)現約20幀/s的動(dòng)態(tài)圖象和語(yǔ)音同步近距離傳輸。他帶有TFT LCD、130萬(wàn)象素攝像頭、64和弦MIDI、藍牙芯片及GPRS模塊，以Motorola的MXL為主處理器，經(jīng)過(guò)MPEG一4動(dòng)態(tài)圖象壓縮標準和G．729語(yǔ)音標準來(lái)對圖像和語(yǔ)音進(jìn)行編碼同步傳輸。

2整體設計方案

藍牙多媒體可視移動(dòng)終端硬件部分主要由處理器、攝像頭、音頻編解碼器、和弦鈴聲芯片、存儲器、SD卡、鍵盤(pán)、藍牙模塊、GPRS模塊和LCD組成，其總體結構框圖如圖1所示。

硬件主要器件選擇時(shí)主要考慮了手機的性能、功耗、成本、可靠性、電磁兼容性和外形尺寸等各方面因素。處理器是核心，主要完成對整個(gè)手機的控制、信號轉換、編解碼等功能及人機接口。藍牙/GPRS模塊相當于射頻部分，他實(shí)現射頻信號的調制/解調、接收和發(fā)射。

圖2是多媒體手機數據流程圖。

語(yǔ)音經(jīng)麥克風(fēng)接收，到語(yǔ)音編解碼器中進(jìn)行模/數轉換，然后通過(guò)IIS接口進(jìn)入處理器，在處理器中對數字語(yǔ)音信號進(jìn)行編碼處理。處理器專(zhuān)門(mén)有一個(gè)攝像頭接口與攝像頭相接，攝像頭進(jìn)來(lái)的數據信號經(jīng)處理器根據MPEG-4協(xié)議進(jìn)行編碼壓縮，壓縮后的圖像數據和遵循G．729協(xié)議編碼后的語(yǔ)音數據進(jìn)行同步復用，然后經(jīng)過(guò)藍牙模塊發(fā)射出去。

反過(guò)來(lái)也一樣，經(jīng)藍牙天線(xiàn)接收來(lái)的信號經(jīng)解復用、解同步、解壓縮、解碼和數模轉換成相應的語(yǔ)音和圖像媒體流分別在揚聲器播出和LCD上顯示出來(lái)。

3主要模塊介紹及設計

3．1 多媒體處理器

多媒體手機的核心器件是處理器，處理器選用Motorola的MC9328MXL，該處理器有集成度高、功能強大、多媒體處理能力強等優(yōu)點(diǎn)，特別是內部集成MPEG-4的視頻加速器，能對運算量要求大的圖像處理部分進(jìn)行硬件處理。該處理器內核是ARM9，帶有的主要外設有：MMA多媒體加速器、LCDC控制器、外掛Memory控制器和USB控制器。提供的主要接口有：接攝像頭的Videoport、接GPRS和藍牙的UART、接語(yǔ)音編解碼器的SSI/IIS，MMC/SD接口、I2C接口及USB接口等。

3．2存儲器分析

由于處理器要對動(dòng)態(tài)圖象進(jìn)行實(shí)時(shí)處理存儲，所以對RAM和FLASH的速度和容量性能要求較高。綜合考慮這些因素選擇用32位256 Mb的SDRAM和32位128 Mb的NOR-FLASH。選32位主要是為了運行速度方面的考慮，選NOR-FLASH是為了存儲程序，并且上電時(shí)自動(dòng)運行在BOOT里面的程序。

3．3攝像頭接口分析

MXL處理器提供攝像頭接口(CSI)，他能對Sensor出來(lái)的YUV信號進(jìn)行處理，主要有以下性能：

(1)可設置接口模式直接接Motorola和其他常用的攝像頭；

(2)8 b數據端口，支持YUV或Bayer-RGB數據輸入；

(3)有存儲圖像數據的32*32 FIFO，支持ARM920T的數據讀和DMA數據脈沖傳送到系統內存；

(4)有單獨的中斷源去中斷控制可屏蔽的攝像頭中斷源：幀開(kāi)始、FIFO滿(mǎn)和FIFO過(guò)載；

(5)輸出給攝像頭的主時(shí)鐘頻率可設置；

3．4 LCD控制器

(1)MXL處理器集成LCD控制器，他提供與LCD直接相接的RGB接口，下面是他的主要性能：

(2)支持單屏黑白/彩色LCD和自動(dòng)刷新的LCD；支持4／8／12 bpp的靜態(tài)圖像；支持4／8／12 bpp的TPLCD；支持8 b表示的256色顯示和12 b表示的4 096顯示；

(3)支持16 bpp的64 k彩色；

(4)接口支持黑白或彩色的16／12／8／4／2 b寬度的LCD數據總線(xiàn)；

(5)能直接接SHARP 320×240 HR-TFT盤(pán)；

(6)顯示時(shí)可以共享系統內存；

(7)對顏色硬件指針和背景間進(jìn)行操作；

(8)8 b的脈寬調制器用來(lái)軟件對比控制；

(9)根據處理器LCD控制器性能，我們要選RGB接口的LCD。

3．5語(yǔ)音編解碼器

處理器帶有標準的SSI接口，也可設置為IIS接口A(yíng)UDIO CODEC一般都是接標準的IIS接口。在處理器中用G．729協(xié)議對語(yǔ)音處理，這要求選的AUDIO CODEC必須是線(xiàn)性PCM 16位編解碼，并且希望編解碼器能帶有MIC和SPEAKER等接口。

3．6 藍牙模塊

藍牙部分相當于射頻部分，用模塊實(shí)現，直接接在處理器的USB口，實(shí)現對處理后的混合數據流的發(fā)射和部信號的接收。

藍牙硬件模塊由藍牙協(xié)議棧的無(wú)線(xiàn)收發(fā)器(RF)、帶控制器(BC)和鏈路管理層(LMP)組成。藍牙基帶控器是藍牙硬件模塊的關(guān)鍵模塊。他主要由微處理器、存器、接口電路、電源管理與時(shí)鐘電路等組成。無(wú)線(xiàn)收發(fā)器是藍牙設備的核心，任何藍牙設備都要有無(wú)線(xiàn)收發(fā)器實(shí)現藍牙的無(wú)線(xiàn)功能，與基帶模塊進(jìn)行數字通信。他由鎖相環(huán)、發(fā)送模塊和接收模塊等組成。發(fā)送部分包括一個(gè)合器，且直接使用壓控振蕩器調制(VCO)；接收部分包括頻器、中頻器放大器、鑒頻器以及低噪音放大器等。

3．7 電源管理

利用GPRS模塊中帶有的充電電路對鋰電池進(jìn)行充電。充電電池選用1 000 mAh鋰電池，能達到待機約80h通話(huà)3 h。手機中要用到的供電電源有：MXL處理器I/O3．0 V／最大電流250 mA，MXL處理器內部數據部分1．8 V／最大電流20 mA，SDRAM和FLASH3 V／最大電流320 mA和70 mA，ALadio codec：3 V／最大電流100 mA，MIDI 3 V／最大電流420 mA，Bluetooth 1．8 V／最大電流80 mALCD 3 V／最大電流30 mA和Sensor 2．5 v／最大電流 20 mA，LCD背光燈5 v／最大電流50 mA。

故選用下列LDO實(shí)現：3．0 V／800 mA LDO供電MXL、SDRAM和Flash，3．O V／800 mA LDO供電Codec MIDI和LCD，2．5 V／150 mA LDO供電Sensor，1．8 V/150 mA LDO供電MXL數字部分，l.8 V／150 mA LDO供電Bluetooth，5 V DC／DC供電LCD背光燈。

3．8測試設計

MXL 上有專(zhuān)門(mén)的DEBUG接口部分，設計時(shí)引出接口作MultICE調試用。另外專(zhuān)門(mén)將UARTl口引出，作為串口調試用。還引出了一些需要測試的點(diǎn)，作為調試時(shí)測試。

4結語(yǔ)

本文是針對短距離多媒體數據傳輸終端的設計，主要采用藍牙為射頻模塊，實(shí)現短距離的音頻和視頻圖像的傳輸，當數據帶寬在移動(dòng)網(wǎng)中進(jìn)一步增長(cháng)后，把本設計中的GPRS模塊換成3G產(chǎn)品中的某一模塊，再采用相應的編碼調制方式即可實(shí)現多媒體數據長(cháng)距離的無(wú)線(xiàn)通信。