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Bluetooth ASIC及其嵌入式應用

作者： 時(shí)間：2012-11-01 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏

4 Bluetooth基帶控制器MT1020結構特性

MITEL公司提供的MT1020符合Bluetooth基帶功能標準，完成基帶以及鏈路的管理與控制，包括SCO和ACL連接方式、差錯控制、物理層的認證與加密等。MT1020內部時(shí)鐘可以低至5MHz，內核供電電壓為2V，硬件解碼、支持DMA傳輸，這些特性使得MT1020具有超低功耗。MT1020由嵌入式微處理器和Bluetooth基帶外設組成（圖 3），其中基帶外設以最小的開(kāi)銷(xiāo)完成重要的Bluetooth操作，掛在向上集成模塊總線(xiàn)（UIMB）上，由總線(xiàn)接口、鏈路控制器、隊列管理器、緩沖RAM、音頻編解碼器等組成。其中總線(xiàn)接口完成微處理器與基帶外設之間的通信，基帶外設內各個(gè)模塊之間使用專(zhuān)門(mén)的BT總線(xiàn)傳送數據。鏈路控音頻編解碼器是一個(gè)雙全工的編解碼器，具有麥克風(fēng)和耳機驅動(dòng)器，其中的數字轉換器能夠進(jìn)行線(xiàn)性PCM、A律PCM、μ律PCM及連續可變斜率增量調制（CVSDM）之間的相互轉換?；鶐Э刂破鱉T1020包含一個(gè)嵌入式微處理器內核，來(lái)實(shí)現基帶及鏈路層的功能。嵌入式微處理器由32位RISC架構的ARM7TDMI中央處理單元、專(zhuān)用的模塊交互總線(xiàn)（IMB）和其他一些功能塊組成。 ARM7TDMI是一款性能優(yōu)異的嵌入式CPU、具有極快的運算速度和很低的功耗，利用其內部的 Thumb指令壓解器可支持16位指令碼，并支持擴展調試、快速乘法等功能、通過(guò)模塊交互總線(xiàn)與其他功能塊交換數據。其中外設控制器是MT1020A中內部總線(xiàn)與外部總線(xiàn)進(jìn)行通信的主要通道，支持動(dòng)態(tài)總線(xiàn)寬度，并能產(chǎn)生訪(fǎng)問(wèn)外設所需要的控制信號。串行I/O用來(lái)連接各種串行接口器件，例如與串行EEPROM、串行時(shí)鐘等器件接口。ARM7TDMI處理器接受兩種中斷請求，普通中斷請求和快速中斷請求，根據用戶(hù)所需要的優(yōu)先級，所有中斷都可設置成兩種類(lèi)型中的一種。中斷控制器能處理8個(gè)外部中斷和兩個(gè)內部中斷，外部中斷可被編程設置成電平觸發(fā)或沿觸發(fā)。為減少中斷響應的延遲時(shí)間，對每種類(lèi)型的中斷，中斷控制器能進(jìn)行硬件優(yōu)先級判斷，以加快中斷實(shí)時(shí)響應。 MT1020A提供兩個(gè)雙獨立32位定時(shí)器/計數器，與系統時(shí)鐘同步，可以在程序中輪詢(xún)，也可設置成溢出中斷，并能自行重裝。在DMA控制器中有兩個(gè)引擎，可以配置成一對，從而支持ARM7TDMI中任意兩個(gè)內存塊的DMA傳輸，也可以單獨使用。通用異步收發(fā)器接口形式為RS-232，支持硬件握手和XON/XOFF軟件協(xié)議，收發(fā)通道上各有一個(gè)緩沖器，可以在程序中輪詢(xún)，也可以使用中斷形式，其內部的波特率發(fā)生器用來(lái)產(chǎn)生需要的數據速率。系統存儲器掛在UIM總線(xiàn)上，MT1020有20KB的內部靜態(tài)RAM，用于程序變量的存儲，用戶(hù)需要外接一個(gè)外部Flash ROM來(lái)存儲Bluetooth鏈路控制和管理協(xié)議代碼及應用軟件棧。在MT1020的下一個(gè)版本中，將提供片上ROM來(lái)存儲用戶(hù)代碼，簡(jiǎn)化用戶(hù)設計、降低功耗。


5 Bluetooth ASIC電路系統的 接口

目前多數Bluetooth應用電路都是三芯片結構：無(wú)線(xiàn)射頻收發(fā)器ASIC、基帶控制器ASIC和內含Bluetooth軟件棧的程序存儲器Flash ROM。通過(guò)內外接口以及UART/PCM和USB與應用設備接口，構成Bluetooth設備。

Bluetooth ASIC電路系統接口如圖4所示，PH2401無(wú)線(xiàn)射頻收發(fā)器與 MT1020基帶控制器之間經(jīng)過(guò)內部接口，組成Bluetooth模塊。Bluetooth 模塊內部接口過(guò)程由串行口、數據口、輸入控制和輸出控制口完成，其中基帶和射頻ASIC之間的通信在串行口（SI）上實(shí)現，串行口由控制數據輸入（SI-CDI）、控制模式選擇（SI-CMS）、控制時(shí)鐘（SI-CLK）以及控制數據輸出（SI-CDO）等信號組成?；鶐Э刂破魍ㄟ^(guò)串行口對無(wú)線(xiàn)射頻收發(fā)器內部寄存器的讀寫(xiě)實(shí)現跳頻、調諧等控制，控制過(guò)程由SI-CLK （4MHz）上升沿時(shí)SI-CMS的輸入值來(lái)決定，SI-CMS及SI-CDI和SI-CDO的值將在SI-CLK的下降沿變化。指令寄存器（IR）的一個(gè)掃描周期在狀態(tài)信息下傳時(shí)開(kāi)始，即捕獲IR。串行接口的時(shí)序邏輯如圖5所示，串行接口在13MHz的系統時(shí)鐘SYS-CLK及POR-EXT為高電平時(shí)操作有效。


Bluetooth 模塊與電源控制、晶振、天線(xiàn)以及駐留協(xié)議棧的程序存儲器Flash ROM等的外部接口，即可向數據和語(yǔ)音設備提供全兼容的Bluetooth接口。其中Flash ROM采用Intel公司的28F800B3T120，與基帶控制器的接口由地址總線(xiàn)（EXT-AB）、數據總線(xiàn)（EXT-DB）、讀寫(xiě)以及片選等控制總線(xiàn)（EXT-CB）實(shí)現。Bluetooth 模塊通過(guò)UART/PCM和USB與應用設備之間進(jìn)行接口。


6Bluetooth嵌入式應用設計

由HT1020和PH2401等接口的Bluetooth電路系統提供高至HCI層的功能，向數據和語(yǔ)音設備提供全兼容的Bluetooth接口，因此可以很方便地構成Bluetooth設備。根據Bluetooth規范對無(wú)繩電話(huà)的協(xié)議要求，無(wú)繩電話(huà)實(shí)現協(xié)議棧如圖6所示。通過(guò)服務(wù)發(fā)現協(xié)議SDP，子機尋找通信范圍內所有Bluetooth設備信息和服務(wù)類(lèi)型，從而與無(wú)繩電話(huà)主機建立連接。

關(guān)鍵詞： Bluetooth ASIC PH2401

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