基于NIOS II的BCMO4藍牙通信模塊的設計

　　圖4 藍牙技術(shù)模塊的SOPC Builder上的配置圖

　　SOPC設計包括以32位NIOS Ⅱ軟核處理器為核心的嵌入式硬件配置、硬件設計、硬件仿真、軟件設計和軟件調試等。在SOPC Builder中定義了CPU、存儲器接口(FLASH和SDRAM)、標準外圍接口(藍牙接口)、三態(tài)橋、硬軟件程序下載口和定時(shí)器。

　　軟件設計

　　藍牙通信模塊的軟件設計主要集中在NIOS Ⅱ軟核的驅動(dòng)開(kāi)發(fā)和藍牙協(xié)議的轉換上。Altera公司提供了包括硬件抽象層中字符模式器件、定時(shí)器件、文件子系統、以太網(wǎng)器件、DMA器件和Flash 器件，并為每個(gè)器件提供一系列統一的初始化函數和訪(fǎng)問(wèn)函數接口。通過(guò)對這些接口的讀寫(xiě)，可完成NIOS Ⅱ軟核的驅動(dòng)開(kāi)發(fā)的開(kāi)發(fā)。

　　首先初始化藍牙模塊。藍牙模塊加載了各種協(xié)議層后并不能工作，還需要根據不同的硬件設計對模塊初始參數進(jìn)行設置。初始參數設置又稱(chēng)為PSK設置，可以通過(guò)BlueLAB集成開(kāi)發(fā)環(huán)境或者PS Key設置軟件來(lái)實(shí)現，圖5所示為PS Key設置界面。

　　圖5 PS Key設置界面

　　藍牙協(xié)議棧已固化在藍牙芯片中，所以在初始化藍牙模塊后，就可通過(guò)藍牙模塊對工業(yè)現場(chǎng)的其他無(wú)線(xiàn)設備進(jìn)行讀寫(xiě)，更新藍牙指令。以下程序是實(shí)現藍牙串口驅動(dòng)的所有函數指針。

　　小結

　　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，它以低成本的近距離無(wú)線(xiàn)連接為基礎，為固定與移動(dòng)通信設備的通信環(huán)境建立了一個(gè)特別連接的短程無(wú)線(xiàn)技術(shù)。藍牙技術(shù)具有低消費、低功耗、安全性高等特點(diǎn)。本設計在藍牙技術(shù)的基礎上，結合了嵌入NIOS Ⅱ軟核的CPU，采用SOPC技術(shù)，可裁減、可擴充、可升級，并具備軟硬件在系統中可編程的功能。FPGA芯片在藍牙通信模塊上的使用，使得通信模塊在可根據工業(yè)現場(chǎng)實(shí)際需要更改CPU的配置成為可能，方便日后系統的軟硬升級，延長(cháng)了通信模塊的使用壽命，為應付工業(yè)現場(chǎng)多變的環(huán)境提供了保證。