藍牙無(wú)線(xiàn)耳機設計及VxWorks移植方法

　　藍牙耳機是一種無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音傳輸技術(shù)，是基于耳機在無(wú)線(xiàn)技術(shù)方面的延伸。它是相配于藍牙技術(shù)而進(jìn)入多媒體個(gè)人區域網(wǎng)絡(luò )的。隨著(zhù)藍牙技術(shù)的日趨完善和藍牙產(chǎn)品市場(chǎng)占有率逐漸提升，藍牙耳機在技術(shù)上也將不斷得到改進(jìn)，使之成為個(gè)人多媒體區域網(wǎng)絡(luò )的主要配套產(chǎn)品。藍牙耳機的應用范圍除了手機以外，PDA、無(wú)繩電話(huà)應用、汽車(chē)免提工具、電話(huà)終端等，也是藍牙耳機發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢的應用領(lǐng)域。本文設計的藍牙耳機支持藍牙規范1.2版本，傳輸距離達10 m，傳輸速率達723.2 kb/s，并且具有低功耗和(幾乎)無(wú)輻射等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)勢。

　　1 藍牙技術(shù)

　　藍牙作為一種低成本、短距離的無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)標準，是由Ericsson、IBM、Intel、Nokia和Toshiba五家公司共同倡導的一種全球無(wú)線(xiàn)技術(shù)標準，是一種無(wú)線(xiàn)數據與語(yǔ)音通信的開(kāi)放性全球規范。它以低成本的短距離無(wú)線(xiàn)連接為基礎，為固定設備與移動(dòng)設備通信環(huán)境建立一個(gè)特別連接。其實(shí)質(zhì)是建立通用的無(wú)線(xiàn)空中接口及其控制軟件的公開(kāi)標準，實(shí)現設備問(wèn)的電纜替代。

　　藍牙技術(shù)規范包括協(xié)議和應用規范兩個(gè)部分。協(xié)議定義了各功能元素各自的工作方式，整個(gè)藍牙協(xié)議體系結構分為4層，即核心協(xié)議層、線(xiàn)纜替代協(xié)議層、電話(huà)控制協(xié)議層和采納的其他協(xié)議層;應用規范則闡述了為了實(shí)現一個(gè)特定的應用模型，各層協(xié)議間的運轉協(xié)同機制。較典型的應用規范有撥號網(wǎng)絡(luò )、耳機(headset)、局域網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)和文件傳輸等。藍牙耳機的協(xié)議棧原理如圖1所示。

　　2 硬件設計

　　硬件電路信號處理與控制部分采用Zeevo公司的基于A(yíng)RM7的音頻處理器ZV4301。ZV4301處理器是在一個(gè)單芯片收發(fā)器上加入一個(gè)集成RF、數字信號處理、通信處理和運算及控制處理功能的48 MHz APM7微處理器，片外擴展閃存，以實(shí)現需要技術(shù)和高度最佳化的音頻處理。

　　編解碼芯片采用飛利浦公司的UDAl380音頻芯片。UDAl380是一顆專(zhuān)為便攜式產(chǎn)品所設計的單芯片立體聲音頻編解碼器，可以提供立即可用的先進(jìn)音頻功能。這顆音頻編解碼器具有24位數據路徑、多重時(shí)鐘支持、DC偏移消除、支持多重數據格式以及數字靜音檢測等集成功能。本設計中，UDAl380利用與微控器接口作音控處理.并利用L3接口來(lái)控制音量。

　　3 I2S總線(xiàn)

　　本設計在硬件電路上使用基于I2S總線(xiàn)的音頻系統體系結構。I2S(Inter-IC Sound bus)是飛利浦公司提出的串行數字音頻總線(xiàn)協(xié)議。

　　I2S總線(xiàn)只處理聲音數據，其他信號(如控制信號)必須單獨傳輸。為了使芯片的引腳盡可能少，I2S只使用了三根串行總線(xiàn)。這三根線(xiàn)分別是：提供分時(shí)復用功能的數據線(xiàn)(SD)、字段選擇線(xiàn)(聲道選擇WS)、時(shí)鐘信號線(xiàn)(SCK)。

　　此設計中采用電源統一供電，ZV4301作為主設備，UDAl380作為從設備。ZV4301使用3個(gè)通用I/O口來(lái)模擬I2S總線(xiàn)。其讀寫(xiě)I2S總線(xiàn)的數據主要包括以下幾個(gè)函數;

　　word_selection(); //字選擇函數

　　serial_clock(); //時(shí)鐘信號函數

　　serial_data(); // 串行數據函數

　　shift_register(); //寄存器移位函數

　　4 軟件設計

　　VxWorks操作系統是美國WindRiver公司于1983年設計開(kāi)發(fā)的一種嵌入式實(shí)時(shí)操作系統。良好的持續發(fā)展能力、支持多種硬件環(huán)境、高性能的內核以及友好的用戶(hù)開(kāi)發(fā)環(huán)境，使之成為所有獨立于處理器實(shí)時(shí)系統中最具特色的操作系統。

　　在該設計中，軟件協(xié)議全部下載到藍牙設備內核處理器的外置閃存中，操作通過(guò)人機接口控制?；?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/VxWorks">VxWorks的軟件編寫(xiě)工作主要包括：BSP包的改動(dòng)、程序的編寫(xiě)和操作系統的裁減。由于VxWorks的高度靈活性，可以很容易地對這一操作系統進(jìn)行定制或作適當開(kāi)發(fā)，來(lái)滿(mǎn)足系統的實(shí)際應用需要。BSP包的改動(dòng)指根據目標硬件實(shí)際配置修改系統的配置參數宏(MAC-RO)，主要修改config.h、makefile.h、bspname.h文件。