摘要：介紹了MITEL公司和PHILSAR公司共同推出的藍(lán)牙芯片組MT1020和PH2401的特性、結(jié)構(gòu)及其在藍(lán)牙無繩電話中的應(yīng)用。

    關(guān)鍵詞：藍(lán)牙芯片組 MT1020基帶控制器 PH2401無線收發(fā)器 藍(lán)牙系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 功能塊 藍(lán)牙無繩電話

1 關(guān)于藍(lán)牙

    “藍(lán)牙”是一項(xiàng)令人振奮的技術(shù),它利用微波取代傳統(tǒng)中錯(cuò)綜復(fù)雜的電纜,使家庭或辦公場(chǎng)所的移動(dòng)電話、便攜式計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、鍵盤、耳機(jī)及其它手持設(shè)備實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通,將人們從無數(shù)的連接電纜中解放出來,自由方便地構(gòu)成自己的個(gè)人網(wǎng)絡(luò)。有了藍(lán)牙,你甚至不用掏出你的移動(dòng)電話,就可以用PDA（個(gè)人數(shù)字助理）通過口袋中的移動(dòng)電話查閱新聞、訂票以及進(jìn)行其它電子商務(wù)活動(dòng),無拘無束、自由自在。這個(gè)由愛立信公司于1995年提出的概念已廣泛地為業(yè)界所接受,從SIG（藍(lán)牙特殊利益集團(tuán)）的成員就可以看出業(yè)界對(duì)它的重視程度。SIG的九個(gè)成員包括愛立信、諾基亞、摩托羅位、3COM、IBM、INTEL等,都是各自行業(yè)的“領(lǐng)導(dǎo)者”。目前,這一技術(shù)已經(jīng)有2000多家支持廠商。藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛,來自IDC的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè),到2005年全球圍繞移動(dòng)設(shè)備、桌面設(shè)備和其它設(shè)備將有40億藍(lán)牙產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用,具有極大的市場(chǎng)潛力。

    作為取代數(shù)據(jù)電纜的短距離無線通信技術(shù),藍(lán)牙支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及對(duì)多點(diǎn)的通信,它以無線方式將家庭或辦公室中的各種數(shù)據(jù)和語音設(shè)備聯(lián)成一個(gè)微微網(wǎng)（Piconet）,幾個(gè)微微網(wǎng)還可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)互聯(lián),形成一個(gè)分布式網(wǎng)絡(luò)（Scatternet）,從而在這些聯(lián)接設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)快捷而方便的通信聯(lián)系。藍(lán)牙的工作頻段為全球開放的2.4GHz ISM（工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段,由于就保證施行者可以毫無障礙地使用藍(lán)牙設(shè)備。由于ISM頻段是對(duì)所有無線電都開放的頻段,汽車、微波爐等將有可能成為其不可預(yù)測(cè)的干擾源,因此對(duì)藍(lán)牙特別設(shè)計(jì)了快速確認(rèn)和跳頻方案以確保連接的穩(wěn)定和數(shù)據(jù)保密。在目前公布的藍(lán)牙規(guī)范“Bluetooth V1.0”中,數(shù)據(jù)傳輸速率最大為721kbit/s,通信距離為10m,若加大發(fā)射功率,通信距離可達(dá)100m。

2 藍(lán)牙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    MT1020基帶控制器和PH2401無線收發(fā)器分別由MITEL公司和PHILSAR公司提供,兩者配合可構(gòu)成完整的低功耗的藍(lán)牙模塊,提供高至HCI（主機(jī)控制接口）層的功能。它們?cè)谒{(lán)牙系統(tǒng)中的位置如圖1所示。

    MT1020基帶控制器負(fù)責(zé)藍(lán)牙基帶部分的功能,完成基帶以及鏈路的管理,包括對(duì)SCO（同步）和ACL（異步）連接方式的支持、差錯(cuò)控制、物理層的認(rèn)證與加密、鏈路管理等;PH2401實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線接收和發(fā)送;虛線以上部分由用戶根據(jù)不同的應(yīng)用需求來實(shí)現(xiàn)。特別值得一提的是,在該藍(lán)牙模塊解決方案中,即將推出的改進(jìn)型基帶控制器MT1020B可提供20K的用戶ROM,使用戶可以利用其內(nèi)嵌的低功耗、高性能的32位ARM7TDMI內(nèi)核,從而簡(jiǎn)化用戶設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)最低楞耗、最高集成度的藍(lán)牙產(chǎn)品。

3 藍(lán)牙芯片組簡(jiǎn)介

3.1 MT1020的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各功能塊介紹

    MT1020由嵌入式微處理器和藍(lán)牙基帶外設(shè)組成,如圖2所示。在該芯片中,系統(tǒng)仙部時(shí)鐘可以低至5MHz、內(nèi)核供電電壓為2V、硬件解碼、支持DMA傳輸,所有這些使得該芯片具有超低功耗。

    3.1.1 基帶外設(shè)

    基帶外設(shè)以最小的開銷完成重要的藍(lán)牙操作,它掛在“向上集成模塊總線（Uintegration Module Bus）”上,由以下幾個(gè)功能塊組成。

    3.1.1.1 總線接口

    總線接口完成微處理器與基帶外設(shè)之間的通信,基帶外設(shè)內(nèi)各個(gè)模塊之間使用專門的BT總線傳送數(shù)據(jù)。

    3.1.1.2 鏈路控制器

    鏈路控制器與PH2401無線收發(fā)器接口,需要發(fā)送的數(shù)據(jù)在鏈路控制器中被裝配,加上同步字、幀頭以及CRC校驗(yàn)字,并且被白化,是否進(jìn)行加密可由用戶選擇;收到的數(shù)據(jù)由在此被解碼、檢錯(cuò)。

    3.1.1.3 隊(duì)列管理器

    隊(duì)列管理器完成緩沖RAM與鏈路控制器以及USB或串行主機(jī)與音頻接口之間的智能DMA傳輸。它能識(shí)別不同格式的藍(lán)牙數(shù)據(jù)包,并能進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。

    3.1.1.4 緩沖RAM

    專門用于存儲(chǔ)藍(lán)牙數(shù)據(jù)包和變量,容量為12K Byte。

    3.1.1.5 音頻編解碼器

    音頻編解碼器是一個(gè)全雙工的編解碼器,包括麥克風(fēng)放大器和耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器,其聽數(shù)字轉(zhuǎn)換器能夠進(jìn)行線性PCM、A律PCM、μ律PCM及CVSD（連續(xù)可變斜率增量調(diào)制）之間的相互轉(zhuǎn)換。

    3.1.2 嵌入式微控制器內(nèi)核