BC5-MM在车载蓝牙设备中应用电路设计

　　蓝牙是一种短距离内语音及数据通信的无线技术。较其他无线协议，蓝牙标准更完善，定义了各种应用的实现规范．保证设备间的互操作性，其应用及开发日益广泛。这里采用Bluecore5-MM（简称BC5-MM）设计一款车载蓝牙设备。首先介绍BC5-MM的器件特性、车载蓝牙设备 的蓝牙子系统硬件结构和RF部分的电路设计，然后从单芯片开发方式、通信的实现机制和UART通信等方面详细介绍BC5-MM特定软件的开发和实现。

　　车载蓝牙设备采用BC5-MM+32位外部嵌入式处理器的双处理器结构设计，实现USB音乐播放、蓝牙免提、蓝牙流媒体音乐播放、电话簿同步下载等功能。其中BC5-MM的关键特性如下：（1）以单芯片形式集成蓝牙系统的射频和基带控制、RISC结构的16位MCU和性能高达64 MI／s；的Kalimba DSP。其中MCU实现蓝牙协议栈和应用软件，DSP实现音频和语音处理以及流媒体音乐文件的编解码。（2）独立的音频输入输出系统，内置麦克风偏置电路，并具备一定的音频输出驱动能力。（3）无线发射功率达+8 dBm，接收灵敏度-90 dBm，无需外部放大器，只需印刷电路板天线便可满足蓝牙射频规范Class 2要求，通讯距离达10 m。（4）具有USB、I2C、SPI、UART等多种接口，外接外部主控制器实现复杂应用。其中BC5-MM和主处理器通过UART进行通信，SPI接口用于BC5-MM程序调试、下载以及关键PSKEY属性设置。（5）内置LD0（低压差线性稳压器）可由外部3．3 V的电压生成1．8 V和1．5 V两种电压，其中，1．8 V主要为I／O口供电，1．5 V主要为内核供电，从而简化电路设计。图2为蓝牙RF子系统电路设计，由于BC5-MM内部集成蓝牙Modem，只需外接滤波器和天线便能实现RF子系统 电路设计。这里，滤波器选用DBF81F104，该器件是SOSHIN专为蓝牙通信的可靠性。选用5 ppm的高性能RF晶体振荡器，并调整设置BC5-MM的关键PSKEY-Crystal Trim值，控制初始载波偏移在很小范同内，保证蓝牙手机能够搜索到设备并将其配对连接。

　　单芯片开发方式

　　BC5-MM有两种开发方式：一种是将BC5-MM作为蓝牙基带传输器件，协议栈及应用软件全部由外部主处理器实现；另一种是将BC5-MM作为蓝牙单芯 片，实现协议栈及部分应用软件，通过与外部主处理器的通信来综合完成相关应用。本设计选用后一种开发方式，BC5-MM的软件开发在CSR公司提供的 Roadtunes-SDK上进行，该Roadtunes-SDK提供完成的协议栈和剖面库，车载应用的软件解决方案，以及虚拟机VM，用于单芯片方式的 嵌入式开发。在该解决方案的基础上开发软件，其应用包括免提通话、信号强度、电池电量及短信提示、流媒体音乐播放及远程控制、读取蓝牙播放器音乐的 TAGID3、来电铃声提示、下载蓝牙手机内的电话簿、自动连接等。下面从通信的实现机制和UART通信方面论述相关机制原理和开发。

　　UART通信

　　由于BC5-MM处理器资源有限，可实现简单应用，但复杂应用则须借助外部处理器。这里选用BC5-MM+外部主处理器。这种架构采用UART通信实现处理器之间的交互，综合完成相关应用。UART通信协议包括底层传输和应用两部分协议。其中传输协议定义了帧格式并选择合适的校验机制和错误处理机制，帧格式为：帧头 （0x55+0Xaa）+id（标示该帧的含义）+dlc（数据场长度）+data（数据场）+checksum（16位算术校验和）。按照帧格 式，UART驱动程序组合帧发送和解析接收数据帧，组合帧较简单，解析帧按照帧结构定义相应状态以状态机的概念解析ID和数据。

　　应用协议首先按照具体应用定义相应信号，然后将各个信号在帧内组合封装，状态量和控制量是以位信号形式定义，来控制帧长度。应用协议的制定与特定应用密切相关，需要针对特定应用定义相应的交互方式介绍蓝牙子系统结构设计及BC5-MM器件特性。从单芯片开发方式、通信的实现机制和UART通信方面阐述BC5-MM软件设计特性及实现方法，从而为那些采用BC5-MM开发的工程师提供设计参考和借鉴。