Bluetooth ASIC及其嵌入式应用

5 Bluetooth ASIC电路系统的 接口

目前多数Bluetooth应用电路都是三芯片结构：无线射频收发器ASIC、基带控制器ASIC和内含Bluetooth软件栈的程序存储器Flash ROM。通过内外接口以及UART/PCM和USB与应用设备接口，构成Bluetooth设备。

Bluetooth ASIC电路系统接口如图4所示，PH2401无线射频收发器与 MT1020基带控制器之间经过内部接口，组成Bluetooth模块。Bluetooth 模块内部接口过程由串行口、数据口、输入控制和输出控制口完成，其中基带和射频ASIC之间的通信在串行口（SI）上实现，串行口由控制数据输入（SI-CDI）、控制模式选择（SI-CMS）、控制时钟（SI-CLK）以及控制数据输出（SI-CDO）等信号组成。基带控制器通过串行口对无线射频收发器内部寄存器的读写实现跳频、调谐等控制，控制过程由SI-CLK （4MHz）上升沿时SI-CMS的输入值来决定，SI-CMS及SI-CDI和SI-CDO的值将在SI-CLK的下降沿变化。指令寄存器（IR）的一个扫描周期在状态信息下传时开始，即捕获IR。串行接口的时序逻辑如图5所示，串行接口在13MHz的系统时钟SYS-CLK及POR-EXT为高电平时操作有效。


Bluetooth 模块与电源控制、晶振、天线以及驻留协议栈的程序存储器Flash ROM等的外部接口，即可向数据和语音设备提供全兼容的Bluetooth接口。其中Flash ROM采用Intel公司的28F800B3T120，与基带控制器的接口由地址总线（EXT-AB）、数据总线（EXT-DB）、读写以及片选等控制总线（EXT-CB）实现。Bluetooth 模块通过UART/PCM和USB与应用设备之间进行接口。


6 Bluetooth嵌入式应用设计

由HT1020和PH2401等接口的Bluetooth电路系统提供高至HCI层的功能，向数据和语音设备提供全兼容的Bluetooth接口，因此可以很方便地构成Bluetooth设备。根据Bluetooth规范对无绳电话的协议要求，无绳电话实现协议栈如图6所示。通过服务发现协议SDP，子机寻找通信范围内所有Bluetooth设备信息和服务类型，从而与无绳电话主机建立连接。


语音呼叫的控制信令则在二元电话控制协议TCS Binary中定义。逻辑链路控制应用协议L2CAP向上层提供面向连接SCO和无连接ACL 的逻辑链路，传输上层协议数据。语音流不经过逻辑链路控制应用协议L2CAP，直接与基带控制器连接，使用连续可变斜率增益调制CVSD技术，以获得高质量的音频编码。Bluetooth无绳电话子机的基本电路结构如图7所示，其中MCU不仅完成对键盘、显示器的控制，而且实现TCS Binary、SDP和L2CAP协议，受话器和送话器直接与TM1020基带控制器连接，系统简洁、可靠，具有较高的性能价格比。对于不具备主机控制器接口HCI设备的 Bluetooth应用，如无线鼠标、无线耳机，可将Bluetooth上层协议逻辑链路控制和适配协议L2CAP 与低层协议共用同一嵌入式处理器核（图8）直接集成到设备中去。


7 结语

Bluetooth技术作为新型的短距离无线扩频通信技术，通过把各种语音和数字设备用无线链路连接起来，实现个人区域内信息交换与传输。 Bluetooth技术使蜂窝电话系统、无绳通信系统、无线局域网和互联网等现有网络增添新功能,使各类计算机、传真机、打印机等设备增添无线传输和组网功能，并广泛应用于家庭和办公自动化、电子商务、无线公文包和各类数字电子设备等场合。在具体的应用中，Bluetooth技术仍然有大量的技术细节问题需要解决，应时刻关注Bluetooth的最新进展，注意厂商推出的具有系统级应用经验以及所提供的应用帮助和开发工具。随着技术的发展和完善，Bluetooth技术必将对人们的生活和工作产生重大影响。